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1. Boues de STEP. La fonction d'une station d'épuration est de traiter les substances contenues dans les eaux usées afin de pouvoir rejeter dans le milieu ...

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Boues de STEP La fonction d’une station d’épuration est de traiter les substances contenues dans les eaux usées afin de pouvoir rejeter dans le milieu naturel une eau épurée. Ce traitement s’accompagne de la formation d’un sédiment résiduel, les boues d’épuration. Origine, composition et filières de traitement des boues Les eaux usées des habitants sont, pour la plupart, acheminées vers les stations d’épuration via le réseau d’assainissement (égouts). A la sortie de cette STation d’EPuration (STEP), on trouve de l’eau épurée (rejetée dans le milieu naturel) et des résidus d’épurations, constitués notamment de boues contenant des substances minérales et organiques. Dans les stations d’épuration biologique conventionnelles, les boues apparaissent à deux niveaux : les boues primaires : les plus grosses particules solides se déposent au fond du décanteur primaire, les boues secondaires : les particules fines et dispersées et les substances dissoutes sont fixées et métabolisées par les bactéries qui se multiplient en présence d’oxygène au cours de l’épuration. Cette biomasse bactérienne est séparée de l’eau épurée dans le décanteur secondaire. Les boues primaires et les boues secondaires en excès sont en général mélangées pour donner des boues mixtes. Schématiquement, les boues sont constituées de matière sèche et d’eau. En moyenne, une station d’épuration des eaux usées produit par jour et par habitant raccordé 50 à 60 grammes de matières sèches. Les boues contiennent notamment de l’azote, du carbone et du phosphore. Ces éléments peuvent nuire à l’environnement, particulièrement au milieu aquatique, lorsqu’ils sont rejetés en grande quantité (eutrophisation, …). La forme principale à éliminer est la pollution carbonée. Cette matière organique peut être décantable ou biodégradable par l’action de microorganismes vivants. On trouve dans les boues urbaines : des éléments fertilisants : les boues sont riches en matières organiques (phosphore, azote). des éléments indésirables : o Des éléments traces minéraux : ils sont constitués en majorité des métaux. Certains de ces éléments occupent une place essentielle à faibles concentrations dans l’organisme (oligo–éléments), mais deviennent généralement toxiques au-delà d’un certain seuil. o Des micro–organismes pathogènes : virus, bactéries, protozoaires, vers parasites, et les champignons. Ils sont notamment présents dans les 1

matières fécales rejetées dans les réseaux d’eaux usées et donc inévitablement présents dans les boues brutes. o Des micropolluants organiques : les substances les plus fréquemment considérées sont HPA (Hydrocarbures Polycycliques Aromatiques) et les PCB (Polychlorobiphényles) car ils sont particulièrement persistants. Les composés suivants entrent aussi dans cette catégorie : pesticides, résidus de médicaments, phtalates, nitrates … . o Des radionucléides, o etc. Du fait de l’augmentation des performances de collecte et des traitements des eaux usées, liée notamment à la mise en conformité progressive des systèmes d’assainissement avec les engagements communautaires de la France, les quantités de boues produites à l’échelon national ont été en constante augmentation au cours des années passées. Si de nombreux traitements sont mis en place pour limiter le volume produit, les odeurs de boues, la nocivité des boues, traditionnellement 3 filières sont utilisées pour évacuer les boues, selon que l’on privilégie un mode de gestion basé sur l’élimination ou le recyclage. Les trois filières de traitement sont donc la mise en décharge, l’incinération et enfin l’épandage agricole. Focus sur l’épandage agricole La directive du 12/06/1986 (modifiée par des textes de 91 et 2003) définit au niveau communautaire les standards minimaux de qualité pour les boues et les sols récepteurs et édicte les principes de traçabilité permettant la valorisation de ces matières. http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/DGALN_-_86_CEE_D86_278_epandage_boues.pdf Les boues d’épuration ne seront plus épandues à terme sous forme liquide, mais après traitement mécanique et thermique, sous forme de compost ou de granulés. Depuis la publication au Journal Officiel des arrêtés du 18 mars 2004 qui rendent obligatoire la norme NFU 44-095 pour les composts de boues d’épuration, on peut envisager maintenant la commercialisation d’un produit homologué au lieu de recourir aux plans d’épandage. On peut aussi sécher les boues par des moyens économes d’énergie et rendre l’épandage aussi intéressant que l’incinération. http://www.legifrance.gouv.fr/jopdf/common/jo_pdf.jsp?numJO=0&dateJO=20040326&numTexte=33&pageDebut=05792&pageFin=05793 Pour en savoir plus sur l’encadrement juridique des épandages agricoles : http://www.developpement-durable.gouv.fr/La-reglementation-europeenne-et,13890.html Effets sur la santé des diverses filières de traitement Risque sanitaire de la mise en décharge La connaissance de l’exposition (inhalation de composés volatils ou gazeux émis par la décharge ou ingestion d’eau souterraine ou de surface contaminée par percolation dans le sol des « jus » de décharge) et des risques sanitaires associés à la mise en décharge est aujourd’hui faible. Cependant, bien que des plaintes soient nombreuses autour des décharges (pour cause d’irritations, …), il n’est pas possible, actuellement, de connaître la part des déchets à ces situations et donc par conséquence, la contribution des boues mises en décharge. A ce sujet, le rapport Stockage des déchets et santé publique coordonné par l’Institut de veille sanitaire (InVS) et réalisée conjointement avec l’Agence française de sécurité 2

