L’identification des nuisances, existantes ou futures, est essentielle et les moyens d’y faire face doivent être connus de tous les professionnels du secteur. La bonne connaissance des principes de production d’H₂S et des ouvrages exploités permet d’anticiper ou de confirmer des situations à risques.
La problématique H₂S doit faire l'objet d'une expertise spécifique, afin d’être intégrée aux étapes de conception et aux procédures d’exploitation.
Des dégradations anormales peuvent être constatées par les exploitants de réseau et les opérateurs d’unités de production. Les dégradations liées à la présence d’H₂S sont clairement identifiables : il s’agit d’une corrosion anormalement rapide des bétons et des parties métalliques des équipements.
L’H₂S, au contact de molécules d’eau contenues dans l’air, se transforme en acide sulfurique (H₂SO₄), qui va condenser et ruisseler sur les parois des regards et des collecteurs.
[Photo : Sur les réseaux d’assainissement, on peut souvent constater des effritements des bétons, des traces de coulures sur les parois, des échelons corrodés dans les regards, des intérieurs de tampon anormalement corrodés…]
[Photo : Principe de corrosion sur surfaces métalliques.]
Mais le critère olfactif n’est qu’une alerte : il est détecté par l’odorat à une faible concentration qui est sans incidence sur les ouvrages et non toxique pour l’Homme. En revanche, l’odorat ne détecte plus le gaz à forte concentration (au-delà de 150 ppm), lorsqu’il est alors corrosif et toxique.
Les ouvrages en béton, amiante/ciment ou en grès ne résistent alors pas à cette attaque acide. Ces matériaux finissent par s’effriter en surface (jusqu’à quelques millimètres par an pour les cas les plus critiques) et les ouvrages fragilisés peuvent ainsi s’effondrer.
[Photo : Sur les parties métalliques, l’H₂S agit directement comme un oxydant. Ainsi, de nombreux matériaux peuvent être oxydés s’ils sont exposés : fer, cuivre, alliages, argent, or.]
Sur les réseaux d’assainissement, on peut souvent constater des effritements des bétons, des traces de coulures sur les parois, des échelons corrodés dans les regards, des intérieurs de tampon anormalement corrodés... Dans les locaux techniques, l’oxydation des câbles électriques et d’équipements divers (vantellerie, instrumentation, composants électroniques, gaines de ventilation) est fréquemment constatée sur les sites exposés aux émissions et à la dispersion d’H₂S.
Le critère olfactif peut être également un indice de la présence d’H₂S. En effet, l’H₂S est un gaz odorant, caractérisé par son odeur d’œuf pourri. Il est détectable à une très faible concentration (< 0,15 ppm). Il est donc ressenti aux abords de la source d’émissions, dans un périmètre dépendant des conditions atmosphériques de dispersion. Généralement, ce sont les riverains des sources d’émanations les premiers à être confrontés à cette nuisance. En cas de nuisances persistantes, des plaintes peuvent être émises auprès de la collectivité ou de l’industriel concerné.
Les moindres symptômes d’intoxications liées à l’H₂S doivent être immédiatement identifiés et sérieusement considérés.
Il est donc important de détecter tout indice de la présence d’H₂S, même insignifiant, le plus tôt possible, afin d’éviter les situations critiques et les dégâts irréversibles.
Connaître les processus de production
La bonne connaissance des conditions favorables à la production d’H₂S, associée à une juste appréciation des conditions intrinsèques, permet de confirmer le potentiel de pollution soufrée du système étudié. Dans les systèmes de stockage, de transport et de traitement d’effluents, la formation d’H₂S est le résultat de processus chimiques et biochimiques complexes dépendant de nombreux paramètres.
[Photo : Principe de rupture mécanique d’une canalisation soumise à l’effet corrosif de l’H₂S.]
[Schéma : Concentration en H₂S et effets sur l'Homme en fonction de la concentration d'exposition]
Concentration en H₂S — Effets
| 0,002-0,15 ppm | Seuil olfactif |
| 5 ppm | VME : Valeur moyenne d’exposition (8 heures) |
| 10 ppm | VLE : Valeur limite d’exposition (20 minutes) |
| 10-20 ppm | Irritations oculaires, nausées |
| 50-100 ppm | Irritations oculaires graves |
| 150-200 ppm | Perte de l’odorat |
| 300-500 ppm | Sérieux troubles respiratoires |
| 500-1000 ppm | Danger mortel |
| 1000 ppm | Mort immédiate |
La formation d’H₂S est directement liée à la présence de sulfures dissous.
Dans les eaux usées, les sulfures peuvent avoir comme origine le déversement d’effluents industriels, mais proviennent principalement de la décomposition des sulfates par les bactéries anaérobies sulfato-réductrices. Tous les réseaux d’assainissement sont concernés par la présence de sulfates, mais tous ne présentent pas des conditions favorables à la transformation de ces sulfates en sulfures et en H₂S.
Les principaux facteurs favorisant la production de sulfures et d’H₂S sont les suivants : présence de sulfures dissous déjà formés, charge des effluents (DBO, DCO, matière en suspension, teneur en sulfates), épaisseur et surface des dépôts sur les parois des ouvrages immergés, temps de séjour des eaux usées dans un milieu non réapprovisionné en oxygène et, enfin, température des effluents, véritable accélérateur et amplificateur des processus de production. Seuls l’absence de sulfates et une température inférieure à ± 5 °C (selon la nature de l’effluent) sont des facteurs limitant le processus de production de sulfures et d’H₂S.
