Les pays soumis à des épisodes ponctuels ou chroniques de stress hydrique montrent la voie d'un recyclage et d'une réutilisation à grande échelle des eaux usées industrielles traitées. En France, la réutilisation reste marginale en raison d'une réglementation très restrictive sur les usages. Quant au recyclage au sein du procédé industriel lui-même, il se développe de plus en plus, avec une multitude d'exemples adaptés à chaque cas. Néanmoins, le faible coût de l'eau dans l'Hexagone freine les réalisations. C?est plus souvent la mise en conformité ou l'amélioration de la qualité des rejets qui incite les industriels à mettre en ?uvre des moyens de traitements... qui leur donnent l'opportunité de recycler tout ou partie de leurs eaux usées, ou de récupérer de l'énergie.
Par , Technoscope
Les pays soumis à des épisodes ponctuels ou chroniques de stress hydrique montrent la voie d’un recyclage et d’une réutilisation à grande échelle des eaux usées industrielles traitées. En France, la réutilisation reste marginale en raison d’une réglementation très restrictive sur les usages. Quant au recyclage au sein du procédé industriel lui-même, il se développe de plus en plus, avec une multitude d’exemples adaptés à chaque cas. Néanmoins, le faible coût de l’eau dans l’Hexagone freine les réalisations. C’est plus souvent la mise en conformité ou l’amélioration de la qualité des rejets qui incite les industriels à mettre en œuvre des moyens de traitement… qui leur donnent l’opportunité de recycler tout ou partie de leurs eaux usées, ou de récupérer de l’énergie.
Selon l’Agence française de développement (AFD), les activités industrielles mobilisent 22 % des 3 800 milliards de mètres cubes d’eau consommés chaque année dans le monde. Et cela devrait croître. En France métropolitaine, en 2010, environ 9 % des 28,3 milliards de m³ d’eau douce ont été prélevés par l’industrie. Pourtant, ces vingt dernières années, la réutilisation des eaux a suivi
Une croissance exponentielle selon Suez.
En premier lieu sous l’effet des contraintes réglementaires en matière de prélèvements et de rejets. La plupart des entreprises qui conçoivent, fabriquent et installent des technologies de traitement des eaux usées municipales comme Veolia, Suez, GE Water & Process Technologies, Hytec, CMI Proserpol, Afigéo, Firmus, Callisto, Eaupro, ICE, Horus, TIA et bien d'autres encore, proposent leur expertise pour recycler les effluents industriels avec des technologies analogues mais adaptées au cas considéré.
Recyclage et réutilisation : des motivations diverses
« Deux raisons principales guident les industriels vers le recyclage, notamment les grands groupes : la rareté de la ressource et, depuis une dizaine d’années, des objectifs de développement durable », résume Bertrand Garnier, Directeur Technique pour les Solutions Industrielles chez Suez. L’eau est devenue un risque stratégique qu’ils prennent en compte, tout comme les institutions et les banques qui financent les projets internationaux. L’Oréal a ainsi annoncé une réduction de sa consommation de 60 % par rapport à 2005 ; Dow, de 20 % d'ici à 2025… « Ce ne sont pas des effets d’annonce », affirme-t-il. Un autre levier, fait remarquer Laurent Moncho, responsable commercial France de GE Water & Process Technologies, est celui des comparaisons entre groupes ou entre usines d’un même groupe comme cela se pratique notamment dans le secteur des boissons.
« Depuis quelques années, on sent effectivement une volonté forte de la part des grands groupes de pouvoir communiquer sur la maîtrise de leur empreinte eau », confirme David Laszlo, Responsable du Développement commercial chez Veolia Water Technologies qui cite des réalisations récentes dans les secteurs de la cosmétique ou de l’automobile, dont les enjeux étaient essentiellement liés à des objectifs internes et des stratégies de communication. Des exigences environnementales plus sévères sont un autre facteur de développement des pratiques. « Le durcissement des normes de rejets dans des milieux récepteurs sensibles ou sur certains polluants spécifiques fait que dans certains cas, les techniques de recyclage s’imposent d’elles-mêmes pour réduire ou supprimer les rejets » souligne David Laszlo.
