Eaux usées

• Eaux grises : ce sont des eaux peu chargées en matières toxiques ou à haut-risque du point de vue sanitaire, par exemple des eaux d'origine domestique, résultant du lavage de la vaisselle, des lessives, du lavage des mains, des bains ou des douches) ;
• Eaux-vannes ou Eaux noires : elles contiennent des matières polluantes ou plus difficiles à éliminer tels que des matières fécales, des produits cosmétiques, ou tout type de sous-produit industriel mélangé à l'eau[3] ;
• Liquides manufacturés en surplus provenant de sources domestiques (boissons, huiles de cuisine, pesticides, huiles de graissage, liquides de peinture, de nettoyage, etc.).

• Eau blanche de papeterie : résiduaire produite au cours de la fabrication du papier ;
• Évacuation d'installation de traitement d'eaux d'égout ;
• Eaux souterraines infiltrées dans le réseau d'égouts ;
• Entrée directe de liquides synthétiques (décharge illégale de pesticides, d'huiles usagées, etc.) ;
• Pertes industrielles ;
• Drainage industriel d'un site, etc.

• Eaux blanches de laiterie : eaux de lavage des laiteries et des salles de traite ;
• Eau de fumier.

• Eau pluviale : Précipitations collectées par les toits ou les trottoirs ;
• eaux de ruissellement : Il peut également s'agir d'eau de pluie ou de lavage, qui se sont écoulées sur des surfaces imperméables susceptibles d'être polluées : ainsi les eaux de ruissellement des parcs de stationnement ou des routes sont considérées comme des eaux usées par la présence de divers polluants comme les hydrocarbures ou les poussières d'usure des pneumatiques ;
  • Eaux de ruissellement urbain: eau issues du ruissellement urbain: routes, parkings, trottoirs: contient huiles, fèces animales, ordures, traces de carburant, résidus de caoutchouc, métaux provenant des gaz d'échappement des véhicules, etc. ;
  • Drainage des routes (huile, agents de dégivrage, résidus de caoutchouc) ;
  • Drainage de tempête (tout type de déchet liquide ou solide, y compris voitures, chariots, arbres, bétail, etc.). Voir aussi first flush.

• Entrées d'eau de mer (sel, micro-organismes, volumes élevés) ;
• Entrée directe d'eau de rivières (micro-organismes, volumes élevés).

Autrefois divers excrétats humains ou animaux, les eaux usées et boues étaient utilisés en agriculture ou jardinage, parfois directement (y compris pour l'alimentation du bétail au Viet-Nam) sans précaution et c'est encore le cas dans certains pays[7].

Puis des législations ont cherché à limiter les risques de parasitoses, de diffusion de maladies hydriques et d'intoxication chronique et parfois en raison de phénomènes d'inacceptabilités socioculturelles ou religieuses[8] ; selon les lieux et les époques, la réutilisation d'eaux usées est interdite ou soumise à certaines restrictions et autorisations, pour des raisons sanitaires (présence de germes pathogènes, de métaux lourds, de résidus de pesticides ou d'autres produits indésirables)[9].

Cependant, l'importance des coûts de réseaux d'amenée des eaux pour l'alimentation des villes, jointe à celle de leur évacuation, qui va de pair avec la raréfaction des ressources en eau, conduit un peu partout dans le monde, et pas seulement dans les zones arides ou semi-arides, à considérer la question de la réutilisation des eaux usées, alors présentées comme « Ressource non conventionnelle »[10].

Dans certains pays où l'eau manque comme en Palestine ou en Jordanie[11] et d'autres pays arabes[12], une agriculture sous contrainte hydrique[13] cherche des eaux alternatives. À Gaza et en Palestine les eaux usées ont été ou sont encore utilisées pour les cultures maraichères avec comme conséquence des produits pollués par des métaux lourds et moins sûrs du point de vue microbien[14].

Le traitement classique des eaux usées vise généralement à les dépolluer suffisamment pour qu'elles n'altèrent pas la qualité du milieu naturel dans lequel elles seront finalement rejetées : rivières et mers.

L'agriculture permet théoriquement la réutilisation de certaines eaux usées après un traitement minimal (l'eau n'est pas potable, mais peut servir à l'irrigation)[15] (voir aussi « L'irrigation » dans cet article). Souvent une utilisation comme eau de lavage d'arrosage (de terrains de golf par exemple ou d'irrigation agricole ou sylvicole (surtout si c'est l'unique source d'eau pour des plantes) ou pour abreuver le bétail ou le gibier ou pour la pisciculture comporte encore des risques notamment parce que l'eau est souvent incomplètement épurée, et parce qu'il peut y avoir des dysfonctionnements de station d'épuration (en cas d'orage, de coupure de courant, de surcharge, etc.). Certaines molécules (ex : résidus d'hormones, prions, certains métaux...) sont en effet mal filtrées, dégradées ou retenues par les stations d'épuration et peuvent alors passer dans la chaîne alimentaire ou s'accumuler dans le sol.