La quantité d’H₂S produite dépend alors de la combinaison de ces principaux paramètres. Les situations critiques suivantes peuvent être rencontrées : des ERU standards avec un temps de séjour moyen de 4 heures et à une température de 12 °C ; des ERU standards avec un temps de séjour moyen d’une heure et à une température de 28 °C ; des rejets directs d’ERI chargés en sulfates à une température supérieure à 25 °C.
La bonne connaissance des processus de production d’H₂S permet également d’adapter certaines procédures d’exploitation et d’anticiper la problématique en cas de projets de transport ou de traitement d’effluents.
Intégrer la composante H₂S à l’exploitation
On peut estimer, d’après de récentes études et les retours d’expériences de différents acteurs, que la moitié des postes de refoulement d’eaux usées existants sont concernés par la problématique H₂S, ainsi que de nombreux rejets industriels. Dans les systèmes d’assainissement collectif, le phénomène va persévérer, voire s’amplifier. En effet, les programmes de lutte contre les eaux parasites, les projets de regroupement intercommunaux intégrant des postes de transfert d’effluents, les créations de zones touristiques à débits fortement variables et de réseaux dimensionnés pour le futur, et enfin le réchauffement climatique, sont autant de facteurs favorables à la production de sulfures et d’H₂S dans les ouvrages.
Les risques ne doivent pas être sous-estimés, et la problématique H₂S doit être intégrée aux opérations d’exploitation des ouvrages afin d’assurer la sécurité du personnel. L’information et la formation, le port des EPI adaptés, l’identification et la signalisation des sites à risques sont des mesures essentielles à mettre en œuvre. Les procédés de traitements, qu’ils soient curatifs ou préventifs, sont trop souvent considérés comme un simple coût d’exploitation. Or, on oublie de chiffrer à l’inverse les coûts de la problématique H₂S lorsqu’elle n’est pas traitée (corrosion, risques, nuisances…). Si l’on considère l’ensemble des impacts, l’intérêt de traiter est alors clairement démontré, sauf dans de rares cas.
Réaliser une expertise
Les maîtres d’ouvrage et les exploitants prennent en considération le phénomène et souhaitent l’intégrer à l’exploitation des ouvrages, dans les meilleures conditions techniques et financières. Mais parfois, la complexité de définir précisément la problématique ou d’envisager des aménagements et des solutions adaptés nécessite…
Valeurs de référence en matière d’H₂S
RFC (Inhalation Reference Concentration) de l’EPA (sur toute une vie) : 0,0014 ppm / 1,4 ppb
MRL (Minimal Risk Level) de l’ATSDR (subchronique, 15-365 jours) : 0,02 ppm / 20 ppb
Valeurs guides de l’OMS
– Recommandation relative à la gêne olfactive (30 min) : 0,005 ppm / 5 ppb
– Recommandation relative à la santé (24 heures) : 0,107 ppm / 107 ppb
Limites professionnelles
– VME (exposition prolongée — 8 heures) : 5 ppm / 5000 ppb
– VLE (courte exposition — 15 minutes) : 10 ppm / 10000 ppb
Seuils d’effets létaux
| Temps (min) — H₂S (ppm) |
| 1 — 1521 |
| 10 — 688 |
| 30 — 542 |
| 60 — 372 |
Seuils d’effets irréversibles
| Temps (min) — H₂S (ppm) |
| 1 — 320 |
| 10 — 150 |
| 30 — 100 |
| 60 — 20 |
[Photo : Principes de sécurisation des ouvrages.]
L'intervention d'un expert indépendant.
Le bureau d’études ATHEO Solutions, indépendant et spécialisé dans l’H₂S, apporte son expertise aux maîtres d’ouvrage et exploitants confrontés à de telles situations. La réalisation d'un diagnostic complet et pertinent, associée à une étude théorique du système d’assainissement, permet d'identifier précisément les origines et les conséquences des dysfonctionnements, et de proposer des aménagements adaptés. Un accompagnement personnalisé est également réalisé au travers de formations professionnelles sur-mesure pour le personnel intervenant et des bureaux d'études.
Ces dernières années, les équipements de sécurité et de métrologie, ainsi que les techniques de traitement, ont évolué. Il existe maintenant des équipements et des solutions répondant à la plupart des situations. Mais encore s'agit-il d'opter pour la solution adaptée à chaque situation particulière. En effet, de nombreux cas sont recensés pour lesquels des dispositifs inadaptés, et donc inefficaces, ont été conçus et installés. Il est donc essentiel, dans chaque projet, d’étudier la problématique H₂S et les différents scénarios d’aménagements à envisager afin d’inhiber ou limiter la production d'H₂S. Dans certains cas, les dispositifs préventifs ne sont pas adaptés techniquement ou sont économiquement démesurés. Des aménagements pour limiter la dispersion de H₂S et des nuisances associées, ainsi que des procédés de traitement de l’air vicié et de protection des ouvrages sont alors à prévoir.
Enfin, on pourra souligner l'importance de contrôler régulièrement les teneurs en H₂S aux endroits recensés sensibles, ainsi que le niveau d’efficacité des dispositifs préventifs. Le recours aux services de sociétés spécialisées dans ce domaine d’activité permet d’avoir un suivi et un diagnostic réguliers des installations et d’obtenir des conseils d’exploitation en toute intégrité.
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