Parfois, le recyclage est envisagé lors d'une croissance de l’activité ou si la station d’épuration de l'usine arrive à saturation. La décision peut aussi être imposée lorsque la station d’épuration municipale fait pression sur l’industriel pour qu’il traite lui-même ses effluents.
Mais avant le recyclage, c’est souvent la diminution de la consommation d’eau dans les procédés, déjà largement mise en œuvre, qui est privilégiée. Car, dans la plupart des cas, les démarches engagées ne reposent pas sur une logique économique, que ce soit à diverses étapes du cycle industriel dans ce qu'on appelle des boucles de recyclage (même si elles diminuent également le volume des rejets dans l’environnement) ou après traitement, cas de plus en plus fréquent en eaux usées municipales. Les industriels peuvent recycler les effluents de leurs propres stations de traitement, voire les fournir à d'autres industriels : une économie circulaire qui se met progressivement en place ici et là comme Suez le pratique par exemple au Mexique dans une raffinerie qui a réduit de 84 % ses prélèvements d’eau et réutilise désormais des effluents municipaux traités et de l’eau d'une usine de dessalement en recyclant 360 m³/h pour ses réserves incendie et ses tours aéroréfrigérées. C’est d’ailleurs une des réutilisations courantes – avec une eau conforme en termes de matières en suspension (MES) et désinfectée, parfois traitée par osmose inverse. L'eau déminéralisée est en général utilisée pour les chaudières (transformée en vapeur), ou pour nettoyer les sites, laver les installations, camions, cuves, etc., ce qu’on appelle les eaux d’utilités. À l’instar d’Ovive qui utilise un réacteur biologique suivi d’une ultrafiltration (Biomembrat) et d’une nanofiltration sur le site de collecte et de traitement d’effluents industriels SIRA à Chasse-sur-Rhône (région lyonnaise), pour recycler les effluents et réutiliser les eaux traitées pour le lavage des camions-citernes entrant sur site.
« SIRA centre multi-déchets dispose également d’un évapo-concentrateur pour pré-concentrer les déchets liquides compliqués avant traitement membranaire » précise Jean-Lin Laurouaa.
Parfois, les eaux traitées resservent dans les procédés de fabrication ou les produits. Selon Marie Lapeyre, ingénieur procédés chez Vivo, spécialiste du traitement des eaux industrielles : « dans 30 % des cas, le traitement et le recyclage des effluents peut devenir rentable. Cela grâce à une étude détaillée du projet intégrant le fonctionnement des procédés de fabrication. Ainsi, l’atelier de traitement de surface de la Société Tréfilerie Perillat en Haute-Savoie (74) recycle et valorise ses déchets avec un évapoconcentrateur sous vide basse température résistant aux acides chlorhydriques concentrés qui produit une eau déminéralisée. L’installation a été rapidement rentabilisée, le concentrat de l’évaporateur étant valorisé comme coagulant de station d’épuration. Le bilan d’exploitation est positif. Et ce modèle est quasiment reproductible à toutes les industries ».
Les pratiques sont fonction de la disponibilité de la ressource
Les pratiques sont surtout très inégales dans le monde et sont fonction de la disponibilité de la ressource. De fait, certains pays sont confrontés de longue date à une pénurie d’eau comme Israël, l’Australie, mais aussi l’Espagne, les États-Unis, la Tunisie, l’Inde ou plus récemment les pays du Golfe. Ils ont mis en place des politiques de réutilisation des eaux usées traitées (Reut en français ou reuse en anglais), tant pour les eaux usées domestiques qu’industrielles. Elles sont réutilisées pour l’irrigation (agriculture, espaces verts, golfs...).
dans l'industrie, pour la lutte contre les incendies, le lavage des voiries, etc. Des industriels sont par ailleurs parfois soumis à des réglementations locales pour préserver l'eau localement comme à Tarente, en Sicile où la raffinerie d’ENI recycle son eau pour ne plus prélever dans l’eau du barrage local également utilisée comme ressource municipale : « Nous avons modernisé la station de traitement biologique en y ajoutant un étage d’ultrafiltration et deux étages d’osmose inverse pour recycler 350 m³/h, soit un recyclage de 65 % des effluents », précise Bertrand Garnier de Suez.
