EAU (notions de base)

Le traitement des eaux

L'utilisation de l'eau – voire la simple proximité de zones humides – peut représenter de graves dangers pour la santé. À l'état naturel, les milieux aquatiques peuvent abriter les larves d'insectes vecteurs du paludisme, de la leishmaniose ou de la fièvre jaune et favoriser la propagation d'épidémies de choléra ou de poliomyélite. Si, depuis le milieu du xix^e siècle, les pays industrialisés ont aménagé les zones humides, développé une lutte efficace contre les insectes vecteurs de maladies et mis au point des techniques d'assainissement performantes contre leur propagation, il n'en va pas partout de même. À ces dangers s'ajoutent ceux des pollutions des eaux « usées » déversées par les activités domestiques, agricoles et industrielles. Ces pollutions constituent l'un des facteurs les plus graves de la crise de l'environnement, car les charges polluantes atteignent de tels niveaux que les micro-organismes présents dans les milieux aquatiques ne peuvent plus assurer leur fonction d'auto-épuration.

La dynamique de transfert des polluants est très variable : rapide pour un cours d'eau, elle est en revanche extrêmement lente pour les eaux souterraines. À l'air libre, certains polluants peuvent accélérer la prolifération du phytoplancton ou de certaines algues aquatiques au point de rendre impossible toute autre forme de vie dans ces eaux dites eutrophisées. Dans d'autres cas, la concentration d'éléments toxiques le long des chaînes trophiques peut être responsable d'empoisonnements qui atteignent l'homme. Les temps de dépollution étant comparables aux temps de transfert des polluants, le traitement des eaux fait appel à un ensemble de techniques variées et complexes que les usines d'épuration ont de plus en plus de difficultés à maîtriser à des coûts raisonnables.

Toute lutte sérieuse contre la pollution commence par des analyses chimiques et biologiques destinées à rechercher ses différentes composantes et leurs éventuelles synergies. Le traitement lui-même comporte plusieurs phases.

La première d'entre elles consiste à décanter et à filtrer les matières en suspension dans l'eau, tout en aérant cette dernière de façon à augmenter sa teneur en oxygène dissous et à faciliter l'écumage pour éliminer les matières flottantes diverses. Coagulation et floculation, suivies d'une nouvelle filtration, améliorent encore la limpidité de l'eau. Ces opérations peuvent, le cas échéant, être complétées par une stérilisation à l'aide d'ozone ou de chlore.

Dans une deuxième phase, les composés organiques sont minéralisés par voie biologique. Il s'agit d'imiter le fonctionnement des écosystèmes aquatiques dans lesquels des micro-organismes (surtout des bactéries) recyclent la matière organique. Plusieurs techniques sont utilisées. Celle des boues activées consiste à réaliser une oxydation ménagée des effluents par plusieurs passages dans une cuve ensemencée par une flore appropriée. Celle des lits bactériens fixe la biomasse des micro-organismes sur un support granuleux à travers lequel percolent les eaux à traiter, l'oxygénation étant assurée par une insufflation à contre-courant. Avec le lagunage, les eaux usées s'écoulent lentement dans plusieurs réservoirs peu profonds[...]