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Systèmes d’assainissement Eaux Usées

Réflexion portant sur le débit de référence et sur les critères de conformité proposés par la note du 7 sept. 2015

27 février 2017

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TABLE DES MATIERES

I. OBJET DE LA PRESENTE NOTE .................................................................................................................. 2

II. ANALYSE DES TEXTES REGLEMENTAIRES ........................................................................................... 2

II.1. DIRECTIVE 91/271/CEE DU 21 MAI 1991 RELATIVE AUX AU TRAITEMENT DES EAUX RESIDUAIRES URBAINES

(DERU) ..................................................................................................................................................................... 2 II.1.1. Extraits ................................................................................................................................................ 2 II.1.2. Commentaires ..................................................................................................................................... 2

II.2. CODE GENERAL DES COLLECTIVITES TERRITORIALES .................................................................................. 3 II.2.1. Extraits ................................................................................................................................................ 3 II.2.2. Commentaires ..................................................................................................................................... 3

II.2.2.1. Commentaires concernant l’article R2224-6 (CBPO) ..................................................................................... 3 II.2.2.2. Commentaires concernant l’article R2224-11 (charges à admettre sur les ouvrages épuratoires) ................... 4

II.3. ARRETE DU 21 JUILLET 2015......................................................................................................................... 4 II.3.1. Arrêté du 21 juillet 2015 / Définitions................................................................................................. 4 II.3.2. Arrêté du 21 juillet 2015 / Extraits concernant les « systèmes de collecte » ...................................... 5 II.3.3. Commentaires concernant les objectifs de la collecte par temps de pluie .......................................... 5

II.3.3.1. Cohérence des dispositions figurant dans la Directive Eaux Résiduaires Urbaines de 1991 et dans l’arrêté du 21 juillet 2015 .................................................................................................................................................................... 5 II.3.3.2. Cohérence des dispositions figurant dans le CGCT et dans l’arrêté du 21 juillet 2015................................... 6 II.3.3.3. Commentaires concernant le choix de la grandeur « volume journalier » comme « débit de référence » ........ 6 II.3.3.4. Détermination du débit de référence / Rappel de la réglementation antérieure ............................................... 7 II.3.3.5. Commentaires concernant la notion même de « débit de référence » .............................................................. 8

II.3.3.5.1. Commentaire n°1....................................................................................................................................... 8 II.3.3.5.2. Commentaire n°2....................................................................................................................................... 9 II.3.3.5.3. Conclusion .............................................................................................................................................. 10

II.3.4. Commentaires concernant la notion de « Charge Brute de Pollution Organique (CBPO) » ........... 10 II.3.5. Réflexions concernant le calcul de la CBPO .................................................................................... 11 II.3.6. Arrêté du 21 juillet 2015 / Extraits concernant les « systèmes de traitement des eaux usées » ........ 12 II.3.7. Commentaires concernant les dispositions relatives aux systèmes de traitement des eaux usées ..... 12

II.3.7.1. Rappels .......................................................................................................................................................... 12 II.3.7.2. Conditions dans lesquelles le niveau de traitement assigné à la station d’épuration doit être respecté ......... 13

II.3.8. Arrêté du 21 juillet 2015 / Extraits concernant la « conformité des systèmes d’assainissement » ... 15 II.3.9. Commentaires concernant les dispositions relatives à la conformité des systèmes d’assainissement 15

II.4. NOTE DU 7 SEPTEMBRE 2015 ...................................................................................................................... 17 II.4.1. Note du 7 septembre 2015, § II. / Extraits relatifs à l’évaluation de la conformité de la collecte par temps de pluie ..................................................................................................................................................... 17 II.4.2. Commentaires ................................................................................................................................... 17

II.4.2.1. Commentaires relatifs au 1er critère ............................................................................................................... 18 II.4.2.2. Commentaires relatifs au 2ème critère ............................................................................................................. 20 II.4.2.3. Commentaires relatifs au 3ème critère ............................................................................................................. 21 II.4.2.4. Bilan .............................................................................................................................................................. 21

II.5. PRESEANCE DES TEXTES REGLEMENTAIRES MENTIONNES ........................................................................... 22

III. BILAN ........................................................................................................................................................... 22

IV. FAISABILITE D’UN DEBIT DE REFERENCE BASE SUR LES QU ANTITES D’EFFLUENTS COLLECTEES .......................................................................................................................................................... 24

Annexe n°1 : Le débit horaire maximal, paramètre de loin le plus pertinent pour définir la capacité hydraulique des stations d’épuration

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I. Objet de la présente note

La présente note présente certains extraits de la législation relative à l’assainissement des eaux usées qui peuvent permettre d’établir des objectifs à respecter par temps de pluie, tant pour les réseaux unitaires que ceux séparatifs exposés à des intrusions d’eaux pluviales.

Cette analyse se compose de la simple citation d’extraits des textes mentionnés, puis de commentaires. Elle s’achève par un bilan.

II. Analyse des textes réglementaires

II.1. Directive 91/271/CEE du 21 mai 1991 relative aux au traitement des eaux résiduaires urbaines (DERU)

II.1.1. Extraits

Article 4, §4. : « La charge exprimée en EH est calculée sur la base de la charge moyenne maximale hebdomadaire qui pénètre dans la station d’épuration au cours de l’année, à l’exclusion des situations inhabituelles comme celles qui sont dues à de fortes précipitations ».

Cette directive précise aussi (annexe 1.A, note 1) : « Étant donné qu'en pratique il n'est pas possible de construire des systèmes de collecte et des stations d'épuration permettant de traiter toutes les eaux usées dans des situations telles que la survenance de précipitations exceptionnellement fortes, les États membres décident des mesures à prendre pour limiter la pollution résultant des surcharges dues aux pluies d'orage (…) ».

Elle précise aussi (annexe I.D, note 5) : « Pour la qualité d'eau considérée, il n'est pas tenu compte des valeurs extrêmes si elles sont dues à des circonstances exceptionnelles, telles que de fortes précipitations ».

II.1.2. Commentaires

La collecte et le traitement de toutes les eaux usées sont reconnus « ne pas être possibles » lors de « précipitations exceptionnellement fortes ». On ne peut pas considérer qu’il se produit 20 fois par an, des « précipitations exceptionnellement fortes »…. Cela n’aurait plus rien d’exceptionnel.

« La charge exprimée en EH est calculée sur la base de la charge moyenne maximale hebdomadaire qui pénètre dans la station d’épuration au cours de l’année (…) ». « Qui pénètre » dans la station d’épuration, mais pas « qui est collectée »…

La directive précise aussi que, dans les contextes de « fortes précipitations » :

- les charges qui entrent dans la StEp ne sont pas prises en compte pour le calcul de la « charge moyenne maximale hebdomadaire qui pénètre dans la station d’épuration »,

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- les performances de traitement ne sont pas prises en compte pour juger de la conformité du rejet en termes de qualité.

