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III- Deux usines pour la survie du milieu aquatique
Ce chapitre traite des stations d’épuration dans l’agglomération nantaise. Nous verrons deux exemples : l’usine de la Roche et la station d’épuration de la Petite Californie. Mais avant d’en arriver là, nous allons vous instruire sur ce que sont les stations d'épuration et leurs fonctions.
Présentation
Les stations d’épuration sont de deux types :
- Le premier concerne les usines de traitement des eaux qui, en amont de la population, permettent de rendre l’eau propre à la consommation ; il s’agit donc de rendre l’eau potable.
- Le deuxième concerne les stations d’épuration des eaux usées qui, en aval, permettent de restituer au milieu naturel (la Loire par exemple) une eau propre mais non potable. Il s’agit en fait d’un recyclage.
A présent, avec ces quelques informations, vous pouvez continuez votre lecture.
L’usine de la Roche : de l’eau naturelle à l’eau utile
Avant de donner le compte rendu de la visite et de décrire le processus des différents traitements destinés à rendre l’eau potable voici quelques extrait de l’interview de Mr. Credeville, responsable de l’usine de La Roche.
Interview de Mr Julien Credeville
Quels sont les objectifs de l’usine de la Roche ?
Julien Credeville : Les trois objectifs prioritaires de l’usine sont de produire de l’eau en quantité suffisante, de distribuer une eau de qualité et d’assurer la sécurité de la distribution.
Comment l’usine de la Roche est-elle organisée ?
J C : L’usine est structurée en différents services possédant chacun une fonction qui lui est propre. Il y a le service production, le service distribution, le service maintenance, le service conduite d’opération, le service comptage, le service gestion et également trois services de maîtrise d’œuvre.
A quoi correspond chaque service ?
J C : Le service production assure la conduite des ouvrages de production de l’eau potable à partir de l’eau pompé en Loire, à Mauves-sur-Loire.
Le service distribution assure la conduite du réseau d’eau sur le territoire des communes de Nantes, Orvault, Saint-Herblain et Saint-Sébastien.
Le service maintenance assure l’entretien de l’usine de production.
Le service conduite d’opération assure la coordination des services de maîtrise d’œuvre.
Le service comptage procède aux relevés en vue de la facturation.
Le sevice gestion met en œuvre le budget et procède à toute la partie administrative et comptable de l’usine.
Quand aux trois services de maîtrise d’œuvre, ils étudient et font réaliser les travaux nécessaires au maintien du patrimoine.
Quels sont les objectifs du service distribution ?
J C : Ce service a plusieurs objectifs. Il doit, premièrement, assurer la distribution 24 heures sur 24 quels que soient les incidents (fuite, problème de qualité ou de pression). Deuxièmement, il doit réaliser tous types de branchements sanitaires, arrosages, incendies.
Et troisièmement, il doit remplacer les compteurs d’eau défectueux.
Quels sont les objectifs du service maintenance ?
J C : Il a deux objectifs : entretenir, améliorer et adapter les installations (matériels, outillages et constructions). Son second objectif est de gérer et tenir à disposition des fournitures, matériaux, véhicules et engins.
Compte-rendu de la visite de l’usine de la Roche
L’usine de la Roche s’occupe essentiellement du traitement des eaux de distribution et la question qu’on est amené à se poser est : comment une goutte d’eau de la Loire peut devenir une goutte d’eau potable ?
Cette transformation commence par le pompage de l’eau dans la Loire qui se fait depuis 1989 sur le site de Mauves-sur-Loire. Cette station a été construite à 15 km en amont du lieu de traitement. Sa conception permet un relevage de l’eau dans les conditions d’étiage les plus sévères. En période de crue, l’aspiration du sable est évitée et des capteurs physico-chimiques assurent une surveillance constante de l’eau pompée.
La deuxième opération est une filtration. En effet, le eaux de la Loire contiennent des matières en suspension de différentes tailles, d’origine minérale (sable, limons, argiles) ou organique (produits issus de matières végétales ou animales). La filtration a pour but de clarifier l’eau. Elle comporte trois phases principales :
Le dégrillage et tamisage permettent d’éliminer, à l’aide de grilles plus ou moins fines, les plus gros corps flottants entraînés par le courant (bois, feuilles…)
La floculation consiste à débarrasser l’eau des particules colloïdales (en suspension , elle s’effectue en deux temps : on injecte d’abord dans l’eau un réactif chimique (un sel d’aluminium par exemple) qui provoque la coagulation des particules. Les particules coagulées s’agglomèrent les unes aux autres et forment des flocons, c’est la floculation.
Les flocons, plus lourds que l’eau se déposent au fond d’un bassin de décantation et sont évacués régulièrement sous forme de boues.
