Compactes, faciles à installer, les micro-stations ont su conquérir une place de tout premier plan parmi les petites installations d'assainissement, notamment lorsque l'espace disponible fait défaut. Leur mode de fonc¬tionnement repose généralement sur trois process épuratoires différents. Mais quel que soit le procédé choisi, le fonctionnement des micro-stations nécessite une maintenance et un entretien régulier qu'il convient de ne pas sous-estimer au risque d'altérer gravement leurs performances épuratoires.
La France représente 50 % du parc européen des installations d’assainissement non collectif et compte près de 5,4 millions de dispositifs pour la plupart répartis dans des communes de moins de 400 habitants. Il y a trois ans à peine, seules deux grandes familles de traitement étaient reconnues par la réglementation : les filières dites classiques composées d'une fosse toutes eaux et d’un système traditionnel de filtration dans le sol et les filtres compacts (voir EIN 350).
Puis sont arrivés les arrêtés de 2009 prenant en compte la série de normes européennes 12566. La donne a commencé à changer, les pouvoirs publics considérant pour la première fois les micro-stations comme des systèmes de traitement des
eaux usées domestiques à part entière. Depuis, les micro-stations d’épuration, déjà répandues dans les pays du Nord et de l’Est de l'Europe depuis des dizaines d’années, n’ont pas cessé de gagner du terrain dans notre pays.
Leurs atouts ? La compacité bien sûr mais le prix aussi et peut-être même surtout... Pour un investissement de 15 à 20 % moins important (en moyenne de 5000 euros) que les systèmes filtrants, les micro-stations se sont présentées comme des dispositifs efficaces, financièrement accessibles, et ultra-compacts, leur volume utile variant généralement de 2 à 4 mètres cubes.
Actuellement, une centaine de modèles de micro-stations jouissent d'un agrément ministériel accordé à la suite d'une évaluation technique réalisée par les deux organismes certifiés que sont le CSTB et le CERIB.
Avec une croissance de l’ordre de 15 % chaque année, le marché est en pleine progression. L'offre est donc très large et rassemble 35 fabricants de produits agréés dont les plus connus sont Sotralentz, Tricel, Eloy, Epur, Sébico, Stoc Environnement, Graf, Neve Environnement, Obio, SIMB, NDG Eau, Aqua’Environnement, Eau Pure Concept, etc.
Ce qui les distingue, en dehors de leurs capacités, repose essentiellement sur la nature du process épuratoire mis en œuvre.
Trois principes épuratoires
On distingue généralement trois grandes familles de micro-stations selon le mode de fonctionnement de leur process épuratoire.
toire : à boues activées classiques (bactéries dans le milieu hydraulique ou culture libre) ; à cultures fixées (bactéries se fixant sur un support mis à disposition) ; et les dispositifs SBR pour « réacteur biologique séquentiel ». Ces derniers sont des systèmes à boues activées qui disposent d’une régulation fine leur permettant de supporter plus facilement les variations de charge. Contrairement à ce qui se déroule au sein des deux autres procédés, dans les dispositifs SBR, les phases de décantation, d’aération et de clarification ont lieu de manière séquentielle.
Sur le marché, Actibloc® de Sotralentz, qui dispose désormais d’un agrément sur l’ensemble de sa gamme, fonctionne sur ce principe. Il repose sur quatre cycles de six heures par jour composés d’un transfert des eaux prétraitées du décanteur vers le réacteur, d’un apport d’oxygène par fines bulles, d’une sédimentation dans le réacteur, d’une évacuation des eaux traitées du réacteur vers l’exutoire et d’une recirculation des boues du réacteur vers le décanteur. Parmi les points forts de l’Actibloc® : un abattement de près de 97 % de la pollution, pas de filtre à sable nécessaire, facilité de maintenance par armoire de commande, pas de pièces électroniques et mécaniques à l’intérieur de la station, une détection automatique de sous-charge, la possibilité d’être autonome en énergie grâce à une installation solaire. Enfin, trois points qui ont leur importance : la consommation électrique, ici voisine de 0,4 kWh/jour pour 4 EH, le niveau de bruit de 46 dB (armoire de commande ouverte et mesuré à 1 m) et la production de boues limitée à 1 m³/an pour 4 EH.
Airoxy® d’Eloy Water et Klaro® de Graf fonctionnent également selon ce principe.
Avec quatre nouveaux agréments (Klaro Quick 4, 6, 8 EH sur une cuve et Klaro Easy 12, 18 EH sur deux cuves), la gamme Klaro de Graf offre une épuration des eaux à 99 %, performance largement en dessous des valeurs maximales définies par la norme européenne. Parmi leurs avantages, les micro-stations Klaro ne contiennent aucune pièce électrique, aucune pompe et aucun conducteur de courant.