Ces « fortes précipitations » relèvent donc de « circonstances exceptionnelles» ((annexe I.D, note 5) et font donc partie des « situations inhabituelles » (article 4, §4).

Les précipitations pour lesquelles il est admis que « toutes les eaux usées » ne peuvent être collectées et traitées ne sont que celles qui sont qualifiées d’ « exceptionnellement fortes ». Elles sont donc a priori plus rares que les « fortes précipitations » qui justifient les tolérances précédemment évoquées en ce qui concerne les conditions dans lesquelles un traitement conforme aux objectifs assignés aux ouvrages épuratoires est assigné.

L’esprit de la Directive Eaux Résiduaires Urbaines est donc d’éviter au maximum le rejet d’effluents ne bénéficiant d’aucun traitement, c’est-à-dire d’assurer une collecte avec le moins de déversements d’effluents bruts par les déversoirs d’orage. Par contre, la Directive admet des tolérances concernant le degré d’épuration des effluents parvenant jusqu’à la station d’épuration.

II.2. Code Général des Collectivités Territoriales

II.2.1. Extraits

L’article R2224-6 du Code des Collectivités Territoriales (CGCT) définit la « charge brute de pollution organique » comme étant « le poids d'oxygène correspondant à la demande biochimique en oxygène sur cinq jours (DBO5) calculé sur la base de la charge journalière moyenne de la semaine au cours de laquelle est produite la plus forte charge de substances polluantes dans l'année ».

On appellera ci-après « CBPO » la « charge brute de pollution organique » ci-dessus définie.

L’article R2224-11 du Code des Collectivités Territoriales (CGCT) mentionne que « les eaux entrant dans un système de collecte des eaux usées doivent, sauf dans le cas de situations inhabituelles, notamment de celles dues à de fortes pluies, être soumises à un traitement avant d'être rejetées dans le milieu naturel, dans les conditions fixées aux articles R. 2224-12 à R. 2224-17 ci-après1 ».

II.2.2. Commentaires

II.2.2.1. Commentaires concernant l’article R2224-6 (CBPO)

La CBPO définie dans le CGCT diffère de la « charge exprimée en EH » que l’article 4, §4. de la Directive Eaux Résiduaires Urbaines mentionne être « calculée sur la base de la charge moyenne maximale hebdomadaire qui pénètre dans la station d’épuration au cours de l’année, à l’exclusion des situations inhabituelles comme celles qui sont dues à de fortes précipitations ». En effet, dans le CGCT, il ne s’agit pas de la charge « qui pénètre » dans la station d’épuration », mais de celle « qui est produite », c’est-à-dire qui est collectée par le réseau d’eaux usées.

La formulation qui figure aujourd’hui à l’article R. 2224-6 du CGCT est celle qui avait été formulée dans le décret du 3 juin 1994 (puis reprise dans l’arrêté du 22 décembre 2014 dans son article 1).

1 Les conditions fixées aux R. 2224-12 à R. 2224-17 sont sans rapport avec les thèmes principaux de la présente note que constituent le débit de référence et la CBPO.

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II.2.2.2. Commentaires concernant l’article R2224-11 (charges à admettre sur les ouvrages épuratoires)

Dans le CGCT, ce n’est pas lors de précipitations « exceptionnellement fortes » que « les eaux entrant dans un système de collecte des eaux usées » peuvent ne pas être soumises à un traitement avant d'être rejetées dans le milieu naturel, mais dans le cas de « situations inhabituelles, notamment de celles dues à de fortes pluies ». Il y a donc une différence à ce sujet avec ce qui mentionné dans la Directive Eaux Résiduaires Urbaines (cf. précédemment § II.1.2.).

La Directive Eaux Résiduaires Urbaines évoquait la notion de « situations inhabituelles » dans son paragraphe consacré au calcul de la « charge exprimée en EH », et non dans celui précisant les conditions dans lesquelles tous les effluents collectés ne peuvent être transférés puis admis sur une station d’épuration.

Les dispositions affichées par le CGCT sont, en termes de collecte des effluents, moins ambitieuses que celles précisées par la Directive Eaux Résiduaires Urbaines.

II.3. Arrêté du 21 juillet 2015

II.3.1. Arrêté du 21 juillet 2015 / Définitions

o Art. 2, 2°) : « Capacité nominale de traitement » : la charge journalière maximale de DBO5 admissible en station, telle qu’indiquée dans l’acte préfectoral, ou à défaut fournie par le constructeur.

o Art. 2, 3°) : « Charge brute de pollution organique (CBPO) » : conformément à l’article R. 2224-6 du CGCT, le poids d’oxygène correspondant à la demande biochimique en oxygène sur cinq jours (DBO5) calculé sur la base de la charge journalière moyenne de la semaine au cours de laquelle est produite la plus forte charge de substances polluantes dans l’année. La CBPO permet de définir la charge entrante en station et la taille de l’agglomération d’assainissement.

o Art. 2, 6°) : « Débit de référence » : débit journalier associé au système d’assainissement au-delà duquel le traitement exigé par la directive du 21 mai 1991 susvisée n’est pas garanti. Conformément à l’article R. 2224-11 du CGCT, il définit le seuil au-delà duquel la station de traitement des eaux usées est considérée comme étant dans des situations inhabituelles pour son fonctionnement. Il correspond au percentile 95 des débits arrivant à la station de traitement des eaux usées (c’est-à-dire au déversoir en tête de station).

o Art. 2, 7°) : « Déversoir d’orage » : tout ouvrage équipant un système de collecte en tout ou partie unitaire et permettant, en cas de fortes pluies, le rejet direct vers le milieu récepteur d’une partie des eaux usées circulant dans le système de collecte (…).

o Art. 2, 8°) : « Déversoir en tête de station » : ouvrage de la station de traitement des eaux usées permettant la surverse de tout ou partie des eaux usées vers le milieu récepteur avant leur entrée dans la filière de traitement.

o Art. 2, 11°) : « Eaux usées » : Les eaux usées domestiques ou le mélange des eaux usées domestiques avec tout autre type d’eaux défini aux points 9 (eaux claires parasites), 10 (eaux pluviales), 13 (eaux usées assimilées domestiques), et 14 (eaux usées non domestiques) du présent article ».

o Art. 2, 23°) : « Situations inhabituelles » : toute situation se rapportant à l’une des catégories suivantes :

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- fortes pluies, telles que mentionnées à l’article R. 2224-11 du code général des collectivités territoriales ;

- opérations programmées de maintenance réalisées dans les conditions prévues à l’article 16, préalablement portées à la connaissance du service en charge du contrôle ;

- circonstances exceptionnelles (telles que catastrophes naturelles, inondations, pannes ou dysfonctionnements non directement liés à un défaut de conception ou d’entretien, rejets accidentels dans le réseau de substances chimiques, actes de malveillance).

