Longtemps négligée, la gestion des nuisances odorantes fait désormais partie des indicateurs de gestion courante des exploitants de stations d'épuration ou de réseaux d'assainissement. La multiplication des ouvrages de collecte, la concentration des ouvrages de traitement vers des unités de tailles toujours plus importantes et surtout plus proches des riverains, associée à des exigences contractuelles sans cesse plus fortes en termes d'unités-odeur en limite de site, impose désormais un contrôle très strict des nuisances odorantes sur l'ensemble des étapes de traitement des eaux usées et des boues. La mesure en continu devient primordiale pour pouvoir agir à tout moment.
Dans le secteur de l'eau, tous les ouvrages concourant de près ou de loin à l’acheminement et au traitement des eaux usées et de leurs sous-produits, les boues, sont potentiellement générateurs de nuisances odorantes. Les réseaux, postes de relevage, stations d’épuration et stations de séchage ou de conditionnement des boues sont donc directement concernés par cette problématique qui n’a cessé de gagner en importance ces dernières années au point de venir au second rang des préoccupations des riverains après le bruit. Considérée comme « normale » il y a seulement quelques années, l’émission de nuisances odorantes, quelle qu’en soit la cause et l'intensité, est devenue, sous les pressions conjointes des riverains et des élus, une préoccupation majeure et quotidienne pour les exploitants qui doivent désormais gérer l’empreinte odeurs de leurs ouvrages de la même façon qu’ils prennent en compte leurs autres impacts environnementaux.
L’intégration de ce paramètre au sein des indicateurs gérés par les exploitants ne s'est pas toujours faite de manière rationnelle : confrontés à des phénomènes mal maîtrisés de pollutions odorantes ponctuels ou récurrents, nombre d’exploitants, poussés par l'urgence, se sont laissés tentés par la mise en œuvre de procédés de traitements censés répondre à un problème localisé, sans qu'une démarche globale, méthodique, n’ait été préalablement définie puis mise en place à l’échelle du
site. Cette façon de traiter les problèmes au « cas par cas » et au fur et à mesure de leur apparition a conduit à privilégier des solutions curatives, qui restent bien entendu essentielles dès lors qu’elles s’insèrent dans un cadre global, au détriment des stratégies préventives et plus en amont encore, de toute démarche conduisant à caractériser, mesurer et quantifier les pollutions subies.
Mais cette approche a vécu. En station d'épuration, la problématique odeurs est désormais prise en compte dès la conception des ouvrages, quelle que soit leur taille. La reconstruction de la très urbaine station d'épuration de Marquette-lez-Lille, la plus importante usine de dépollution des eaux usées du Nord de la France, en est un bon exemple : confiée à Veolia Eau, elle intègre un contrôle complet des sources d’émission d’odeurs, de leur traitement et de leur suivi : mise en place d’un nez électronique OdoWatch® permettant le suivi des odeurs et la modélisation de leur dispersion, d’un jury de nez, couverture et désodorisation de tous les bassins, canaux et ouvrages de traitement, bref l’ensemble des solutions qui sont aujourd’hui offertes aux exploitants ont été mises au service d’une stratégie globale qui doit permettre de limiter les émissions d’odeurs au sein de chaque filière de traitement comme en limite de site. L’approche globale tend donc à se généraliser même si elle s’impose plus rapidement au sein des stations d’épuration qui font l’objet de réhabilitation ou de reconstruction qu’au sein des stations existantes ou pire encore des réseaux d’assainissement ou des postes de relèvement dont le poids de l’existant freine les ardeurs et limite les interventions aux points noirs qui se déclarent.
Une autre idée progresse dans le cadre de la mise en place d’une stratégie globale de lutte contre les nuisances odorantes : l’élaboration d’une stratégie efficace passe nécessairement par une action en amont pour éviter la formation de composés odorants.
Agir en amont pour éviter la formation de composés odorants
d’assainissement, la formation d’odeurs résulte bien souvent de mécanismes qui reposent sur des processus complexes. Les effluents riches en composés organiques fermentescibles sont soumis à des fermentations d'origine microbienne anaérobie qui s’amplifient dans les milieux anoxiques réducteurs. Il en résulte des émissions gazeuses (H₂S, NH₃, CH₄...) souvent nauséabondes, parfois toxiques qui peuvent cependant être minorées, voire neutralisées en agissant sur la structure des ouvrages ou sur la façon de les exploiter.
