Épuration des eaux usées

Au cours des deux derniers siècles, l’industrialisation et l’urbanisation associées à une importante poussée démographique, ont conduit à une augmentation de la production de déchets, et en particulier des eaux usées. Jusqu’à la fin du XIXème siècle, les eaux usées étaient directement rejetées dans le milieu naturel, dans des champs d’épandage ou directement dans les cours d’eau. Mais les capacités d’auto-épuration du milieu naturel restent insuffisantes pour traiter la pollution produite par l’homme. Dans le Paris du Moyen-âge, l’évacuation des eaux se résume à « un tout à la rue » ! Les rues sont sales et souillées d’immondices et de déjections. Ceci va provoquer l’apparition de nombreuses vagues d’épidémies (choléra, dysenterie, coqueluche, peste). Sous le règne de Louis XIV, les autorités commencent à se préoccuper des questions d’hygiène mais la situation évolue très peu. Les premiers « égouts » apparaissent, mais ils se résument à des rigoles qui fendent la rue en son milieu. L’eau s’y écoule selon la pente et est rejetée dans la Seine. Ce n’est qu’en 1860 qu’apparaît réellement le réseau d’égout sous l’impulsion d’Hausmann et Belgrand. Mais là encore ce réseau aboutit à la Seine. Les rues sont alors plus propres, on se contente simplement de rejeter les eaux usées loin du centre ville. De ce fait, la pollution se concentre là où les égouts la transportent. En 1868 les premiers champs d’épandage expérimentaux voient le jour à Clichy. Les hommes ont compris que les eaux usées ne doivent pas être directement rejetées dans le milieu naturel sous peine de l’altérer gravement. Les scientifiques pensent alors à traiter ces effluents. C’est alors que les concepts de lits bactériens immergés (1895) et de boues activées (1914) voient le jour. En effet, grâce au développement des connaissances en microbiologie, les hommes comprennent que les micro-organismes sont responsables de la dégradation de la matière organique. Ils imaginent alors utiliser ces propriétés des microorganismes afin de pouvoir rejeter les effluents dans le milieu naturel sans conséquences néfastes.

Les premières stations d’épuration apparaissent au début du 20ème siècle. Au fil des années, la compréhension des mécanismes épuratoires s’est améliorée et s’est perfectionnée, c’est ainsi que sont apparues dans les années 50 des techniques de traitement de l’azote, puis du phosphore dans les années 70. Mais ces installations sont surtout mises en place pour des agglomérations de taille importante. En France en 1962, seulement 12 % des habitations étaient reliées au système de tout à l’égout. Il y a encore 20 à 30 ans, la plupart des eaux usées domestiques ou industrielles étaient rejetées telles quelles dans les cours d’eau. Elle provient essentiellement du déversement dans le réseau collecteur des égouts urbains et particuliers. Elle est d’origine animale (déjections humaines, effluents d’élevage) ou végétale. Les matières organiques sont en grande partie (70%) biodégradables, c’est-à-dire qu’elles sont dégradées par des micro-organismes qui les utilisent comme source de carbone lors de leur croissance.

Les principales sources de pollution minérale sont l’azote et le phosphore. L’azote provient en grande partie de déjections humaines mais également des effluents d’élevage (Maurines- Carboneill et al. 1998). La pollution par l’azote issue de l’agriculture (nitrate) est très importante, mais elle n’affecte que très peu les effluents de stations d’épuration et passe directement dans le milieu récepteur (fleuves, rivières et nappes phréatiques). L’azote se retrouve sous forme d’ammoniaque (NH4La présence de ces sels minéraux dans le milieu naturel, qu’ils soient issus des rejets d’eaux usées ou de l’agriculture, va avoir comme principale conséquence l’eutrophisation. Ils sont en effet facilement assimilables par les végétaux qui vont donc proliférer de façon excessive. Ce phénomène peut aboutir à un important déséquilibre de l’écosystème aquatique en quelques décennies ou même quelques années. La pollution chimique : ce type de pollution est engendré par des rejets de produits chimiques à la fois d’origine industrielle et domestique. Ces polluants peuvent être classés en de deux catégories : Le danger de ces polluants dépend de leur nature biochimique. Certains sont hydrosolubles et fortement dilués. Leur action est donc minime. D’autres sont liposolubles avec le pouvoir de se concentrer au niveau des lipides. Par conséquent, ils vont s’accumuler le long de la chaîne trophique. Il y a d’autres polluants ayant un pouvoir contaminant plus nuisible, il s’agit des molécules qui échappent à la dégradation, elles sont appelées réfractaires.