Optimisation des cycles carbone, azote et phosphore en ville (OCAPI), 2015-2017

L'objectif du projet OCAPI est d'explorer les voies possibles d'évolution des systèmes d'assainissement qui permettraient de faire face aux enjeux du XXIème siècle : maximiser la valorisation des ressources carbonées, azotées et phosphorées aujourd'hui présentes dans les eaux usées tout en limitant la consommation d'énergie et de ressources et l'impact environnemental du système d'assainissement.

Pour ce faire, il est proposé d'étudier les changements possibles à tous les maillons de la chaîne de l'assainissement. Le changement des modalités de traitement en station d'épuration est aujourd'hui le plus étudié et les perspectives d'optimisation à ce niveau seront analysées. Mais les autres maillons de l'assainissement peuvent aussi évoluer et de nombreuses recherches ont déjà été menées à l'étranger sur les possibilités de changement plus profond du paradigme de l'assainissement en explorant les voies de la séparation à la source des différents composants des eaux usées, principalement urines et fèces, et de leur niveau de gestion plus ou moins décentralisé.

En théorie, cette nouvelle conception de l'assainissement pourrait permettre une valorisation presque totale des ressources carbonées, azotées et phosphorées des eaux usées, des consommations énergétiques moindres, des rejets au milieu naturel très fortement réduits et des consommations d'eau plus faibles. Or, depuis les années 1990, des dizaines de projets ont vu le jour en Europe pour tester, en laboratoire ou dans des nouveaux quartiers d'habitation, ces paradigmes innovants de l'assainissement. Les résultats de ces expériences pionnières sont encourageants et, à partir des travaux engagés principalement par la Suisse, l'Allemagne, la Hollande et la Suède, les projets pilotes se multiplient à travers le monde.

Toutefois, l'implication de la recherche française sur cette thématique est comparativement très faible et aucun projet de cette nature n'a encore été mis en oeuvre en France. En caractérisant les régimes de fonctionnement possibles des cycles carbone, azote et phosphore en ville, ce projet doit permettre d'exhiber des régimes optimaux au regard des contraintes liées aux ressources, à l'énergie et au climat.

Cette étude s'attachera également à analyser les leviers et les verrous de mutations des modalités de gestion des matières organiques en ville. Alors que le tri des déchets solides est désormais entré dans les moeurs et que la gestion à la parcelle des eaux pluviales par infiltration est désormais privilégiée, est-il envisageable que le modèle d'assainissement domestique urbain par traitement centralisé des eaux usées puisse évoluer, ou être complété, par cette nouvelle approche ? Quels peuvent être ses freins et leviers sociaux et politiques et sa faisabilité technique et économique ?

Si cette orientation s'avère prometteuse, ce projet de recherche pourrait permettre, in fine, de favoriser l'émergence et d'accompagner la réalisation de projets innovants en la matière sur de nouvelles constructions du Grand Paris.

Doctorant : Fabien Esculier
Comité de pilotage : Bruno Tassin (LEESU), Josette Garnier (METIS), Gilles Billen (METIS), Bernard de Gouvello (LEESU-CSTB), Sabine Barles (Géocités), Jean-Pierre Tabuchi (SIAAP), Jacques Lesavre (AESN)