Mesurer la circularité des stations d’épuration, selon les réalités locales

Le professeur au département de génie de la construction de l’ÉTS Robert Hausler et son équipe ont développé un indicateur dynamique de circularité pour les stations d’épuration des eaux usées, afin de mieux valoriser les matières récupérées tout en respectant les exigences environnementales et les spécificités territoriales. Découvrez le résumé de leurs travaux.

Résumé

Les stations d’épuration des eaux usées actuelles sont conçues selon le principe d’une chaine de procédés successifs pour atteindre les normes de rejets fixés par les gouvernements. Ainsi, ce principe aboutit à la conception et à l’opération des procédés afin de minimiser les boues produites et réduire la quantité des matières résiduelles solides ainsi que leur gestion. Les fondements d’une économie circulaire ne sont donc pas favorisés par cette approche. 

Afin d’intégrer l’économie circulaire dans les stations d’épuration des eaux usées, l’approche est basée sur un modèle inspiré de la dynamique des écosystèmes naturels. Dans un premier temps, les éléments économiques considérés sont les matières organiques et les nutriments des eaux usées et en sortie, l’énergie et l’alimentation. Un diagramme de Sankey a permis de représenter les gains potentiels de la conception de scénarios de traitement pour produire de l’énergie et de la nourriture.

Figure 1.- Vision d’une station d’épuration des eaux usées selon une vision
tirée du concept d’économie circulaire 

Les résultats des scénarios envisagés (figure 1) montrent que la centralisation du traitement des eaux usées et la gestion des matières résiduelles organiques doivent être centralisées. D’autre part, une station de traitement des eaux usées doit être envisagée comme un réseau maillé de différentes technologies (techno diversifiée). Ce résultat correspond dans la nature au lien d’un écosystème naturel et d’une biodiversité. Avec cette approche, les stations d’épuration deviennent plus résilientes à atteindre les normes de rejet tout en produisant de l’énergie et des aliments. 

En conclusion, les résultats du projet montrent que l’application du fonctionnement des écosystèmes naturels dans le traitement des eaux usées associé à la gestion des matières résiduelles organiques permet d’intégrer certains éléments de l’économie circulaire. Ils soulignent également que le suivi des stations d’épuration doit être plus systématique et élargi à des paramètres caractérisant les composés et produits à valeur économique en plus des paramètres environnementaux. L’application des concepts proposés doit aboutir à un coût moins élevé du traitement des eaux usées par la génération d’un revenu et à une réduction des taxes municipales tout en assurant une résilience de l’attente des objectifs de traitement. Finalement, l’intégration du nombre de mailles et/ou de nœuds dans un système permettrait de mieux apprécier le degré de circularité dans un système.