De manière générale, la réutilisation des eaux traitées se pratique beaucoup dans le monde, sur des sites modernisés ou de nouveaux sites industriels. Au Qatar, Suez traite ainsi les effluents d'une usine de production de gaz naturel pour produire une eau ensuite transformée en vapeur dans les procédés ; en Chine, le Groupe réutilise un tiers des 60 000 m³ d’effluents par jour de la raffinerie de Chengdu (Petrochina) pour ses tours aéroréfrigérées. En France, du fait d’une réglementation très restrictive (arrêté du 25 juin 2014 modifiant celui du 2 août 2010), le retard est important : les eaux usées municipales traitées ne sont utilisables que pour l'irrigation des cultures et des espaces verts (les autres usages sont proscrits ou sous réserve d’autorisation). Ajoutons qu'il n’existe ni réglementation, ni recommandation à l’échelle européenne : l’article 12 de la directive 91/271/CE précise que « les eaux usées sont réutilisées lorsque cela se révèle approprié ».
Prendre en compte les qualités d’eaux requises par les procédés
Reste la recirculation de certains flux dans un procédé ou une machine sur le site industriel ou des effluents après traitement dans la station d’épuration de l'usine. Cela se pratique beaucoup. Mais à la différence des eaux usées municipales, les eaux usées industrielles sont en quantité et en nature très variables selon le secteur industriel considéré. Certaines contiennent essentiellement des matières organiques, d’autres des produits toxiques, des solvants, des métaux lourds, des hydrocarbures, des micropolluants, etc. Chaque cas est particulier. Et sans surprise, la ressource étant encore peu contrainte et peu chère en France, notamment quand l’entreprise bénéficie d'une eau de forage, ce sont avant tout les aspects économiques qui guident les choix. Souvent, traiter et rejeter les eaux usées industrielles coûte moins cher que de les recycler. « D'ailleurs, la première question, qui est rarement posée alors qu'elle est fondamentale, est de savoir de quelle qualité d’eau chaque industriel a besoin, fait remarquer François Morier, directeur de développement de Proserpol, spécialisée dans le traitement et le recyclage d’effluents liquides industriels. À part pour les industries qui ont besoin d’une eau permutée, osmosée ou ultrapure, la plupart du temps, l'eau est issue d’un forage, d’un pompage de rivière ou d'eau potable achetée, non pas en raison de sa qualité mais de sa disponibilité. Très peu d’industriels connaissent la qualité de l'eau dont ils ont besoin dans leur procédé ».
Cela peut conduire à des déconvenues fâcheuses. François Morier rappelle « qu'un bon recyclage doit prendre en compte toutes les espèces minérales et organiques résiduelles susceptibles d’être présentes dans l'eau recyclée et toutes les réactions qu’elles peuvent engendrer dans les circuits, ainsi que les éventuelles dégradations bactériennes : c'est la seule façon d’éviter les colmatages, les mauvaises odeurs, les défauts de production, et finalement souvent l'arrêt du recyclage... »
Recyclage ne consiste pas à promettre tout et n'importe quoi grâce à telle ou telle technologie, mais à faire une étude préalable de qualité, un programme d'essais cohérent et une estimation de la prise de risque. Il rappelle le fiasco d'une papeterie qui, il y a quelques années, a généré une odeur nauséabonde sur toute une région et corrodé un réseau d'eau en acier en quelques mois. Grâce à son expertise, Proserpol définit les qualités d'eau nécessaires à chaque étape du procédé et propose au client les technologies adéquates pour optimiser le recyclage en fonction de la nature des effluents. « Nous précisons aussi les étapes où le recyclage est interdit », ajoute François Morier qui insiste sur l'importance de privilégier les circuits de recyclage courts et astucieux pour avoir une qualité d'eau recyclée constante et un recyclage économique : « On pense à l'achat de l'osmoseur, de l'évaporateur, autrement dit à la technologie, mais on oublie souvent les kilomètres de tuyauteries à installer, un investissement non négligeable. » Qui peut se transformer en usine à gaz lorsque les arrivées d'eau de multiples natures doivent être traitées pour produire des eaux recyclées de différentes qualités.