La conception des installations, leur dimensionnement peuvent jouer un rôle important dans la formation de composés malodorants. En station d’épuration, le prétraitement, étape fondamentale pour assurer le bon fonctionnement des ouvrages situés en aval et éviter la formation d’odeurs désagréables, fera l'objet d’une surveillance particulière pour éviter le stockage en anaérobie de composés fermentescibles (refus, graisses...). En réseaux d’assainissement, lorsque certains tronçons sont sujets à la formation d’H₂S, il sera dans certains cas possible de modifier l’hydraulique pour réduire le temps de séjour des effluents (< 3 heures) et/ou accroître les vitesses d’écoulement : une valeur d’auto-curage de 0,5 m/s évite la sédimentation des particules dans le réseau, et une remise en suspension des dépôts formés entre deux pompages nécessite une vitesse supérieure ou égale à 1,2 m/s. Autre possibilité, dans les zones à fortes variations saisonnières, une solution consiste à doubler le réseau : une conduite de faible diamètre est réservée au transport des effluents en période d’hiver, tandis qu'une autre de diamètre supérieur est utilisée en parallèle en périodes estivales. Cette solution a par exemple été mise en place à Hyères où la construction d'une conduite double en DN 150 à la place d'une conduite en DN 250 a permis de réduire le temps de séjour aux périodes de faible débit et mettre fin à des problèmes récurrents d’H₂S.
En bassin tampon et postes de relèvement, la remise en question du principe de pompage gravitaire des effluents est une voie à explorer. Le pompage en ligne directe, popularisé par Side Industrie avec son système DIP, permet en effet de reprendre les eaux usées directement dans la canalisation gravitaire, au fur et à mesure de leur arrivée, sans passer par une fosse de stockage traditionnelle. Résultat, l’absence de bâche de rétention permet de s'affranchir des problèmes d’odeurs et de corrosion liés à la présence d’H₂S. Mis en œuvre sur un poste de relèvement à St Lô (voir EIN n° 320), il a permis de faire disparaître d’importants phénomènes de formation d’H₂S et de corrosion tout en normalisant et en simplifiant le fonctionnement de l’ouvrage.
Par ailleurs, le fonctionnement possible du DIP en pompage diphasique direct (mélange effluent + 10 à 25 % d’air) permet de réduire le taux de H₂S dissout dans l’effluent pompé, comme le font les systèmes d’injection d’air.
L’exploitation joue également un rôle très important dans l’apparition (ou non) de pollutions odorantes et dans ce domaine l’aération joue un rôle clé. Dans les bassins de lagunage ou de stockage d’effluents, la mise en place d’un brassage lent à partir d’appareils développés par des sociétés telles qu’Isma, Val Eaux Concept, Faivre ou Oloïde (voir article pages suivantes) permet de diminuer substantiellement, voire d’éliminer, l’apparition de nuisances odorantes : lorsque les bulles d’hydrogène sulfuré remontent à la surface, la présence d’oxygène dissous convertit aussitôt le sulfure d’hydrogène en eau et en sulfates (SO₄). L'injection d’oxygène pur permet également de prétraiter les effluents fortement chargés dans les bassins tampons et ainsi d’éviter l'apparition de nuisances odorantes. Les procédés Solvox®-B ou Sol-
Vox-R de Linde Gas permettent d’injecter de l’oxygène pur dans les bassins et le procédé Solvox-D dans les conduites sous pression pour éviter toute formation d’H₂S. Air Products avec Halia® Venturi et Halia® Mixer, Air Liquide avec Turboxal®, ou Messer avec Biox® proposent également des procédés permettant d’éviter la formation de composés malodorants.
Pour des bassins tampon, en particulier quand les temps de séjour sont importants, il est souvent procédé à une aération du milieu afin d’éviter une fermentation. Dans la majorité des cas, l’aération est réalisée par injection d’air (diffuseurs, turbines). Cette injection provoque un entraînement important d’aérosol et de COV avec l’émission d’odeurs nauséabondes. Les émissions sont d’autant plus importantes que le débit de gaz injecté et non transféré dans la phase aqueuse est grand. Avec une injection d’air, le ratio de gaz non transféré est au minimum de 80 %, représentant le volume d’azote.
Dans le cadre d’une aération par l’oxygène pur, la quasi-totalité du gaz est transférée à la phase aqueuse. Le débit de gaz émis à l’atmosphère en comparaison avec une aération à l’air est réduit d’un facteur 100 à 1000. De ce fait, physiquement, la quantité d’aérosol et de COV émis est réduite dans des proportions équivalentes, c’est-à-dire de l’ordre de 90 %.
Air Liquide a par exemple mesuré la réduction d’émissions sur un site chimique en zone sensible : la présence de benzène dans l’air autour du bassin à 13 µg/m³ d’air après aération avec une turbine a baissé à 1,1 µg/m³ avec de l’oxygène pur. Cette performance est obtenue grâce à la maîtrise du transfert gaz/liquide du système Turboxal d’Air Liquide.
Dans les bassins biologiques, les mêmes phénomènes d’émissions à l’atmosphère, atténués par l’absorption des COV sur les boues biologiques, peuvent être observés. Toutefois, pour des stations situées en zone urbaine, l’injection d’oxygène pur en remplacement de l’aération par l’air, en particulier en tête d’ouvrage, a permis d’atténuer ces émissions et donné satisfaction à l’exploitant mais surtout aux riverains.
