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Production des eaux de process : des évolutions à venir ?

29 avril 2022 Paru dans le N°451 à la page 25 ( mots)
Rédigé par : Patrick PHILIPON

Grands consommateurs d’eau, les industriels ont des exigences de qualité nécessitant des traitements poussés. Tout est possible techniquement parlant, dans un cadre réglementaire qui donne de premiers signes d’évolution.

La plupart des branches industrielles consomment de fortes quantités d’eau dans leur procédé même. Quelle qu’en soit la source (eau de forage ou de rivière, réseau municipal voire recyclage), cette eau doit répondre à des critères de qualité très stricts. Il en va de même, d’ailleurs, pour les eaux destinées à la production de vapeur ou au refroidissement (déminéralisation, absence de silice, surveillance bactériologique), usages que l’on peut difficilement assimiler à de simples “utilités” comme le lavage des sols… Dès lors, quelles sont les technologies disponibles pour la production de ces eaux ? Les contraintes réglementaires sont-elles en train de “bouger” ? Tour d’horizon d’un paysage sans grande nouveauté mais en constante évolution.

Quelques nouvelles tendances

Le marché reste inchangé dans ses grandes lignes tant en termes de cadre réglementaire que de technologies disponibles. Quelques évolutions partielles se font cependant jour. Tout d’abord l’Union européenne a révisé sa directive sur les eaux destinées à la consommation humaine. La nouvelle version,1 dite 2020/2184, devient plus stricte sur certains composés chimiques. Une régulation attenante2 concerne en particulier les chlorates, désormais très limités dans les aliments pour bébés, entre autres produits alimentaires. « Ce sont des sous-produits du traitement à l’eau de javel, qu’utilisent beaucoup de collectivités pour désinfecter leur eau potable. Les industriels de l’agroalimentaire qui produisent leur eau de process à partir du réseau municipal doivent donc mettre en place de nouveaux traitements, à base d’osmose inverse basse pression (OIBP) ou de résines échangeuses d’ions car les chlorates sont insensibles aux procédés conventionnels de type charbon actif » affirme Salvador Pérez, gérant de Chemdoc Water Technologies.
Exemple d’unité containerisée spécialement développée par Suez-Water technologies & Solutions pour l’abattement des chlorates dans l’eau ingrédient en industrie agroalimentaire.

« A titre d’exemple, dans une compote de fruits pour bébé, plus de 70 % des chlorates présents dans le produit fini peuvent provenir de l’eau ingrédient utilisée dans le process de fabrication. Il est donc impératif d’introduire une étape d’abattement en amont de ce process. Très focalisées sur cet enjeu sanitaire des industriels de l’agroalimentaire, nos équipes ont développé depuis 2 ans une solution membranaire spécifique, permettant d’abattre jusqu’à 98 % des chlorates dans l’eau ingrédient, et répondant aux exigences de la norme CE 1935/2004. Trois unités containerisées ont ainsi déjà été déployées en France en 2021 et d’autres projets sont à l’étude. Il faut également garder en tête qu’il est possible de travailler ce sujet plus en amont, en passant sur des technologies de désinfection entrée site peu ou pas génératrices de chlorates, comme le chlore gazeux. On a alors une réduction voire suppression des chlorates à la source, mais pour cela l’industriel doit avoir la main sur la désinfection amont et ne pas dépendre des collectivités ou distributeurs d’eau » explique Philippe Bonnat, responsable du service Equipement chez Suez-Water Technologies & Solutions.

Maîtrisant toutes les technologies, Aquaprox I-Tech peut concevoir et installer des chaînes de production d’eau pour divers secteurs. Ici une installation de déminéralisation sur résine, avec un prétraitement, pour un énergéticien.

Autre tendance, signalée par Laurent Moncho, responsable commercial France de Waterleau : la montée en puissance de la location. « Les clients évitent d’investir eux-mêmes et se tournent vers des solutions de location, voire de “water as a service”. Ils externalisent ainsi les risques, mais c’est peut-être aussi lié au fait que les solutions membranaires demandent un personnel plus formé » constate-t-il. Waterleau s’est donc mis en mesure de fournir des solutions complètes “ hors les murs” pouvant aller bien au-delà des classiques skids ou conteneurs. Cela implique tout de même certaines contraintes. « Nous n’allons pas investir dans une unité d’électrodéionisation (EDI) pour la louer quelques mois : les contrats doivent avoir une certaine durée » souligne Laurent Moncho. « D'où l'intérêt d'accompagner les industriels par des prestations de service (contrat, installation connectée...) qui permettent d'optimiser la disponibilité et l'OPEX des installations mises en œuvre » poursuit Yann Mocaer responsable département traitement d'eau chez BW.