« On ne se lance pas dans la validation d’un zéro rejet liquide sans avoir réalisé une étude préalable, confirme Jean-Lin Laurouaa, Directeur Ventes et Études chez KMU Loft France. Il ne sert à rien d’imposer un zéro rejet. En revanche, quand les conditions sont réunies, alors il ne faut pas hésiter. »
Recenser l'ensemble des flux d'eau pour disposer d'une vision globale
« Le recyclage est toujours une affaire de cas particulier, confirme de son côté Laurent Moncho de GE Water & Process Technologies, selon le secteur industriel mais aussi l'usine. Il n'y a pas de solution unique. L'important est d'avoir une vision globale pour trouver des solutions adaptées à chaque situation, chaque procédé. Pour cela, nous réalisons une cartographie des effluents : un schéma de l'ensemble des flux d'eau de l'usine. Cela nous permet d'identifier les flux significatifs ou critiques qui peuvent poser problème en bout de chaîne et qu'il vaut mieux traiter à la source. Nous procédons ensuite à une analyse du coût d'exploitation, puis nous cherchons comment le réduire. Notre savoir-faire et notre portefeuille de produits nous permettent de balayer la plupart des solutions. »
Même analyse chez Suez qui réalise des audits dans le cadre de son offre PerformEE, une méthodologie basée sur l'empreinte en eau de l'usine. « Cela suppose de bien connaître la typologie des effluents, notamment pour éviter de colmater les membranes, qui sont souvent les technologies retenues, par des matières organiques ou du fer », précise Bertrand Garnier. L'idéal est d'intégrer le recyclage dès la conception de l'usine comme l'a fait Suez au Qatar dans une usine de production de gaz dont les effluents sont traités pour produire une eau ultrapure, transformée en vapeur exploitée dans l'usine.
« Le recyclage implique bien souvent une association voire un enchaînement de technologies, souligne de son côté David ... »
Laszlo chez Veolia Water Technologies, qui revendique un portefeuille de plus de 350 technologies propriétaires. Notre philosophie consiste donc à proposer des unités standardisées qui reposent sur différents procédés, de types physico-chimiques, biologiques, membranaires ou thermiques, de manière à fiabiliser le fonctionnement des process. Cela permet de maîtriser les coûts, les délais de réalisation et d’avoir une très bonne connaissance des technologies mises en œuvre.