Des tuyaux assurent le transfert d’air entre le compresseur et la chambre de traitement. Le compresseur qui envoie de l’air à travers un plateau de membrane est préinstallé dans une armoire à pilotage, logée soit dans un local à l’intérieur de l’habitation, soit dans une armoire à l’extérieur. Les cuves, faciles à transporter et à installer du fait de leur faible poids, sont garanties 25 ans. Par ailleurs, le compresseur se caractérise par un faible volume sonore (coffret en EPP silencieux). « Avec, à ce jour, cinq agréments allant de 4 à 18 EH, nous couvrons l’ensemble des besoins de nos installateurs », se félicite Dominique Lacombe, directeur commercial chez Graf.
La station Topaze® de Neve Environnement est présente sur le marché de l’assainissement individuel depuis 13 ans en France. Son fonctionnement repose sur le principe bien connu des boues activées. « Nous avons été parmi les premiers à recevoir un agrément pour la Topaze T5 FS (2010-003) : les mini-stations Topaze pour 8, 12 et 16 EH sont en cours d’agrément… », souligne Catherine Neve, directrice de la société. Les points forts des stations Topaze ? « Leur extrême compacité avec une surface bâtie de 1,5 à 2,5 m² », indique Catherine Neve. « Elles comportent en outre un bassin tampon leur conférant une performance épuratoire constante, indépendamment des fluctuations d’arrivées des eaux usées. Constituées d’une cuve monobloc en polypropylène, elles sont résistantes et durables, leur installation est rapide et facile. Une alarme visuelle et sonore permet de surveiller le fonctionnement de la station. »
Tableau 1 : Avantages et inconvénients des micro-stations
Avantages
- - Un dispositif compact
- - Des travaux de terrassement limités
- - Un dispositif sans odeur
- - Un dispositif écologique
- - Un prix avantageux
Inconvénients
- - Une production de boues rapide
- - Présence d’équipements sujets à pannes
- - Un dispositif qui nécessite de l’énergie
- - Maintenance régulière impérative
- - Un dimensionnement statique
Sebico
Le système fonctionne avec une pompe air-lift caractérisée par une faible consommation électrique.
La gamme Biostep® d’Obio Environnement fonctionne également selon le principe des boues activées. En revanche, la station Bioxymop® (1 à 6 EH et prochainement 14 EH) de Simop est un hybride qui se situe entre le système des boues activées et les cultures fixées. Ce qui lui confère plusieurs atouts, selon Christophe Letranchant, chef produit assainissement individuel chez Simop : « Une consommation électrique minime (190 kWh/an), une faible production de boues, la capacité à accepter des variations de charge importantes ».
Le process épuratoire repose sur trois étapes distinctes : le décanteur primaire qui reçoit les eaux usées et réalise une première séparation des matières en suspension et les flottants. Les boues décantées y sont digérées par des bactéries en anaérobie, ce qui permet de diminuer leur volume. Ensuite, le bioréacteur, cœur du système, reçoit les effluents prétraités venant du décanteur primaire. Les effluents y sont mis en contact avec les bactéries libres et celles fixées sur le support. Ces bactéries, dans un milieu aérobie, consomment les pollutions dissoutes dans l’effluent (DCO, DBO…). Le clarificateur finalise le traitement en séparant les boues et les bactéries de l’effluent traité par décantation. Une partie des boues décantées est re-circulée vers le bioréacteur.
« Au-delà de leur performance épuratoire – un rendement élevé, un système fiable, une faible production de boues, l’acceptation des variations de charge – nos stations ont été conçues pour répondre à deux objectifs majeurs, indique Christophe Letranchant. La compacité et la facilité de mise en place. Pour cela, nous avons développé des stations particulièrement compactes (surface de 5 m²) équipées de connecteurs électriques avec détrompeurs et d’un boîtier de contrôle plug and play afin de simplifier la pose du système par l’installateur ».
Pour des besoins d’assainissement plus importants, de l’ordre de 50 à 400 EH, Simop propose Oxymop®, une micro-station à boues activées développée dans une cuve en polyester.
Pour Eloy Water, qui conçoit et fabrique des stations d’épuration depuis plus de 25 ans, les solutions à boues activées (classique ou SBR) sont mieux adaptées au semi-collectif. Compact, faiblement consommateur d’énergie, d’entretien facile, le procédé à cultures fixées répond mieux aux attentes et contraintes de l’assainissement non collectif (moins de 50 EH). La gamme Oxyfix® intègre donc un réacteur biologique garni d’un support bactérien de type Oxybee® conçu par les ingénieurs d’Eloy Water dont la superficie élevée (200 m²/m³) permet un développement optimum du biofilm sans risque de colmatage (90 % de vide). Les bactéries s’y accrochent pour former une fine couche et dégrader la matière organique. L’air insufflé à travers ce support va stimuler le développement de bactéries aérobies. Plus efficaces que les bactéries anaérobies pour le traitement des eaux usées domestiques, les bactéries aérobies vont également nitrifier l’ammonium (nitrification).
