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Mieux retraiter les eaux usées

Depuis 2014, le pro­jet MOCOPÉE (MOd­éli­sa­tion Con­trôle et Opti­mi­sa­tion des Procédés d’Epu­ra­tion des Eaux) réu­nit le SIAAP, l’UTC, l’IRSTÉA ain­si que de nom­breux acteurs académiques et indus­triels. Ren­dre les mesures de pol­lu­ants plus fiables, affin­er le pilotage des process d’épuration des eaux usées urbaines, créer des out­ils pré­dic­tifs pour faciliter la main­te­nance des instal­la­tions et val­oris­er les sous-pro­duits sont les axes de recherche pour­suiv­is par ce pro­gramme ambitieux.

Les exploitants de sta­tions d’épuration et indus­triels sont soumis à des normes de plus en plus nom­breuses et strictes, d’où la néces­sité d’augmenter la pré­ci­sion et la fréquence des con­trôles physi­co-chim­iques. D’autre part, dimin­uer les coûts et dévelop­per l’efficacité des process de dépol­lu­tion de plus en plus com­plex­es posent de nou­veaux défis sci­en­tifiques et tech­nologiques. Favorisant le dia­logue entre col­lec­tiv­ités, lab­o­ra­toires et indus­triels, MOCOPÉE a été créé pour accélér­er l’émergence de solu­tions innovantes.

Le SIAAP (Syn­di­cat inter­dé­parte­men­tal pour l’as­sainisse­ment de l’ag­gloméra­tion parisi­enne), acteur pub­lic majeur de la ges­tion des eaux usées — 8,5 mil­lions d’habitants en Île-de-France -, l’UTC et l’IRSTÉA ont souhaité s’associer dans ce cadre pour béné­fici­er du retour d’expérience et des com­pé­tences de cha­cun. « En tra­vail­lant avec l’exploitant de la plus grande sta­tion d’épuration d’Europe (Achères près de Con­flans-Sainte-Hon­orine), nous dis­posons d’un vaste ter­rain d’expérimentation » explique André Pauss, respon­s­able du lab­o­ra­toire Trans­for­ma­tions Inté­grées de la Matière Renou­ve­lable (TIMR) de l’UTC. Du côté des entre­pris­es parte­naires, l’accès à une mul­ti­tude de don­nées cer­ti­fiées issues des sites fran­ciliens du SIAAP a per­mis de dévelop­per de nou­veaux pro­duits et de les tester en con­di­tions réelles. Les méth­odes alter­na­tives d’analyse lancées par exem­ple par les sociétés Watch­frog et Envolure sont issues de cette collaboration. 

De la recherche aux solutions opérationnelles

Des sujets incon­tourn­ables pour les exploitants et indus­triels mais encore peu abor­dés dans la lit­téra­ture sci­en­tifique sont au cœur des recherch­es menées pen­dant les qua­tre pre­mières années de MOCOPÉE. La con­cep­tion d’un out­il de mesure des nitrites, dont la teneur est fixée par une norme, fait par­tie des avancées réal­isées. Le lab­o­ra­toire TIMR de l’UTC et des chercheurs de l’Ecole Poly­tech­nique ont tra­vail­lé de con­cert pour con­cevoir ce dis­posi­tif de haute pré­ci­sion. « Nous étions poly­va­lents mais l’UTC a tra­vail­lé plus spé­ci­fique­ment sur les cap­teurs et les algo­rithmes alors que ses parte­naires de l’X se sont penchés sur le con­trôle / com­mande » pré­cise André Pauss.

Cette inno­va­tion d’ores et déjà au stade pré-indus­triel sera rapi­de­ment disponible pour les pro­fes­sion­nels. Mieux com­pren­dre les phénomènes physi­co-chim­iques en jeu dans les réac­teurs est l’un des autres axes sci­en­tifiques suiv­is. L’une des huit thès­es réal­isées ou en cours dans le cadre de MOCOPÉE porte sur la pro­duc­tion de mousse dans les réac­teurs. Manel Larachiche, une jeune doc­tor­ante de l’UTC tra­vaille actuelle­ment sur la car­ac­téri­sa­tion et la prévi­sion de ce phénomène encore mal con­nu. Le but ultime est de réduire l’utilisation sys­té­ma­tique des agents anti-mousse et d’anticiper les phénomènes de mous­sage afin de maîtris­er les dépens­es et de dimin­uer la pollution.

Un autre étu­di­ant en 3e cycle s’attelle à la mod­éli­sa­tion numérique d’une instal­la­tion com­plète. « Des mod­èles sont actuelle­ment disponibles mais à l’échelle d’un réac­teur, d’un réseau ou d’une sor­tie de sta­tion pris isolé­ment, il s’agit main­tenant de pro­pos­er une sim­u­la­tion capa­ble de repro­duire le fonc­tion­nement glob­al d’amont en aval » pré­cise le respon­s­able du TIMR. A par­tir de 2018, MOCOPÉE entame sa phase 2. Opti­miser la main­te­nance des ouvrages fait par­tie des chantiers de cette péri­ode quin­quen­nale. La par­tic­i­pa­tion des lab­o­ra­toires de Génie mécanique de l’UTC per­me­t­tra d’analyser plus fine­ment la cor­ro­sion des struc­tures en béton et aci­er. L’élaboration d’outils per­me­t­tant d’évaluer l’état des mem­branes de fil­tra­tion sera égale­ment à l’ordre du jour. Enfin, une nou­velle thèse trait­era d’un procédé de méthani­sa­tion à par­tir des boues d’épuration et de crot­tin de cheval en col­lab­o­ra­tion avec l’Institut Poly­tech­nique Uni­LaSalle et le SIAAP. 

N’hésitez pas à suiv­re l’actualité de ce pro­gramme sur www.mocopee.com.

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