Reste qu’il n’est pas toujours possible de revoir la forme ou le dimensionnement d’un bassin d’aération ou de modifier les caractéristiques d’un réseau ou d’un poste de relèvement. Il faut alors composer avec
Composer avec l’existant pour éviter ou limiter l’apparition de nuisances odorantes
Que faire lorsque les caractéristiques intrinsèques d’un ouvrage favorisent l’émergence de nuisances odorantes ? Une première solution consiste à privilégier les solutions préventives qui évitent la formation de gaz toxiques nauséabonds. En station d’épuration, Azofac® ST, développé par les laboratoires Hygéfac (voir EIN n° 341), est un produit composé de plusieurs souches de bactéries naturelles, aérobies, procaryotes, chimiotrophes et chimio-organotrophes dont la structure et l’arsenal enzymatique leur confèrent une efficacité sur la biodégradation des matières organiques, la nitrification ainsi que sur la production d’énergie générée par des réactions d’oxydo-réductions en chaîne. Ces bactéries aérobies dégradent ou bio-convertissent la matière organique en évitant la libération de gaz polluants et odorants : H₂S, NH₃, COV, CH₄, N₂O.
Plusieurs essais ont été menés en concertation avec les directions scientifiques et techniques de Lyonnaise des Eaux en conditions réelles d’exploitation. Une étude, menée sur un bassin de rétention d’effluents d’industries poissonnières faisant l'objet de plaintes pour nuisances olfactives, a montré une forte réduction des odeurs dix jours après le démarrage du traitement ainsi que l’hydrolyse des graisses (changement de couleur et régression des amas) dont la fermentation génère également des odeurs. Une autre étude, menée sur des silos à boues de 500 et 1000 m³ d'une station d’épuration urbaine, faisant également l’objet de plaintes sur le site de la STEP et l’épandage des boues, a montré une disparition des odeurs en quinze jours avec une diminution corrélative des consommations énergétiques de 95 % (brassage) et une amélioration de la structure des boues. Enfin, un autre essai réalisé en station d’épuration a démontré une réduction importante des odeurs entre les boues traitées par Azofac® ST et celles non
traitées tant sur le site d’exploitation qu’à l’épandage. L’intérêt de ce produit multi-fonctions réside dans sa simplicité d’application qui ne nécessite ni investissement de génie civil, ni appareillage spécifique, ni brassage et oxygénation particulière.
Aquaprox, spécialisée dans le traitement des eaux, a développé de son côté une gamme de produits dédiée au traitement des odeurs sulfurées : les Aquaprox DS. Ces produits réagissent spécifiquement sur tous les composés soufrés de manière irréversible par réaction d’oxydo-réduction. Les Aquaprox DS sont non-corrosifs, non-toxiques, rémanents et compatibles avec une utilisation agricole des boues. Les principales applications concernent les secteurs de la papeterie, de la chimie et des stations d’épuration (stockage et épandage des boues).
Nutriox®, développé par Yara, constitue également une solution préventive permettant d’empêcher la formation d’H₂S. Ce procédé agit en développant l’activité métabolique et la croissance des bactéries hétérotrophes facultatives au détriment des bactéries anaérobies strictes. Il est basé sur la respiration de ces bactéries hétérotrophes facultatives, déjà présentes dans le milieu et stimulées par la présence de nitrates, en absence d’oxygène dissous. Il évite ainsi la formation de sulfures dissous au sein des effluents, en agissant de façon curative et préventive sur la septicité, et les maintient en état d’anoxie. Ce procédé est efficace en réseaux d’assainissement, canalisations gravitaires ou sous pression, stations d’épuration, unités de traitement des eaux et boues industrielles. Un point important qui conditionne l’efficacité du procédé : le dosage. Les contrôleurs de dosage développés par Yara permettent de définir à chaque instant la quantité nécessaire de réactif à injecter.
ProEco² : mutualiser les compétences pour élaborer une offre globale et sur mesure
Résoudre efficacement et durablement une problématique de nuisances odorantes nécessite la réunion d’un grand nombre de compétences : mesures, analyses, caractérisation, études de dispersion, études d’impacts, choix d’une filière de traitement, exploitation… Ces compétences requièrent des expertises variées qu’une entreprise seule ne peut réunir. D’autant que la problématique dépasse parfois le seul domaine technique et nécessite un volet communication qui se traduit sur le terrain par la mise en place d’un dialogue approfondi entre l’exploitant à l’origine des nuisances ressenties, les riverains et les autorités locales.
D’où le succès rencontré par le réseau ProEco². Né en Alsace en juin 2010 de la volonté de dirigeants de PME/PMI sous l’impulsion de la société Airépur Industries, il regroupe aujourd’hui autour des métiers de l’environnement et de la valorisation énergétique 28 entreprises spécialisées dans ces domaines. Principal objectif de ce réseau : proposer aux exploitants confrontés à une problématique particulière une prise en charge globale de l’ensemble du dossier, de l’étude préliminaire jusqu’à la mise en place d’une filière de traitement en garantissant les résultats obtenus par rapport aux arrêtés préfectoraux ou aux objectifs préalablement définis par le client.
