Comment fonctionne le système d'assainissement des eaux usées ?

Saviez-vous qu'en France une personne produit en moyenne plus de 150 litres d'eaux usées par jour ? Cela fait beaucoup d'eaux usées ! Mais vous êtes-vous déjà demandé où vont toutes ces eaux usées ? Ou comment elles sont traitées avant d'être rejetées dans l'environnement ? Aujourd'hui, nous allons examiner le système d'assainissement, son fonctionnement et son utilité. Lisez la suite pour en savoir plus sur ces infrastructures essentielles mais souvent invisibles.

1. Les 3 principales catégories d'eaux usées

Les eaux usées domestiques : Les eaux usées qui s'écoulent quotidiennement dans nos canalisations peuvent être divisées en deux catégories. Les eaux ménagères (ou eaux grises), qui comprennent l'eau des bains, des éviers, des douches, des appareils électroménagers, etc. Quant aux eaux vannes (ou eaux noires), elles proviennent des toilettes, qui contiennent l'urine et les excréments. 

Lorsque l’on utilise cette eau potable dans notre quotidien, nous la polluons. Ces eaux usées sont ainsi chargées en éléments de différentes natures, dont notamment : de la matière organique (par exemple des restes de nourriture lorsqu’on rince notre assiette dans l’évier ; ou tout simplement les matières fécales), de la matière minérale (comme l’azote, le phosphore etc. qui sont principalement rejetés via l’urine) et des micro organismes (qui proviennent en grande partie des matières fécales, mais très peu voire quasiment pas des urines). Elles peuvent contenir également – dans des proportions plus faibles – certains métaux lourds qui proviennent de l’utilisation de certains produits cosmétiques et d’hygiène.

Les eaux usées industrielles : Ces eaux proviennent de l’industrie aux sens large du terme, puisqu’on entend par là les eaux venant aussi bien des usines, que de la restauration ou encore d’établissements agricoles par exemple. Ces industries consomment de l’eau pour leur(s) activité(s), qu’il s’agisse d’activité de production, de service ou tout autre type. Les eaux usées issues de ces industries sont généralement plus chargées que les eaux usées domestiques : certaines peuvent ainsi contenir des métaux lourds, des sous-produits pharmaceutiques, des matières organiques : tout dépend du type d’activité pour laquelle elles ont été utilisées. Il y a donc autant de types d’eaux usées dîtes « industrielles » que de types d’industries ! 

Les eaux de pluie et de ruissellement : Par définition, ces eaux proviennent des précipitations atmosphériques. Les eaux de pluie contiennent des polluants avant même de toucher le sol : au cours de leur chute, elles sont amenées à rencontrer différentes sources de pollution telles que des fumées industrielles ou issues du chauffage urbain, ou encore les gaz provenant du trafic automobile. En fonction de la zone géographique, ces eaux de pluie peuvent donc se retrouver chargées en métaux lourds, en particules fines, et d’autres molécules plus ou moins nocives pour la santé et l’environnement (cas des pluies acides par exemple). C’est la raison pour laquelle, à l’échelle mondiale, il est très fortement déconseillé de consommer de l’eau de pluie directement. 

Lorsqu’elles tombent sur les toitures, les trottoirs puis les routes, elles continuent de rencontrer d’autres types de pollution : c’est ce qu’on appelle le phénomène de lessivage. Le lessivage et donc le volume d’eau de ruissellement sont d’autant plus important qu’ils sont intrinsèquement liés au phénomène d’imperméabilisation des sols : lorsque les villes s’agrandissent, et que la création de nouveaux quartiers ou de nouvelles routes implique l’utilisation de matériaux tels que le béton ou le bitume, c’est tout autant de surface initialement (et naturellement) perméable, comme la terre ou les surfaces enherbées, qui disparaît. L’eau de pluie ne peut ainsi pas s’infiltrer dans le sol, et va donc ruisseler et constituer une nouvelle charge polluante. Ces eaux de ruissellement nécessitent un traitement avant d’être rejetées dans l’environnement, et sont donc généralement dirigées vers le système d’assainissement collectif qui, lorsque c’est possible, absorbe cette charge polluante en l’intégrant aux autres types d’eau usées. 

