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Les industriels peinent à se mettre au niveau

Dinhill On

ARKEMA, UN EXEMPLE À SUIVRE

Le chimiste français de produits de spécialité a mis en place une politique générale afin de préserver la qualité de l'eau et de l'air. Outre d'essayer d'économiser les ressources naturelles (eau, énergie, matières premières), il exploite des installations de traitement de l'eau sur plusieurs de ses sites, comme à Saint-Auban (Alpes-Maritimes) ou à Carling/Saint-Avold (Moselle). Ce dernier, spécialisé dans la chimie des acryliques, possède et exploite deux unités de traitement des eaux industrielles : l'une biologique et l'autre physico-chimique. « Notre unité biologique s'appuie sur un procédé à boues activées et traite les effluents chargés en matière organique », précise Françoise Lacour, responsable Environnement du site de Carling d'Arkema. Avant de continuer : « La station physico-chimique opère un traitement final de l'ensemble des rejets aqueux de la plate-forme selon les étapes suivantes : dégrillage, déshuilage, coagulation/floculation et clarification pour l'élimination des matières en suspension ». « Les principaux enjeux liés au traitement des effluents sur notre plateforme sont, d'une part les attentes des riverains et des associations sur la baisse du niveau olfactif des effluents et d'autre part, la qualité du milieu naturel », poursuit Didier Muller, directeur du site Arkema de Carling. Avant d'ajouter : « Sur ce point, la plateforme a beaucoup progressé grâce à une maîtrise et à une diminution de l'impact de nos rejets dans le milieu naturel. A cet égard, un récent Arrêté préfectoral datant d'octobre 2012 a revu à la baisse les seuils de rejets, actant ainsi une nouvelle étape de notre démarche de progrès ».

La chimie s'est depuis longtemps souciée de la maîtrise de ses rejets dans l'environnement. Alors que des solutions sont développées, le manque de moyens des industriels pour les stations de traitement de l'eau complique leur tâche pour respecter des normes toujours plus drastiques.

L' eau constitue une ressource largement em ployée dans l'industrie pour ses propriétés physico-chimiques, par exemple en tant que solvant ou fluide thermique. Cependant, en étant utilisée dans des procédés de production industrielle, elle se charge de polluants (organiques ou minéraux) et doit être retraitée avant un rejet dans l'environnement. Compte tenu des substances employées pour son activité, l'industrie chimique suscite naturellement des craintes particulières pour ses effluents liquides. « Les groupes chimiques ont depuis longtemps eu la volonté de vouloir maîtriser leur empreinte environnementale, notamment en limitant les rejets dans les milieux aquatiques », estime Bertrand Garnier, directeur technique chez Degrémont Industry, du groupe Suez Environnement, spécialisé dans la gestion globale du cycle de l'eau pour l'industrie. Avant d'ajouter : « La pollution des effluents liquides dans le secteur chimique est très variée entre les matières en suspension, la pollution soluble, les huiles, métaux, et dépend évidemment de la nature de la production de chaque site chimique. Il n'existe donc pas de technique générique déployable pour le traitement de l'eau sans connaître la chimie produite ».