« L’approche des membres du réseau ProEco² est très différente de l’approche traditionnelle qui consiste bien souvent à rechercher d’emblée une solution de traitement dès qu’un problème se déclare, explique Justin Palotta, directeur commercial export de ProEco². Grâce aux multiples compétences regroupées au sein du réseau, elle consiste à définir, de concert avec le client, une stratégie globale qui va intégrer toutes les étapes (analyse, étude, mesures, traitement, mise en service, service après-vente, formation,…) menant à l’élaboration d’une solution globale et sur mesure ». Plutôt que d’aiguiller d’emblée l’exploitant vers une solution de traitement, la démarche consiste donc à inciter le client à bâtir, sur la base d’études menées par des sociétés spécialisées membres du réseau, une véritable stratégie qui, au-delà du simple traitement, intégrera toutes les dimensions du projet jusqu’à la formation puis l’exploitation.
Dans le domaine des nuisances odorantes, cinq entreprises du réseau ont par exemple été mises à contribution pour le compte de la mairie d’Hasparren, confrontée à un problème d’odeurs liées aux activités d’un centre de compostage : TechNova pour la réalisation d’études de dispersion, Airépur Industries pour l’implantation d’une filière de traitement biologique, Airbiotech, expert en microbiologie, pour le choix d’un biofiltre organique ou minéral et l’élaboration d’un cocktail de bactéries adapté aux COV, et Delamet pour la dispersion des rejets atmosphériques avec son procédé Eolage®. « L’expertise apportée par ces cinq entreprises a non seulement permis de résoudre le problème mais aussi d’aller bien au-delà en mettant en œuvre une solution efficace et durable qui intègre les risques d’impacts qu’un reliquat de nuisances, inférieures aux normes et à la réglementation, aurait pu générer » souligne Matthieu Ermel, Président du réseau ProEco² et PDG d’Airépur Industries.
Toujours dans le domaine des nuisances odorantes, le réseau est également intervenu pour le compte d’un industriel de l’agroalimentaire qui rencontrait des difficultés avec son process de traitement basé sur l’incinération. Plusieurs entreprises du réseau – Odometric, TechNova, Airépur Industries, ART et Airprotech – se sont associées pour redéfinir une solution originale de traitement dont les coûts d’exploitations se sont avérés inférieurs à ceux de la filière précédente. Car la vocation de ProEco² ne se limite pas à l’élaboration et la mise en œuvre d’une solution collective. « Nous cherchons également à favoriser l’innovation en développant de nouvelles technologies ou en associant différentes techniques entre elles de manière à atteindre des objectifs de réduction de coûts en termes d’investissements et d’exploitation » souligne Matthieu Ermel.
Sollicité par de nombreuses entreprises désireuses de le rejoindre, le réseau privilégie l’élargissement de ses compétences plutôt que l’augmentation du nombre de ses membres pour assurer son développement. Il mise également sur son expansion à l’international. « Car le réseau permet également aux petites PME-PMI de se développer à l’export, ce qu’elles ne pourraient faire seules » précise Justin Palotta. La Pologne, la Tchéquie et la Roumanie sont des axes de développement prioritaires, tout comme les pays du Maghreb, fortement demandeurs de solutions sur mesure et clés en mains.
Contact : www.proeco2.eu
NitraKlear de Klearios repose également sur une solution concentrée de sels de nitrates permettant de prévenir la formation d’H2S. Les équipements d’injection comprenant un automate d’optimisation du dosage DosaKlear, la télégestion et le transfert des données d’exploitation y compris les mesures en continu d’H2S permettant la surveillance de l’efficacité du traitement en cours, grâce à son capteur ATEX, autonome et communicant par GPRS, sur le site e-Doz permettent la maintenance et la surveillance à distance de tous les paramètres de fonctionnement des sites de traitement des effluents par injection de NitraKlear. Ils donnent aussi la possibilité de réaliser la surveillance des réseaux par lecture à distance des concentrations en H2S.
Les solutions curatives, essentiellement les neutralisants et les oxydants, se distinguent des solutions préventives en ce qu’elles reposent sur la gestion de la nuisance. Bien qu’elles n’évitent pas la formation de gaz odorants, elles permettent de les neutraliser en modifiant la structure chimique d’un ou de plusieurs polluants considérés. Econox® de Yara est par exemple une solution curative à base de permanganate efficace contre l’H2S, les mercaptans et autres gaz nauséabonds en assainissement et déshydratation des boues. Odo-Ram de Ram Environnement est également utilisé contre les molécules oxydées, soufrées, les AGV et mercaptans issus de la fermentation de la matière organique. OGP Consulting avec Norasystem®, Klearios avec Klarex® ou KlearGel® ou encore Biothys avec ses technologies Gelactiv® et Smellmeister®, Pollair Environnement et Westrand proposent également une large gamme de neutralisants-oxydants sous forme liquide, solide ou gazeuse capables de traiter les soufrés, les amines, ou les AGV.
Lorsque l’apparition d’une pollution odorante devient inévitable, l’exploitant pourra opter pour une solution physique, le confinement, préalable au traitement.
