ECOPOLL

ECOPOLL : Optimisation du traitement des eaux usées : vers une élimination ECO-compatible des microPOLLuants persistants

Responsables scientifique INSA : Christine de Brauer, Helene Metivier
Coordinateur : DEEP
Appel à projet : PACK AMBITION 2018
Montant financé : 200 k€
Financeur : Région AURA
Dates - Durée : 61 mois du 20/03/2018 au 15/06/2023
Partenaires : Institut de Chimie de Clermont Ferrand (ICCF) – STE PANABEE

Procédés de traitement des micropolluants persistants adaptés aux petites et moyennes stations d’épuration pour une gestion durable de la ressource en eau.

Mots clés : Micropolluants persistants ; Réutilisation des eaux usées traitées

Dans un contexte de préservation de la ressource en eau, le recyclage de l’eau est un enjeu environnemental et économique majeur encore très confidentiel en France mais appelé à se développer fortement. Dans cette perspective, il est nécessaire d’améliorer la qualité des eaux produites en sortie de Station de Traitement des Eaux Usées (STEU) afin d’atteindre une qualité chimique et microbiologique compatible avec une valorisation en arrosage d’espaces verts, irrigation de cultures, recharge de nappes phréatiques ou encore en utilisation directe par les industries grandes consommatrices d’eau. Le traitement des micropolluants organiques (pesticides, résidus médicamenteux…, susceptibles même à doses infimes d’être néfastes aux organismes vivants) constitue notamment un nouveau défi. Si des projets de traitements poussés des eaux usées visant l’élimination de ces micropolluants commencent à émerger dans les grandes STEU, ceux-ci ne peuvent être directement transposés aux petites ou moyennes STEU, qui constituent près de 90% des installations en France, en raison des coûts d’investissement et des besoins en main d’œuvre qualifiée pour les mettre en œuvre. Le projet ECOPOLL a pour ambition de proposer des solutions de traitement pour l’élimination des micropolluants, économiquement et techniquement accessibles aux stations d’épuration de petite ou moyenne taille. Les techniques proposées seront basées sur des Procédés d’Oxydation Avancée (POA) qui consistent à générer in situ des espèces chimiques très réactives appelées radicaux libres à partir d’un oxydant beaucoup moins efficace. Les radicaux libres permettent d’obtenir des rendements de dégradation des polluants réfractaires plus élevés ainsi que l’éradication complète des bactéries pathogènes.

L’étude et le développement de nouvelles techniques pour la dégradation et l’élimination de micropolluants des eaux ont été abordés par différents groupes de recherches ces dernières années. Cependant, la grande majorité des travaux publiés sont conduits à l’échelle du laboratoire et sur des milieux modèles très simplifiés (un seul polluant, à des concentrations très supérieures aux concentrations environnementales, dans de l’eau ultra-pure et en petits réacteurs). L’originalité et la force du projet ECOPOLL sont d’aborder la problématique à la fois sous l’angle fondamental, en conditions expérimentales simplifiées, et concomitamment d’un point de vue appliqué, en travaillant à l’échelle semi-industrielle (grand pilote de laboratoire) et à pleine échelle (implantation en STEU). L’étude fondamentale, sous la houlette de l’équipe « Photochimie » de l’ICCF de l’Université Clermont Auvergne, permettra d’orienter le choix des POA les plus adaptés, d’appréhender les mécanismes d’actions des procédés et ainsi d’ouvrir des pistes pour optimiser les conditions de traitement. Les expérimentations en conditions semi-réelles, menées au sein du laboratoire DEEP de l’INSA de Lyon, seront au cœur du projet. Le pilote de laboratoire, permettra de travailler à des débits représentatifs de ceux mesurés en sortie de STEU, et à des concentrations plus réalistes de polluants en mélange. Les performances des différents POA envisagés seront donc évaluées dans des conditions peu éloignées des conditions réelles, mais cependant mieux maîtrisées. L’influence des paramètres de la qualité des eaux (turbidité, pH, charge organique, présence d’ions inorganiques…) sera étudiée. Les expérimentations à l’échelle terrain, sur un pilote déjà installé en sortie d’une STEU, seront réalisées avec le concours de la société Panabee Innovation, start-up qui propose des procédés complets de traitement des eaux usées. Elles permettront d’évaluer l’efficacité des traitements envisagés sur un cocktail de polluants en conditions environnementales et de valider pleinement les solutions retenues.

Ces trois niveaux d’étude se complèteront et permettront une meilleure évaluation des traitements tout en facilitant l’optimisation des plus performants. Panabee Innovation apportera son regard d’expert quant à la pertinence économique et technique des méthodes proposées par les équipes de recherche.

Le projet ECOPOLL, qui contribuera à l’élaboration des stations d’épuration du futur, s’inscrit dans le DomEx 1 « Industrie du futur et production industrielle ». En produisant industriellement une eau de qualité compatible avec l’irrigation ou des usages liés aux loisirs (arrosage d’espaces verts, de golfs, production de neige de culture…) ces STEU de l’avenir participeront au développement de deux pôles d’activités importants en région Auvergne-Rhône-Alpes : l’agriculture (DomEx 5) et le tourisme (DomEx 8).

Les résultats du projet pourront donner lieu à un dépôt de brevet. Les procédés de traitement retenus pourront être développés commercialement par des entreprises locales. L’équipement des petites et moyennes STEU de la région sera stimulant pour les milieux socio-économiques en termes d’emploi et de chiffre d’affaires.