environnementale (AFSSE), conclut : « Il ressort de cette étude que la situation générale du risque lié au stockage de déchets ménagers en France, n’apparaît pas particulièrement préoccupante, au vu des analyses des conséquences des expositions au long cours. Néanmoins, des améliorations sont à apporter notamment sur l’impact sanitaire à court terme qui peut encore être associé aux émissions de certaines décharges de déchets bruts insuffisamment contrôlées. En effet, des troubles liés au stockage de déchets dans de telles conditions peuvent affecter la vie des riverains (nuisances odorantes et/ou émissions d’hydrogène sulfuré qui peuvent entraîner des effets irritatifs au niveau des muqueuses). Par ailleurs, les connaissances sur les effets reprotoxiques (effets toxiques sur la reproduction) demandent à être approfondies». Risque sanitaire de l’épandage Depuis plus de 30 ans, des boues d’épuration municipales sont épandues en France sur des terres agricoles. Aucun accident portant atteinte à la santé publique n’a été enregistré à ce jour. Il faut également savoir que les boues urbaines représentent moins de 2% des déchets épandus en agriculture (les déjections animales en représentent 94%). Il est important de souligner que les risques de contamination par la consommation de produits animaux (épandage sur pâturages passant par l’animal par ingestion directe) existent bel et bien pour les composés qui ont tendance à s’accumuler dans les graisses animales (graisse, lait), et notamment les PCB* et HPA*. Nous ne traiterons pas ici des désagréments de voisinage provenant de l’épandage de boues brutes. Bien évidemment si les boues contiennent des éléments indésirables, ceux-ci sont transférés au sol d’où l’importance des interventions en amont. Risque sanitaire lié à l’incinération des boues Les gènes pathogènes sont détruits par la chaleur et ne représente donc pas de risque pour la population. Les risques sanitaires liés à la voie respiratoire des populations paraissent faibles, selon l’avis d’expert (« L’incinération des déchets et la santé publique », Société Française de Santé Publique, 11/1999). Mais on peut néanmoins émettre des réserves quant aux effets à long terme, notamment en ce qui concerne les métaux et les dioxines. Les risques sanitaires semblent être fortement liés à la technologie utilisée pour l’incinération des boues urbaines. Citons, à titre d’exemple, les technologies modernes de four à lit fluidisé qui permettent de réduire fortement le risque d’émissions de dioxines ou de furanes qui touchent essentiellement la population par l’intermédiaire de la chaîne alimentaire. La position de FNE Aujourd’hui, FNE privilégie la filière de l’épandage compte tenu des besoins en matières organiques des sols et rappelle que les amendements de type potassium par exemple, vendu couramment dans le commerce, ne sont pas exempts de métaux lourds. Pour conclure, de nombreuses incertitudes scientifiques règnent dans le domaine des boues de STEP, notamment sur l’éventuel risque sanitaire lié à la mise en décharge et même sur les résidus de polluants dans les boues. La réduction, voire la diminution, des rejets ou des entrées de micropolluants dans le réseau d’assainissement doit être le fer de lance en ce qui concerne la problématique des boues. Le principe de la réduction à la source apparaît donc comme l’approche essentielle à privilégier pour garantir la diminution des risques sanitaires des différentes filières d’élimination des boues urbaines (épandage, incinération et mise en décharge). 3

