Epuration et environnement

Par Joseph ORSZÁGH
Université de Mons-Hainaut (Belgique)

	Vous êtes candidat bâtisseur, vous rénovez votre maison ou tout simplement vous souhaitez bien épurer vos eaux usées ? Il faut vous préparer à une certaine dépense. De plus, il y a les obligations légales en matière d’assainissement. Deux cas sont possibles :
-	en zone égouttable, il y a obligation de se raccorder aux égouts ;
-	en zone non égouttable : la qualité des eaux épurées rejetées doit satisfaire aux normes sectorielles de rejet.

	Ces normes concernent la DCO (demande chimique en oxygène) et la DBO5 (demande biochimique en oxygène), ainsi que les MES (matières en suspension).

	Si, en plus du désir de remplir les conditions légales, vous souhaitez également protéger l’environnement, il vaut mieux connaître les impacts réels des différents systèmes d’épuration proposés sur le marché. Il y d’abord les systèmes d’épuration recommandés par l’administration et homologués. Les autres sont également admis pour autant qu’ils satisfassent aux normes sectorielles de rejet. Dans la première catégorie se trouvent les petites stations d’épuration qui consomment souvent beaucoup d’électricité. La seconde catégorie concerne les différents systèmes d’épuration par les plantes, notamment le lagunage. La troisième catégorie contient les différents systèmes dits TRAISELECT ou le traitement sélectif des eaux fécales et savonneuses.

L’importance du milieu récepteur

	Pour fixer les normes sectorielles de rejet, le législateur ne tient absolument pas compte de la nature du milieu récepteur. Pourtant, le déversement en eau de surface ou l’infiltration dans le sol a des impacts bien différents.  Une eau savonneuse, même fortement chargée, infiltrée dans de bonnes conditions dans le sol peut avoir un impact nul sur les eaux souterraines, alors que cette même eaux rejetée dans une rivière devient un véritable poison.
 
	C’est la raison pour laquelle la DCO et la DBO5 n’ont aucune signification pour caractériser les nuisances réelles provoquées par une eau usée déversée. En cas d’infiltration dans le sol, une DCO même très élevée, mais contenant peu d’azote (comme les eaux savonneuses dites “ grises ”) n’aura aucun impact environnemental, tandis qu’une eau fécale même bien épurée, avec une DCO faible et avec ses boues d’épuration, sera un facteur de pollution considérable pour les eaux souterraines. 

	Déversée dans une eau de surface (rivière, lac, mer), toute pollution (matières organiques, détergents) perturbe gravement les écosystèmes aquatiques. Il ne faut que relativement peu d’azote sous forme nitrique et peu de phosphore sous forme de phosphates pour provoquer le phénomène d’eutrophisation (asphyxie par les algues), même à la sortie des stations d’épuration les plus perfectionnées. Les résidus de détergents traversant ces installations auront aussi un impact considérable. 

	Lors d’une infiltration dans le sol, seul l’azote sous forme minéralisée (nitrique ou ammoniacal) constitue un facteur de pollution à prendre en considération. En raison de leur taille et de leur polarité, les grosses molécules organiques (protéines contenues dans les déjections, détergents, savons) sont bien fixées par le sol et  n’atteindront probablement pas les eaux souterraines. L’azote organique ainsi fixé a beaucoup de chance d’être assimilé par les plantes en épargnant les eaux souterraines de la pollution par les nitrates. 

L’azote et le phosphore dans les eaux usées domestiques

	L’élément clef de la charge polluante domestique est l’azote et, dans une moindre mesure, le phosphore.  De par ses déjections, chacun de nous rejette annuellement dans les eaux, via le W-C, de l’azote organique  équivalent à environ 25  kg de nitrates et de phosphore organique  pouvant produire 1,4 kg de phosphates. C’est ce qu’on appelle azote et phosphore métaboliques. En France, 98% de l’azote et environ 50 % de phosphore contenus dans les eaux usées domestiques proviennent des W-C.

L’azote et l’épuration des eaux

Avant l’épuration, l’azote contenu dans les eaux usées domestiques se trouve essentiellement sous forme protéique. Sous cette forme, il n’est pas soluble dans l’eau, il n’est pas lessivable. Ces grosses molécules, y compris l’urée contenue dans l’urine, ont une grande affinité vis-à-vis des particules d’argile, de sable et même de calcaire. Elles sont donc bien fixées dans le sol et l’action des bactéries ne libère leur azote qu’à la vitesse d’absorption par les plantes. Des eaux fécales non épurées infiltrées dans la rhizosphère (près des racines) alimentent surtout les plantes. Les pertes d’azote sous forme ammoniacale ou nitrique sont trop faibles pour polluer d’une façon notable, les nappes phréatiques. Les molécules de détergents et de savons infiltrées dans le sol se décomposent en dioxyde de carbone et eau et n’atteignent pas non plus les eaux souterraines.