II.3.2. Arrêté du 21 juillet 2015 / Extraits concer nant les « systèmes de collecte »

o Art. 5 : Le système de collecte est conçu, réalisé, réhabilité, exploité et entretenu, sans entraîner de coût excessif, conformément aux règles de l’art et de manière à :

o (…) 2°) Eviter tout rejet direct ou déversement d’eaux usées en temps sec, hors situations inhabituelles visées aux alinéas 2 et 3 de la définition (23) ;

o (…) 4°) Ne pas provoquer, dans le cas d’une collecte en tout ou partie unitaire, de rejets d’eaux usées au milieu récepteur, hors situation inhabituelle de forte pluie.

II.3.3. Commentaires concernant les objectifs de la collecte par temps de pluie

II.3.3.1. Cohérence des dispositions figurant dans la Directive Eaux Résiduaires Urbaines de 1991 et dans l’arrêté du 21 juillet 2015

L’article 2. 23°) de l’arrêté du 21 juillet 2015 précise que les « situations inhabituelles » sont définies comme étant celles qui se rapportent à l’une des catégories suivantes :

- fortes pluies, telles que mentionnées à l’article R. 2224-11 du code général des collectivités territoriales ;

- opérations programmées de maintenance réalisées dans les conditions prévues à l’article 16, préalablement portées à la connaissance du service en charge du contrôle ;

- circonstances exceptionnelles (telles que catastrophes naturelles, inondations, pannes ou dysfonctionnements non directement liés à un défaut de conception ou d’entretien, rejets accidentels dans le réseau de substances chimiques, actes de malveillance).

Les précipitations « exceptionnellement fortes » pour lesquelles la Directive Eaux Résiduaires Urbaines précise dans son annexe 1.A, note 1) qu’ « il n'est pas possible de construire des systèmes de collecte et des stations d'épuration permettant de traiter toutes les eaux usées », ne font pas partie des « circonstances exceptionnelles » définies dans le dernier alinéa de l’arrêté du 21 juillet 2015 si elles n’engendrent pas de phénomènes tels que les « catastrophes naturelles, inondations, pannes ou dysfonctionnements non directement liés à un défaut de conception ou d’entretien, rejets accidentels dans le réseau de substances chimiques ».

L’art. 5 de l’arrêté du 21 juillet 2015 précise à son 4°) que « le système de collecte est conçu, réalisé, réhabilité, exploité et entretenu, sans entraîner de coût excessif, conformément aux règles de l’art et de manière à (…) ne pas provoquer, dans le cas d’une collecte en tout ou partie unitaire, de rejets d’eaux usées au milieu récepteur, hors situation inhabituelle de forte pluie ».

� L’art. 5 de l’arrêté du 21 juillet 2015 n’est donc pas cohérent avec le contenu de la Directive Eaux Résiduaires Urbaines, puisqu’il indique que pour les fortes pluies non « exceptionnellement fortes », les effluents peuvent ne pas être intégralement collectés et traités.

Il en découle aussi que le fonctionnement des déversoirs d’orage d’un système de collecte n’est toléré par la Directive Eaux Résiduaires Urbaines que lors de pluies « exceptionnellement fortes » et non pas lors de situations inhabituelles (pluies seulement « fortes »).

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II.3.3.2. Cohérence des dispositions figurant dans le CGCT et dans l’arrêté du 21 juillet 2015

L’art. 2, 6°) de l’arrêté du 21 juillet 2015 définit le « débit de référence » comme étant le « débit journalier associé au système d’assainissement au-delà duquel le traitement exigé par la directive du 21 mai 1991 susvisée n’est pas garanti. Conformément à l’article R. 2224-11 du CGCT, il définit le seuil au-delà duquel la station de traitement des eaux usées est considérée comme étant dans des situations inhabituelles pour son fonctionnement. Il correspond au percentile 95 des débits arrivant à la station de traitement des eaux usées (c’est-à-dire au déversoir en tête de station) ».

Cet article lie donc la notion de débit de référence aux conditions dans lesquelles la station d’épuration doit satisfaire le niveau de traitement exigé par la Directive Eaux Résiduaires Urbaines. Il n’évoque d’aucune manière les performances du système de collecte.

L’article R. 2224-11 du CGCT précise que « les eaux entrant dans un système de collecte des eaux usées doivent, sauf dans le cas de situations inhabituelles, notamment de celles dues à de fortes pluies, être soumises à un traitement avant d'être rejetées dans le milieu naturel (…). Cet article du CGCT fait donc le lien entre les quantités entrant dans le réseau de collecte et celles qui doivent parvenir jusqu’aux installations qui vont assurer leur traitement. Il n’évoque pas les conditions dans lesquelles le traitement s’opère dans des conditions normales ou inhabituelles.

L’expression « conformément à l’article R. 2224-11 du CGCT » utilisée dans l’art. 2, 6°) « Débit de référence », est donc erronée : L’article R. 2224-11 du CGCT concerne les performances du système de collecte (transfert intégral des effluents jusqu’aux ouvrages de traitement ou pas), mais pas les conditions dans lesquelles les performances de la station d’épuration doivent être conformes au niveau de rejet exigé. L’article R. 2224-11 du CGCT ne fait qu’indiquer que les eaux collectées peuvent échapper à un traitement, et donc être déversées sur le système de collecte, en cas de situations inhabituelles, et notamment celles de fortes pluies.

II.3.3.3. Commentaires concernant le choix de la grandeur « volume journalier » comme « débit de référence »

Les arrêtés antérieurs à celui du 21 juillet 2015 indiquaient que le « débit de référence » est un débit journalier. L’art. 2, 6°) de l’arrêté du 21 juillet 2015 confirme le « débit de référence » comme étant un « débit journalier ». En quoi est-il utile de définir un « débit journalier » (qu’il serait d’ailleurs plus pertinent de qualifier de « volume journalier ») ? En effet, cette grandeur n’est pas une caractéristique fondamentale des stations d’épuration.

Hydrauliquement, la grandeur à l’origine du dimensionnement d’une station d’épuration est le débit maximal instantané (qu’on peut exprimer en m3/h ou l/s, ou m3/s pour les installations de grande taille) qui peut être admis sur la station, via généralement le poste de relèvement situé en entrée, et qui va ensuite la traverser. Il servira alors de base au dimensionnement d’ouvrages tels les ouvrages de décantation primaire et secondaire, les surfaces de filtres biologiques, les pompages de recirculation, etc…. Le volume journalier n’est un paramètre utilisé que pour certaines filières, notamment pour vérifier l’évolution des performances épuratoires lorsque la durée de séquences avec des débits élevés devient importante.