Des traitements chimiques, physiques comme l’évaporation sous vide, physico-chimiques et, depuis une dizaine d’années, les nombreux traitements membranaires permettent de traiter les eaux de process pour séparer des produits et réutiliser l’eau. L’évapo-concentration proposée par plusieurs industriels tels que KMU Loft, Corelec, CMI Proserpol, Hytec Industrie, Biome, Exonia, Tecnofil, Actibio, GEA Process Engineering, Serep ou Veolia Water Technologies permet notamment de recycler jusqu’à 95 % des effluents (voir à ce sujet notre dossier dans EIN n° 380). « Dans la majeure partie des cas, cette technologie permet de s’affranchir des pré et/ou post-traitements nécessaires avec les autres technologies, précise Marie Lapeyre chez Veolia Water Technologies. Notre philosophie consiste donc à proposer des unités standardisées qui reposent sur différents procédés, de types physico-chimiques, biologiques, membranaires ou thermiques, de manière à fiabiliser le fonctionnement des process. Cela permet de maîtriser les coûts, les délais de réalisation et d’avoir une très bonne connaissance des technologies mises en œuvre. »
Soleil et CO₂, pour recycler les eaux usées et récupérer des éléments valorisables
Parmi les nouvelles solutions disponibles sur le marché du recyclage d’eaux usées et des déchets qu’elles contiennent, Helio Pur propose sa technologie appelée Purification Bio-Solaire (PBS). Entièrement biologique et solaire, la technologie PBS utilise du CO₂ comme seul réactif ajouté dans des réacteurs tubulaires de grande taille exposés au soleil. Le CO₂ ajouté, associé aux formes oxydées de l’azote (NO₃, NO₂), du phosphore (PO₄) et du soufre (SO₄, SO₃, SOx) présentes dans les effluents, y est transformé par photosynthèse en oxygène et en biomasse récupérables. Cette photo-oxydation entièrement biologique permet de dégrader un grand nombre de composés peu biodégradables qui sont ensuite minéralisés ainsi que d’éliminer les microorganismes potentiellement dangereux. Les métaux et composés métalliques dissous sont également récupérés dans la biomasse par un phénomène de biofixation. En fin de traitement, la biomasse valorisable est séparée de l’eau purifiée par flottation ou floculation ou laissée dans l’eau pour un usage en irrigation ou arrosage vert.
La technologie PBS présente de nombreux avantages, à commencer par une très faible consommation d’énergie, la consommation de CO₂ et la production de biomasse valorisable en engrais ou énergie. « Nous proposons des stations de recyclage d’eau à très faible coût d’exploitation rapporté au m³ d’eau recyclée, de l’ordre de 0,1 à 0,2 € par m³ avec un bilan carbone positif dans le sens où nous consommons et renouvelons plus de carbone que ce qui est émis sous forme de GES » explique Laurent Sohier, P.-D.G. de Helio Pur. Autre avantage significatif, des rendements de recyclage proches de 100 % du fait de l’absence d’effluents secondaires et de l’absence d’évaporation par la mise en œuvre de la technologie en réacteur tubulaire transparent. Les principaux inconvénients des technologies membranaires résident dans leur forte consommation d’énergie, le fait qu’elles ne traitent pas les polluants mais les concentrent dans un effluent secondaire qu’il faut traiter ensuite.
Déjà appliquée à la réutilisation des eaux usées domestiques pour irrigation, l’arrosage d’espaces verts, la recharge de nappes ou le nettoyage des rues, la technologie PBS permet de récupérer non seulement une eau saine pour l’arrosage des cultures, mais également les nutriments contenus dans les déchets organiques, ce qui évite la fabrication d’engrais par voie chimique consommatrice d’énergie et productrice de gaz à effet de serre. Appliquée également au recyclage d’eaux agricoles (élevage intensif, aquaculture) ou agro-alimentaires fortement chargées en matières organiques, cette technologie permet de réutiliser l’eau et de valoriser les déchets organiques en engrais naturel riche en carbone, azote et phosphore organiques. Ces applications, destinées en priorité aux pays et régions souffrant de stress hydrique permanent ou saisonnier mais bénéficiant d’un bon ensoleillement, permettent aux utilisateurs de réaliser des économies substantielles d’eau potable ou dessalée tout en préservant des ressources indispensables à un développement durable de leurs activités.
