Les villes sont confrontées à une pression immense pour répondre aux besoins de leurs habitants, tout en réduisant leur impact environnemental et leurs coûts. Elles recherchent des solutions innovantes et rentables pour relever ces défis, et c'est là qu'intervient la réutilisation des eaux usées.
La réutilisation des eaux usées s’inscrit dans l’économie circulaire et une logique de développement durable car elle permet d’alléger la pression sur la ressource en eau en particulier en période de sécheresse. En irrigation, elle permet de plus de diminuer les intrants chimiques, les eaux usées étant riches en matières fertilisantes.
La bonne nouvelle, c'est qu'il existe de nombreuses applications utiles pour les eaux usées urbaines. Nous vous donnons ici plusieurs exemples de programmes de réutilisation réussis.
Chiffres clefs sur l’utilisation des eaux usées
En France, les eaux usées traitées par les stations d'épuration sont principalement (88%) rejetées après traitement vers les eaux de surface, 9% dans les sols et 3% dans les eaux côtières.
A titre de comparaison, en France, le taux de réutilisation des eaux usées traitées est estimé à moins de 1% contre 13% en Espagne et plus de 90% en Israël.
Les usages se répartissent entre irrigation et arrosage de terrains de golf. Les usages urbains sont pour le moment moins développés. Cette situation devrait changer.
La Commission Européenne a rédigé en 2019 un règlement visant à favoriser le recyclage des eaux usées traitées pour l’irrigation en priorité ou pour d’autres usages tels que l'industrie, l'alimentation des nappes phréatiques et certains usages domestiques... Différents degrés de qualité d’eau se verront aiguiller vers les usages idoines.
La réglementation française devra donc prendre en compte ces nouvelles orientations.
A titre d'exemple, l’usine de recyclage de l’eau de West Basin située au sud de Los Angeles est une des plus grandes usines de réutilisation au monde avec une capacité de 220 000 m3/j en 2015.
Elle a poussé le concept de diversification des usages de l’eau recyclée à son paroxysme en introduisant un concept révolutionnaire de production d’eau adapté à l’usage.
En effet, elle produit cinq qualités d’eau, dont trois destinées aux industries : eau de refroidissement nitrifiée, eau déminéralisée pour les chaudières basse pression et eau déminéralisée de très haute qualité pour les chaudières haute pression.
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1- Eaux usées et irrigation
L'irrigation est l'une des utilisations les plus courantes de l'eau recyclée. Lorsque l'eau est réutilisée, elle peut être traitée de manière moins approfondie que l'eau potable, ce qui permet d'utiliser des méthodes de traitement plus rentables.
La qualité de l'eau est contrôlée pour s'assurer qu'elle est conforme aux réglementations en matière d'irrigation. Cela est particulièrement important pour les produits agricoles tels que les fruits et légumes, la viande et les produits laitiers qui sont consommés crus.
Selon la source de l'eau, celle-ci peut contenir des minéraux et des produits chimiques susceptibles de nuire à la croissance des plantes. Les eaux usées traitées sont souvent mélangées à de l'eau douce pour diluer les sels et autres contaminants, ce qui peut être particulièrement utile dans les régions arides où l'eau est rare. Les plantes d'intérieur, qui ne sont généralement pas consommées, peuvent être arrosées avec des eaux usées traitées sans aucune conséquence négative.
2- Traitement des aliments
La transformation des aliments est l'une des industries les plus courantes dans les zones urbaines, et les eaux usées peuvent être utilisées pour réduire la consommation d'énergie et d'eau des usines.
Les eaux usées sont utilisées comme source d'énergie et comme source d'irrigation. Les eaux usées peuvent être utilisées à la place de l'eau douce pour irriguer les cultures, ce qui réduit la quantité d'eau utilisée.
Les usines de transformation des aliments, comme les brasseries et les usines de transformation des aliments et des produits laitiers, peuvent également utiliser les eaux usées comme source d'énergie en les brûlant ou en les gazant pour produire de la vapeur.
Les eaux usées peuvent également être utilisées dans des systèmes en circuit fermé, où elles sont traitées et réutilisées au sein de l'installation. Ce type de réutilisation est courant dans les usines de transformation alimentaire et peut réduire la quantité d'eau douce nécessaire pour une culture donnée.
3- Jardinage urbain et protection des bassins versants
Les jardins urbains sont de plus en plus utilisés pour produire des cultures dans des zones densément peuplées. Lors de la construction ou de l'extension des jardins urbains, les villes peuvent envisager d'utiliser les eaux usées pour irriguer les plantes au lieu de l'eau potable classique.
Cette solution est particulièrement importante dans les zones soumises à un stress hydrique élevé et qui dépendent des importations d'eau pour satisfaire leurs besoins.
Les jardins urbains peuvent également protéger les écosystèmes locaux en retenant et en ralentissant les eaux de pluie. Cela réduit les inondations et permet à une plus grande quantité d'eau d'être absorbée par le sol, ce qui peut être utile pour réduire l'impact des crues soudaines lors de fortes pluies.
Les jardins urbains peuvent également être utilisés pour faire pousser des plantes qui peuvent contribuer à réduire la pollution atmosphérique et à améliorer la qualité de l'air.
4- Imperméabilisation des sols
Les propriétés hydrophobes de certains types d'eaux usées peuvent être utilisées pour rendre les surfaces poreuses telles que l'asphalte et le béton moins perméables à l'eau. Cela peut contribuer à réduire les coûts liés à l'entretien des routes et des trottoirs.