Cette grandeur du volume journalier est, aussi, peu pertinente dans la mesure où une valeur donnée de volume journalier peut à la fois, par exemple, correspondre à :

- une situation caractérisée par l’admission régulière sur la station d’épuration durant 24 heures de débits élevés mais nettement inférieurs à la capacité instantanée des ouvrages (pompage, clarification), � cas d’une pluie longue et régulière,

- et à une situation lors de laquelle des débits égaux aux capacités maximales des ouvrages épuratoires vont être admis pendant seulement quelques heures, au milieu d’une journée caractérisée par des débits habituels, � situation consécutive à une précipitation orageuse…

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La conception et le dimensionnement exigés pour qu’une station d’épuration puisse faire correctement face à des contextes comme ceux-ci ne sont pas les mêmes, alors que ces contextes peuvent se traduire par des volumes journaliers semblables.

De la même façon, la connaissance d’un volume journalier maximal à admettre sur une station d’épuration est complètement insuffisante pour permettre son dimensionnement…

Le choix de baser la réglementation concernant les stations d’épuration sur la grandeur « volume journalier » est donc d’un point de vue technique, assez malheureux… Cette remarque est unanimement partagée par les techniciens du monde de l’épuration, y compris par les agents des services de « Police de l’Eau ».

Rappel : La circulaire du 12 mai 1995 était sur ce thème, beaucoup plus pertinente que les arrêtés de juin 2007 et juillet 2015, car elle indiquait, dans le cadre des prescriptions à définir dans un arrêté d’autorisation de station d’épuration2 : « Les valeurs de débit maximum instantané (m3/h) et de volume maximum journalier (m3/j) seront obligatoirement définies dans l’autorisation de rejet et tiendront compte de la fraction de pollution de temps de pluie que la collectivité a décidé de traiter sur la station (…). Ces différents chiffres serviront à définir le domaine de fonctionnement dans lequel les performances prescrites seront exigées ».

Depuis, la grandeur la plus pertinente techniquement est « passée à la trappe ».

On trouvera en annexe à la présente note, quelques rappels étayant le contenu de ce paragraphe.

II.3.3.4. Détermination du débit de référence / Rappel de la réglementation antérieure

Même s’ils sont abrogés, il est intéressant de relire les arrêtés du 22 décembre 1994 et du 22 juin 2007 qui avaient introduit puis repris la notion de « débit de référence ».

L’arrêté du 22 décembre 2014 l’introduisait à l’article 3, puis le mentionnait aux articles 8, 12, 20. Dans ce dernier consacré aux systèmes de collecte, il était précisé qu’au niveau des déversoirs d’orage, « aucun déversement ne peut être admis en dessous » du débit de référence du système de traitement.

L’arrêté du 22 juin 2007 reprenait cette notion à l’article 2.I.e) portant sur les « règles de conception communes aux systèmes de collecte, stations d’épuration et dispositifs d’ANC ». Son article 5 indiquait que « les systèmes de collecte sont conçus, dimensionnés, réalisés, entretenus et réhabilités, conformément aux règles de l’art et de manière à (…) acheminer à la station d’épuration tous les flux polluants collectés dans la limite au minimum du débit de référence ». (…) Les points de délestage du réseau et notamment les déversoirs d’orage des systèmes de collecte unitaires sont conçus et dimensionnés de façon à éviter tout déversement pour des débits inférieurs au débit de référence (…) ». L’article 9 précisait que « les stations d’épuration et leur capacité de traitement mentionnée à l’article R. 214-6 III.c du code de l’environnement sont dimensionnées de façon à traiter le débit de référence ». Enfin, ce même arrêté précisait de façon tout à fait explicite à l’article 15, que les « précipitations inhabituelles » étaient celles qui « occasionnaient un débit supérieur au débit de référence ».

2 Cf. § 2.4.2.a.

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Le tableau résume les dispositions mentionnées dans l’arrêté du 22 juin 2007 :

Précipitations inhabituelles conduisant à des déversements

sur le système de collecte

- Volume journalier généré par l'agglomération supérieur au débit de référence = > déversements sur le système de collecte acceptés- Non respect des performances de traitement minimales de l'annexe 2 accepté

Situations ne conduisant pas à des déversements

sur le système de collecte

- Volume journalier généré par l'agglomération inférieur au débit de référence = > déversements sur le système de collecte non admis- Totalité du volume journalier devant être admise sur la station d'épuration- Performances de traitement minimales de l'annexe 2 à impérativement respecter

Débit de référence

Les notes émises par le MEDDE le 7 septembre 2010 et le 1er juin 2012 confirmaient clairement cette interprétation et indiquaient que la quantification du débit de référence reposait sur la recherche d’une fréquence pour laquelle le nombre de jours de déversement au niveau du système de collecte était admissible. L’une des méthodes proposées consistait à concevoir le système de collecte de façon à ce qu’il n’y ait pas de déversements pour une pluie mensuelle3. L’autre méthode proposée consistait retenir le percentile 95 des débits arrivant sur la station d’épuration. Cependant, il était ajouté4 que « le maître d’ouvrage devait s’assurer que5 les déversoirs d’orage ne déversent pas pour la pluie théorique ayant servi au calcul du débit de référence ou, lorsque la méthode du percentile 95 a été choisie, pas plus de 18 fois par an ».

On observera que ces notes établissaient alors une correspondance directe entre des précipitations se produisant statistiquement moins de 12 à 18 fois par an et la notion de « précipitations exceptionnellement fortes » mentionnée dans la note 14 de l’annexe 1.A de la Directive Eaux Résiduaires Urbaines de 1991.

Ces notes rappelaient6 que « la Commission européenne considérait alors qu’il ne devait pas y avoir plus de 20 déversements par an », et que l’approche française découlant de l’arrêté du 22 juin 2007 « répondait donc en tout point aux objectifs de la Commission ».

II.3.3.5. Commentaires concernant la notion même de « débit de référence »

II.3.3.5.1. Commentaire n°1

On a vu dans le paragraphe précédent qu’antérieurement à l’arrêté du 21 juillet 2015, le débit de référence était la valeur du volume journalier en deçà de laquelle aucun déversement direct au milieu récepteur n’était toléré sur le système de collecte. Il s’agissait donc à la fois d’un volume généré par le système d’assainissement, d’un volume collecté et d’un volume admis sur la station d’épuration. Les rappels précédemment mentionnés sont tout à fait explicites sur cette définition.

Il induisait ainsi un objectif d’efficacité au système de collecte en imposant une limitation de la fréquence de ses débordements.

3 Objectif cohérent avec celui de la circulaire du 12 mai 1995 (cf. § 1.4.3.). 4 Cf. p6 de la note du 1er juin 2012. 5 En moyenne sur 5 ans. 6 Cf. p4 de la note du 7 septembre 2010, et p6 de la note du 1er juin 2012.

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Il en découlait donc la définition du volume minimal journalier que la station d’épuration devait être en mesure de traiter.

La rédaction de l’art. 2, 6°) de l’arrêté du 21 juillet 2015 concernant le « débit de référence » n’a plus aucun rapport avec les performances du système de collecte puisqu’il précise que le « débit de référence » correspond au percentile 95 des débits arrivant à la station de traitement des eaux usées (c’est-à-dire au déversoir en tête de station) ».