Pour en savoir + : « Traitement et valorisation des boues de STEP », UMINATE, juin 2004 Impacts sanitaires des apports de matières fertilisantes sur les sols franciliens », ORS Ile de France, juillet 2004 http://www.ors-idf.org/etudes/pdf/4p_epandage.pdf Les boues d’épuration municipale et leurs utilisations en agriculture http://www.ademe.fr/partenaires/boues/ La gestion des risques liés à l’épandage des boues de station d'épuration des eaux usées. http://www.bretagne-environnement.org/Dechets/Les-types-de-dechets/Les-dechets-organiques/La-gestion-des-risques-lies-a-l-epandage-des-boues-de-station-d-epuration-des-eaux-usees Aspects juridiques relatifs à la gestion des boues d'épuration - Sylvie Durousseau – 2006 http://www.bretagne-environnement.org/Media/Documentation/Bibliographies/Aspects-juridiques-relatifs-a-la-gestion-des-boues-d-epuration Evaluation des risques sanitaires liés aux éléments traces métalliques, composés traces organiques et agents pathogènes dans le cadre de l'épandage des boues urbaines et des boues issues d'industries agroalimentaires - H. Morin – 2006 http://fulltext.bdsp.ehesp.fr/Ensp/memoires/2006/igs/morin.pdf?03KK0-W4D0D-M7104-601K1-0K4D8 Eléments de contexte et réglementation française relatifs à la valorisation des boues issues du traitement des eaux usées. – mars 2009 http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/DGALN_-_090504_lpdi_boue_synthese_internet_francais_v1.pdf 4

« TRAITEMENT ET VALORISATION DES BOUES DESl eS 1T9A jTuIinO 2N0S0 4D ’àE TPOUURLAOTUISOE N » LES BOUES EN FRANCE ET EN EUROPE Marie-Claude LOZAC’H 1) PRESENTATION : qu’est-ce qu’une boue ? Les boues proviennent de l’épuration des eaux usées acheminées par les réseaux d’assainissement (égouts) dans les stations d’épuration. Elles sont les résidus du traitement des eaux usées domestiques (et souvent de pluie) et constituent le concentré des déchets humains (et parfois aussi industriels). Les boues résultent de l’activité biologique des micro-organismes vivant dans ces stations qui transforme les matières transportées par les eaux usées pour qu’elles puissent en être extraites. Les boues sont principalement constituées de particules solides non retenues par les pré-traitements en amont de la station d’épuration, de matières organiques non dégradées, de matières en suspension minérales et de micro-organismes (bactéries dégradatives pour l’essentiel). Elles se présentent sous forme d’une « soupe épaisse » qui subit ensuite des traitements visant en particulier à réduire leur teneur en eau. Les boues contiennent notamment de l’azote, du carbone et du phosphore. Ces éléments peuvent nuire à l’environnement, particulièrement à l’eau, lorsqu’ils sont rejetés en grande quantité (eutrophisation…). Le traitement ou l’épuration des eaux usées a pour objectif de réduire la charge polluante qu’elles véhiculent afin de rendre au milieu aquatique une eau de qualité. Les quantités de boues produites sont en augmentation, et cette augmentation va se poursuivre. Elle est le résultat de l’amélioration de la dépollution des eaux usées avant leur rejet dans la nature. Plus 5