Helio Pur vise maintenant des applications industrielles dans les secteurs mines, pétrole et gaz où les besoins en eau pour l’extraction augmentent avec la raréfaction des ressources. « Beaucoup de gisements d’hydrocarbures se situant dans des zones désertiques ensoleillées et pauvres en eau, nous apportons des solutions de recyclage d’eau sous forme de contrats de service longue durée, temporaires ou itinérants selon les besoins des clients » précise Laurent Sohier. La grande force de la technologie PBS et de sa mise en œuvre est son coût global au m³ d’eaux usées recyclées ou réutilisées. Associée à des économies d’eau au niveau des procédés, la réutilisation par Purification Bio-Solaire peut permettre à des industriels de réduire substantiellement leur facture d’eau tout en préservant des milieux sensibles par l’absence de rejets dans les milieux aquatiques ainsi que l’absence de rejets atmosphériques. « Dans tous les secteurs, l’eau a longtemps été considérée comme une matière première à usage unique. Il est temps de recycler cette ressource qui devient rare et chère sans oublier les éléments valorisables contenus dans les eaux usées. »
En France, GE Water & Process Technologies installe beaucoup d’équipements à destination des industries agro-alimentaires comme les laiteries ou les sucreries qui génèrent des dizaines ou centaines de m³/h. « Nous traitons les condensats d’évaporateurs de lait de vache par osmose haute température et les eaux extraites des betteraves lors de la production de sucre (elles contiennent 80 % d’eau pour 20 % de sucre) » précise Laurent Moncho. Ces eaux sont réutilisées dans les chaudières et les tours aéroréfrigérées ou comme eaux de lavage, de nettoyage, parfois dans les procédés. « Souvent, il est même possible de recycler des effluents dans l’usine à moindre coût, sans équipement supplémentaire, fait remarquer François Morier chez Proserpol. Cela permet même parfois de profiter d’une eau de meilleure qualité à certaines étapes du procédé. Par exemple en laiterie, les condensats sont particulièrement intéressants pour laver la toile de la table d’égouttage. En usine de traitement de surface, l’eau de sortie de neutralisation à la chaux, riche en calcium donc très dure, est intéressante à réutiliser en prérinçage après l’étape de dégraissage. Ce type de recyclage est possible quand les industriels maîtrisent bien leurs procédés et leurs traitements d’effluents. De manière générale, cela pourrait être mieux mis en œuvre et plus souvent. »
Un autre secteur où le recyclage se développe est celui du traitement des métaux. À l’inverse de l’industrie agro-alimentaire, parce que les quantités d’eau en jeu y sont désormais faibles, souvent inférieures à 1 m³/h, les industriels ayant dû diminuer drastiquement leur consommation pour respecter les normes. « Compte tenu des flux, les coûts de traitement deviennent abordables, explique François Morier, Proserpol. En installant un évaporateur et un osmoseur, nous traitons quelques m³ par jour de condensat, le concentrat est envoyé en centre de traitement et les industriels s’affranchissent de tout risque de pollution. » Beaucoup d’installations comportent ainsi évaporateur, suivi ou non d’un osmoseur, pour concentrer et traiter de petits débits de quelques centaines de litres par heure.
Les solutions temporaires mènent aussi au recyclage
Pour faire face à des problèmes momentanés, certains comme Suez proposent des unités mobiles. C’est aussi la spécialité de CTP Environnement qui dispose de 23 unités mobiles en conteneurs de 8, 10, 20 et 40 pieds, envoyées en France et à l’étranger. « CTP Environnement propose deux services quant à l’exploitation de ses unités. La première de ses réponses est la mise à disposition d’unités en by-pass d’ins.
Installations de traitement existantes afin d'en accroître les capacités pour absorber d'éventuels pics de débits ou de flux de pollution. Le second service proposé par CTP environnement est la mise en place de solutions mobiles permettant le traitement d’effluents problématiques (lixiviats, eaux d’extinctions d’incendie, effluents de nettoyage, ...) lors d’interventions programmées ou en urgence, explique Guillaume Jeannot, responsable grands projets et innovation. Elles restent parfois quelques jours sur site, parfois plusieurs années. Exemple : sur le site RECYDEM (SITA, Groupe Suez) de Lourches (59) qui valorise des déchets minéraux (250 000 tonnes/an), nous traiterons pendant 6 ans les lixiviats produits. L'eau traitée par notre module Biomobil est réutilisée pour l'arrosage des pistes et des massifs de déchets pulvérulents.