� Il peut donc y avoir des déversements sur le système de collecte certains jours où les volumes journaliers parvenant à la station sont inférieurs, voire très inférieurs, au débit de référence. Tolérer une telle situation est quand même difficile à admettre…

� Dans le cas d’un réseau qui serait réellement séparatif (pas d’apports supplémentaires par temps de pluie7), le débit de référence serait inférieur aux 18 plus forts volumes journaliers annuellement générés, c’est-à-dire aux 18 plus forts volumes journaliers « de temps sec »…

On est donc très loin des définitions antérieures du débit de référence. Le terme « arrivant » à la station d’épuration en est clairement la cause.

Il est vraiment difficile d’imaginer qu’il ait pu être introduit de façon consciente.

II.3.3.5.2. Commentaire n°2

L’article 2. 6°) de l’arrêté du 21 juillet 2015 indique qu’au-delà du débit de référence, la station de traitement des eaux usées est considérée comme étant dans des situations inhabituelles pour son fonctionnement. Il y a donc bien une corrélation nette entre « débit de référence » et « situations inhabituelles ».

Les situations inhabituelles liées au temps de pluie étant celles de « fortes pluies, telles que mentionnées à l’article R. 2224-11 du code général des collectivités territoriales » (cf. article 2. 23°), Il y a donc bien non seulement une corrélation nette entre « débit de référence » et « situations inhabituelles », mais aussi une corrélation claire entre « situations inhabituelles de fortes pluies », et « percentile 95 ».

Ceci étant posé, il y a un problème de cohérence entre le mode de calcul du « débit de référence » à partir des volumes journaliers arrivant à la station et le contenu de l’article 22 du même arrêté. En effet, celui-ci indique au § III intitulé « conformité du système de collecte », que « (…) hors situations inhabituelles décrites à l’article 2 ci-dessus, les eaux usées produites par l’agglomération d’assainissement sont collectées et acheminées à la StEp » (pour y être « épurées suivant les niveaux de performances figurant à l’annexe 3 ou, le cas échéant, ceux plus sévères fixés par le préfet »). Cela revient donc à considérer qu’en deçà du débit de référence (= hors situations inhabituelles liées au temps de pluie), tous les effluents sont acheminés à la station d’épuration e t traités conformément au niveau de rejet assigné à la station.

Cet article précise donc clairement qu’en dehors des fortes pluies, tous les effluents sont acheminés à la station d’épuration et traitées conformément au niveau de rejet assigné à la station. Il ne devrait donc pas y avoir de déversements les jours où les volumes jour naliers parvenant à la station sont inférieurs (ou égaux) au débit de référence. Hors sa modalité de calcul (percentile 95 des volumes journaliers arrivant à la station) ne prend pas en compte le fait qu’il y ait eu déversement, ou pas, sur le système de collecte.

De façon cohérente avec l’article 22, l’article 5 de l’arrêté du 21 juillet 2015, précise que « le système de collecte est conçu, réalisé, réhabilité, exploité et entretenu, sans entraîner de coût excessif, conformément aux règles de l’art et de manière à (…) 4°) : ne pas provoquer, dans le cas d’une collecte en tout ou partie unitaire, de rejets d’eaux usées au milieu récepteur, hors situation inhabituelle de forte pluie ».

7 Admettons que c’est bien rare !....

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II.3.3.5.3. Conclusion

Le fait de procéder au calcul du débit de référence à partir des volumes journaliers arrivant à la station soulève une incohérence par rapport au contenu de certaines spécifications figurant dans l’arrêté même du 21 juillet 2015.

Antérieurement à l’arrêté du 21 juillet 2015, le débit de référence était très clairement la valeur de volume journalier en deçà de laquelle il n’y avait pas de déversements sur le système de collecte. La procédure de calcul basée sur les volumes journaliers arrivant à la station qui figure dans l’article 2. 6°) de l’arrêté du 21 juillet 2015 modifie complètement la définition très explicite du débit de référence qui prévalait avant cet arrêté. La rédaction des articles 5 et 22 est restée emprunte des précédentes définitions du débit de référence.

Question : Si on suit la logique de l’arrêté de l’arrêté du 21 juillet 2015, on a intérêt à déverser au maximum sur les réseaux pour abaisser la valeur du débit de référence ?

La note émise par la Direction de l’Eau et de la Biodiversité du MEDDE le 1er juin 2012 indiquait qu’« en droit national a été créée cette notion de débit de référence qui n'existe pas en droit européen qui évoque plutôt une notion de nombre d'évènements pouvant ne pas être traités ». Elle rappelait que « la Commission européenne considère aujourd'hui qu'il ne doit pas y avoir plus de 20 déversements par an » (p6)8.

Le choix d’un seuil au niveau du percentile 95 formulé dans l’arrêté du 21 juillet 2015 est donc cohérent avec les orientations de la directive ERU de 1991, puisque « prendre le percentile 95 revient à exclure 18 évènements par an9 » (note émise par la Direction de l’Eau et de la Biodiversité du MEDDE le 1er juin 2012, p6).

Ce seuil permet de préciser la notion de « situations inhabituelles, notamment de celles dues à de fortes pluies », citée à l’article R2224-11du Code Général des Collectivités Territoriales (CGCT), en dehors desquelles « les eaux entrant dans un système de collecte des eaux usées doivent, sauf dans le cas de situations inhabituelles, notamment de celles dues à de fortes pluies, être soumises à un traitement avant d'être rejetées dans le milieu naturel (…) ».

Il y aurait donc une certaine cohérence entre ces trois références réglementaires (DERU, CGCT et arrêté du 21 juillet 2015), si le débit de référence correspondait au percentile 95 appliqué aux volumes journaliers entrant dans le système de collecte, et si on admettait qu’annuellement, lors des 18 journées lors desquelles sont générés les plus forts volumes collectés, il n'est pas possible d’acheminer jusqu’à la station d’épuration tous les effluents collectés.

II.3.4. Commentaires concernant la notion de « Char ge Brute de Pollution Organique (CBPO) »

Le contenu de l’article 2, 3°) de l’arrêté du 21 juillet 2015 concernant la CBPO reprend texto celui de l’article R. 2224-6 du CGCT. Ils sont donc parfaitement cohérents. Par contre, comme dit précédemment au § II.2.2.1., on ne peut considérer que la « charge exprimée en EH » de la Directive Eaux Résiduaires Urbaines » équivaut à la CBPO de l’arrêté du 21 juillet 2015 et du CGCT.

8 Appréciation contestée par la FNCCR.

9 « Prendre le percentile 90 aurait consisté à exclure 36 évènements par an ce qui devenait incompatible avec la notion de forte pluie et très éloigné de l'approche européenne qui retient une vingtaine d'évènements par an » (p13).