l’épuration est poussée, et différents composés retenus pour protéger le milieu naturel, et plus la quantité de boues produites est importante. Ainsi d’ici à la fin 2005, dans toutes les agglomérations de plus de 2000 habitants, toutes les eaux usées devront être traitées dans les stations d’épuration. Cette obligation découle de la Directive européenne « eaux usées » du 21 mai 1991, transcrite en droit français par la loi sur l’eau de 1992. Le renforcement de la réglementation sur les eaux usées et l’amélioration des performances des stations d’épuration ont conduit en 10 ans au doublement du tonnage des boues. C’est le prix à payer pour rejeter une eau à peu près propre. 6

2) LES CHIFFRES Boues produites en France, par habitant, en moyenne: -45 g de MS par jour (=3 litres) -15 kg de MS par an ( =1 000 litres) En comparaison avec les autres pays de l’U.E, la France se place vers le milieu car l’assainissement individuel représente encore de 20 à .%03 Boues produites en France dans 13 000 stations d’épuration : -en 2000 : 8,5 millions de tonnes=850 000 tonnes de M.S -en 2003 : 10 millions de tonnes=1 million de tonnes de M.S -en 2005 : 1 300 000 tonnes de M.S sont prévues. La France occupe la 3ème place dans l’U.E derrière l’Allemagne et le Royaume-Uni et devant l’Italie et l’Espagne. La production de l’U.E plus la Suisse, en 2000, était de 7 700 000 tonnes de M.S, par an, l’équivalent de la production des USA. En France, parmi l’ensemble des déchets municipaux produits, les déchets de l’assainissement collectifs représentent 19%. Déchets municipaux en France : -Ordures ménagères : 57,7 % -Déchets de l’assainissement collectif : 19 % -Déchets encombrants des ménages dont déchets verts : 13 % -Déchets du nettoiement : 8,5 % -Déchets verts des espaces publics : 2 % Deux derniers chiffres concernant la production locale de boues : -Bassin Adour-Garonne : 70 000 tonnes de M.S en 2002 -Station de Ginestous (31) : 16 000 tonnes de M.S pour 2004 7

3) DESTINATIONS FINALES DES BOUES S’il existe de nombreux traitements en amont pour réduire le volume, les nuisances, la nocivité des boues, actuellement 3 filières sont utilisées pour évacuer les boues, selon que l’on privilégie un mode de gestion basé sur l’élimination ou sur le recyclage. Il s’agit : - de la mise en décharge ; - de l’incinération ; - du retour au sol par épandage ; sachant que le rejet en mer est interdit depuis 1998 (décision de l’U.E). a) La mise en décharge (ou centre de stockage) La mise en décharge représente 25% des tonnages. La mise en décharge de boues pures ou en mélange correspond à une concentration maximale de tous les déchets. Le carbone part dans l’atmosphère sous forme de méthane. Restent l’azote et le phosphore (non récupérable). Le lieu de stockage doit être confiné et on ignore quel peut être le devenir à long terme, ni la durée du confinement malgré toutes les précautions. L’arrêté du 9 septembre 1997 impose une teneur minimale de 30% de matière sèche. Les inconvénients majeurs sont : - la production de gaz à effet de serre, - le risque de pollution de la nappe phréatique, - le coût élevé, particulièrement pour les petites et moyennes stations. Mais la loi du 15 juillet 1975 modifiée, ainsi que les directives européennes sur les déchets, s’opposent au dépôt des boues en centre d’enfouissement, depuis juillet 2002, car elles ne constituent pas un déchet « ultime » puisqu’elles sont valorisables. Cependant cette échéance ne pouvant être respectée, une directive européenne du 26 avril 1999 a planifié la réduction progressive de la mise en décharge des déchets municipaux biodégradables (dont les boues) jusqu’en 2015. Donc, à l’avenir, seules les cendres résultant de l’incinération des boues pourront être stockées. 8