Classiquement, les industriels utilisent des eaux “naturelles” (de forage ou de rivière), de l’eau potable du réseau ou, de plus en plus, des eaux de recyclage. Cependant, là aussi, Laurent Moncho discerne une nouvelle tendance : l’utilisation d’eaux de canaux comme ceux du Canal de Provence ou de BRL. « Pour attirer les industriels, des régions mettent à disposition les eaux, non potables mais déjà prétraitées, des grands canaux. Elles nécessitent cependant des traitements supplémentaires sur site pour des applications aussi exigeantes que les process ou les TAR et circuits de refroidissement. Nous proposons en général une combinaison d’ultrafiltation (UF) et OIBP puis, si l’on veut aller plus loin, un polissage par résine ou EDI » explique-t-il. Waterleau étudie actuellement plusieurs projets de ce type dans la région de Dunkerque, utilisant l’eau du canal de Bourbourg.

Technologies : toutes les options sont sur la table

Deux types d’acteurs se partagent le marché : d’une part les spécialistes d’une certaine technologie - membranes par exemple comme Dupont Water Solutions, Lanxess ou Pentair -, d’autre part les généralistes qui “piochent” dans tout ce qui est disponible pour réaliser la solution adaptée à chaque site, en fonction de la qualité de l’eau brute et des contraintes du process. Aquaprox I-Tech, Babcock Wanson, Chemdoc Water Technologies, Elmatec, Mascara NT, Nalco Water, Suez-Water Technologies & Solutions ou encore Veolia Water Technologies figurent par exemple parmi ces derniers. « Veolia Water Technologies analyse les besoins et propose les solutions et services adaptés à chacun d'eux. Qu'il s'agisse de traitement pré ou post process, nos experts mettent en place des technologies efficaces, en gardant toujours en perspective la philosophie “Réduction, Réutilisation, Recyclage” », précise Jean-Claude Celani, expert Eaux de Process. « Un maillage d'agences locales assure en France les prestations de bout en bout : étude de faisabilité, installation et mise en route de nouvelles unités de production, amélioration des installations existantes, assistance à l'exploitation, service après-vente ». « Disposant de toutes les briques technologiques, nous pouvons répondre aux besoins de tous les marchés industriels. Depuis deux ans nous sommes présents en cosmétique et pharmacie. Nous travaillons de plus en plus régulièrement sur des installations de production d'eau de process à partir d'effluents récyclés » souligne Thomas Féron, directeur général délégué d’Aquaprox I-Tech. En témoignent les dernières réalisations de la société. On peut citer une unité de production d’eau industrielle pour un site pharmaceutique, à partir d’eau de forage. La chaîne comprend filtration, déferrisation, démanganisation et adoucissement sur résine. Pour alimenter les chaudières à moyenne pression d’un site sidérurgique, Aquaprox I-Tech a choisi l’osmose inverse double passe. « Nous sommes historiquement spécialistes de la déminéralisation sur résine, qui demande une vraie expertise » insiste toutefois Thomas Féron. La société a d’ailleurs récemment fourni plusieurs grosses “déminées”.
Osmoseur dans un laboratoire cosmétique. Hydrobios a installé cette petite unité (320L/h à 15 °C) incluant une ultrafiltration puis une osmose inverse et un lissage de finition sur lit de résines mélangée dans un laboratoire cosmétique. Elle fournit une eau à moins de 0,1 µs.