Le confinement, préalable au traitement
Le confinement d’un ouvrage en station d’épuration présente le double avantage d’éviter la dispersion des composés malodorants dans l’atmosphère tout en les concentrant dans un volume plus réduit pour en faciliter le traitement. Car bien au-delà de l’efficacité des process épuratoires, l’efficacité d’un traitement dépend aussi de la bonne captation des différentes sources odorantes et donc des stratégies de confinement mises en place par l’exploitant. Les techniques de confinement s’adaptent à tous les types d’ouvrages en fonction de leur vocation et de l’atmosphère à confiner. Ciffa Systèmes, Prat, Klearios (couverture modulaire CoverKlear), Apro Industrie, Epurae, Trioplast, CTP Composites ou CI Profiles proposent des couvertures souples ou rigides, fixes, pressurisées, tendues sur câbles ou encore portées par une charpente. Elles peuvent être mobiles pour s’adapter au bassin et ses équipements tels que ponts-tournants, passerelles… et démontables pour permettre l’intervention des exploitants sur les contenus des bassins. Les matériaux qui la composent sont également très divers et sont fonction de la composition du ciel gazeux.
Le TextiDôme de Prat Structures Avancées constitue une solution pour confiner les grands et très grands bassins, jusqu’à 100 mètres de diamètre.
Ciffa Systèmes, spécialiste des solutions de confinement en tissu enduit montées
Sur câbles ou sur structures rigides, propose des solutions sur mesure pour répondre aux contraintes de chaque exploitant. Les couvertures sont conçues en fonction de la fréquence d’ouverture prévisible, de la nature de l’effluent, de sa température et des conditions météorologiques du site considéré. Les matériaux employés (PVC, polypropylène, XR5, PVC revêtu d’un procédé photocatalytique...) permettent de faire face aux atmosphères les plus corrosives. Avec Domafos, CI Profiles propose de son côté des couvertures autoportantes en matériaux composites qui s’adaptent également à toutes les formes de bassins, grâce à leur structure modulaire et peuvent prendre la forme de couverture annulaire, de dôme simple ou de formes géométriques plus complexes. De son côté, Trioplast travaille avec une technologie sandwich composite. Ainsi, dans de nombreux cas, aucun besoin de structure de supportage, les couvertures sont complètement autoportantes et fabriquées sur mesure pour tout type de bassin, ce qui permet un démontage aisé en cas de grosse maintenance. De plus, Trioplast dispose d’une garantie décennale sur tous ses produits composites.
Signalons également que les solutions proposées par Locabri peuvent également être utilisées comme enceintes de confinement, voire comme unité de traitement, en ajoutant la technologie Icare sur la périphérie des bâtiments (filtre adsorption sur charbon actif régénéré par photocatalyse). Le bâtiment modulaire constitue en effet une solution économique, simple et sûre. Au crédit de ce système : son bilan énergétique performant. Il ne requiert qu’un ventilateur basique à faibles pertes de charge pour mettre la structure en surpression (environ 3 kW pour un bâtiment de 1000 m²), la photocatalyse étant activée par les UV solaires.
Quelle que soit la solution choisie, une fois confinées, les émanations gazeuses peuvent dans certains cas être valorisées comme le propose par exemple Alcion Environnement qui travaille depuis plusieurs années sur le recyclage et la valorisation de déchets gazeux tels que la valorisation de l’ammoniac dans le cadre du procédé Valea. Plus fréquemment, les évents devront faire l’objet d’un traitement approprié. Mais avant toute chose, il faut identifier et caractériser les sources odorantes.
Identifier et caractériser les sources odorantes
La mise en place d’une solution, qu’il s’agisse d’une modification des pratiques d’exploitation ou de l’ajout d’un ou de plusieurs process épuratoires suppose que soient préalablement évaluées, identifiées et caractérisées les nuisances ressenties. Les outils et l'expertise associée
Les outils et l'expertise associée
Un détecteur multi-gaz incluant les COV
Le FirstCheck+ de Compur Monitors est un détecteur portable permettant de suivre en continu la teneur en oxygène, l'explosivité et la toxicité du CO, de l'H2S et de plus de 400 composés organiques volatils (dont certains CMR). La technologie PID Fence Electrode brevetée permet de compenser l'humidité et assure ainsi une mesure précise (de 0,1 à 10 000 ppm) et une bonne stabilité durant les manipulations.
Avec un temps de réponse rapide (1 s), ce détecteur polyvalent est idéal pour de nombreuses applications comme la pénétration en espace confiné, la détection de fuites, les mesures environnementales, le suivi de l'exposition du personnel au niveau des VLE/VME ainsi que la sécurisation des travaux en espaces confinés. Le FirstCheck enregistre les concentrations avec la date, l'heure et la zone paramétrée par l'utilisateur (max. 250). Les valeurs sont directement exploitables graphiquement sur PC et archivables. Le logiciel, compatible Windows, offre de multiples fonctionnalités comme l'ajustement des listes de gaz, des seuils et types d'alarmes et le choix des préférences de l'utilisateur. Les valeurs enregistrées peuvent être exportées sur fichier Excel ou équivalent.