Pour que des eaux industrielles traitées soient considérées comme un effluent rejetable, plusieurs critères sont analysés dont la demande chimique en oxygène (DCO), la teneur en matières en suspension, et en composés chimiques propres à chaque site, et en azote. L'eau traitée doit également avoir un pH compris entre 5,5 et 8 et une température inférieure à 30 °C. Afin de traiter les eaux issues du procédé, il existe deux types de procédés : physico-chimique et biologique. La voie physico-chimique consiste notamment en différentes étapes successives de coagulation, floculation, décantation et précipitation. « Les technologies de flottateur à air dissous et les décanteurs classiques cylindro-coniques sont les plus souvent employés pour précipiter les matières en suspension », précise Patrice Thirot, responsable support aux opérations industrielles à la direction technique de Veolia Eau. A la suite de ce traitement physico-chimique, l'industriel obtient de l'eau traitée et des boues, qui sont épaissies et déshydratées. Un traitement secondaire par voie biologique est ensuite effectué pour éliminer les composés organiques. Les effluents sont pris en charge par des bactéries aérobies ou anaérobies. « Dans 90 % des cas, le traitement biologique est effectué par des bactéries aérobies via un procédé à boues activées intégrant éventuellement une étape physico-chimique, qui permet d'éliminer la pollution carbonée, azotée et phosphorée », indique Patrice Thirot. Avant de continuer : « Les boues extrai tes après ce traitement sont ensuite déshydratées puis éliminées par combustion, épandage ou mise en décharge contrôlée ». Outre cette voie aérobie, il existe un traitement biologique par des bactéries anaérobies, employé généralement pour des effluents spécifiques, comme l'acide téréphtalique (PTA), un précurseur du polyéthylène téréphtalate (PET). « Ce procédé nécessite peu d'énergie et permet même de produire du biogaz valorisable énergétiquement. En revanche, il est moins polyvalent car les bactéries utilisées sont plus sensibles aux toxiques et supportent moins bien les variations de charge », explique Patrice Thirot. Dans certains cas, le traitement secondaire peut être complété par un traitement tertiaire ou dit de finition. « Une des problématiques est celle de la dégradation de la DCO dure, qui représente la matière organique résiduelle. Cette fraction n'est pas dégradable par les bactéries classiques », précise Patrice Thirot. Avant de continuer : « Ce traitement tertiaire peut consister en une étape de filtration par adsorption sur charbon actif ou bien d'oxydation avancée à l'ozone, par exemple ». Pour les zones où l'eau est une ressource plus rare, comme l'Italie, l'Espagne ou encore l'Australie, ou pour les industriels soucieux de minimiser leur empreinte eau, il existe un moyen de traitement de l'eau dénommé « Re-Use », permettant de réutiliser des eaux usées comme nouvelle ressource. « Cette méthode peut associer plusieurs techniques comme l'ozonation, l'ultrafiltration, ou l'osmose inverse pour produire de l'eau réutilisable au sein du procédé industriel », explique Bertrand Garnier de la société Degrémont Industry. Avant d'ajouter : « Il s'agit de procédés plus coûteux, et il faut que l'industriel évalue bien l'intérêt économique de ce type de solution avant de l'adopter ».

Un manque d'investissements

 

Lors du revamping d'une station de traitement, il est nécessaire que les technologies employées permettent d'une part de respecter les normes de rejet, et d'autre part, qu'elles n'engendrent pas de surcoût en termes de rendement, de consommation énergétique ou de coût opérationnel. « Par exemple, nous avons augmenté le rendement d'une installation de traitement des eaux usées sur le site de Villers-Saint-Paul dans l'Oise, en y acheminant les flux des autres industriels avoisinants », raconte Xavier Lazennec, responsable des activités France chez Ondeo IS (Degrémont Industry). Une autre manière d'optimiser l'efficacité du procédé de traitement des eaux est d'utiliser des installations mobiles ponctuelles pour l'assainissement ou la production d'eau industrielle. « Ce genre de procédé est très utile lorsque l'industriel a une production variable », indique Xavier Lazennec. Enfin, il existe des moyens de « doper » les stations existantes, en jouant sur l'efficacité des procédés à boues activées par bactéries aérobies. « Lorsque les industriels voient leur Step saturée, ils ont deux choix : soit investir dans une nouvelle installation, soit augmenter sa capacité. Chez Air Products, nous proposons nos solutions de dopage à l'oxygène par les procédés Halia Propeller et Halia Venturi Aeration System. Cela permet de rendre l'oxygène plus assimilable par les bactéries, ce qui peut engendrer jusqu'à un doublement de la capacité de traitement », avance Alain Michel, directeur technique Water Systems chez Air Products. Le groupe a également développé de nouvelles solutions en partenariat avec d'autres industriels. Par exemple, il a noué un partenariat avec le Néerlandais AWWS pour mettre au point des bioréacteurs de type CMBR (Carrier Mediated Bio Reactor), basés sur le développement de films biologiques sur des supports en polyéthylène en suspension. « Notre solution permet de traiter 5 à 10 fois plus de polluants dans un même volume qu'avec une station d'épuration classique », souligne Alain Michel. En outre, Air Products a développé des systèmes d'oxydation supercritique en collaboration avec la société irlandaise SCFI. « Il s'agit d'un procédé d'oxydation en régime supercritique (221 bar, 374°C), qui permet de dégrader à 99,999 % tous types de composés organiques plus ou moins biodégradables (comme des boues chimiques) », explique Alain Michel. Avant de continuer : « Cette technique permet également de produire de l'énergie grâce aux gaz (CO2, N2) issus du processus à l'aide d'une turbine ».