2. L'importance du traitement des eaux usées pour les ressources naturelles

La croissance démographique ainsi que la croissance de l'activité à l'échelle mondiale impliquent une augmentation de la production, et donc de la pollution émise - entre autres – par les industries et l'agriculture. C’est cette pollution qui dégrade, depuis le début de l’ère industrielle et de plus en plus rapidement, notre environnement dont notamment les ressources en eau. 

Ces ressources en eau sont essentielles pour nous comme pour l’ensemble des écosystèmes dont ils dépendent, et elles ne sont pas inépuisables. Partout dans le monde déjà des millions de personnes n’ont pas accès à de l’eau potable, et la tendance n’est pas à la baisse puisqu’avec la croissance, les besoins augmentent également ce qui ne fait que renforcer les tensions.

Les dernières études internationales montrent que sans une gestion intelligente et raisonnée de cet « or bleu » dans l’ensemble de son cycle, les risques de pénurie vont s’accroître. Il est donc urgent et nécessaire d’adopter une autre manière d’utiliser l’eau, notamment en investissant dans des équipements capables de la traiter puis de la restituer au milieu naturel sans l’endommager ni le polluer; mais aussi et surtout en réduisant notre consommation quotidienne. 

3. En quoi consiste le processus de collecte et de traitement des eaux usées?

Un système d’assainissement est généralement composé d’un réseau d’assainissement et d’une station de traitement. Le réseau constitue la première étape empruntée par les eaux : il permet de collecter et de transporter les eaux usées des habitations ou des industries qui y sont raccordées, vers la ou les station(s) de traitement située en aval. Au cours de cette seconde étape, les eaux usées sont traitées puis sont restituées au milieu naturel. 

Il existe 2 types d'assainissement: 

Collectif : Il s’agit de systèmes d’assainissement collectant et traitant les eaux usées d’une population donnée ; pouvant aller d’une petite ville de quelques centaines ou milliers d’habitants, à des villes de grande taille de plusieurs centaines de milliers voire millions d’habitants ! Ces infrastructures sont généralement gérées par des communes, des agglomérations, des regroupement de communes ou un syndicat d’agglomération, en bref : par une entité publique. Cette dernière est propriétaire des installations de collecte, de transport et de traitement des eaux usées sur son territoire, et est responsable de l’ensemble de ce cycle. Elle peut choisir deux grands types de fonctionnement : 

• Exploitation dite « en régie » : elle décide de faire fonctionner ses installations elle-même en créant un service d’exploitation dédié composé d’employés dont elle dispose ou qu’elle recrute.
• Exploitation dite « par délégation de service public » : elle décide de confier l’exploitation de ses installations à un prestataire externe, dont l’expérience du métier et sa connaissance, ainsi que ses moyens humains, techniques et financiers peuvent être de véritables avantages.

Les personnes ou les industries raccordées à ce système d’assainissement collectif contribuent financièrement, via des taxes par exemple, à l’exploitation de ces installations ainsi qu’aux investissements nécessaires.

Exemples d'installations d'assainissement collectif vs d'assainissement non-collectif

Non collectif : Dans les foyers non raccordés au réseau de services publics d'eau, l'assainissement individualisé est utilisé à la place de l'assainissement collectif. Il s'agit principalement des zones d'habitat dispersées tels que des petits villages isolés. Selon la réglementation, ces derniers se doivent d'être équipés d'un système de traitement primaire, généralement appelé fosse toutes eaux ou fosse septique, et d'un système de traitement secondaire ayant pour but d'épurer les eaux usées décantées.

4. Comment fonctionne le traitement collectif des eaux usées ?

Un prétraitement efficace est nécessaire pour assurer le succès du traitement ultérieur et préserver les équipements électromécaniques et comprend 3 opérations importantes  :

1. Le dégrillage, voire même tamisage, permet d'éliminer sans effort les éléments gênants comme les lingettes (le fléau des réseaux d'assainissement), les plastiques, les pierres et tous les autres éléments grossiers charriés par les eaux usées brutes.
2. Le dessablage, où une décantation par simple gravité est mise en œuvre pour extraire facilement et efficacement le sable charrié par les eaux usées.
3. Le dégraissage permet d'éliminer efficacement les huiles de l'eau en insufflant des fines bulles l’air dans le fond d’un bassin, ce qui permet de faire remonter les particules de faibles densité, comme les graisses et les huiles, en surface. Ces dernières sont ensuite raclées puis extraites de l’eau.

