Fiche de révision : Caractérisation et traitement des eaux usées

📋 Plan du Cours

1. Démarche de réduction à la source
2. Origine et réglementation des effluents
3. Paramètres de caractérisation globale
4. Indicateurs de pollution organique
5. Composition et biodégradabilité
6. Équivalent-habitant et dimensionnement
7. Traitement et objectifs de rejet
8. Réutilisation et cadre réglementaire

📖 1. Démarche de réduction à la source

★ À maîtriser

📌 La priorité de la démarche d’assainissement est de réduire la pollution à la source en diminuant la production, l’utilisation et les pertes, puis en recherchant l’origine des effluents.

Compléments

• La démarche de traitement relie les objectifs attendus aux caractéristiques de l’effluent, aux données amont, aux procédés de séparation ou de transformation et aux données aval.

💡 Astuce mémo

Réduire les pertes à la source → diminuer la pollution à traiter.

📖 2. Origine et réglementation des effluents

★ À maîtriser

• Les eaux usées se classent en :
  • eaux usées domestiques (EUD)
  • eaux usées assimilées domestiques (EAD)
  • eaux usées industrielles (EUI)
  • eaux usées agricoles

Compléments

• Les EUD proviennent des ménages, notamment des toilettes, de la cuisine et de la salle de bain.

• Les EAD proviennent de l’artisanat, des commerces et des établissements publics.

• Les EUI proviennent des industries, des ateliers et de l’agriculture intensive, tandis que les eaux usées agricoles concernent notamment les élevages, les laiteries et les serres.

📖 3. Paramètres de caractérisation globale

🔑 Notions clés & Définitions

• Matières en suspension : Fraction non solubilisée des eaux usées, retenue par un filtre d’environ 1 μm ou par centrifugation.

★ À maîtriser

• La caractérisation globale décrit la pollution sans identifier précisément les substances qui en sont à l’origine.

Compléments

📌 Les MES comprennent des parties minérales et des matières volatiles en suspension (MVS), ces dernières disparaissant par calcination à 550°C.

• Les paramètres globaux couvrent :
  • la pollution carbonée organique
  • la pollution azotée
  • la pollution phosphorée
  • les matières en suspension

• L’azote est exprimé en mgN.L-1 et comprend notamment les nitrates, les nitrites, l’azote organique et l’azote ammoniacal.

• L’azote Kjeldahl mesure l’azote organique et l’azote ammoniacal.

• Le phosphore est exprimé en mgP.L-1 et peut être caractérisé par les orthophosphates ou le phosphore total.

📖 4. Indicateurs de pollution organique

🔑 Notions clés & Définitions

• Demande biochimique en oxygène : Quantité d’oxygène consommée par voie biologique pour oxyder les matières organiques biodégradables de l’eau usée, dans des conditions déterminées.
• Demande chimique en oxygène : Ce qui peut être oxydé par voie chimique, essentiellement les composés organiques biodégradables ou non.

📝 Points essentiels

• La mesure de la DBO est réalisée par incubation à 20°C, à l’obscurité, pendant 5 jours.

• La DBO et la DCO sont exprimées en mgO2.L-1.

💡 Astuce mémo

La DBO mesure l’oxydation biologique biodégradable ; la DCO mesure l’oxydation chimique.

📖 5. Composition et biodégradabilité

★ À maîtriser

• Les eaux usées domestiques présentent les plages suivantes : MES de 250 à 600 mg/L, DCO de 500 à 1200 mg/L, DBO de 230 à 560 mg/L, azote total de 30 à 100 mg/L et phosphore total de 6 à 25 mg/L.

📌 Le rapport DCO/DBO inférieur à 2 indique un effluent facilement biodégradable, entre 2 et 4 un effluent moyennement biodégradable, et supérieur à 4 un effluent difficilement biodégradable.

Compléments

• La composition des eaux usées domestiques est relativement constante et comprend notamment la DCO, la DBO, les MES, l’azote et le phosphore.

• Les spécificités industrielles citées comprennent :

  • l’acidité
  • la basicité
  • les graisses
  • les huiles
  • les cyanures
  • les phénols
  • les métaux lourds

📖 6. Équivalent-habitant et dimensionnement

🔑 Notions clés & Définitions

• Équivalent-habitant : Unité de mesure qui standardise la charge polluante produite par une personne en une journée.

★ À maîtriser

📐 Formule - En France et dans l’Union européenne, $1\,\mathrm{EH} = 60\,\mathrm{g\ DBO/jour}$ selon la directive 91/271/CEE.

• L’EH sert à dimensionner les stations d’épuration, comparer les charges polluantes et gérer les réseaux d’assainissement, y compris pour convertir des rejets industriels ou agricoles.

Compléments

• Selon les pays, la valeur de référence de la DBO5 peut être de 54 g/jour ou de 65 g/jour, et certains pays ajoutent un critère de charge en azote ou en phosphore.

• Le calcul de capacité d’un établissement recevant du public consiste à multiplier sa capacité d’accueil par le ratio EH correspondant à son activité.

📖 7. Traitement et objectifs de rejet

★ À maîtriser

• Les eaux usées domestiques sont traitées avant un rejet dans le milieu naturel ou une éventuelle réutilisation.

Compléments

📌 Le traitement des eaux industrielles nécessite un prétraitement sur site et un rejet contrôlé par autorisation ou déclaration.

📌 Les eaux usées assimilées domestiques peuvent être rejetées dans le réseau public si cela est autorisé, avec un prétraitement possible.

📖 8. Réutilisation et cadre réglementaire

★ À maîtriser

• Les règles de traitement des eaux usées restent celles de 2007, complétées par les normes européennes et les SDAGE.

Compléments

• Le décret et l’arrêté du 13 juillet 2025 fixent le cadre réglementaire des usages domestiques des eaux impropres à la consommation humaine, notamment les eaux grises, les eaux de vidange de piscine et les eaux de forage.

• Le cadre réglementaire de 2025 permet une expérimentation pour les eaux-vannes issues des toilettes.