Bien que des technologies existent, le domaine du traitement de l'eau semble ne pas constituer une priorité chez les industriels en termes d'investissements pour des infrastructures de pointe. « Il est toujours difficile de justifier économiquement des investissements au niveau des stations d'épuratioon des eaux usées (Step). Par conséquent, il y a très peu d'installations neuves, et les stations existantes deviennent rapidement obsolètes, du fait des évolutions réglementaires et des changements de procédés de production », déplore Patrice Thirot (Veolia Eau). Avant de noter : « En revanche, il y a pas mal d'efforts sur le traitement des odeurs, notamment celles dues à des composés contenant des sulfures ou de l'ammoniac ». Un autre point concerne une particularité du parc industriel français, comme l'indique Xavier Lazennec (Ondeo IS) : « L'ancienneté des sites industriels français constitue également une problématique importante. Les actifs anciens doivent être réhabilités, notamment dans le secteur de la chimie. En plus, il n'y a pas que les Step à réhabiliter pour diminuer l'impact des industriels sur l'environnement, mais il faut également "revamper" les unités de production d'eau industrielle ».

La contrainte des règlements européens

 

Malgré ces problématiques, les investissements devraient tout de même se multiplier, compte tenu des échéances réglementaires à venir. Plusieurs textes réglementaires régissent la maîtrise des rejets liquides dans l'environnement. Au niveau européen, il y a la directive IED, qui réunit en un texte sept directives distinctes relatives aux émissions industrielles, dont la directive IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control). Elle préconise notamment le recours aux meilleures techniques disponibles (MTD) pour prévenir et réduire les pollutions. Entrée en vigueur le 6 janvier 2011, la directive IED doit être transposée d'ici le 7 janvier 2013. « Ce texte va être décliné localement selon les types de rejet et d'environnement par des arrêtés préfectoraux », précise Bertrand Garnier (Degrémont Industry). Un autre texte régit le contrôle des pollutions liquides au niveau européen : la directive cadre sur l'eau (DCE). Instaurée en 2000, elle préconise la réduction des émissions de substances prioritaires (nickel, plomb, naphtalène, etc.) pour atteindre « un bon état écologique » des eaux en 2015. A l'horizon 2021, la directive vise même à supprimer la totalité des rejets des substances prioritaires dangereuses (mercure, hexachlorobenzène, cadmium, etc.) dans les écosystèmes aquatiques.

Afin de respecter la DCE, une action nationale de recherche et de réduction des substances dangereuses a été amorcée dès 2002 au niveau régional. Il s'agit d'un programme d'analyse des rejets qui va déboucher sur une prise de mesures nécessaires pour réduire les rejets de substances dangereuses. « Pour limiter le rejet de ce genre de substances, le meilleur moyen reste de modifier les procédés de fabrication », estime Bertrand Garnier. En outre, un plan national d'action pour la période 2010-2013 a été lancé pour lutter contre la pollution des milieux aquatiques par les micropolluants (pesticides, métaux, PCB, solvants chlorés, etc.). En parallèle des ces actions nationales, les sociétés proposant des solutions pour le traitement de l'eau mènent des actions de R&D pour mettre au point des innovations. Du côté de chez Veolia, la R&D se focalise sur le développement de traitements tertiaires et les technologies anaérobies et l'éventail des procédés de valorisation. « Nous avons mis au point un traitement biologique anaérobie innovant appelé Memthane, qui combine l'utilisation de membranes afin de prendre en charge les nouveaux types d'effluents, comme ceux issus de la production de bioéthanol de deuxième génération », détaille Patrice Thirot (Veolia Eau). Avant d'ajouter : « Nous effectuons également des travaux sur la valorisation matière, notamment pour régénérer de la potasse à partir de fluorure de potassium ». Le groupe Suez Environ nement, auquel appartient Degremont Industry, participe à des programmes de R&D avec le pôle de compétitivité Axelera. En outre, il participe au projet européen E4Water, visant à développer des méthodologies et des technologies pour une gestion plus durable de l'eau dans l'industrie chimique. « Nous possédons également des partenariats industriels pour développer des innovations dans le domaine du traitement de l'eau », confie Bertrand Garnier (Degrémont Industry).

Des plans d'action sont donc en cours de déploiement en France pour favoriser le traitement des eaux industrielles. Mais les investissements semblent encore insuffisants, la faute à l'ancienneté des sites industriels nationaux, et à l'investissement nécessaire pour tous les rééquiper d'une station de traitement assez performante, au regard des exigences fixées par la réglementation. Mais avec les échéances réglementaires à venir, les industriels français seront bien obligés de mettre la main à la poche pour se remettre à niveau.

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