Une fois le prétraitement effectué, vient le traitement primaire. C'est dans cette étape que la décantation des Matières en Suspension (MES) par gravité a lieu. Environ 60% des matières en suspensions sont supprimées. Le temps de traitement dépend de la quantité de matières à éliminer, mais également de la capacité de l'installation. Les matières supprimées forment un lit de boues au fond du bassin, que l'on appelle les "boues primaires".

Ensuite vient l'une des étapes principales qui est le traitement secondaire. Une des méthodes les plus utilisées pour ce traitement est le procédé dit "à boues activées", qui utilise des bactéries pour dégrader la pollution. Ce procédé consiste à ajouter un mélange riche en bactéries dans les eaux usées, bactéries dîtes aérobies, qui vont se développer dans le bassin biologique en utilisant la pollution présente dans les eaux prétraitées pour leur métabolisme : ce processus aboutit à la formation de boues biologiques. L'aération est extrêmement importante, car elle permet d’injecter de l’oxygène dans l’eau : cet oxygène est nécessaire pour les bactéries aérobies, sans lequel elles ne peuvent pas se développer et remplir leur rôle.

La dernière étape est celle de la clarification. A l’instar de la décantation primaire, cette étape met en œuvre la gravité dans un bassin (appelé clarificateur) afin de séparer les bactéries du bassin biologique de l’eau claire. La biomasse, qui décante au fond du bassin, constitue alors les boues biologiques et sera en partie extraite et recirculée ; l’eau claire quant à elle est l’eau considérée comme traitée et peut alors être rejetée au milieu naturel. La règlementation impose des contrôles de ces rejets via une série d’analyse sur des paramètres définis, la fréquence et le nombre d’analyse dépendent notamment de la taille de la station de traitement et du volume d’eau traitée. Pour les stations de grandes capacités des analyses quotidiennes 365 jours par an sont imposées, car leur impact sur le milieu naturel peut être important.

D’autres traitements peuvent être ajoutés à la suite de ces procédés classiques, en fonction des besoin : décantation tertiaire, filtration, désinfection etc.

5. Comment fonctionne le traitement non collectif des eaux usées ?

En fonction des besoins des habitants, une fosse toutes eaux qui va prétraiter les eaux usées brutes peut être mise en place. Cette fosse toutes eaux est capable à elle seule de traiter 30% de la pollution initiale. Après cette étape appelée "Traitement primaire", une petite unité de traitement est installée pour permettre le traitement biologique effectué par des micro organismes. Enfin, l'évacuation se fait soit par infiltration dans le sol, soit dans un cours d'eau.

Chez BIOROCK, nous sommes spécialisés dans le traitement non-collectif des eaux usées. Vous pouvez trouver la solution de traitement qui correspond le mieux à vos besoins et notre équipe d'experts peut vous aider à l'installer. Nous disposons d'un large choix de filières d'assainissement non-électriques allant de 2 EH à plusieurs centaines, vous êtes donc sûr de trouver celle qui convient parfaitement à votre maison ou à votre entreprise.

En conclusion, le traitement des eaux usées est un élément essentiel de la préservation de la santé et du bien-être des personnes et de notre environnement. Il peut se faire par des méthodes collectives ou non collectives, selon les exigences de chaque situation. Tous les types d'eaux usées doivent être traités afin de garantir une élimination efficace des polluants, ce qui nous permet de nous protéger, mais aussi de protéger nos ressources naturelles pour les générations futures. Chez BIOROCK, nous sommes spécialisés dans les solutions de traitement non-collectif des eaux usées pour les entreprises et les résidences, afin que chacun puisse s'assurer que l'eau rejetée est de meilleure qualité.

Nous espérons que ces informations vous ont aidé à mieux comprendre le traitement des eaux usées et son importance. Si vous avez d'autres questions ou si vous souhaitez en savoir plus sur nos services, n'hésitez pas à nous contacter.