Projet ANR-14-CE04-0010 – NEXT : Concevoir la station d'épuration de demain: optimisation des performances de traitements par le suivi en ligne des propriétés holistiques des boues.
Programme : Innovation technologique pour analyser, remédier ou réduire les risques environnementaux	 (DS0102) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Jean-Christophe Baudez (Institut National de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture)
Partenaires : Association pour la recherche et le développement des méthodes et processus industriels; PME; Canada Research Chair in Wastewater Treatment Engineering; Endetec-Pathogen Detection Systems Endetec-Pathogen Detection Systems; Laboratoire public; REALTECH; Tetra Tech International Inc
Montant : 470605.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : La gestion durable des boues résiduaires est l'un des grands enjeux du 21ème siècle. Si toutes les eaux usées produites par la population urbaine mondiale étaient traitées, ce qui est l’objectif ultime de l’OMS, 83 millions de tonnes de matières sèches de boues seraient produites annuellement à l’horizon 2017. La  réduction des coûts de la filière  « boues » des stations d’épuration – qui représentent en France près de la moitié de la facture de l’assainissement collectif -passe nécessairement par l’optimisation des procédés de traitement. Pour cela, les ingénieurs ont besoin d’outils d’évaluation des performances des procédés au regard des caractéristiques physiques des boues produites mais également des outils plus systémiques permettant d’évaluer les impacts environnementaux et économiques des choix technologiques réalisés. Ces outils permettront (i) d’adapter le fonctionnement des technologies de traitement aux caractéristiques des matériaux et (ii) de choisir les meilleures techniques disponibles pour la filière de traitement des boues.
Plus concrètement, pour pouvoir réaliser cette optimisation, les technologues ont besoin de connaître ou d’estimer le comportement en écoulement des boues, c’est-à-dire leurs propriétés rhéologiques, à chaque étape de la filière de traitement. Les propriétés rhéologiques ne pouvant être déterminées en continu, l’objectif principal du projet est de définir des descripteurs holistiques, mesurables en ligne, permettant de prédire les écoulements et d’adapter les procédés de traitement aux caractéristiques instantanées des boues.
Pour définir ces descripteurs holistiques représentatifs des modifications des caractéristiques des boues pendant les différentes étapes du traitement, des mesures rhéologiques seront couplées à des mesures par spectroscopies proche infrarouge, ultraviolet et électrique, ainsi qu’à des mesures d’activité de l’eau, qui sont toutes des techniques non-destructives. Les boues seront prélevées en entrée et en sortie de chaque procédé de traitement de façon à déterminer l’impact propre à chaque étape de traitement sur leurs propriétés physiques. Ces descripteurs  pourront être mesurés en temps réel et fourniront une image instantanée de la structure et de la composition des boues, permettant ainsi une rétroaction rapide sur les conditions opératoires des procédés.
Ces propriétés holistiques seront d’abord déterminées par des mesures effectuées au laboratoire, puis validées sur site. Une phase d’acquisition de données relatives aux caractéristiques des boues, aux technologies utilisées mais également au fonctionnement et émissions des procédés étudiés permettra d’identifier les paramètres clés à utiliser et de définir les conditions optimales pour atteindre les meilleurs niveaux de performances des technologies utilisées en couplant notamment caractéristiques physiques et performances environnementales nécessaires à l’établissement des meilleures technologies disponibles. 
A partir des connaissances développées dans ce projet, notre objectif final est de permettre le développement de systèmes et outils de suivi en ligne et en continu pour optimiser les procédés de traitement et développer de nouvelles technologies plus efficaces. L’ensemble de ces travaux permettra d’améliorer les performances des unités de traitement des boues et de réduire les frais de fonctionnement tout en limitant les impacts environnementaux des procédés de traitement de la filière « boue ».