Qui permettent de parvenir à ce résultat se sont considérablement développés et affinés ces dernières années. L'olfactométrie, couramment mise en œuvre par des bureaux d'études spécialisés comme Egis Environnement, Cap Environnement, Burgeap et Alpha MOS, désigne à la fois la mesure des odeurs et la mesure des capacités olfactives d’un sujet. Cette approche, qui relève de l'analyse sensorielle, prend en compte les molécules chimiques à l’origine de l’odeur ainsi que l'organe sans lequel toute perception serait impossible : le nez. Associée à un jury de nez, elle permet par exemple de réaliser des mesures d’intensité odorantes selon la norme NF X43-103 ou de concentrations d’odeurs selon la norme NF EN 13725.
L'analyse physico-chimique, complémentaire, repose sur une démarche différente qui consiste à rechercher et quantifier, à l'aide de capteurs, des composés chimiques présents dans l’air qui pourront, grâce à des bases de données, être corrélés à la présence d'une odeur. Elle est basée sur des techniques éprouvées (tubes colorimétriques) qui permettent de mesurer les concentrations en certains gaz (NH3, H2S...). Inconvénient : cette méthode ne permet pas d’évaluer le niveau de l’odeur. Le Sypros, système de prévision des odeurs du Siaap, en voie d’implantation sur l’ensemble des usines exploitées par le syndicat, repose ainsi sur des capteurs physico-chimiques pour fournir aux riverains une « carte d’odeurs » accessible au grand public et en temps réel via Internet (voir EIN n° 332).
Cairpol conçoit des capteurs miniatures pour la détection des faibles valeurs (ppb) de la pollution de l'air NO2/O3, H2S, NH3, COV... Ces capteurs sont dédiés entre autres au suivi des pollutions sur un site industriel, une unité de traitement des eaux usées urbaines : faciles à déployer, autonomes et disposant d’une communication sans fil, leur faible coût de mise en œuvre allié à une excellente précision de mesures correspond à une offre innovante et économiquement intéressante.
Cairpol propose en plus un logiciel dédié aux réseaux afin de visualiser en temps réel les mesures de chaque point sur un fond de carte, cet outil facilite l’exploitation des données de pollution diffuse par visualisation directe. Cet outil permet de mesurer H2S, mercaptans et NH3, composés odorants en temps réel avec la précision d’un nez humain.
Dans le cadre d'un projet de recherche, un premier réseau de 30 capteurs H2S a été installé en 2010 sur une station d’épuration d'une capacité de 400 000 équivalents habitants en lien avec Veolia Environnement : Recherche et Innovation. Le capteur peut être utilisé seul en expertise des sources possibles sur un site ou à poste fixe pour le suivi dynamique des gaz odorants.
Les nez électroniques qui fonctionnent selon un modèle proche du nez humain sont équipés de capteurs chargés d’envoyer les informations odorantes collectées à une banque de données interne. L'empreinte olfactive est interprétée par une intelligence artificielle qui permet au nez de fournir des informations qualitatives et quantitatives sur l’odeur identifiée. Ces technologies développées par Alpha-Mos, Odotech, Odometric ou AirSense progressent rapidement même si elles ne peuvent réaliser des mesures absolues d’odeurs que seuls des capteurs biologiques seraient à même d’effectuer. Elles fournissent néanmoins des résultats corrélés qui permettent aux exploitants d’assurer le suivi des performances de leurs systèmes épuratoires et l'impact de ces derniers sur le voisinage, sans limite d’espace et à la portée de tous. La nouvelle plateforme multi-sites RQ Box Anywhere, présentée par Alpha Mos à Pollutec 2010, propose aux exploitants un véritable tableau de bord pour la surveillance des émissions odorantes. La plateforme intègre des solutions de mesure dynamique à la source avec les balises odeurs RQ Box et un réseau de stations météo répartis sur un territoire donné. Ceci permet de dis-
Disposer d’informations météo représentatives et d’une évolution dynamique du panache odeur traduisant l’impact de l’ensemble des émissions d’un site sur le voisinage. Les balises odeurs sont exploitables depuis n’importe quel endroit dans le monde. Il est donc possible d’avoir accès, via Internet, à l’ensemble des mesures à l’émission et de leur impact sur le voisinage.
À ce jour, le rôle des nez électroniques dépasse la simple fonction de mesure pour évoluer vers le pilotage de process, notamment via la supervision, en vue d’optimiser leur fonctionnement et de minimiser les émissions polluantes. Les RQ Box d’Alpha Mos permettent déjà d’optimiser le fonctionnement des process de traitement comme les tours de lavage oxydo-basique, les systèmes de brumisation, l’additivation de réactif ou le pilotage d’installations de ventilation.
Outre ses activités bureau d’études, Odometric développe également ses propres instruments de mesure dont notamment des nez électroniques. Par rapport aux instruments déjà commercialisés, ce nez électronique est toujours personnalisé à la problématique de l’utilisateur.
Pour Odometric, le nez n’est efficace que s’il est adapté en fonction de l’application. Pour l’instant, l’entreprise finalise le développement d’un nez électronique baptisé Fidor (acronyme de Frequency, Intensity, Duration, Offensiveness et Receptor), capable de détecter, d’identifier et de quantifier les odeurs, en continu, émises par un centre de compostage. Cet instrument peut être très simplement transposé à une station d’épuration.
