Water treatment plant near Kitchener, Ontario

Water treatment plant near Kitchener, Ontario (SkyF, iStockphoto)

Traitement de l’eau

Parlons sciences
Découvre comment l’eau est traitée dans les stations municipales de traitement de l’eau.

Traitement de l’eau par les municipalités

Tous les jours, nous utilisons de l’eau pour boire, prendre notre douche, activer la chasse des toilettes et laver nos vêtements. Nous sommes tellement habitués à avoir de l’eau propre sur demande que nous nous arrêtons rarement pour nous demander d’où elle vient. Nous puisons notre eau potable dans des lacs, des rivières et des réservoirs. Parfois, nous la puisons aussi sous terre — c’est ce qu’on appelle l’eau souterraine. D’où qu’elle provienne, l’eau doit être purifiée avant son utilisation. Ce processus se nomme le traitement de l’eau. Il comporte plusieurs étapes qui visent à rendre l’eau potable.

Processus de traitement des eaux usées
Processus municipal de traitement des eaux usées (© 2020 Parlons sciences)

La première étape du traitement de l’eau est le prétraitement. À cette étape, l’eau passe à travers une grille qui retient les gros débris, comme les branches ou les déchets. Ce procédé est particulièrement important lorsque l’eau provient de lacs ou de rivières. L’eau de ces sources a tendance à contenir plus de gros débris que l’eau souterraine. L’eau passe ensuite par un processus de floculation. Ce processus consiste à rassembler des petites particules en suspension pour en former de plus grosses. Ceci permet d'enlever la vase et les microorganismes de l’eau. Pour y arriver, on ajoute dans l’eau des substances chimiques qui font coller ensemble la saleté et les particules. Ces particules forment alors des masses ou des flocs. La plupart de ces grandes masses coulent dans le fond de l’eau. C’est ce qu’on appelle la sédimentation. On enlève ensuite les solides de l’eau. 

L’étape suivante est la filtration. L’eau passe dans des filtres faits de sable et de charbon. Cela permet d’éliminer toute particule solide restante. La dernière étape du processus de traitement de l’eau est la désinfection. On ajoute alors du chlore dans l’eau, ce qui tue la grande majorité des micro-organismes pouvant causer des maladies. Enfin, l’eau est canalisée vers les habitations, les écoles et les entreprises pour que la population puisse l’utiliser. 

Traitement des eaux usées

L’eau chassée dans les toilettes ou rejetée dans les tuyaux d’évacuation représente ce qu’on appelle les eaux usées. Ces eaux doivent être nettoyées avant qu’on puisse les retourner dans l’environnement ou les réutiliser. Le traitement des eaux usées comporte trois grandes étapes. Il est effectué dans une station de traitement de l’eau ou station d’épuration.

La collecte et le traitement des eaux usées (2015) de Veolia (2 min. 14 s.)

Le savais-tu?

Les eaux usées passent de 8 à 16 heures dans une station de traitement avant qu’on puisse les retourner dans l’environnement. 

Illustration d'une station de traitement de l’eau
Station de traitement de l’eau (©Parlons sciences en utilisant une image de tarras79 sur iStockphoto)
Légende de l'image

1 est pour la station d’épuration où les eaux usées sont d’abord nettoyées en enlevant les gros débris. 2 est pour l’étape primaire de traitement au cours de laquelle d’autres déchets solides sont enlevés. 3 est pour le traitement secondaire pendant lequel la matière organique plus petite est enlevée. 4 est pour le traitement tertiaire pendant lequel on enlève tous les solides restants de l’eau et l’eau est désinfectée.

 

Ce processus s'appelle dégrillage et tamisage. La grille sert à capter les gros débris tels que les déchets. Les eaux usées commencent alors l’étape du traitement primaire. À cette étape, on enlève les déchets solides. Pour ce faire, les eaux usées reposent dans de grands bassins, ce qui permet aux solides de couler au fond. On appelle ce processus la décantation. La boue qui s’est déposée au fond du bassin est ensuite retirée à l’aide de pompes. 