Parmi les marchés récurrents de CTP Environnement, le traitement annuel des effluents de nettoyage des chaudières d'incinération lors des maintenances : « Nos modules physicochimiques Clearflow qui peuvent traiter jusqu’à 70 m³/h assurent neutralisation, coagulation, floculation, décantation lamellaire et filtration, précise-t-il. Les consommations d’eau sont réduites de 40 % à 80 %, l'eau étant réutilisée sur les surpresseurs de nettoyage et les boues déshydratées floculées ».
L’entreprise est également spécialisée dans le curage d’ouvrages de collecte des effluents. « Nous proposons une solution de déshydratation des boues par le procédé Geofloc®, explique Guillaume Jeannot. La force de ce procédé réside dans le déploiement d’un outil rapidement opérationnel, permettant le traitement à fort débit d'effluents et assurant un stockage sécurisé des déchets générés. La combinaison de ce traitement rapide, de la possibilité d’un échelonnement de l’évacuation des déchets et le recyclage des eaux traitées dans le process de nettoyage, permettent une réduction significative des coûts globaux des opérations pour nos clients ».
La PME a lancé une division nucléaire en mars dernier pour mettre à disposition son savoir-faire sur le traitement des effluents et leur recyclage.
Dans certains cas, ce sont les effluents de la station d’épuration de l'usine qui sont recyclés. « Aujourd'hui, le traitement d'effluents industriels reste avant tout guidé par la réglementation en termes de normes de polluants dans les rejets, rappelle Laurent Moncho chez GE Water & Process Technologies qui a déployé une dizaine de stations d’épuration industrielles en France. Le choix des technologies dépend d'abord du taux de matière organique en solution : quand les rejets dépassent 30 mg/l, les boues activées ne suffisent plus et des solutions de traitement biologique plus poussées comme les bioréacteurs à membranes (MBR) ou leur version anaérobique sont utilisées. C’est souvent le fait de disposer de cette eau ultrafiltrée, claire et exempte de bactéries et de virus, qui donne à l’industriel l’opportunité de la réutiliser en tête d’usine ou pour les eaux d'utilité. Les bioréacteurs sont utilisés tant en réhabilitation de station d’épuration que de construction ». GE Water & Process Technologies
revendique sa capacité à proposer équipements mais surtout installation complète avec un savoir-faire progressivement élargi via ses acquisitions successives. Parmi les dernières en date, Monsal en 2014 qui permet à l'intégrateur de proposer des bioréacteurs à membranes anaérobiques. « Nous croyons beaucoup à cette solution qui couple un MBR à un digesteur anaérobie, affirme Laurent Moncho. Elle permet non seulement de mieux dégrader la matière organique et de produire moins de boues à traiter mais aussi de générer un flux de biogaz. Nos clients l'utilisent soit en substitution de gaz naturel dans leur chaudière, soit en revendant l'électricité produite, ou encore sous forme de biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel. La question est alors de savoir si l'effluent a un potentiel méthanogène ». C'est souvent le cas de l'industrie agroalimentaire. Cela ouvre de nouvelles perspectives de stations d’épuration à zéro coût énergétique même si Laurent Moncho reconnait que ce modèle n’est pas facilement transposable en industrie.
Le zéro-rejet : une réalité pour des motivations diverses
En revanche, le zéro rejet liquide (ou ZLD en anglais pour Zero Liquid Discharge) est une réalité industrielle. Il est parfois mis en œuvre pour des raisons administratives pour éviter les rejets dans les zones protégées. David Laszlo cite ainsi une réalisation récente en ZLD de Veolia Water Technologies pour le compte d'un grand constructeur automobile français en Afrique du Nord qui s’était engagé auprès du pays dans lequel il s’implantait à construire une usine exemplaire au niveau de son empreinte carbone et de son empreinte eau. Il peut aussi s’imposer dans les régions de stress hydrique ou encore être envisagé, dès lors que les rejets sont limités, comme dans les ateliers de traitement de surface.
