Caractérisation physique multi-échelle des systèmes floculés pour un traitement de l'eau éco-efficient

Nissrine LOUKILI

Descriptif du projet

Le traitement des boues a connu un fort développement technique après le traitement des eaux dans le but d’être en conformité avec les filières de valorisation locales. Les boues sont considérées comme des sous-produits liquides, pâteux ou solides sortant de l’usine de traitement des eaux usées . Elles sont composées d’eau, de matières organiques et minérales. Leur traitement consiste le plus souvent à réaliser un épaississement et/ou une déshydratation mécanique afin de récupérer l’eau qu’elles contiennent et donc de réduire leur volume avant leur transport et/ou élimination. Avant ce traitement, il est nécessaire de réaliser une étape de conditionnement chimique, appelée floculation, afin d’améliorer la séparation de l’eau. Pour cela, des réactifs tels que des coagulants minéraux ou des polymères floculant sont utilisés en grande quantité et ont un impact environnemental et économique non négligeable (61000 tonnes de coagulants et 1000 tonnes de polymères/an ; 15-20% des coûts de la filière boue (50% des coûts de la station d’épuration). 

Les connaissances liées aux cinétiques de floculation et au comportement des flocs sont limités  et pourtant essentiels pour résoudre cette problématique et avoir de bonnes performances de traitement. D’autre part les méthodes développées pour la caractérisation des flocs sont le plus souvent comportementales, reposant sur une aptitude à la séparation par décantation, à leur épaississement et déshydratation par filtration ou centrifugation. Il est donc nécessaire de disposer de méthodes de caractérisation intrinsèque plus fine (polydispersité en taille et en morphologie, densité, perméabilité, égouttage) pour mieux contrôler et anticiper les performances des procédés à l’échelle de la STEP. Dans ce contexte, ce projet de recherche vise à comprendre dans un premier temps les cinétiques de floculation  et les facteurs d’influence liés aux propriétés de la boue et du polymère. Ce qui permettra dans un second temps de développer des outils de contrôle et de caractérisation des flocs pour optimiser leurs propriétés en vue de l’épuration des eaux. Pour répondre à ces objectifs, le Laboratoire Rhéologie et Procédés (LRP) s’est associé au Service public de l’assainissement francilien (SIAAP), l’Institut de la Filtration et des Techniques Séparatives (IFTS) et l’INRAE (Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement) dans le cadre du programme de recherche MOCOPEE (Modélisation, Contrôle et Optimisation des Procédés d’Epuration des Eaux).

Encadrants

Yahya Rharbi

Laurent Jossic

Nadia El Kissi

Pascal Ginisty