Rendement hydraulique, consommation énergétique, ces considérations prennent de l’importance actuellement. Beaucoup d’acteurs soulignent pourtant la continuation de la dynamique en faveur de l’OIBP pour éviter les rejets de produits chimiques dans l’environnement, d’autant que la consommation énergétique et le rendement hydraulique s’améliorent sans cesse. « Cela fait quelques années que les industriels changent de technologie, passant de la filtration sur média et les résines, plus la chloration, vers des applications sans produits chimiques à base de membranes » affirme ainsi Salvador Pérez, dirigeant de Chemdoc. « Le rendement hydraulique de l’OIBP, de l’ordre de 75 à 90 %, est certes inférieur à celui de la résine (plus de 95 %) mais il faut prendre du recul et considérer l’ensemble du site. Le concentrat d’osmose peut en effet souvent trouver une application ailleurs dans l’usine. Il arrive même que nous dégradions volontairement le rendement pour obtenir un concentrat “pas trop concentré”, utilisable pour le nettoyage des sols, etc. » ajoute-t-il. « On peut aussi passer par une étape de concentration du concentrat de l’osmoseur principal, permettant de réduire encore le rejet final. Pour cela on utilise un concentrateur membranaire, qui va nous permettre de travailler le 1er concentrat et renvoyer ainsi en tête d’installation principale 60 % de ce flux qui aura retrouvé une qualité industrielle. Ce type d’équipement induit évidemment un CAPEX supplémentaire, mais peut être éligible à des subventions de l’agence de l’eau lorsqu’il est positionné sur une installation déjà existante. On porte alors le taux de conversion global à 90 % voire plus » rajoute Philippe Bonnat, Suez-Water Technologies & Solutions.

Ayant acquis la société triogen®, Bio-UV Group est désormais en mesure de proposer des générateurs d’ozone comme ce 03 Flex, très utilisé dans l’industrie aquacole.

« Quant à la consommation énergétique censément supérieure, ce n’est plus vrai aujourd’hui. Un osmoseur à basse pression (de 4 à 8 bars) ne consomme pas plus qu’un échangeur d’ions qui a des ruptures de charges » affirme Salvador Pérez. Ce sur quoi renchérit Christophe Le Coq, gérant d’Hydrobios. « Les “petits” osmoseurs consomment au maximum un kilowatt. Pour les volumes plus importants, on choisit des pompes à étages, des régimes de démarrage lent : tout cela a évolué vers une moindre consommation » détaille-t-il.

« Le développement de nouvelles générations de membranes telles que DuPont FilmTec™ Prime RO contribue encore davantage à équilibrer la demande énergétique avec l'obtention d'une qualité d'eau constante, nécessaire au processus industriel. Les clients n'ont plus à choisir entre des solutions d'eau performantes et durables. Ils seront en mesure de gérer leurs opérations de manière efficace, fiable et durable tout en se conformant à une législation de plus en plus stricte », déclare Blanca Salgado, Global TS&D Leader DuPont Water Solutions.

Laurent Moncho (Waterleau) confirme la tendance des industriels à se tourner vers les membranes, pourtant plus chères à l’achat. « Ces derniers mois nous voyons une remise en question de la lecture purement financière des choix d’investissement. Les résines, certes moins chères, rejettent des acides et de la soude dans l’environnement, or les industriels sont de plus en plus contraints à ce sujet. Cela relance les technologies membranaires, éventuellement avec un petit polissage sur résine à la fin. La technologie la moins chère n’est pas forcément la meilleure » affirme-t-il. D’autant que, pour répondre aux objections sur le rendement hydraulique, Waterleau a un argument à mettre en avant : son osmoseur à recirculation Exsel® HR-RO. « Cet osmoseur à un étage fonctionne en boucle fermée : le concentrat est réinjecté en tête. Évidemment sa concentration augmente avec le temps. Régulièrement, on purge le concentrat et on recommence. Au total, le rendement peut atteindre 95 %, un avantage lorsque l’eau est chère ou rare » explique Laurent Moncho. C’est ce système que Waterleau a récemment installé pour fournir l’eau d’une grande brasserie irlandaise. La technologie est basée sur la technologie brevetée CCRO de Dupont Water Solutions.

Polymem utilise des unités Gigamem®, à base de membranes Neophil®, pour une chaîne d’ultrafiltration suivie d’une OIBP, afin de purifier l’eau de recyclage de Circuit Foil, un industriel luxembourgeaois fabricant des feuilles de cuivre pour la microélectronique.