Les eaux usées peuvent être appliquées à la surface d'un revêtement en asphalte ou en béton, où elles sèchent et créent une couche poreuse qui repousse l'eau. Cela améliore la durabilité des surfaces asphaltées et prolonge leur durée de vie.
Les eaux usées peuvent également être utilisées pour remplacer ou compléter les matériaux de construction afin de renforcer la surface des routes et de réduire la quantité d'entretien nécessaire.
Les eaux usées peuvent également être utilisées pour rendre le béton moins poreux, ce qui réduit la quantité d'eau absorbée par la surface de la chaussée et améliore sa résistance au gel et au dégel.
5- Lavage des routes et des trottoirs
Les villes qui utilisent l'eau recyclée pour l'irrigation peuvent également l'utiliser pour alimenter les machines à laver les rues et les trottoirs. Cela peut réduire les émissions de gaz à effet de serre et la consommation d'eau, et améliorer l'aspect des espaces publics.
Les eaux usées peuvent être utilisées pour laver les rues et d'autres surfaces dures, ce qui peut réduire la quantité d'eaux pluviales qui s'écoulent dans les égouts, lesquels peuvent être difficiles à traiter.
Le lavage des rues peut également contribuer à prévenir la formation de nids de poule et de fissures en éliminant la saleté et les débris. Cela réduit le besoin de réparations coûteuses et prolonge la durée de vie de l'infrastructure.
6- Lavage des véhicules, des équipements et des rues
Certaines zones urbaines utilisent les eaux usées traitées pour laver les rues et les véhicules, ainsi que d'autres surfaces dures. Cela permet d'économiser l'argent habituellement dépensé en produits de nettoyage et de fournir un nettoyage plus efficace.
Les eaux usées peuvent être utilisées pour nettoyer les véhicules, tels que les transports publics et les bus, ainsi que les équipements de construction et d'exploitation minière, ce qui peut réduire les émissions nocives.
Les eaux usées peuvent également être utilisées pour nettoyer les rues, les trottoirs et les espaces publics afin d'améliorer la santé publique en réduisant la présence de germes et d'autres contaminants sur les surfaces.
7- Réutilisation pour les processus industriels
Les procédés industriels utilisent souvent de l'eau pour le refroidissement, le nettoyage et d'autres fonctions. La réutilisation des eaux usées pour ces processus peut réduire la quantité d'eau douce nécessaire à l'industrie.
Les eaux usées peuvent être utilisées pour refroidir et nettoyer les équipements industriels, notamment dans les industries à forte consommation d'énergie comme les centrales électriques et les papeteries. Elles peuvent également être utilisées comme source d'eau dans les processus industriels, par exemple dans la production de produits chimiques.
8- Réutiliser pour la chasse d'eau des toilettes et le lavage des mains.
Les eaux usées de la chasse d'eau peuvent être réutilisées pour les processus industriels et pour le lavage des mains, par exemple pour les ménages dans les communautés résidentielles.
Les applications de réutilisation résidentielle utilisent généralement des eaux usées moins traitées que les applications de réutilisation industrielle. Les eaux usées peuvent être utilisées pour la chasse d'eau des toilettes.
Elles sont traitées selon une norme plus élevée que l'eau utilisée pour l'irrigation. Les eaux usées traitées peuvent également être utilisées pour le lavage des mains, comme dans les écoles et les hôpitaux.
9- Réutilisation pour lutter contre la sécheresse et la désertification.
La réutilisation des eaux usées peut aider à lutter contre la sécheresse, ce qui permet de protéger les sources d'eau et de réduire l'impact des sécheresses. Elle peut également réduire la propagation de la désertification, ce qui peut être particulièrement utile dans les régions arides.
Les eaux usées peuvent être utilisées dans les régions où les précipitations sont faibles pour irriguer les cultures et soutenir la production agricole. Lorsque l'eau est appliquée sur les plantes, elle est absorbée par le sol et peut contribuer à réduire la désertification en empêchant la formation de parcelles de sol dénudées, sensibles à l'érosion éolienne.
A propos du contrôle de la qualité de l’eau recyclée
Le principal écueil lié à la distribution des eaux usées traitées est la dégradation potentielle microbiologique dans les réseaux de distribution de grande longueur.
Pour les usages à risque sanitaire, il est conseillé de maintenir un résidu de chlore pour empêcher le développement bactérien à raison de moins de 1 mg/L pour éviter les effets toxiques sur des plantes sensibles.
La présence de matières en suspension dans l’eau recyclée induit aussi des risques de dépôts dans les réseaux de distribution, de dégradation de la qualité de l’eau et de colmatage des systèmes d’irrigation localisée.
Pour pallier à ces inconvénients, les bonnes pratiques d’entretien des réseaux de distribution incluent des purges hydrauliques périodiques et des nettoyages mécaniques réguliers.
Les systèmes d’irrigation goutte-à-goutte nécessitent une filtration complémentaire.
Réseau de distribution secondaire pour l’eau usée
La réutilisation de l'eau recyclée en milieu urbain implique une infrastructure adaptée et en particulier d’un réseau double de distribution.
Les systèmes de distribution et de plomberie doubles sont en fait assez faciles à installer et économiquement viables à condition de se cantonner dans les nouvelles zones urbaines et/ou des bâtiments neufs.
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