Les nez électroniques commencent d’ailleurs à se banaliser au sein de stations d’épuration. En Vendée, la Saur a équipé la station d’épuration des 60 Bornes d’un système OdoWatch d’Odotech permettant de mesurer et modéliser la dispersion des odeurs. À la clé, moins de plaintes du voisinage et des interventions plus ciblées. Saur Stereau a choisi la solution RQ BOX sur de nombreuses stations (STEP Saint-Étienne, STEP Saint-Nazaire…) avec un suivi futur par la communauté de communes de la Carene (44) équipée de la solution RQ BOX, renforçant les implantations déjà réalisées chez Suez ou Veolia.
Sur la station d’épuration du Grand Nancy, à Maxéville, ou à Marquette-lez-Lille, Rosny ou au Prado (Île de la Réunion) prochainement, les nez OdoWatch® traquent les pollutions odorantes tout comme sur la station d’épuration de la Petite Californie, à Trentemoult (Nantes Métropole) où un réseau OdoWatch® capable de détecter pas moins de 64 000 composants olfactifs volatils a été implanté.
Une fois les sources d’émissions odorantes identifiées et caractérisées, il faut mettre en place un procédé curatif pour abattre les nuisances odorantes et les COV.
Mettre en place un procédé curatif pour abattre les nuisances odorantes et les COV
Les procédés de traitement curatifs des flux d’air reposent sur quatre grands principes : l’oxydation thermique, le lavage de gaz, les bioprocédés et l’adsorption sur charbon actif.
Chacun de ces procédés a ses domaines d’application en termes de débit et de concentration et sont efficaces sur quatre familles de polluants : l’hydrogène sulfuré, les mercaptans, l’ammoniaque et les amines. Chacun d’entre eux présente un certain nombre de contraintes, d’avantages et d’inconvénients répertoriés dans le tableau page suivante sans qu’aucun ne puisse être considéré comme universel. Bien au contraire, la solution résultera souvent d’une association ou d’un panachage de plusieurs procédés différents.
Les bioprocédés promus par Europe Environnement ou Airepur Industries présentent l’avantage d’être simples à exploiter tout en pouvant traiter des débits élevés, dès lors que les concentrations restent faibles. Les médias adsorbants enrichis de la gamme CarboKlear, à large spectre et forte capacité d’adsorption proposés par Klearios permettent de réduire fortement les
Expoll.net, l’observatoire d’odeurs d’Airpoll évolue en 2011
Expoll.net est un dispositif de collecte, d’analyses, de mesures et de communication entre les différents acteurs locaux concernés par une problématique commune : la gestion des nuisances odorantes pour une cohabitation sereine entre les riverains et le(s) industriel(s). Cet observatoire sur les odeurs est unique par sa fonctionnalité :
- La collecte des informations s’effectue en direct grâce à l’utilisation d’un serveur vocal (les riverains/jury de nez appellent via leur téléphone fixe un numéro vert) ou via Internet (interface riverains sur le site expoll.net).
- Les données de production (valeurs capteurs et/ou saisies de tâches) sont interfacées en continu avec les observations du jury de nez.
- Les données météo sont interfacées en continu avec les observations du jury de nez.
- Les résultats sont édités en continu (cartographies, graphiques, tableaux).
- Les résultats sont visibles de n’importe quel PC connecté à Internet (via login et mot de passe pour les utilisateurs enregistrés).
- L’industriel est indépendant : une formation de 2 jours lui permet d’apprendre à utiliser cet outil en toute indépendance.
- L’industriel peut paramétrer l’ensemble des interfaces (cartographies, tableaux, graphiques, alertes…) et communiquer avec le jury de nez (création de newsletter, de messages électroniques, vocaux…).
- Le riverain peut voir ses propres relevés gustatifs ainsi que les synthèses de résultats sur Internet.
- Le riverain peut échanger via Internet avec l’industriel (envoi de mails).
- Le riverain peut être informé via le serveur vocal (messages exceptionnels) ou via Internet (mise en ligne de newsletter, de messages créés par l’industriel).
Fort de plus de 40 installations à ce jour, le dispositif expoll.net évolue sur plusieurs points en 2011 :
- Intégration de calculs d’indices « de gêne olfactive » : expoll.net calcule un indice multifactoriel (réponses des riverains, météo, capteurs, données production…) en automatique. Basé sur une échelle de 0 à 10, il est comparable aux indices de risques avalanches ou UV et demeure simple à suivre. Il peut être calculé pour l’ensemble des riverains, un quartier, un riverain, selon les données process, les heures, une période définie… Ces indices répondent à la réglementation « surveillance de la gêne olfactive ».
- Intégration de prévisions odeurs : à partir des indices de confort ou gêne olfactive, des prévisions météo et du planning de production, un risque odeurs potentielles est défini sur une semaine autour du site.
- Intégration d’un modèle de dispersion : modélisation en continu et en direct de l’impact odeurs théorique (UO/Nm³) et de gaz (H₂S, NH₃, COV…) en mg/Nm³, à partir de capteurs ou de campagnes de mesures.