Le cœur de métier de Chemdoc Water Technologies est la production d’eaux déminéralisées pour les process industriels, dans des secteurs comme la pharmacie, l’énergie, l’agroalimentaire ou, plus récemment, la production d’hydrogène (dont les électrolyseurs demandent une eau très pure). « Pour nous le basculement est opéré : nos solutions sont 100 % membranaires et électrochimiques. Par exemple l’OIBP suivie d’un contacteur membranaire – une membrane qui sépare les gaz, souvent du CO22 ou de l’O2, de manière beaucoup plus efficace que le stripping et sans risque de contamination » souligne Salvador Pérez. La finition peut se faire avec une EDI, qui elle-même n’est plus à proprement parler une technologie nouvelle. « Pour nous, depuis trois ans, elle a remplacé les lits mélangés de résines. Elle permet, sans produit chimique, de fournir des eaux répondant aux plus hautes exigences, de façon continue et sans régénérants. Nous en déployons en pharmacie » ajoute-t-il. Sur le site du groupe Roquette, un leader mondial des ingrédients d’origine végétale, près de Béthune, une combinaison OIBP -EDI, signée Chemdoc Water Technologies, a ainsi été mise en place dans certains ateliers dédiés au secteur pharmaceutique. Salvador Pérez souligne un autre aspect particulier de l’industrie pharmaceutique : « au-delà des technologies employées, le cahier des charges est très exigeant en termes de gestion de la qualité, de matériaux employés. Cela restreint la liste des acteurs capables de répondre à de telles exigences ».

Un autre exemple de ce basculement vers des filières de traitement sans utilisation de produits chimiques est le process choisi et validé sur l’usine d’incinération des déchets à Fos sur mer. L’eau alimentant les chaudières de production de vapeur à haute pression doit être complètement déminéralisée et de très faible conductivité (cible 1 uS/cm et 20 ppb de silice). A ce titre, l’eau de surface locale qui dispose d’une turbidité inférieure à 10 NTU et d’une dureté aux alentours de 30 degrés français subit les étapes de traitements suivants : traitement de la turbidité via modules d’ultrafiltration dizzer® L, déminéralisation via membranes d’osmose inverse à haute réjection FilmTec™ BW30-HR-440, adoucissement via résine échangeuse d’ions DuPont™ AmberLite® HPR1200, dégazage CO2 via contacteur à membrane DuPont™ Ligasep™ LDM-120-HS et enfin abattement total de la conductivité via DuPont™ électrodéionisation EDI-310. « Il s’agit d’un projet phare du fait qu’il combine les multiples technologies (ici au nombre de cinq) proposées par le groupe DuPont et nous sommes fiers d’être en partenariat avec Chemdoc sur ce projet » explique Antoine Leroux, responsable comptes clients chez DuPont Water Solutions. « Ce type d’approche multi-technologies avec des produits de haute qualité fournis par un seul fournisseur offre au client une grande flexibilité et rend le fonctionnement plus aisé via une solution élégante. Sans oublier l’approche développement durable car le process n’utilise pas de produits chimiques dans le circuit principal. Il s’agit d’un projet clé dans le segment des eaux industrielles utilitaires qui renforce notre position comme fournisseur incontournable dans un marché en pleine expansion », résume Blanca Salgado.

Waterleau propose Exsel® HR-RO, une technologie d’osmose inverse basse pression à recirculation du concentrat, ce qui permet d’atteindre une rendement hydraulique très élevé. Ici cette solution a récemment été installée pour fournir l’eau d’une grande brasserie irlandaise.

Bien que lui aussi généraliste, Hydrobios est de plus en plus amené à utiliser, au moins en fin de filière, de l’osmose inverse. « Nous répondons à chaque demande spécifique par une solution sur mesure. Ce n’est donc pas systématiquement de l’OIBP. Il y a aussi tout l’aval : déferrisation, adoucisseur, injection… Mais in fine nous mettons de plus en plus souvent de l’OIBP » admet Christophe Le Coq. Hydrobios a récemment fourni des chaînes de production d’eau pour une façonnerie de produits verriers, des distillerie et brasseries. Pour les industries du lavage (vitre, panneaux solaires…), la société installe encore beaucoup de solution à base de résine, en lits mélangés ou séparés. « Dans l’arbitrage entre résines échangeuses d’ions et procédés membranaires, Ajelis joue la résistance des matériaux à propriétés d’échange d’ions avec ses fibres qui génèrent moins d’effluents secondaires (soude et acide) pour un même fonctionnement », explique Marc Caudron responsable Opérations.

