Les boues d’épuration

Provenance des boues

Les eaux usées urbaines sont, dans leur majorité, collectées et acheminées vers les stations d’épuration, en vue de leur traitement. S’y ajoutent fréquemment des rejets d’activités artisanales, commerciales et industrielles.

La France compte aujourd’hui 18000 stations d’épuration collectives, à la sortie desquelles, on trouve :

De l’eau épurée, rejetée au milieu naturel
Des sous-produits d’épuration, parmi lesquels les boues.

Schéma d’épuration des eaux usées (ADEME, 2001)

En moyenne, 15 à 20 kg de matière sèche sont produits (soit 80 à 100 de matière brute) par habitant et par an. En 2012, le gisement de boues produites par la population française est estimé à un million de tonnes de matière sèche^[1]. A cette production, s’ajoute celle des industriels (agroalimentaires, papeteries, certaines industries chimiques, teintureries…) évaluée à 5,6 millions de tonnes ^[2]de matière brute.

^[1]MEDDE- Base de données sur les eaux résiduaires urbaines -2012

^[2]ADEME, les chiffres clés déchets 2014

Composition des boues

Les boues de station d’épuration (STEP) se composent :

D’éléments fertilisants
D’éléments indésirables

Les éléments fertilisants

Interaction entre la plante et les éléments nutritifs mise à disposition par les matières fertilisantes recyclées ( source : diragri)

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Les boues sont riches en matière organique et contiennent des éléments nutritifs (N, P, K et oligo-éléments). Ces éléments sont utiles au bon développement des cultures :

L’azote (N) joue un rôle primordial dans le métabolisme des plantes en tant que constituant majeur des protéines. Il est essentiel pour la croissance des plantes.
Le phosphore (P) transporte l’énergie dans la plante. Il favorise la croissance générale de la plante, notamment du système racinaire et des tiges. En fin de végétation, il est stocké dans les organes de réserves pour servir au développement des futures pousses.
Le potassium (K) renforce la résistance des cultures aux maladies, à la sécheresse et au gel.
Les oligo-éléments (Cuivre, Magnésium, Zinc…) sont utiles en quantité réduite pour réaliser l’ensemble des réactions chimiques qui ont lieu dans la plante.

Les éléments indésirables

Les boues de STEP ne renferment pas seulement des nutriments (azote, phosphore) et de la matière organique intéressants en fertilisation. Ils contiennent également 3 sortes d’éléments indésirables :

1. Les micro-organismes pathogènes

Les micro-organismes jouent un rôle déterminant dans les processus d’épuration aussi bien en station que dans le sol. Extraordinairement variés, ils sont présents en abondance dans l’environnement ainsi que dans les déjections animales et les boues d’épuration. Mais seule une infime partie est susceptible de présenter un risque infectieux : les pathogènes (virus, bactéries, champignons, helminthes…).

Cependant, les boues d’épuration ne constituent pas un milieu favorable à la survie de ces micro-organismes. De plus, les traitements dits hygiénisants appliqués aux boues permettent d’en éliminer une grande partie voire l’intégralité.

L’expérience acquise depuis de nombreuses années démontre que de bonnes pratiques d’utilisation des boues permettent de maîtriser complètement les risques de contaminations humaine et animale liés à ces pathogènes.

La cellule nationale de veille sanitaire n’a, à ce jour, établi aucune causalité entre l’épandage raisonné des boues de STEP et des problèmes de santé publique.

2. Les Eléments Traces Métalliques (ETM)

Les boues de STEP contiennent également des métaux en très faible quantité et un certain nombre d’entre eux sont essentiels à l’alimentation des plantes (cf oligo-éléments): on parle alors d’Eléments Traces Métalliques (ETM). Leur présence dans les boues d’épuration est due au déversement dans le réseau d’assainissement de contaminants liés aux activités humaines (produits médicamenteux et de nettoyage, cosmétiques, produits liquides rejetés par les activités commerciales et industrielles) ou aux activités urbaines (corrosion des conduites d’eau, ruissellements des eaux de pluie sur les toitures et les routes). Or, les boues ne sont pas les seules responsables de la présence d’ETM dans les sols. Ces ETM sont naturellement présents dans les sols mais peuvent également provenir des retombées atmosphériques, des déjections animales ou des engrais minéraux.

Afin de limiter l’accumulation de ces ETM dans les sols, leur concentration dans les boues est limitée réglementairement. Les contrôles effectués par le SYPREA, indiquent que les teneurs moyennes en ETM des boues d’épuration sont nettement en deçà des seuils réglementaires.

3. Les composés Traces Organiques (CTO)

Les boues d’épuration peuvent aussi contenir des Composés Traces Organiques (CTO). Ce sont des composés chimiques dont la présence dans les boues provient principalement du lessivage des chaussées par les eaux de pluie. Ces substances peuvent être persistantes dans les sols. Cependant, les expérimentations montrent que le transfert des CTO apportés par les boues vers les plantes est extrêmement limité. Comme pour les ETM, des valeurs limites ont été définies afin de garantir l’innocuité du recyclage agricole. Les contrôles, réalisés par les membres du SYPREA, démontrent que les teneurs moyennes en CTO des boues sont largement en dessous des seuils réglementaires :

Traitement des boues

Quel que soit le mode d’épuration des eaux usées mise en œuvre, les boues sont composées à 99% d’eau, de matière organique très fermentescible et de matière minérale. Selon la destination finale des boues choisie par le producteur, des traitements complémentaires doivent être mis en œuvre.

On distingue trois grands types de traitement des boues :

Les traitements de réduction de la teneur en eau

Les traitements de réduction de la teneur en eau des boues visent à diminuer la quantité de boues à stocker et à épandre ou à améliorer leurs caractéristiques physiques.

Les traitements de stabilisation de la matière organique

Les traitements de stabilisation de la matière organique ont pour objectif de réduire sa fermentescibilité pour atténuer ou supprimer les mauvaises odeurs.

Les traitements d’hygiénisation

Les traitements d’hygiénisation visent à détruire les pathogènes. L’hygiénisation des boues est réalisée simultanément avec leur stabilisation.

En fonction des traitements subis, les boues présentent des propriétés physiques diverses : boues séchées, déshydratées, épaissies, digérées, chaulées, compostées…. Les propriétés fertilisantes des boues sont également variables en fonction des traitements choisis. C’est pourquoi il est essentiel de choisir la combinaison de traitement mis en œuvre en fonction des débouchés agronomiques identifiés.

Cette recommandation prévaut également pour les autres voies de valorisation ou d’élimination des boues de station d’épuration. Par exemple, si la boue est destinée à être incinérée, mieux vaut qu’elle soit déshydratée : son PCI en sera ainsi maximisé.

Destination des boues

Les boues ainsi traitées peuvent être dirigées vers trois destinations :

Le recyclage agricole
L’incinération
Le stockage

En 2012, le recyclage en agriculture des boues que ce soit par épandage direct ou après compostage ou méthanisation concerne 73% des boues produites. 18 % sont incinérées et 9 % sont éliminées dans une installation de stockage de déchets non dangereux.

Destination des boues produites en France

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