Étude des impacts environnementaux de nouvelles technologies de récupération du phosphore dans les boues de station d'épuration

Abstract

Ce travail de fin d’étude a pour but l’application de la méthodologie de l’analyse de cycle de vie à des procédés pilotes de récupération du phosphore dans les boues d’épuration (EuPhoRe et Struvia), en vue de leur évaluation environnementale. Pour ce faire, l’évaluation environnementale d’une station d’épuration a d’abord été réalisée. La modélisation de la station a ensuite été intégrée aux systèmes multifonctionnels comprenant la fonction d’épuration des eaux et celle de production d’engrais phosphatés. L’évaluation environnementale de ces systèmes multifonctionnels a ensuite permis de les classer en fonction de leurs impacts environnementaux et de tirer des conclusions de ce classement. L’évaluation environnementale de la station d’épuration a pu mettre en évidence l’importance des impacts qu’engendrent les émissions directes sur l’eutrophisation et le changement climatique. Cette analyse a également mis en lumière les impacts que l’énergie consommée (électrique principalement) a sur les catégories de réchauffement climatique et d’épuisement des ressources fossiles et minérales. Enfin, l’analyse a montré que l’impact environnemental du traitement des boues d’épuration différait fortement en fonction de la filière choisie et que, pour la station étudiée, les impacts de ce traitement sur le réchauffement climatique et l’épuisement des ressources fossiles étaient non-négligeables. L’étude des impacts environnementaux des systèmes comprenant la production d’engrais phosphatés (EuPhoRe, Struvia ou conventionnel) a montré que la majeure partie des impacts environnementaux de ces systèmes sont imputables à la station d’épuration. Les résultats de ces études ont également mis en lumière l’effet bénéfique du procédé de récupération EuPhoRe sur l’environnement. Ce bénéfice vient du fait que les effets délétères du procédé (principalement imputables à l’utilisation d’électricité, de réactifs et de gaz naturel) sont contrebalancés par la production de chaleur (sous forme de vapeur). L’étude du procédé Struvia a permis de constater que ce sont les utilisations d’électricité et de polymères (lors de l’épaississement ) qui ont un impact majeur sur l’environnement. La production conventionnelle d’engrais phosphatés se répartit entre la production de roches phosphatées concassées et celle de triples super phosphates. L’étude des impacts environnementaux de cette production a montré que la majorité des impacts sont dus à la production de triples super phosphates. La comparaison des trois systèmes de récupération ou production d'engrais phosphaté (EuPhoRe, Struvia et conventionnel) a montré que le système comprenant le procédé de récupération EuPhoRe présentait les meilleures performances environnementales, suivi par celui comprenant le procédé Struvia. Les performances des deux systèmes incluant les procédés pilotes de récupération du phosphore des boues d’épuration étaient donc toutes deux meilleures que celles du système conventionnel, ce qui met en évidence l’intérêt de ces systèmes d’un point de vue environnemental.