Spécialiste des membranes, Polymem propose toujours ses modules Gigamem® équipés des membranes Néophil®. « Nous produisons par exemple de l’eau ingrédient pour Lactalis, un gros de l’agroalimentaire, par ultrafiltration (UF) d’eau de rivière. Et nous installons actuellement une filière UF-OIBP pour un industriel du traitement de surface » indique Marie Poinsot, ingénieure commerciale chez Polymem.

Evoqua Water Technologies ou encore Nalco Water utilisent également toutes les technologies connues pour concevoir des solutions globales. « Nalco Water appartient au groupe Ecolab. L’entité Nalco Water traite de l’eau qui entre et sort de l’usine - y compris les utilités - et Ecolab Food & Beverage s’occupe de désinfection et nettoyage à l’intérieur du process (nettoyage en place, ou NEP, par exemple). Nous travaillons ensemble pour une approche globale au niveau de l’usine. Nous sommes les seuls à pouvoir entrer ainsi au coeur du process » souligne Patrice Hervé, directeur marketing chez Nalco Water France.

La désinfection, une étape obligée

Même si une technique comme l’ultrafiltation débarrasse effectivement l’eau des bactéries, virus et champignons, certaines applications nécessitent - ne serait-ce que pour des raisons réglementaires - une désinfection per se. Interviennent alors des solutions conventionnelles à base de chloration ou de produits biocides en général, encore très présentes, ou des technologies sans produit chimique comme les fibres biocides d'Ajelis, les UV ou l’ozonation. Nalco Water propose sa solution NALDIOX™ UltraPure, dispensant un dioxyde de chlore ultra pur (99,9 %). « Contrairement à l’eau de javel ou à l’électrolyse du sel, notre procédé génère très peu de chlorates et de trihalométhanes (THM). Nous l’utilisons beaucoup pour assurer la qualité microbiologique des eaux entrant en laiteries » précise Patrice Hervé.
Unité Osmosun® brevetée par Mascara NT.

Bio-UV Group, initialement spécialiste de la désinfection par UVC (comme Prominent ou UV Germi) a racheté triogen®, une filiale de Suez fabricant des ozonateurs. Bio-UV Group propose donc désormais les deux technologies. « L’ozone est à la fois un désinfectant et un fort oxydant, ce qui apporte un plus. En revanche, il peut réagir avec des composés chimiques présents dans l’eau, ce qui n’est parfois pas adapté » explique Alain Nguyen, ingénieur technico-commercial chez Bio-UV Group. La société installe de nombreuses solutions par l'ozone pour des applications en aquaculture et aquariums car le pouvoir oxydant de l’ozone clarifie l’eau. La rémanence de l’ozone, même si elle est limitée, présente également un intérêt pour certaines applications. « L’idée d’utiliser l’ozone pour désinfecter l’eau des tours aéroréfrigérantes (TAR) commence à faire son chemin. En raison du risque de légionelles, en particulier, les opérateurs de TAR doivent ajouter des biocides, comme l’isothiazolinone, qui sont de plus en plus réglementés pour leurs effets environnementaux. De l’ozone dosé en continu à faible dose peut les remplacer. On peut d’ailleurs associer les deux technologies sur une TAR : un réacteur UV pour traiter l’eau “neuve” d’appoint et un ozonateur sur l’eau qui tourne en boucle, afin d’éviter la contamination et détruire les films bactériens dans la tour. Même si certains opérateurs n’ont besoin que de l’UV… » précise Alain Nguyen.

L’ozone a une durée de vie courte, se retransformant rapidement en oxygène dans l’eau. Certaines industries, comme la pharmacie, exigent néanmoins des eaux “zéro ozone”. « Dans ce cas, nous pouvons installer un réacteur UV après l’ozonateur car, à une certaine dose, les UV détruisent l’ozone. Nous l’avons fait par exemple pour les laboratoires Uriage, dans l’Isère » se souvient Alain Nguyen. En général, cependant, lorsque l’ozone est exclu, il suffit de recourir à l’UV. C’est ce qu’a fait Bio-UV Group pour une usine de Saint Jean produisant des quenelles et ravioles prêtes à consommer. « A la sortie de la chaîne de production, il faut refroidir les produits par choc thermique dans de l’eau glacée, avant le conditionnement. Évidemment, tous les produits chimiques, ozone ou antibactériens, sont exclus de ce bain. Or l’eau tourne en boucle toute la journée avant d’être remplacée. Pour éviter les problèmes microbiologiques, nous avons installé un réacteur UV qui la désinfecte en continu » expose Alain Nguyen.