En Europe et plus généralement dans les pays du Nord, les eaux usées sont rendues au milieu naturel après traitement (le traitement d'un mètre cube d'eau usée produit de 350 à 400 grammes de boues. Plusieurs millions de tonnes dans le monde de matières sèches sont évacuées chaque année. Environ 75 % sont réutilisées en agriculture, le reste étant incinéré ou mis en décharge.

En France, en période de sécheresse et dans les régions arides, elles pourraient faire l'objet de prochaines dérogations pour certains usages (ex : arrosage des espaces verts ou des golfs)[16]^,[17].

Dans beaucoup d'industries, le lavage et le transport des matériaux sont très peu exigeants en qualité de l'eau. C'est pourquoi les eaux usées épurées sont utilisées pour[18] :

• le lavage des matières premières (charbon, gravier, etc.) et leur transport (craie par exemple) ;
• le transport des déchets (cendres d'une centrale thermique) ;
• le lavage d'entretien (wagon, sols, bouteilles, etc.) ;
• la fabrication de laine de verre.

Nombre d’industries procèdent à des opérations de refroidissement consommant une importante quantité d’eau[19] :

• centrales électriques ;
• réacteurs nucléaires ;
• pétrochimie ;
• chimie ;
• industrie du caoutchouc ;
• industrie automobile.

L'eau peut être refroidie de 3 manières différentes[19] :

• Circuit ouvert : Rejet direct de l'eau chaude dans un cours d'eau ou dans la mer ;
• Circuit fermé : utilisation de tour de refroidissement ;
• Circuit semi-ouvert : rejet partiel de l'eau de refroidissement dans atmosphère ou dans un cours d'eau.

Dans le cas de l'irrigation, les eaux usées sont utilisées après traitement biologique (boues activées ou lagunage le plus souvent). Leur intérêt réside dans le fait que :

• Les eaux contiennent des nutriments. Ils accroissent notablement les rendements agricoles et réduisent le recours aux engrais artificiels coûteux.
• Les autres sources d'eau utilisable en irrigation se raréfient en raison de leur potabilité tant recherchée.

Elles peuvent couvrir une assez large gamme d'utilisations, qui ne requiert pas d'eau de qualité potable, par exemple[18] :

• l'arrosage des parcs et jardins publics
• le lavage des rues
• la lutte contre les incendies
• le nettoyage des engins de collecte des ordures ménagères

Une idée qui se développe est de récupérer les calories d'effluents encore chauds ou tièdes, via l'installation d'échangeurs thermiques dans des canalisations d'égouts reliés à des pompes à chaleur, ce qui permettrait aussi d'améliorer le bilan énergétique de collectivités locales. Chauffer des espaces via des pompes à chaleurs nécessite une source constante de calories, en général prélevées dans le sol (par la géothermie) ou dans l'air extérieur (aérothermie). Les eaux usées sont un autre gisement, largement inexploité. Les trois quarts de la chaleur des effluents domestiques (salles de bains, lessives, cuisine, vaisselles, etc.) sont en effet rejetés à l'égout et perdus. La température du réseau oscille ainsi entre 13 et 20 °C, selon les saisons, avec une relative stabilité en raison de l'inertie thermique du milieu. Des caractéristiques idéales pour approvisionner une pompe à chaleur, via un échangeur de chaleur posé dans le collecteur. À ce jour, le procédé est surtout utilisé en Allemagne, Suisse, et aux États-Unis, où 20 installations sont en activité^{[réf. nécessaire]}. Son développement est spectaculaire : 33 projets se construisent actuellement dans le monde et 100 autres entrent en phase d'étude^{[réf. nécessaire]}.

Comment d'un déchet faire un produit ? Un échangeur de chaleur est intégré dans la canalisation neuve ou posée dans celle préexistante. Des conduits envoient le fluide réchauffé vers les PAC, où le fluide est porté à 50–70 °C, pour être redistribué dans les bâtiments. Dès la première année, les économies d'énergie se situent entre 20-30 % et parfois 50 % du poste énergie global annuel. Les émissions de gaz à effets de serre diminuent de 60 %. L'avantage est triple : réduction du poste énergétique ; bénéfice environnemental et moindre exposition aux fluctuations du prix du gaz. Le système s'annonce le plus avantageux dans les régions aux hivers froids, à l'exemple du Nord-Est de la France. Ses performances y dépassent celles de l'aérothermie. Le rafraîchissement reste néanmoins possible. Une configuration par réseau hydraulique du circuit de rafraîchissement intérieur du bâtiment s'avère alors indispensable. Comme pour les pompes à chaleur en général, le procédé ne se substitue pas à l'usage d'une chaudière mais vient en complément. Une PAC au coefficient de performance annuel de 3,5 assure 80 % de la chaleur. La chaudière assure les 20 % restants lors des pointes de consommation.

