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Le traitement naturel des eaux est-il réellement écologique ?

ActualitéClassé sous :développement durable , usine de traitement des eaux usées , station d'épuration

Quel est le bilan écologique des usines de traitements des eaux usées qui utilisent les processus naturels de nitrification et dénitrification ? Concernant les rejets de protoxyde d'azote, un gaz à effet de serre, le bilan est moyen selon une récente étude américaine qui défend cependant l'utilité de ces usines.

Les processus de nitrification et dénitrification, utilisés par les usines biologiques de traitement des eaux usées, dégagent du protoxyde d'azote. © Xavigivax, Wikipédia, cc by sa 3.0

Des chercheurs américains se sont intéressés aux concentrations de protoxyde d'azote (N2O) émises par les usines biologiques de traitement des eaux. Ils ont donc comparé la production de ce gaz par une usine biologique avec celle produite par une usine conventionnelle.

Le fonctionnement des usines biologiques de traitement des eaux repose entre autres sur la nitrification puis la dénitrification. Ces deux processus sont sous la responsabilité de bactéries présentes dans les bassins de traitement. La nitrification permet de transformer l'ammoniac (NH3) en nitrite (NO2-), puis en nitrate (NO3-). La dénitrification provoque la transformation des nitrates, issus de la nitrification, en azote (ou plus exactement diazote, N2) et protoxyde d'azote. Le ratio de ces deux molécules dépend notamment de la concentration du milieu en oxygène et en nitrate, mais globalement, les quantités de N2O libérées sont assez faibles.

Bassin d'une station d'épuration à Dunkerque. © Communauté urbaine de Dunkerque Grand Littoral

Bassin d'une station d'épuration à Dunkerque. © Communauté urbaine de Dunkerque Grand Littoral

Les eaux issues de ce traitement servent à l'irrigation des cultures ou des espaces verts urbains. D'un point de vue écologique et durable, la mise en place de ces usines à l'échelle locale permet de pallier les problèmes environnementaux et déontologiques liés à l'apport d'eau douce dans une région naturellement sèche.

Protoxyde d'azote : important gaz à effet de serre

Petit souci cependant, le protoxyde d'azote fait partie des gaz à effet de serre les plus redoutables. Son potentiel de réchauffement global est 298 fois plus important que celui du dioxyde de carbone sur cent ans et on l'accuse également d'être responsable de la destruction de la couche d’ozone (O3). La plupart des émissions de ce gaz sont imputables à l'agriculture et notamment à l'épandage du lisier, mais, dans des proportions bien plus faibles, le traitement des eaux usées y contribue également, comme le confirment les études d'Amy Townsend-Small, de l'université de Cincinnati.

Quant aux usines traditionnelles, elles ne traitent pas les eaux usées par nitrification et dénitrification. Cependant, leur activité génère tout de même l'émission de faibles quantités de protoxyde d'azote dans l'atmosphère.

Trois fois plus de protoxyde d'azote émis

En analysant les rejets de protoxyde d'azote résultant de ces deux procédés, les chercheurs ont montré qu'ils sont trois fois plus importants avec une usine biologique qu'avec le procédé conventionnel (ces résultats sont à paraître dans la revue Journal of Environmental Quality de septembre 2011). Un problème pour ce système censé offrir une solution plus écologique.

Mais les chercheurs ne sont pas alarmistes pour autant et leur étude n'a pas pour but de faire cesser l'activité de telles usines. Selon eux, elles sont d'ailleurs importantes et plus avantageuses que l'apport d'eau sur de longues distances, procédé largement utilisé dans certaines parties de la Californie, État sur lequel l'étude a porté. Ce transport est en effet connu pour son bilan énergétique coûteux et ses importantes émissions de dioxyde de carbone. Ici, les chercheurs mettent le doigt sur des points à améliorer dans le processus de traitement des eaux afin qu'il puisse un jour permettre de fournir de l'eau potable.

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