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Article

1 - RÉGLEMENTATION SUR L'EAU

2 - ÉPURATION DES EAUX URBAINES

3 - ANALYSE DE CYCLE DE VIE

4 - EXEMPLE

5 - CONCLUSION GÉNÉRALE

Article de référence | Réf : G5820 v1

Exemple
Analyse du cycle de vie - Épuration des eaux usées urbaines

Auteur(s) : Marie-Noëlle PONS, Mehdi BELHANI, Jacques BOURGOIS, Estelle DUPUIT

Date de publication : 10 janv. 2008

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RÉSUMÉ

Cet article illustre l’utilisation de l’analyse du cycle de vie (ACV) dans les systèmes de traitement des eaux usées. La réglementation sur l’eau est brièvement rappelée, notamment celle sur les eaux résiduaires, les systèmes d’assainissement, et encore les conditions de rejet des effluents urbains. Une présentation des principales technologies mises en oeuvre dans les installations de traitement des eaux usées est proposée. Les étapes de l’ACV sont également énumérées : définition des objectifs et du champ d’étude, inventaire, analyse des impacts, interprétation des résultats. Au final, un exemple d’application, s’appuyant sur la simulation de deux scénarios de traitement différents, est donné.

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ABSTRACT

This article illustrates the use of life-cycle analysis (LCA) in wastewater treatment systems. The regulation on water is briefly recalled notably concerning residual waters, sanitation systems and the conditions for the discharge of urban effluents. The principal technologies implemented in wastewater treatment installations are presented. The stages of the LCA process are also listed: definition of the objectives and of the field of study, inventory, impact analysis and interpretation of results. To conclude, an example of application, based upon the simulation of two different treatment scenarios is provided.

Auteur(s)

  • Marie-Noëlle PONS : Docteur-ès-Sciences, Directeur de Recherche CNRS Laboratoire des Sciences du Génie Chimique – CNRS Nancy Université

  • Mehdi BELHANI : Laboratoire des Sciences du Génie Chimique – CNRS Nancy Université

  • Jacques BOURGOIS : Docteur-ès-Sciences, Professeur Centre Sciences Information et Technologies pour l'Environnement, École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne

  • Estelle DUPUIT : Docteur, Ingénieur de Recherche Centre Sciences Information et Technologies pour l'Environnement, École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne

INTRODUCTION

Ce dossier est destiné à illustrer l'utilisation de l'analyse du cycle de vie (ACV) Analyse du cycle de vie- Épuration des eaux usées urbaines[1] pour la comparaison des technologies d'épuration d'eaux usées urbaines en prenant en compte leurs effets environnementaux.

Après un rappel de la réglementation sur l'eau et une présentation sommaire des principales technologies mises en œuvre dans les installations de traitement des eaux usées urbaines, les étapes de l'ACV sont résumées. Un exemple d'application, s'appuyant sur la simulation de deux scénarios de traitement, est présenté et discuté.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-g5820

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4. Exemple

Afin d'illustrer l'application de l'ACV à des installations de traitement d'eaux usées par boues activées, un exemple basé sur la simulation de deux scénarios est proposé. L'analyse de cycle de vie a été effectuée à partir de Simapro 6 (Préconsultants, Amersfoot, Pays-Bas).

4.1 Définition de l'objectif et du champ de l'étude

La finalité de cet exemple est de montrer l'importance du traitement des boues dans le bilan environnemental du procédé global. L'objectif est de comparer deux systèmes d'épuration des eaux usées qui diffèrent par leurs méthodes de traitement des boues (digestion anaérobie ou stabilisation à la chaux). L'Unité Fonctionnelle (UF) correspond au traitement du volume d'eau usée urbaine généré par un habitant en France pendant une année, à partir d'une « production » journalière de 200 litres (tableau 12) (soit 73 m3 par an). Une analyse de sensibilité entre le traitement de cette eau usée concentrée avec celui d'une eau usée diluée (correspondant à une production de 300 litres/jour par équivalent-habitant) à flux entrant égal sera également présentée.

Seule la phase d'opération de la STEP est prise en compte dans l'étude. Elle tient compte du traitement des eaux résiduaires et de la stabilisation de boues (système principal), de la production de l'électricité utilisée (évaluée selon le modèle énergétique français), de la fabrication des produits chimiques, du séchage ou du chaulage de boues et de l'épandage (destination finale de boues). Cette étape rassemble le transport des boues avec des camions diesel d'une capacité de 16 t.km sur une distance de 30 km, le stockage des boues et leur épandage (l'effet indirect de la substitution des engrais synthétiques est considéré).

Les scénarios ont été simulés à l'aide du logiciel GPS-X version 4.0.2 (Hydromantis, Hamilton, Canada). Les impacts ont été estimés avec Simapro 6 à partir de la méthode CML 2 Baseline 2001. Les émissions causées par le stockage et l'épandage des boues sont estimées à partir des données de littérature Analyse du cycle de vie- Épuration des eaux usées urbaines...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ROUSSEAUX (P.) -   Analyse de cycle de vie.  -  Éditions techniques de l'Ingénieur Environnement, [G 5 500], oct. 2005.

  • (2) - MONTGINOUL (M.) -   La consommation d'eau des ménages en France : État des lieux.  -  Rapport d'étude 42 p. Cemagref & École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (2002).

  • (3) - TEISSONNIER-MUCCHIELLI (B.) -   L'impact du droit communautaire sur la distribution et l'assainissement de l'eau en France.  -  Édition CERIC, 435 p. (2003).

  • (4) - BOEGLIN (J.C.), ROUBATY (J.L.) -   Pollution industrielle de l'eau : caractérisation, classification, mesure.  -  Éditions techniques de l'Ingénieur Environnement. Technologies de l'eau [G 1 210], janv. 2007.

  • (5) - BOEGLIN (J.C.) -   L'eau et l'industrie.  -  Techniques de l'Ingénieur Environnement. Technologies de l'eau [G 1 100], janv. 2001.

  • ...

1 Réglementation

Directive du Conseil no 91/271 du 21 mai 1991 relative au traitement des eaux urbaines résiduaires (JOCE no L. 135/40 du 30 mai 1991).

Loi no 92-3 du 3 janvier 1992 sur l'eau (JO du 4 janvier 1992).

Décret no 94-469 du 3 juin 1994 relatif à la collecte et au traitement des eaux usées mentionnées aux articles L. 372-1-1 et L. 372-3 du code des communes (JO du 8 juin 1994).

Arrêté du 22 décembre 1994 fixant les prescriptions techniques relatives aux ouvrages de collecte et de traitement des eaux usées mentionnées aux articles L. 372-1-1 et L. 372-3 du Code des communes (JO du 10 février 1995).

Arrêté du 21 juin 1996 fixant les prescriptions techniques minimales relatives aux ouvrages de collecte et de traitement des eaux usées mentionnées aux articles L. 2224-8 et L. 2224-10 du Code général des collectivités territoriales, dispensés d'autorisation au titre du décret no 93-743 du 29 mars 1993 relatif à la nomenclature des opérations soumises à autorisation ou à déclaration, en application de l'article 10 de la loi no 92-3 du 3 janvier 1992 sur l'eau (JO du 9 août 1996).

Loi no 2006-1772 du 30 décembre 2006 sur l'eau et milieux aquatiques.

Arrêté du 8 janvier 1998 fixant les prescriptions techniques applicables aux épandages de boues sur les sols agricoles...

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