Les procédés de traitement curatifs des flux d’air
Oxydation thermique ou catalytique
| Configuration | oxydation par combustion (T > 750 °C) ou combustion sans flamme (T < 450 °C). |
|---|---|
| Efficacité | efficace sur les solvants ou fortes concentrations. |
| Plages de débits usuels | 0 – 22 000 Nm³/h. |
| Investissement | 21 €/m³/h traité (débit 2000 m³/h). |
| Consommables | électricité, combustible. |
| Déchets | — |
| Suivi/entretien | annuel. |
| Points forts | adapté aux COV et mélanges complexes, performances élevées. |
| Points faibles | coût énergétique élevé. |
| Fournisseurs | Algotec International, Airprotech, Babcock Wanson, Bertin Technologies, CTP, Le Gaz Intégral, MP Filter. |
Lavage de gaz
| Configuration | passage de l’air sur un réactif ; besoin de laveur acide (composés ammoniacaux) et laveur soude + Javel (composés soufrés réduits). |
|---|---|
| Efficacité | excellente sur tous les composés odorants. |
| Plages de débits usuels | 0 – 100 000 m³/h. |
| Investissement | 15 €/m³/h traité. |
| Consommables | eau, acide sulfurique, hydroxyde de sodium, hypochlorite de sodium, électricité. |
| Déchets | liquides acides et oxydo-basiques. |
| Suivi/entretien | mensuel (étalonnage sondes), annuel (vidange/nettoyage laveurs). |
| Points forts | bien adapté aux débits importants et concentrations faibles, faible coût d’investissement et de fonctionnement. |
| Points faibles | forte perte de charge, écoulements préférentiels. |
| Fournisseurs | Airepur Industrie, Airpoll, Europe Environnement, Greenpro, Klearios, Le Gaz Intégral, Sidel, TC Plastic. |
Bioprocédés
| Configuration | passage de l’air sur un lit de tourbe ; prétraitement nécessaire pour fortes concentrations azotées. Période d’adaptation bactérienne (quelques semaines) pouvant réduire les rendements. |
|---|---|
| Efficacité | très bonne sur composés organiques (soufrés), moyenne sur ammoniac. |
| Plages de débits usuels | 0 – 100 000 m³/h. |
| Investissement | 8 €/m³/h traité. |
| Consommables | eau, électricité, garnissage. |
| Déchets | liquides acides + bactéries en suspension. |
| Suivi/entretien | annuel (réensemencement). |
| Points forts | accepte les variations de flux, exploitation simple. |
| Points faibles | coûts d’exploitation et de fonctionnement élevés. |
| Fournisseurs | Airpur Industries, Airpoll, Europe Environnement, Greenpro, Klearios. |
Adsorption sur charbons actifs
| Configuration | passage de l’air sur lit de charbons actifs ; nécessite charbons imprégnés (H₃PO₄ pour NH₃, KOH pour H₂S) pour petites molécules. |
|---|---|
| Efficacité | très bonne sur tous les composés odorants avec charbons imprégnés. |
| Plages de débits usuels | 0 – 5 000 m³/h. |
| Investissement | 6 €/m³/h traité. |
| Consommables | électricité, charbon actif. |
| Déchets | charbon actif. |
| Suivi/entretien | néant. |
| Points forts | — |
| Points faibles | — |
| Fournisseurs | Airepur Industrie, Airpoll, Europe Environnement, Greenpro, Icare Industries, Klearios. |
coûts d’exploitation par rapport au charbon actif et d’augmenter les performances d’abattement des composés odorants. Ils bénéficient d’un contexte favorable lié à des coûts d’investissement et de fonctionnement avantageux, un poste étudié à la loupe par les exploitants. Ils sont efficaces sur H₂S, les mercaptans ou les composés organiques mais doivent être précédés par un lavage de gaz lorsqu'il faut faire face à de l'ammoniac ou des amines.
À l’inverse, les traitements thermiques ont souffert d'un bilan énergétique qui les a cantonnés au traitement des COV. Parmi les différentes technologies utilisées, l’oxydation thermique à haute température est la plus répandue et la plus efficace pour traiter des volumes importants de polluants, COV ou odeurs, contenus dans les effluents. Les polluants organiques sont ainsi oxydés en composés inertes.
L’oxydation thermique régénérative (RTO), caractérisée par des échangeurs à base de céramiques qui améliorent la récupération d’énergie (95 %), a permis d’améliorer sensiblement ce bilan. L’EcoTherm007® présenté par CTP France à Pollutec 2010 est par exemple issu d'un développement innovant qui lui confère de bonnes performances d’épuration sur les COV (99 %). Il se distingue par un coût d'investissement attractif et un besoin énergétique minimisé. Sa souplesse de fonctionnement, sa compacité et son installation rapide sont des atouts supplémentaires.
Quant à l’oxydation thermique récupérative, elle est plus particulièrement dédiée aux procédés industriels qui nécessitent à la fois l'incinération des effluents et la production d'énergie.