Pour sa part, Suez-Water Technologies & Solutions vient de lancer une solution UV spécialement adaptée aux condenseurs évaporatifs. Cette solution nommée UV-Pack, est basée sur le couplage UV-H2O2 et présente la particularité de ne pas utiliser une technologie immergée d’UV, mais de travailler en dérivation du condenseur, avec une armoire de désinfection déportée. « Le couplage UV-H2O2 a une efficacité reconnue sur le traitement des TAR, mais présente de grosses contraintes d’exploitation liées au fait que les lampes UV sont en général immergées dans le bassin. Cela favorise la casse des lampes, attire fortement les insectes (générant des encrassements…), peut exposer le personnel exploitant aux rayonnements et oblige les industriels à percer les bassins en de multiples endroits pour les fixations des lampes et passage des gaines électriques. Avec la solution UV-Pack, nous nous affranchissons de tous ces problèmes, grâce à l’utilisation d’une armoire de désinfection déportée, qui dispose de sa propre boucle de recirculation permanente. Le condenseur est ainsi traité même en cas d’arrêt de la tour. C’est une vraie innovation technique sur cette thématique d’alternative aux biocides chimiques » confirme Philippe Bonnat.

L'expertise d'Elmatec est orientée sur les technologies membranaires (MF/UF/NF/RO) et sur l’électro-séparation (EDI/ED/EDBP). L’ensemble des pilotes disponibles du pôle R&D Elmatec permet d’effectuer des essais de faisabilité afin de valider la filière et de construire l’étape d’industrialisation en concertation avec le client. Ici, un pilote Elmatec avec une membrane spiralée organique.

Pour les chaudières à basse pression des différentes d’industries, y compris agroalimentaires, Kurita privilégie sa technologie DReeM Polymer® qui permet de supporter des concentrations de calcium et de silicates relativement élevées empêchant ainsi la formation de tartre carbonaté et silicaté sur les surfaces de chauffe.

Pour assurer la désinfection des eaux de process de tours aéro-réfrigérantes (TAR) ou encore d’eaux chaudes sanitaires (ECS), les technologies que Xylem met à disposition des industriels sont l’UV, l’ozone ou l’oxydation avancée, ces dernières pouvant être combinées si nécessaire en fonction des contraintes du client. « Par son pouvoir oxydant élevé et sa faible rémanence dans l’eau, l’ozone présente un intérêt grandissant auprès des secteurs industriels majeurs car il a une action complète sur les agents pathogènes et le biofilm (bactéries, virus, spores, algues etc…). Son mode d’action est de détruire la structure membranaire des micro-organismes. De fait, aucune résistance ne peut être acquise par les agents pathogènes contrairement aux désinfectants conventionnels. La dose de traitement à apporter est donc stable dans le temps » justifie Rémy De Carvalho Ferreira, Business Dévelopment Manager Traitement Industrie.

Le recyclage gagne encore du terrain

Pour la production d’eau de process, le recyclage est devenu un sujet inévitable. « De plus en plus d’industriels évaluent sérieusement cette option car, dans un contexte de tension sur la ressource, ils reçoivent des courriers de la Préfecture leur demandant de réduire leurs prélèvements. Ils n’ont plus le choix, même dans un pays comme la France où l’eau n’est pas chère » souligne Salvador Pérez. « Nous sommes de plus en plus consultés pour produire de l’eau de process à partir du recyclage. Nous recyclons des eaux usées pour les utilités mais aussi pour le process » confirme Marie Poinsot. Outre Circuit Foil (plaques cuivre pour la microélectronique), déjà évoqué dans ces colonnes, elle cite le site d'un embouteilleure d’eau potable au Mali. L’usine rejetait dans le milieu ses eaux usées, via une phytoépuration. « Nous avons installé une UF derrière pour réutiliser l’eau usée dans les utilités. Auparavant, ils puisaient leurs eaux utilitaires dans le forage qui fournit l’eau à mettre en bouteilles… » explique Marie Poinsot (Polymem).
Technologie 3D Trasar pour système de refroidissement, permettant un monitoring et un contrôle complet lors de la réutilisation des eaux (exemple : recyclage d’eaux issues du lait dans une laiterie).

