L’eau dans les flux de déchets : réutilisation des eaux usées, des eaux pluviales et du digestat

L’eau contenue dans les eaux usées, les eaux pluviales et les déchets industriels peut être récupérée et réutilisée, et des technologies telles que l’ultrafiltration ou l’osmose inverse permettent d’obtenir à partir d’eaux usées épurées une eau de qualité proche de l’eau potable ; cela exige toutefois de l’énergie, une réglementation et l’acceptation sociale. Le sujet se rattache de plus en plus à la gestion des déchets, car ce sont les mêmes installations (stations d’épuration, unités de méthanisation) qui constituent à la fois une source d’énergie, d’engrais et d’eau.

Sources d’eau dans les flux de déchets

Eaux usées urbaines

C’est la source la plus évidente. Après épuration, l’eau peut servir à l’arrosage des espaces verts, au lavage des rues et au refroidissement dans l’industrie, et après un traitement avancé aussi à des fins potables. Parmi les exemples de réutilisation directe ou indirecte pour la boisson figurent Singapour (NEWater) et Windhoek en Namibie, où les eaux usées sont traitées à la qualité d’eau potable depuis plusieurs décennies. Israël est reconnu comme un leader du recyclage de l’eau, réutilisant plus de 80 % de ses eaux usées urbaines épurées, principalement en agriculture (la valeur dépend de l’année et de la méthode de calcul).

Déchets industriels

L’industrie alimentaire (brasseries, laiteries, usines de transformation de la viande) consomme beaucoup d’eau pour le lavage et le refroidissement. Les circuits d’eau fermés permettent de limiter les prélèvements d’eau fraîche, et les eaux usées à forte teneur en matière organique peuvent en même temps alimenter une unité de méthanisation.

Eaux pluviales

L’eau de pluie ruisselant sur les surfaces imperméables rejoint généralement les égouts. Les bassins de rétention, les jardins de pluie et les revêtements perméables permettent de la retenir localement. Le programme national de cofinancement « Moja Woda » (NFOŚiGW, Fonds national de protection de l’environnement et de gestion de l’eau) soutient les systèmes domestiques de rétention ; les détails de l’appel à projets et les conditions doivent être vérifiés dans les communications actuelles du programme.

Pourquoi c’est important

Selon les rapports de l’ONU, le nombre de personnes vivant dans des zones de pénurie d’eau saisonnière devrait augmenter, et l’agriculture représente env. 70 % des prélèvements mondiaux d’eau douce (données de la FAO). La récupération de l’eau peut réduire la pression sur les ressources, mais ne remplacera pas les économies.

Technologies de récupération

Les stations d’épuration conventionnelles comportent trois niveaux : mécanique (grilles, dessableurs, décanteurs), biologique (boues activées, lits bactériens) et chimique (précipitation du phosphore, désinfection). Le quatrième niveau comprend les technologies membranaires : ultrafiltration, nanofiltration et osmose inverse, qui éliminent les fines particules et les agents pathogènes (ultrafiltration) ainsi que les composés dissous (nanofiltration et osmose inverse). L’inconvénient réside dans les coûts énergétiques et la nécessité de gérer le concentrat de sels et d’impuretés. De même, le dessalement de l’eau de mer par osmose inverse consomme de l’ordre de quelques kWh par mètre cube, et l’énergie peut provenir du biogaz ou d’autres sources renouvelables.

Digestat et eau

Le digestat liquide des unités de méthanisation se compose à plus de 90 % d’eau, mais contient aussi des éléments fertilisants (azote, phosphore, potassium) ; son usage principal est donc la fertilisation, et non la récupération d’eau. La séparation mécanique donne une fraction solide et une fraction liquide ; l’eau issue d’un traitement ultérieur (par ex. stripping de l’ammoniac, membranes) peut retourner dans le procédé ou servir à l’irrigation. Les technologies sont décrites dans l’article Séparation du digestat, et l’élimination de l’ammoniac du digestat dans Stripping de l’ammoniac du digestat. Quant à la teneur en eau des substrats et à son influence sur le procédé, elle est décrite dans l’article sur la matière sèche (MS et MOS (TS et VS) dans les essais BMP).

Avantages et obstacles

• Environnement : l’épuration à un niveau avancé limite l’eutrophisation des rivières et des lacs ; un prélèvement d’eau moindre maintient les débits biologiques.
• Économie : les circuits fermés réduisent les factures d’eau et d’assainissement, et la rétention limite les coûts du réseau d’eaux pluviales et des dégâts d’inondation.
• Obstacles : coûts d’investissement et d’énergie, absence de cadre juridique dans certains pays, acceptation sociale limitée de la réutilisation de l’eau potable.

La récupération de l’eau est donc un élément de l’économie circulaire, qui complète la récupération d’énergie et de matières premières à partir des déchets.

Conclusion pour l’unité de méthanisation

Les unités de méthanisation sont l’un des lieux où l’eau et les déchets se rencontrent le plus directement : les substrats liquides apportent l’eau au procédé, et le digestat l’évacue. Lors de la planification d’une installation, il vaut donc la peine d’établir un bilan hydrique : quelle quantité est introduite avec le substrat, combien s’évapore, combien quitte l’installation avec le digestat et comment elle peut être valorisée. Un tel bilan aide à éviter des coûts excessifs de stockage du digestat et à planifier la séparation.

Il convient aussi de garder à l’esprit que, dans les conditions polonaises, la réutilisation des eaux usées épurées en agriculture et dans l’industrie exige la conformité aux dispositions nationales et européennes sur la qualité de l’eau pour de tels usages, ce qu’il faut vérifier avant le projet.