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II.3.5. Réflexions concernant le calcul de la CBPO

L’article 2, 3° de l’arrêté du 21 juillet 2015 indique que « conformément à l’article R. 2224-6 du CGCT, le poids d’oxygène correspondant à la demande biochimique en oxygène sur cinq jours (DBO5) (est) calculé sur la base de la charge journalière moyenne de la semaine au cours de laquelle est produite la plus forte charge de substances polluantes dans l’année. Il n’y est donc pas fait mention des charges supplémentaires susceptibles d’être générées par temps de pluie et de la justification de les écarter – ou pas – de ce calcul.

Donc a priori, toutes les charges produites, y compris celles liées aux eaux pluviales admises dans le réseau de collecte, sont à prendre en compte.

Mais ne serait-il pas logique de les écarter quand elles sont conjuguées à des volumes journaliers d’effluents collectés supérieurs au débit de référence, puisque la réglementation n’impose pas, dans de telles conditions, l’admission intégrale des charges collectées sur les ouvrages épuratoires ?

La non prise en compte de ces plus fortes charges générées par temps de pluie apparaît en effet possible si on se réfère à l’article 4, §4 de la Directive relative aux au traitement des eaux résiduaires urbaines du 21 mai 1991 : « La charge exprimée en EH est calculée sur la base de la charge moyenne maximale hebdomadaire qui pénètre dans la station d’épuration au cours de l’année, à l’exclusion des situations inhabituelles comme celles qui sont dues à de fortes précipitations ».

� Il en découle que la CBPO pourrait être calculée comme étant la plus forte moyenne glissante sur 7 jours consécutifs calculée annuellement lorsque les charges conjuguées à des volumes journaliers excédant le débit de référence ont été écartées de la série annuelle de charges journalières produites par le système de collecte.

Cependant, deux remarques méritent d’être formulées :

- D’un point de vue méthodologique, que signifie une moyenne glissante qui s’effectue sur 7 jours consécutifs quand des valeurs journalières sont carrément absentes (pour cause d’invalidation liée au fait qu’elles correspondent à des journées pour lesquelles le volume journalier était supérieur au débit de référence10) ?

- D’un point de vue technique, le dimensionnement de la file Eau des stations d’épuration de type cultures fixées sur la base de la charge moyenne reçue en semaine de pointe n’a pas beaucoup de sens11… Pour celles-ci, la logique serait de dimensionner leur file Eau sur la base de la charge journalière de pollution qu’elles doivent être en mesure de traiter.

10 Le problème est le même quand on cherche à calculer des moyennes sur 7 jours glissants pour des stations d’épuration sur lesquelles on ne dispose pas d’une mesure de la charge journalière de DBO5 pour chaque jour de l’année (stations dont la capacité nominale de traitement est inférieure à 300 000 EH) ? 11 En effet, sur les filières de type boues activées en aération prolongée, l’inertie du procédé rend logique la prise en compte de la charge moyenne reçue sur 7 jours consécutifs pour le dimensionnement des ouvrages. Bien sûr, le dimensionnement de certains équipements doit prendre en compte les pointes de pollution reçues, non seulement en moyenne journalière, mais au niveau horaire.

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II.3.6. Arrêté du 21 juillet 2015 / Extraits concer nant les « systèmes de traitement des eaux usées »

NB : L’article 2. 24°) remplace 12 la dénomination de « station d’épuration » par celle de « station de traitement des eaux usées ». Dans la suite de la présente note, le terme de station d’épuration (« StEp » en abrégé), tout à fait explicite, a été généralement maintenu.

o Art. 7 : Les StEps sont conçues, dimensionnées, réalisées, exploitées, entretenues et réhabilitées conformément aux règles de l’art. Elles sont aménagées de façon à répondre aux obligations de surveillance visées au chapitre III ci-dessous. Les stations sont dimensionnées de façon à :

o 1°) Traiter la CBPO de l’agglomération d’assainissement (…) et respecter les performances minimales de traitement mentionnées à l’annexe 3, hors situations inhabituelles ;

o 2°) Traiter l’ensemble des eaux usées reçues et respecter les niveaux de rejet prévus à l’annexe 3, pour un volume journalier d’eaux usées reçues inférieur ou égal au débit de référence.

o Le préfet peut renforcer ces exigences pour satisfaire aux objectifs environnementaux du SDAGE. Dans ce cas, les niveaux de rejet des StEps permettent de satisfaire aux objectifs environnementaux.

II.3.7. Commentaires concernant les dispositions re latives aux systèmes de traitement des eaux usées

II.3.7.1. Rappels

L’arrêté du 22 décembre 2014 mentionnait à l’article 12 que « les système d’épuration doivent être dimensionnés, conçus (…) de manière telle qu’ils puissent recevoir et traiter les flux de matières polluantes correspondant à leur débit et charges de référence ». Leur capacité nominale doit donc permettre le traitement des « débit et charges de référence » qui caractérisent le système d’assainissement concerné.

L’article 30 consacré aux « obligations de résultat » des systèmes de traitement précisait à sa première ligne que « les dispositions figurant au présent article ne sont pas applicables au-delà des débits et des charges pour lesquels l’installation est dimensionnée ». Etaient ensuite décrites les modalités de détermination des valeurs limites de rejet devant figurer dans l’arrêté d’autorisation et qui « ne pouvaient être moins sévères que celles figurant en annexe II (…) », c’est-à-dire les niveaux minima à respecter. Par contre, le titre de l’annexe II ne reprenait que partiellement13 la première ligne précédemment citée : « Règles générales applicables aux rejets en conditions normales d’exploitation pour des débits n’excédant par leur débit de référence ». Mais le terme de « charge » n’y figurait plus.

La circulaire du 12 mai 1995 confirmait au § 2.4.2.a) ce domaine d’applicabilité : « Les valeurs de débit maximum instantané (m3/h) et de volume maximum journalier (m3/jour) seront obligatoirement définies dans l’autorisation de rejet (…). A ces valeurs de débits et volume maximum, seront également associées les charges maximales de pollution de temps de pluie correspondantes. Ces différents chiffres serviront à définir le domaine de fonctionnement dans lequel les performances prescrites sont exigées ».

12 Disposition regrettable à certains égards… 13 Déjà !

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NB : La caractéristique hydraulique des ouvrages épuratoires ne se limitait alors pas à la seule valeur de volume journalier (« débit de référence »), mais intégrait aussi celle de leur débit maximal instantané…

Enfin, le § 2.4.3.a) mentionnait que les exigences épuratoires minimales (celles de l’annexe II de l’arrêté du 22 décembre 2014) constituent les valeurs minimales à respecter de façon obligatoire pour tout dispositif d’épuration, en tenant compte d’une part de la charge brute de pollution reçue par la station, et d’autre part de la localisation de son point de rejet » (zone sensible ou normale).