Très présent dans l’industrie laitière, Nalco Water recycle beaucoup les eaux issues du lait, le condensat de l’évaporation du lait pour produire de la poudre. « Si elle est de très bonne qualité, ce qui est fréquent car les évaporateurs sont performants et bien suivis, on peut la réutiliser directement moyennant un traitement bactéricide. Nous utilisons pour cela notre technologie NALDIOX™ UltraPure, produisant du dioxyde de chlore pur, donc exempt de chlorates et chlorites. C’est important puisque la réglementation européenne limite strictement la teneur en chlorates dans les aliments pour bébés » souligne Patrice Hervé. Nalco a par exemple déployé cette technologie auprès de laiteries en Allemagne, dans le Sud de l’Europe (avec en plus un traitement membranaire pour éliminer la DCO) ou au Danemark (où l’eau recyclée est captée en sortie de STEP). Dans un autre contexte, Nalco a fourni une solution pour recycler vers une TAR l’eau sortant de la STEP d’un site de Cargill, à Saint Nazaire. « Au-delà de la valorisation des eaux d’évaporats dites “eaux de vache” issues de la concentration thermique de produits pour laquelle SUEZ-Water Technologies & Solutions a une expérience de longue date, les process industriels évoluent vers des procédés de concentration “à froid” couplant de l’ultra-filtration et/ou de la nano-filtration avec un procédé osmose inverse. Le concentrat de l’OI étant le produit récupéré par l’industriel pour son process, nous disposons de l’expertise pour traiter les perméats issus de l’osmose, et les valoriser, notamment en eaux d’appoint de leurs circuits aéro-réfrigérants » explique Bruno Bregaint, responsable régional ouest chez Suez-Water Technologies & Solutions.

Unité de production d'eau ultrapure RO-EDI-Concentrateur en conteneur haut rendement par Babcock Wanson  pour une centrale de valorisation énergétique.

Chemdoc Water Technologies a pour sa part réalisé une première en France : le recyclage de l’eau issue de la condensation des fumées de l'unité de cogénération de biomasse COGECAB, construite et exploitée par Dalkia, à Pomacle, près de Reims (Marne). « Il s’agit d’une eau très difficile, chargée en métaux, MO, composés azotés et autres polluants. Nous les éliminons par une succession d’UF et OIBP, suivie de résines échangeuse d’ion et EDI. L’eau traitée retourne vers la chaudière à haute pression qui exige pourtant une eau très pure, d’une conductivité inférieure à un µsiemens et avec une concentration de silice inférieure à 20 µg/l » explique Salvador Pérez.

Dans le même ordre d’idées, Chemdoc est intervenu dans une usine d’incinération d’ordures ménagères ne pouvant légalement rejeter aucun effluent liquide. « Ils ont besoin d’eau extrêmement pure - déminéralisée, sans silice - pour leur turbine. Nous recyclons intégralement leurs eaux de purges de déconcentration, qui contiennent pourtant des produits de traitement, des phosphates, des amines, des réducteurs d’oxygène, des produits de corrosion, etc. » souligne Salvador Pérez. « Dans cet esprit de recyclage des eaux usées ou d’origines industrielles, les matériaux fibreux échangeurs d’ions d'Ajelis, qui captent les polluants et les métaux, sont évalués sur le site de l'entreprise de traitement des déchets Aretzia à Paimboeuf, par une série d’essais (mise en œuvre et optimisation) afin de répondre à leurs besoins internes de recyclage de métaux et de dépollution d’effluents industriels », indique Marc Caudron.
Unité de production d’eau purifiée pour l’industrie pharmaceutique.

« Si les industriels sont systématiquement attentifs aux qualités des eaux de process tout comme à celles des eaux rejetées, ils restent particulièrement sensibles aux questions des coûts d’opérations de ces systèmes de traitement d’eau, poursuit Maxime Therrillion, directeur commercial de Mascara NT. A l’heure de la crise énergétique, toute solution permettant d’optimiser les coûts énergétique de production de ces eaux est bienvenue ». L’entreprise chartraine est spécialisée dans les solutions de traitement d’eau membranaires alimentées par énergies renouvelable, et particulièrement l’énergie solaire. Les solutions sont conçues pour fluctuer au fil des variations de production d’énergie solaire. « Le lissage de ces fluctuations est l’objet du brevet de l’OSMOSUN®, déposé par l’entreprise basée à Chartres. Le fonctionnement variable d’un système de traitement par osmose inverse à haute pression est sans impact sur la disponibilité de l’eau traitée, et ce malgré l’absence de batterie de stockage énergétique. En effet, le stockage de l’eau pour une distribution gravitaire est plus économique que le stockage d’énergie. La compétitivité de l’énergie solaire est telle aujourd’hui qu’il est désormais plus intéressant à moyen terme d’alimenter ces systèmes de traitement d’eau par l’énergie solaire seule que d’utiliser l’énergie disponible sur le réseau électrique ».