Tricel propose également des systèmes à cultures fixées de 1 à 500 EH. « Nous disposons de deux agréments pour des micro-stations de 1 à 6 EH et des agréments en cours d’obtention pour 9, 11, 14, 17 et 20 EH », signale François Le Lan, directeur de l’usine Tricel France. « Simple car prête à poser avec très peu d’équipements électromécaniques, robuste car constituée d’une cuve en PRV garantie 20 ans, d’un compresseur et d’un diffuseur sans membrane, sans électronique, la Tricel est fiable », annonce François Le Lan qui insiste sur son réseau de partenaires exclusifs qui assurent, au-delà de la promotion et de la vente, sa mise en service et son entretien.
Une mise en garde toutefois : « Il est essentiel de s’assurer qu’il s’agit bien de la Tricel fabriquée en France et distribuée par notre réseau. Elles sont les seules à respecter les normes françaises. Contrairement aux autres micro-stations proposées notamment sur le web par des opportunistes basés en Angleterre » souligne François Le Lan. Afin d’endiguer ce fléau, la société Graf contrôle régulièrement les sites Internet et fait immédiatement retirer toute offre sur ses produits.
« Et seules les micro-stations Klaro vendues direc-
IFB Environnement obtient l’agrément pour son procédé Végépure® Compact modèle 5 EH
Poursuivant des objectifs communs aux micro-stations, à savoir assurer une efficacité de traitement optimale des eaux usées domestiques tout en minimisant l'emprise du système sur le terrain des particuliers, IFB Environnement a obtenu l'agrément pour son procédé Végépure® Compact modèle 5 EH (n° 2012-023). La phase d'extrapolation jusqu’à 20 EH est en cours de finalisation. Le système est composé des étapes suivantes :
- • Une décantation des eaux brutes en fosse toutes eaux.
- • Une phase d’aération fines bulles sur un faible temps de séjour et une consommation énergétique de l'ordre de 20 € par an. Cette phase a pour but d'optimiser l'efficacité du traitement végétalisé en aval.
- • Un traitement sur un unique filtre planté de roseaux dimensionné à 1 m² par EH.
La phase d’aération prépare les eaux décantées par une oxygénation nécessaire et reconnue. Le filtre planté piège et minéralise les MES et la charge organique. Le filtre, par l'action conjuguée des substrats et des végétaux, permet d’éviter la recirculation des eaux et la production de boues. « Les vidanges du prétraitement par Graf France sont garanties conformes aux agréments ministériels », insiste Dominique Lacombe.
Sebico, entré sur le marché de la micro-station avec Biokube®, a également opté pour le principe des cultures fixées. Sa nouvelle gamme baptisée Aquameris® vient de recevoir un agrément pour 5 et 10 EH. « Ce processus de traitement est stable et très réactif à la charge de la pollution entrante », souligne Luc Lary. « Il accepte en outre les variations de charges organiques et hydrauliques. » Aquameris® est composée de deux cuves polyéthylène : une fosse pour le prétraitement et le stockage des boues et une cuve pour le traitement équipée de deux réacteurs biologiques dans lesquels baignent des supports de biomasse constitués de tresses de polyéthylène montées sur un support. Le rôle du support de biomasse est de retenir les bulles d’air et de constituer une niche biologique pour les micro-organismes (développement d’un biofilm). Le nombre de tresses est calculé et adapté en fonction de la surface d’échange nécessaire aux besoins microbiologiques et de charge organique.
Placés au fond des bioréacteurs et couplés au compresseur d'air, ils diffusent de façon homogène l’air nécessaire au développement des micro-organismes. Positionnés en bout d’un tube PVC rigide, ils sont facilement relevables après déclipsage du raccord rapide d’air comprimé. Ces deux étages successifs de traitement confèrent à la micro-station de bonnes performances épuratoires, rapporte Sebico.
Stoc Environnement propose de son côté les micro-stations Oxyfiltre 9 et Oxyfiltre 17 (agrément 2012-012), intégrant les contraintes d’étanchéité et de fonctionnement par intermittence, en complément de l’Oxyfiltre 5, agréée depuis plus d’un an. Ces deux micro-stations répondent aux besoins des grandes maisons et des résidences secondaires. Il est maintenant possible d’équiper une maison jusqu’à 17 pièces principales avec un seul équipement d’ANC agréé. Des solutions techniques intégrées permettent la variation de charges (fonctionnement par intermittence) liée à la variation de population sans dégradation. En effet, le couplage des techniques d’épuration par boues activées et de filtration passive permet d’assurer un fonctionnement optimal quel que soit le nombre de personnes présentes dans la maison. Tous ces dispositifs, à la condition qu’ils soient bien dimensionnés et correctement mis en œuvre, ont fait la preuve, à des degrés divers, de leur efficacité. Mais la pérennité de leur performance n’est assurée que s’ils sont régulièrement maintenus, un point trop souvent négligé.