II.3.7.2. Conditions dans lesquelles le niveau de traitement assigné à la station d’épuration doit être respecté

Les points 1°) et 2°) de l’article 7 de l’arrêté du 21 juillet 2015 indiquent tous les deux qu’en cas de volume journalier parvenant à la station d’épuration supérieur au débit de référence, puisque cette situation équivaut aux situations inhabituelles de de « forte pluie », le respect des performances minimales de traitement mentionnées à l’annexe 3 ne s’impose pas.

On observe que ces indications sont cohérentes avec la Directive Eaux Résiduaires Urbaines qui précise aussi (annexe I.D, note 5), que « pour la qualité d'eau considérée, il n'est pas tenu compte des valeurs extrêmes si elles sont dues à des circonstances exceptionnelles, telles que de fortes précipitations ».

Il apparaît aussi clairement que la formulation de ces deux points impose le respect des performances minimales de traitement mentionnées à l’annexe 3 si, à la fois, la charge reçue est inférieure à la CBPO et que le volume journalier reçu est inférieur au débit de référence.

Mais le respect des performances minimales de traitemen t s’impose-t-il si la charge reçue est supérieure à la CBPO alors que le volume journalier reçu est inférieur au débit de référence ? De telles situations sont réelles, notamment lorsque suite à de faibles précipitations survenant après de longues périodes de temps sec, les charges résultant du lessivage des réseaux sont importantes mais contenues dans des volumes journaliers modérés.

Le schéma illustre les commentaires ci-dessus émis.

Respect des perf. minimales de traitement de l'annexe 3 : Oui

Respect des perf. minimales de traitement de l'annexe 3 :

?

Respect des perf. minimales de traitement de l'annexe 3 : Non ,

car situations inhabituelles

Respect des perf. minimales de traitement de l'annexe 3 : Non ,

car situations inhabituelles

CBPO

Qréf.

Charge journalière de

DBO5 générée par le

système de collecte

Volume journalier

généré par le

système de collecte

Si la réponse était « oui » (charge reçue supérieure à la CBPO, mais volume journalier reçu inférieur au débit de référence), le point 1°) n’aurait plus lieu d’être formulé, puisque le point 2°) à lui tout seul permettrait d’imposer la règle à suivre : Respect des performances minimales de traitement mentionnées à l’annexe 3 requis si volume journalier parvenant à la station d’épuration inférieur ou égal au débit de référence…

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On peut donc logiquement en conclure que la réponse est « non. Quand la charge reçue par la station est supérieure à la CBPO, le respect des ni veaux de rejet prévus à l’annexe 3 ne s’impose pas. Cela rejoint les pratiques en vigueur dans beaucoup d’agglomérations françaises, qui tendent à considérer que le niveau de rejet imparti aux ouvrages n’a pas à être impérativement tenu si la charge de pollution reçue excède la limite supérieure du « domaine de traitement garanti » (« DTG »).

Pour mémoire, la notion de « domaine de traitement garanti », telle que précisée par § II.2.2. du Fascicule 81-II (« conception et exécution d’installations d’épuration d’eaux usées »14) s’étend de 33% à 100% de la charge nominale de traitement15 pour les paramètres Vj, DCO, DBO5, MES, NtK et Pt, et de 33% à 100% du débit horaire nominal.

Cette interprétation est aussi tout à fait cohérente avec les formulations qui figuraient dans l’arrêté du 22 décembre 1994 et sa circulaire d’application du 12 mai 1995 (cf. rappels effectués précédemment)

Il est en effet évident que si une station d’épuration est conçue pour traiter une quantité de pollution donnée, on ne peut en exiger un maintien de ses performances nominales lorsque la charge de pollution reçue l’excède.

Le précédent schéma devient alors le suivant :

Respect des perf. minimales de traitement de l'annexe 3 : Oui

Respect des perf. minimales de traitement de l'annexe 3 : Non

Respect des perf. minimales de traitement de l'annexe 3 : Non ,

car situations inhabituelles

Respect des perf. minimales de traitement de l'annexe 3 : Non ,

car situations inhabituelles

CBPO

Qréf.

Charge journalière de

DBO5 générée par le

système de collecte

Volume journalier

généré par le

système de collecte

On ne peut donc en déduire que les formulations des arrêtés de juin 2007 et juillet 2015 sont mal adaptées à la réalité des systèmes d’assainissement d’eaux usées.

14 CCTG annexé à l’arrêté du 30 mai 2012, pris en application de l’article du Code des Marchés Publics 15 On peut penser que l’expression « charge nominale de traitement » équivaut pour le paramètre DBO5, à la « capacité nominale de traitement » citée à l’article 2. 2°) de l’arrêté du 21 juillet 2015, et que pour les autres paramètres, la charge nominale de traitement est établie de façon cohérente avec celle caractérisée pour le paramètre DBO5…

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II.3.8. Arrêté du 21 juillet 2015 / Extraits concer nant la « conformité des systèmes d’assainissement »

La conformité des systèmes d’assainissement fait l’objet dans l’arrêté du 21 juillet 2015, de précisions spécifiques et distinctes de celles apportées pour la conception et le dimensionnement des installations.

o Art. 22. III, conformité du système de collecte : (…) Hors situations inhabituelles décrites à l’article 2 ci-dessus, (c.à.d. en deçà du débit de référence), les eaux usées produites par l’agglomération d’assainissement sont collectées et acheminées à la StEp. Ces effluents y sont épurés suivant les niveaux de performances figurant à l’annexe 3 ou, le cas échéant, ceux plus sévères fixés par le préfet. Si des déversements sont constatés hors situations inhabituelles, le préfet informe le maître d’ouvrage de sa non-conformité aux obligations réglementaires en matière de collecte des effluents (…).

o Art. 22. II, conformité de la station de traitement des eaux usées : (…) « Pour les paramètres DBO5, DCO et MES, en dehors des situations inhabituelles décrites à la définition 23 de l’article 2 ci-dessus, les échantillons moyens journaliers prélevés sur la station de traitement des eaux usées respectent les valeurs fixées en concentration ou en rendement figurant au tableau 6 de l’annexe 3 ou, le cas échéant, les valeurs plus sévères fixées par le préfet. Les performances de traitement sont jugées conformes si le nombre annuel d’échantillons moyens journaliers non conformes à la fois aux valeurs fixées en concentration et en rendement ne dépasse pas le nombre prescrit au tableau 8 de l’annexe 3. Ces paramètres doivent toutefois en dehors des situations inhabituelles respecter les concentrations rédhibitoires figurant au tableau 6 de l’annexe 3 (…) ».

o Art. 22. II. 3°) : « Rejets au droit du déversoir en tête de station et des by-pass en cours de traitement. Ces rejets sont pris en compte pour statuer sur la conformité de la StEp, tant que le débit en entrée de la station est inférieur au débit de référence de l’installation ».