La filtration sur lit de sable achève de clarifier l’eau en éliminant les derniers flocons. Elle consiste à faire passer l’eau à travers une épaisse couche de sable fin disposée sur un plancher poreux : les particules encore présentes sont retenues dans le filtre au cours de leur cheminement. Celui-ci est nettoyé régulièrement par l’envoi d’eau et d’air à contre-courant (de bas en haut) pour permettre aux flocons de se détacher des grains de sable, et éviter ainsi les risques de colmatage. La filtration de l’eau sur charbons actifs complète le traitement. Les lits de charbons actifs sont constitués de grains de charbons poreux disposés sur 1,30 d’épaisseur. Une riche flore bactérienne s’y développe. Le filtre ainsi formé est le siège d’une activité biologique importante. Il permet de retenir les micro-polluants qui se trouvent dans l’eau parfois à l’état de traces et élimine aussi les mauvais goûts de l’eau.
INSERTION SHEMA (synoptique de la chaîne de traitement)
Enfin, une dernière étape est indispensable pour une bonne potabilité de l’eau, c’est la stérilisation, elle se fait au cours des différentes phases de la chaîne de traitement. Les deux méthodes utilisées ici sont l’ozonation et la chloration. D’autres réactifs sont injectés, si nécessaire, pour ajuster le PH qui doit être proche de 7 (c’est à dire que l’eau doit être neutre).
La stérilisation par l’ozone (formule : O3) consiste à dissoudre l’ozone dans l’eau par injection de bulles d’air ozoné (20g/m3). L’ozone a un pouvoir désinfectant remarquable : une dissolution de 1 à 4 mg de ce gaz dans un litre d’eau garantit la destruction de tous les éléments pathogènes contenus dans l’eau.
La préozonation consiste à injecter de l'air ozoné en tête de la filière de traitement ; à moins de 1g par m3 l’ozone élimine les algues, optimise les taux de coagulants et favorise l’élimination des matières organiques.
La postozonation est une étape de désinfection et d’affinage après la filtration.
La stérilisation par le chlore est également très utilisée. Elle consiste à injecter de l’eau de Javel ou du chlore gazeux suivant un dosage précis. Simple et peu onéreux, ce traitement peut, dans certaine conditions, donner un mauvais goût à l’eau. Le bioxyde de chlore est parfois utilisé à la place du chlore. Il permet d’obtenir une eau de meilleur qualité gustative.
Certaines petites communes utilisent également la stérilisation par rayonnement ultraviolets. Ce procédé consiste à soumettre l’eau à un rayonnement ultraviolet, d’une longueur d’onde précise, doté d’un pouvoir bactéricide et virucide. C’est un procédé peu coûteux mais limité à des réseaux peu étendus car d’action peu persistante.
Schéma de principe d’une station de production d’eau potable
La station de La Petite Californie : le retour aux sources
Nous nous plaignons souvent de la pollution « due aux autres » mais peut-être est-il bon de commencer par « balayer devant sa porte » et dire quelques mots de la pollution entraînée par les effluents de nos villes et villages.
Les eaux usées sont en fait les eaux que la population a utilisé (donc chacun de nous) autant dans le domaine domestique (lessive, vaisselle, toilettes etc…), qu’industriel (rejet d’effluents liés à la fabrication de divers produits, aux abattoirs…). Il faut y ajouter les eaux pluviales car la pluie lave les chaussées grasses et sales, les toitures chargées de poussières., et ceci pour ne citer que les principales formes d’eaux usées. Ces pollutions sont de type minéral ou organique sous forme dissoute ou en suspension ; seule une partie est biodégradable.
Il est bien sûr désastreux de laisser repartir ces eaux ainsi polluées dans le milieu naturel (et c’est pourtant ce qui se passe trop souvent !) . C’est pourquoi l’on construit des stations d’épuration comme celle de La Petite Californie à Rezé .
La station de La Petite Californie est donc une usine de dépollution. Il s’agit d’une station biologique à aération prolongée dont la capacité est de 180 000 E.H. Elle traite 16 0000 m3 d’eau par jour et 7 000 kg DBO5 par jour.
Son but est double :
- restituer au milieu naturel une eau épurée mais non potable
traiter et valoriser les boues (les résidus).
La dépollution des eaux usées nécessite un traitement primaire constitué par le dégrillage, le dessablage, le dégraissage et la décantation, et un traitement secondaire constitué d’une aération biologique et de procédés physico-chimiques destinés à la coagulation et à la floculation des particules.
Les impuretés recueillies constituent les boues. Ces boues sont centrifugées, décantées, traitées par adjonction de lait de chaux puis asséchées.
Sur les deux pages suivantes des schémas donnent une description détaillée des différents traitements de l’eau et des boues.
Les boues sont ensuite valorisées suivant deux filières principales :
Une valorisation agricole : Riches en fertilisant de type (NPK), les boues, sous certaines conditions de teneur en composés organiques, de prix, de présentation et de régularité, sont exploitables en agriculture. Cette filière, qui absorbe actuellement la moitié du tonnage produit, est un bon exemple de recyclage maîtrisé.
Une valorisation énergétique : Lorsqu’elles sont riches en matières organiques et pauvres en humidité, les boues peuvent être brûlées dans des stations d’incinération et fournir ainsi de l’énergie.
Le point faible de cette filière est son coût lié entre autres, à l’obligation de « nettoyer » les fumées produites.
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