Maintenance : la grande oubliée…
Même si le marché des micro-stations est en plein boum depuis 2009 en France,
Toutes les micro-stations ne se valent pas. « On trouve sur le marché des dispositifs plus ou moins performants », prévient Christian Vignoles, chef de projet PIA chez Veolia Eau. « De fait, les délivrances des agréments s'effectuent sur la base du rapport d'essais servant au fabricant à marquer CE son produit dans le cadre de la norme européenne EN 12 566-3. Mais la norme ne tient pas compte de certains paramètres essentiels comme les variations très fortes d'un jour sur l'autre de la charge organique et de la charge hydraulique. La norme propose des tests sur la base d'une charge organique journalière par équivalent habitant de 60 grammes de DBO₅ avec un volume journalier fixé à 150 litres par jour et par personne, conditions absolument pas en ligne avec celles rencontrées par les installations marquées CE et agréées ». Un point de vue nuancé par Hubert Willig, président de l'IFAA, qui précise que « Les 150 litres/EH permettent de construire des dispositifs dimensionnés de manière sécuritaire pour éviter les surcharges hydrauliques ».
Ainsi, les capacités des dispositifs à accepter des variations de charge peuvent être très variables d'une gamme à l'autre. On touche là l'une des premières limites des micro-stations… Mais ce n’est pas la seule si l'on ne prend pas conscience des exigences que requièrent ces dispositifs. Au-delà du coût lié à l'investissement, à l'installation et à la mise en service (de 2 500 à 5 000 euros) des micro-stations, l’exploitation mérite également une grande attention. Et particulièrement la fréquence des vidanges des boues (200 à 300 € en moyenne). « Elle dépend du volume de stockage des boues qui peut varier dans des proportions importantes selon les systèmes », avertit Luc Lary. « Chez Sebico, nous avons pris en compte cette problématique en faisant le choix de travailler sur un volume conséquent en prétraitement pour espacer les vidanges ».
Un entretien et une maintenance régulière sont également cruciaux pour garantir les performances épuratoires du système (changement des filtres, renouvellement des membranes du compresseur, etc.). Ceci n'est certes pas propre aux micro-stations, mais ces dernières, plus que d’autres dispositifs, exigent un entretien régulier. Elles intègrent en effet des équipements électromécaniques soumis à maintenance, des consommables, des pièces d’usure qui requièrent, même si la réglementation ne l'impose pas, une intervention périodique de professionnels formés. Pour favoriser l’implication du particulier, certaines stations sont équipées d'un couvercle permettant une ouverture totale sur le procédé facilitant les constats visuels et les opérations de maintenance et d’entretien. C'est le cas de Topaze de Neve Environnement ou de l’Aquameris® chez Sebico. « Ce qui permet aussi au particulier qui le souhaite, de vérifier au moins visuellement le bon fonctionnement du système », estime Luc Lary. La gamme Bioxymop de Simop a également été conçue pour faciliter l'entretien des stations. « Deux grandes ouvertures sur le dessus de la cuve permettent de contrôler le processus épuratoire », rapporte Christophe Letranchant.
Les dispositifs d’alarme tendent également à se multiplier. Sur Topaze comme sur l’Aquameris®, une alarme se déclenche en cas de rupture de membrane. Chez Graf, la gamme Klaro® dispose également d'un
Dispositif d’alerte. De plus, toute l’installation est pilotée par l’armoire technique de gestion d’air comprimé, ce qui facilite la maintenance.
Sur la micro-station Actibloc® de Sotralentz, un microprocesseur, en fonctionnement permanent et situé dans une armoire de commande, assure le fonctionnement du compresseur et des électrovannes. Il est équipé d’un système d’alarme sonore et visuelle qui permet de détecter tout dysfonctionnement de l’installation.
Reste que tous les particuliers ne sont pas à même, ou ne souhaitent pas, s’impliquer dans une logique de maintenance. « Pour les personnes qui ne désirent pas s’impliquer, nous proposons un contrat d’entretien consistant en une visite annuelle », indique Luc Lary. « Nous avons mis en place un système de suivi des installations afin de nous assurer du bon entretien de tous nos dispositifs », indique de son côté Christophe Letranchant. « Ce qui nous permet de proposer systématiquement à l’utilisateur un contrat avec une visite annuelle ».
Contrat d’exploitation, contrat d’entretien : cette assistance proposée par les fabricants apparaît comme la solution la plus à même de garantir un fonctionnement correct du dispositif sur le long terme.