La situation est complètement différente à l’issue de l’épuration aérobie qui a lieu dans les stations d’épuration recommandées par l’administration. Le fonctionnement des petites stations d’épuration, préconisées pour usage privé, est basé sur le principe d’oxydation biologique de la charge polluante. L’eau est considérée comme étant bien épurée lorsque la matière organique contenue dans la charge a été presque intégralement oxydée (minéralisée), ce qui se traduit par un DCO faible.  Pendant ce processus, l’azote et le phosphore contenus dans la charge fécale sont transformés en nitrates et phosphates. Une partie est relâchée dans la nature avec les eaux épurées, tandis que le restant est enlevé avec les boues d’épuration et rejoint les eaux souterraines après épandage. Le bilan environnemental de l’opération est le déversement de l’azote sous forme de nitrates dans les eaux de surface et/ou souterraines. Ces nitrates asphyxient les rivières en nourrissant les algues : c’est le phénomène de l’eutrophisation. Après épandage des boues et infiltration des eaux épurées dans le sol, l’azote oxydé en nitrates rejoint les eaux souterraines avec beaucoup de facilité. Sous forme nitrique, l’azote traverse toutes les formations géologiques. En ce sens, force est de constater que mieux une station d’épuration aérobie fonctionne, plus elle pollue l’environnement !

	Une valeur faible de DCO ou de DBO5 de l’eau épurée signifie tout simplement que l’azote organique contenu dans la charge polluante a été sorti de la biosphère et transformé en pollution. 

Epurer ou assainir ?

	Toute la législation actuelle sur le traitement des eaux usées urbaines est basée sur le concept de la performance épuratoire en lieu et place de la performance environnementale.  Dans la plupart des cas, la première est inversement proportionnelle à la seconde. Connaissant la simplicité des techniques d’assainissement, comme le traitement sélectif, basées sur la prévention de la pollution, on peut même dire que les performances environnementales sont inversement proportionnelles aux investissements consentis pour les systèmes d’épuration. 

	Si notre objectif est la protection efficace de l’environnement pour le moindre coût, il faut :
-	écarter, dans la mesure du possible, les systèmes d’épuration travaillant en aérobie ;
-	éviter, autant que se peut, le rejet des eaux épurées en eau de surface ;
-	décentraliser au maximum les systèmes d’épuration afin de profiter du pouvoir épurant remarquable et gratuit du sol ;
-	traiter d’une manière sélective les eaux grises et les eaux vannes ;
-	éviter, autant que se peut, l’usage des W-C à chasse d’eau.

Les systèmes d’assainissement TRAISELECT

	Basé sur le traitement sélectif des eaux grises et des eaux vannes, ces systèmes constituent actuellement la protection probablement la plus efficace de l’environnement au moindre coût.

	L’épuration des eaux grises (savonneuses) seules se fait dans une cuve en anaérobiose suivie d’une aération dans une cuve séparée. A l’issue de ce traitement, les eaux épurées peuvent servir pour les nettoyages et arroser le jardin. Leur teneur en azote ne dépasse guère 2 mg/l. De ce fait, l’infiltration dans le sol a comme résultat d’améliorer la qualité des eaux souterraines généralement polluées par les nitrates.  Le coût d’une telle installation est faible.

	Pour le traitement des eaux vannes, la solution de loin la plus économique et la plus efficace est l’usage d’une toilette sèche. La toilette à litière biomaîtrisée, mise au point à l’Université de Mons-Hainaut (Belgique) constitue un compromis remarquable entre le confort et l’efficacité environnementale.

	Le plateau végétal absorbant est la solution alternative à la toilette sèche. Son installation est possible même dans un petit jardin et son impact environnemental est bien moindre que celui qui résulte de la meilleure épuration aérobie avec sa production de boue. 

Conclusions

	En zone périurbaine et rurale, la construction des égouts et des stations d’épuration ne constitue pas une protection efficace de l’environnement. L’assainissement basé sur le traitement sélectif et décentralisé des eaux grises et des eaux vannes est la solution alternative plus efficace et moins coûteuse. 
Pour en savoir plus :
Lire le livre de Joseph ORSZÁGH, “ PLUVALOR & TRAISELECT : introduction à la gestion écologique de l’eau dans la maison ” disponible à l’Université de Mons-Hainaut (tél. : (32)(0)65/37.33.71)
Pour la construction d’un plateau végétal filtrant, s’adresser à Claude Moreau, tél. : (32)(0)67.77.19.39.