Cette boue est mise de côté, puis l’eau poursuit son chemin à l’étape du traitement secondaire. À cette étape, les petits résidus de matière organique sont éliminés par un processus qu’on appelle l’aération. On injecte alors de l’air dans les bassins d’eau. Des bactéries utilisent ce supplément d’air pour décomposer la matière organique plus rapidement. Ensuite, la matière organique se dépose et est retirée. L’aération permet aussi à toute impureté, graisse ou huile remonter à la surface et d’être enlevée. Après le traitement secondaire, de 90 à 95 % des polluants ont été éliminés de l’eau. Ainsi, cette eau peut être retournée dans les lacs et les rivières.


Le traitement des eaux usées se termine par le traitement tertiaire. Cette étape vise à rendre l’eau assez propre pour qu’on puisse la boire. Les solides restants se déposent dans un dernier bassin de décantation, puis sont retirés. L’eau passe aussi dans un filtre de sable et est désinfectée à l’aide de chlore.


Malheureusement, les eaux usées ne sont pas toutes traitées adéquatement. Les Canadiens ont rejeté 900 milliards de litres d’eaux usées non traitées de 2013 à 2018. Cela équivaut au contenu de plus de 355 000 piscines olympiques! Plusieurs raisons peuvent expliquer cette situation. Certaines stations de traitement des eaux usées traitent aussi les eaux pluviales. Lors de pluies violentes, la quantité d’eau à traiter peut dépasser la capacité d’une station. On rejette également des eaux usées non traitées pour des raisons d’entretien ou de construction.

Le savais-tu?

Les eaux usées municipales sont l’une des plus grandes sources de pollution de l’eau au Canada.

Que fait-on avec les déchets solides?

Qu’arrive-t-il aux boues qui sont retirées à la suite du processus de traitement de l’eau? Les déchets issus de ce processus peuvent être utilisés pour générer de l’énergie ou produire d’autres matières utiles.

Boues d’épuration
Boues d’épuration(Source: U.S. National Archives and Records Administration [domaine public] via Wikimedia Commons). 

Les boues d’épuration reposent pendant des semaines dans des cuves chauffées appelées « digesteurs ». Dans ces cuves, des bactéries décomposent les microorganismes qui pourraient causer des maladies. Ce processus relâche un gaz, le méthane. On peut brûler le méthane pour produire de l’électricité. Les solides résiduels peuvent ensuite être utilisés comme engrais. Parfois, on décide plutôt de les brûler ou de les enfouir. 

Hydro-Québec a adopté un nouveau processus qui permet d’utiliser les boues plus efficacement. La société utilise un four spécialisé, appelé « incinérateur », pour brûler les boues à très haute température. L’objectif consiste à faire le meilleur usage possible de l’énergie stockée dans la matière organique qui compose les boues. L’énergie libérée lors de la combustion des boues peut être utilisée comme source de chaleur ou pour produire de l’électricité. Les cendres chaudes qui s’accumulent dans l’incinérateur aident à faire brûler les nouvelles boues. L’incinérateur peut ainsi fonctionner en continu. À la fin, les cendres restantes représentent seulement 5 % du volume de boues initial. 


Nous sommes nombreux à tenir pour acquise l’eau qui s’écoule de notre robinet. Toutefois, comme tu peux le constater, le traitement de l’eau comporte plusieurs étapes complexes. Certaines personnes ne sont pas en mesure d’utiliser ou de boire de l’eau traitée adéquatement. Au Canada, certaines communautés des Premières Nations n’ont pas accès à de l’eau propre et potable. Deux milliards de personnes dans le monde n’ont pas accès à des services d’eau potable gérés de façon sécuritaire. En ayant une meilleure compréhension du traitement de l’eau, nous pouvons améliorer l’accès à l’eau pure.

 

En savoir plus

Références

Bank, E. (2017, April 24). How Does a Waste Water Treatment Plant Work? Sciencing. 

Centers for Disease Control and Prevention. (2015). Community Water Treatment.

Government of Canada. (2017). Municipal wastewater treatment.