Réglementation française : un premier pas ?

Installation comprenant une colonne de fibres METALICAPT® chez Aretzia, entreprise de traitement de déchets à Paimboeuf (44), en réponse à des besoins internes relatifs à l'extraction des polluants.

« En France, il n’est toujours pas possible d’utiliser de l’eau recyclée dans les procédés de l’industrie agroalimentaire. C’est absurde puisque technologiquement on sait le faire, mais la définition française de l’eau potable - la seule autorisée pour les installations ou matériaux au contact des produits alimentaires - implique qu’elle provienne du milieu naturel. Le verrou n’a pas encore sauté mais nous y viendrons pour économiser la ressource. En Belgique, nous avons déjà réalisé plusieurs installations où de l’eau de reuse alimente tout le process, au contact direct des produits alimentaires, souligne Thomas Féron, d’Aquaprox I-Tech. C’est un frein bien connu pour l’industrie agroalimentaire française. En laiterie, qui consomme énormément d’eau, on ne peut recycler l’eau que pour les utilités, ce qui représente 15 % du débit consommé. Il serait crucial de pouvoir la recycler dans le process, notamment pour le dernier rinçage au moment du NEP, comme cela se fait ailleurs en Europe. Cela représenterait des économies d’eau très importantes. La France va prendre du retard technologique si rien n’évolue au niveau réglementaire » avertit Patrice Hervé (Nalco Water). D’autant que la révision 2020/2184 de la directive sur les EDCH (non encore transcrite en France) dispose, dans son article article 3.5, que « Les États membres peuvent exempter de la présente directive les exploitants du secteur alimentaire en ce qui concerne les eaux utilisées aux fins spécifiques de l’entreprise du secteur alimentaire si les autorités nationales compétentes ont établi que la qualité de ces eaux ne peut affecter la salubrité de la denrée alimentaire finale ».

Mais le paysage commence peut-être à bouger ici. Piloté par les ministères de la santé et de l’environnement, un groupe de travail animé par l’Astee réunit depuis 2020 des acteurs industriels et institutionnels (FPEE, BAEA, UIE, Dreal…) sur le thème de la réutilisation des eaux “ non conventionnelles”. « L’un des quatre sous-groupes s’intéresse à l’utilisation pour la production d’eaux de process » explique Patrice Hervé, qui y participe en tant que représentant du Syndicat national des fabricants de produits chimiques de traitement et d’assainissement de l’eau (SYPRODEAU), adhérent de l’UIE. S’appuyant sur l’expérience de tous ces acteurs, le groupe a proposé au ministère un gros travail de synthèse sur les enjeux et verrous à la réutilisation de ces eaux.
« Nous en sommes à la finalisation et espérons un séminaire de remise de conclusions d’ici la fin de l’année » affirme Zinou Zeglil, Référent réutilisation des eaux non conventionnelles à l’Agence de l’eau Seine Normandie, qui co-anime le sous-groupe “eaux de process”. Il estime que le ministère est en train de bouger et signale, en tout état de cause, la parution du décret du 10 mars 20223 relatif aux usages et aux conditions de réutilisation des eaux usées traitées. Un autre texte à venir sera consacré spécifiquement à la possibilité de réaliser des expérimentations sur le recyclage pour les process agroalimentaires. On est certes encore bien loin des pays voisins, où le stade de l’expérimentation est dépassé depuis longtemps… « C’est un premier pas » souligne cependant Zinou Zeglil, qui rappelle à ce sujet l’existence de France Expérimentation, auprès duquel tout industriel (non classé ICPE) peut s’adresser s’il veut tester une nouvelle pratique. Les sites classés ICPE se réfèreront comme d’habitude à leur inspecteur de la DREAL. 

 1 voir https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:32020L2184

 2 annexe chlorates https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32020R0749&from=GA

 3 voir https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000045331735


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