Implantation : Les lieux d'implantation les plus adéquats sont principalement les zones urbaines denses. Les besoins en chaleur y sont importants et l'installation de panneaux solaires et d'éoliennes pâtit des faibles disponibilités d'espace ou des nuisances entraînées.

Le procédé requiert également des débits minimums dans les canalisations. Le débit moyen dans le collecteur doit atteindre les 8 litres par seconde, soit les effluents d'une zone couvrant 8 000 à 12 000 personnes. Une implantation dans des agglomérations de 20 000 à 30 000 habitants peut être envisageable, mais de préférence en aval d'un point d'assainissement. Les usages les plus adaptés renvoient à ceux des PAC en général. Les gammes de puissances minimums sont de 150 kW pour le chauffage et l'eau chaude, soit l'équivalent d'une cinquantaine d'appartements. Cela concerne des besoins constants et collectifs : logements, hôpitaux, piscines, maisons de retraite, etc.

Nonobstant des modifications importantes apportées aux stations d'épuration afin d'assurer la qualité des eaux usées, celles-ci peuvent être employées pour répondre aux besoins d’irrigation dans les activités agricoles[20]. Cela a pour avantage de permettre aux récoltes de profiter de la richesse des eaux usées en nutriments naturels, d'augmenter la productivité du sol ainsi que de permettre la pratique de certaines cultures dans des régions où les conditions environnementales n'y sont pas favorables, comme dans les régions arides. Le recyclage des eaux usées représente une solution pour faire face à la demande croissante des ressources hydriques pour l’irrigation.

Par contre, l'utilisation d'eaux usées traitées dans l'agriculture peut cependant poser des problèmes pour la santé publique. De plus, un projet d’irrigation utilisant l’eau usée comme source n’est pas toujours économiquement rentable[21].

Le nettoyage des voies publiques et des véhicules ne requiert pas l'utilisation d'eau potable.

Le rejet de concentrés d'eaux usées traitées peut avoir des impacts environnementaux. Les concentrations excessives d’ions de chlorure et de sodium dans l’eau rejetée peuvent rendre les plantes toxiques[22].

Les eaux usées sont souvent à une température quasiment constante tout au long de l'année et peuvent constituer une source de calorie pour une pompe à chaleur[23].

• Brigand Sylvain, Lesieur Vincent, (2008). Assainissement non collectif, Éditions Le Moniteur.
• Bourgeois-Gavardin, J, Les Boues de Paris sous l'Ancien Régime. Contribution à l'histoire du nettoiement urbain aux XVII^e et XVIII^e siècles, 2 volumes. Paris : EHESS, 1985
• Cabrit-Leclerc Sandrine, (2008). Fosse septique, roseaux, bambous, traiter écologiquement ses eaux usées ?, Éditions Terre Vivante
• Chatzis, K, La Pluie, le métro et l’ingénieur : contribution à l’histoire de l’assainissement et des transports urbains, Paris : L’Harmattan, 2000
• Dupavillon, C, Paris côté Seine, Paris : Éditions du Seuil, 2001
• Dupuy, G. Knaebel, G, Assainir la ville hier et aujourd’hui, Paris, Dunod : 1982
• Goubert, J.-P, La Conquête de l'eau, Paris : Robert LAFFONT, 1986
• Guillerme, A, Les Temps de l’eau. La cité, l’eau et les techniques, Seyssel : Champ Vallon, 1983
• L’Assainissement des eaux usées, brochure C.I. eau, août 1999
• L’Assainissement des grandes villes, données 1997. Réseau national des Données sur l’Eau (RNDAE), 1998
• Laroulandie, F, Les Égouts de Paris au XIX^e siècle. L’enfer vaincu et l’utopie dépassée, Cahiers de Fontenay. n^o 69-70, mars 1993. p. 107-140
• La Réglementation des eaux usées, plaquette C.I. eau, octobre 1999. Publications des Agences de l’eau : Collection des études inter-agences (Lire en ligne)
• Questions d’assainissement. Le maire et les eaux usées, Uni éditions. 96 p., 1996
• Anne Rivière (2005). Gestion écologique de l’eau : toilettes sèches et épuration des eaux des eaux de lavage par les bassins-filtres à plantes aquatiques, Volume 1, Association Eau Vivante
• Isabelle Roussel et Valérie Rozec, « De l'hygiénisme à la qualité de vie : l'enjeu de la gestion des plaintes environnementales urbaines » (Lire en ligne), Géocarrefour, vol. 78/3, 2003
• Scherrer, F, « L’égout, patrimoine urbain. L’évolution dans la longue durée du réseau d’assainissement de Lyon », thèse de doctorat d’urbanisme, Créteil : Université de Paris XII – Val de Marne, 1992

• Portail de l'assainissement
• Portail de l’eau