b) L’incinération L’incinération représente 15% des tonnages de boues. L’incinération est le procédé radical et définitif de destruction des déchets à caractère organique. Elle est réalisée, à une température de 850°C, dans des installations spécifiques nécessairement de grande taille pour des raisons économiques, ou bien en co-incinération avec les déchets ménagers. Selon le cas, un séchage préalable plus ou moins poussé peut être nécessaire. La matière organique des boues est détruite avec : - évaporation de l’eau rejetée dans l’atmosphère, - destruction (minéralisation) de la matière organique avec rejet de gaz carbonique (CO2) et d’azote, - production de cendres (20% de la MS) qui renferment les éléments minéraux et la majeure partie des éléments-traces, - et production de gaz acides dont les produits de neutralisation, non valorisables, sont envoyés en centre d’enfouissement technique de classe I. Outre le fait de brûler de la matière organique, les inconvénients majeurs sont : - la production de gaz à effet de serre, - la pollution atmosphérique : rejets de dioxine ? - des déchets à stocker, - coût très élevé à cause, notamment des techniques de traitement des fumées. C) L’épandage agricole L’utilisation en agriculture représente 60% des tonnages des boues. Les premières stations d’épuration sont apparues dès les années 50 et depuis cette époque des boues ont été épandues sur les terres agricoles. Le recyclage agricole des boues d’épuration permet de valoriser la matière organique et les substances fertilisantes qu’elles contiennent. Les agriculteurs peuvent ainsi diminuer leurs approvisionnements en engrais, d’où une baisse de leurs charges financières de fertilisation. 9

Ils contribuent au développement durable grâce aux économies réalisées en énergie nécessaire à la fabrication des engrais (azote) et en ressources minières (phosphore, potasse non renouvelables). Ils réalisent un acte citoyen en aidant la collectivité à épurer les eaux usées dans de bonnes conditions. Enfin, avec le retour au sol des déchets des activités humaines, ils achèvent le cycle naturel qu’ils ont débuté avec la production de la nourriture. A la valeur agronomique des boues et au fait d’être au plus proche des cycles naturels, s’ajoute comme avantage le coût réduit du recyclage agricole. Mais il y a aussi des inconvénients liés à la nature des boues ou aux pratiques : - la présence dans les boues de germes pathogènes et de parasites ; - la présence sous forme de traces de composés dangereux issus des ménages ou de l’industrie : les Eléments Traces Métalliques (ETM), les Composés Traces Organiques (CTO) ; - les risques liés à la proximité des milieux naturels sensibles (rivière, lac, nappe phréatique) ou zone de loisirs. Et aussi des inconvénients liés à la société et à l’atteinte de la qualité de vie : - les nuisances olfactives ; - les craintes de consommer un produit mis en contact avec un déchet ; - les prises de position rejetant les productions ayant reçu des boues et la mise au banc d’agriculteurs utilisateurs de boues. Nous reviendrons sur tous ces points au cours des différentes interventions de la journée. Cependant, l’épandage sur les sols agricoles est une pratique courante qui ne concerne pas, bien-sûr, que les boues d’épuration, mais plusieurs centaines de millions de tonnes de matières diverses. 01

PRODUITS EPANDUS EN AGRICULTURE NATURE ORIGINE POIDS en million de tonnes de MS Déjections animales agricole 40 Sous-produits agro-alimentaires agro-industrielle 4 Boues de papeteries industrielle 0,7 Boues de STEP urbaine 0,6 Compost de déchets verts, urbaine 0,3 FFOM, et OM triées Engrais chimiques 13 Pesticides 0,1 Surface Agricole Utile (SAU) = 30 millions d’hectares. L’épandage de boues d’épuration requiert 2 à 3% de la SAU. Tous ces effluents contiennent à des teneurs variables des éléments traces métalliques (ETM) et des composés traces organiques (CTO). Seul l’apport de boues fait l’objet d’un encadrement et d’analyses particulières. 11