« Nos équipes, composées d’une centaine de personnes, sont mobilisées pour développer et promouvoir cette solution de traitement sur site, économique et écologique qui s’inscrit parfaitement dans l’économie circulaire », insiste de son côté Jean-Lin Laurouaa, directeur des ventes et études chez KMU Loft France, fabricant et installateur d’évapo-concentrateurs, spécialiste du recyclage des eaux usées industrielles (2000 références).
Parmi ces références, Miralu (42), spécialiste de l’aluminium prélaqué, est en zéro rejet depuis 2008 grâce à une combinaison évapo-concentration + séparation + oxydation qui permet de recycler 2500 m³ par an pour un coût d’exploitation inférieur à 5 euros/m³.
Gascogne Sack (40), spécialisé dans l’emballage papier et imprimerie, combine de son côté traitement physico-chimique et évapo-concentration pour recycler 2000 m³ par an avec un coût d’exploitation inférieur à 5 euros/m³. « Cela permet de réduire les volumes de résidus, les consommations (eau, produits chimiques, électricité) tout en améliorant la qualité de l'eau, en général avec un évaporateur sous vide parfois combiné à des procédés physicochimiques ou membranaires ».
Suez a plusieurs projets en cours de négociation en Asie et en Amérique du Nord suite à sa prise de participation dans une société suisse, Evatherm. Mais pour Bertrand Garnier, ces solutions restent coûteuses.
« Le ZLD rejet reste l'étape ultime, confirme David Laszlo, Veolia Water Technologies. Les réseaux en boucle fermée totale sont exigeants en termes d’investissements mais aussi de suivi, c’est un gros enjeu pour les industriels. Le ZLD relève moins d'une démarche client-fournisseur que d’un véritable partenariat qui
nécessite un accès permanent à toutes les étapes du process ».
Des solutions exploratoires à l'étude
Côté technologies, mise à part l’oxydation supercritique (voir encadré), pas de révolution pour l’instant. Mais sûrement des solutions innovantes sous peu. « Nous publierons prochainement les résultats du projet international E4Water, consortium de 19 partenaires industriels et de recherche, avec lequel nous proposerons des solutions technologiques pour réduire de 40 à 60 % les prélèvements d’eau, de 30 % à 70 % les effluents, précise Bertrand Garnier chez Suez. Nous intervenons dans le cadre de projets, avec Total et Procter & Gamble pour optimiser le recyclage des effluents de sites existants, notamment via le procédé Oxyblue (oxydation avancée à l’ozone et filtration biologique) ».
Plusieurs approches exploratoires de génie chimique sont par ailleurs à l'étude dans des startups qui travaillent sur le dessalement pour fournir des eaux de process à l'industrie pétrolière et chimique. « Nous travaillons par exemple depuis août 2014 avec une PME française, Adionics, dans le cadre du projet Masdar (Abou Dhabi), précise Bertrand Garnier. Nous testons un pilote industriel de dessalement par extraction liquide/liquide. Cette technologie permettra de recycler les effluents industriels avec une moindre consommation énergétique comparée aux procédés d'évaporation-cristallisation habituellement utilisés, efficaces mais coûteux ».
L’osmose directe, la distillation membranaire, sont autant de procédés à surveiller de près. « Mais plus que les technologies elles-mêmes, ce sont nos connaissances et notre expérience sur les enjeux du recyclage qui ont progressé, indique David Laszlo chez Veolia Water Technologies. Nos connaissances liées aux différents types de rejets industriels, nos acquis en matière de prétraitements ou encore de dimensionnements, nous permettent aujourd’hui d’adapter les technologies disponibles à chaque secteur d’activité en fonction des enjeux qui lui sont propres en matière de pollution et de qualité d’eau ».