II.3.9. Commentaires concernant les dispositions re latives à la conformité des systèmes d’assainissement

Outre le rappel que ce sont les eaux usées produites par l’agglomération d’assainissement qui doivent être collectées et acheminées à la StEp en dehors des situations inhabituelles, et donc lorsque les volumes journaliers produits par l’agglomération d’assainissement sont inférieurs au débit de référence, les précisions ci-dessus citées indiquent que c’est la globalité des rejets d’effluents épurés, rejetés par le déversoir en tête de station et par les by-pass intérieurs à la station, qui doit respecter les niveaux de rejet minima figurant en annexe 3 (ou ceux plus ambitieux qu’imposent les objectifs de qualité assignés au milieu récepteur).

L’article 22. II indique que le nombre maximal d’échantillons journaliers non conformes indiqué au tableau n°8 de l’annexe 3 est à respecter pour tous ceux prélevés en dehors de situations inhabituelles, et donc notamment pour les jours lors desquels le volume journalier admis sur la station d’épuration a été inférieur au débit de référence.

Le schéma ci-dessous illustre, pour les plus grosses stations d’épuration, la fréquence de conformité à respecter au niveau d’un rejet.

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365

347

322

300 jours / an

305 jours / an

310 jours / an

315 jours / an

320 jours / an

325 jours / an

330 jours / an

335 jours / an

340 jours / an

345 jours / an

350 jours / an

355 jours / an

360 jours / an

365 jours / an

370 jours / an

Nombre annuel d'échantillons

journaliers prélevés

Nombre annuel d'échantillons

journaliers prélevés avec Vj < Qréf.

Nombre annuel minimal

d'échantillons journaliers prélevés

devant être conformes au niveau

de rejet imposé

Fréquence de conformité au niveau de rejet à respecter pour

une StEp de plus de 300 000 EH

Cette approche de la conformité, dont le critère d’application est seulement basé sur la valeur du volume journalier admis sur la station d’épuration au regard du seuil que constitue le débit de référence, est contradictoire avec l’interprétation de l’article 7 de l’arrêté du 21 juillet 2015 précédemment proposée, qui tendait à considérer que lorsque la charge reçue par la station d’épuration dépassait la CBPO, le respect des niveaux de rejet prévus à l’annexe 3 ne s’imposait pas

Le schéma précédent deviendrait au regard de l’interprétation proposée, le suivant (sur la base annuelle indicative de 7 journées caractérisées par une charge admise supérieure à la CBPO, conjuguée à un volume journalier n’excédant pas le débit de référence) :

365

347

340

315

290 jours / an

295 jours / an

300 jours / an

305 jours / an

310 jours / an

315 jours / an

320 jours / an

325 jours / an

330 jours / an

335 jours / an

340 jours / an

345 jours / an

350 jours / an

355 jours / an

360 jours / an

365 jours / an

370 jours / an

Nombre annuel

d'échantillons journaliers

prélevés

Nombre annuel

d'échantillons journaliers

prélevés avec Vj < Qréf.

Nombre annuel

d'échantillons journaliers

prélevés avec à la fois Vj <

Qréf. et Charge reçue <

CBPO

Nombre annuel minimal

d'échantillons journaliers

prélevés devant être

conformes au niveau de

rejet imposé

Fréquence de conformité au niveau de rejet à respecter pour

une StEp de plus de 300 000 EH

L’appréciation de la conformité qui figure dans l’arrêté du 21 juillet 2015 n’est donc pas pleinement cohérente avec les critères de conception et dimensionnement qu’impose cet arrêté.

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II.4. Note du 7 septembre 2015

Cette « note technique » classée comme « directive adressée aux services chargés de son application » se rapporte à la mise en œuvre de certaines dispositions de l’arrêté du 21 juillet 2015. Elle vise à rappeler ou préciser :

- Les dispositions à respecter en matière de surveillance des rejets au milieu naturel au niveau des systèmes de collecte,

- Les performances à atteindre en matière de collecte des eaux usées dans le respect des règles édictées par la DERU.

Remarque : Cette note n’est clairement pas adressée aux collectivités. Mais c’est dans cette note que les performances que doivent respecter leurs systèmes de collecte sont mentionnées. Comment se fait-il que des objectifs aussi importants en termes de conception et dimensionnement des systèmes d’assainissement, et bien sûr en termes financiers, ne fassent pas l’objet d’un texte opposable à tous ?

II.4.1. Note du 7 septembre 2015, § II. / Extraits relatifs à l’évaluation de la conformité de la collecte par temps de pluie

o § II.1. : « Chaque année, les services de la police de l’eau évalueront la conformité (ERU) du système de collecte (…) sur la base des données (…) concernant les points réglementaires A1. Les déversements au niveau du déversoir en tête de station (A2) sont pris en compte pour statuer sur la conformité de la StEp. Ils ne sont donc pas utilisés dans l’évaluation de la conformité du système de collecte. Pour appliquer les dispositions de l’article 11.II, vous fixerez par arrêté préfectoral, après avoir recueilli la proposition du maître d’ouvrage, le critère qui sera utilisé pour statuer sur la conformité du système de collecte par temps de pluie. Ce critère, identique chaque année, sera à choisir parmi es trois options suivantes :

- Les rejets par temps de pluie représentent moins de 5% des volumes d’eaux usées16 produits par l’agglomération d’assainissement durant l’année ;

- Les rejets par temps de pluie représentent moins de 5% des flux de pollution produits par l’agglomération d’assainissement durant l’année ;

- Moins de 20 jours de déversement ont été constatés durant l’année au niveau de chaque déversoir d’orage soumis à autosurveillance réglementaire ».

II.4.2. Commentaires

Le § II. de cette note porte sur la « conformité » de la collecte par temps de pluie. Les objectifs auxquels les installations visées doivent être conformes sont donc supposés avoir été préalablement clairement définis. On doit supposer que ces objectifs auxquels la conception et le dimensionnement des réseaux de collecte, doivent répondre sont ceux formulés à l’article 5 de l’arrêté du 21 juillet 2015.

On peut aussi imaginer qu’il s’agit d’une note qui permet actuellement aux services de l’Etat décentralisés assurant notamment la Police de l’Eau, d’émettre un avis sur la conformité des systèmes de collecte qui ne peuvent avoir déjà été mis en conformité avec l’arrêté de juillet 2015. Vu la faible durée séparant le 21 juillet et le 7 septembre, une certaine tolérance par rapport aux objectifs fixés par la réglementation la plus récente serait donc compréhensible.

16 Se rapporter à la définition des eaux usées précisée à l’article 2.11. de l’arrêté du 21 juillet 2015 : Il s’agit donc de la somme des eaux usées, parasites et pluviales entrantes dans le système de collecte.

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II.4.2.1. Commentaires relatifs au 1er critère

L’application du critère n°1 « volumes » de façon indifférenciée à toutes les collectivités françaises n’est pas logique au regard des différences de régime pluviométrique auquel elles sont exposées, et pose donc un problème d’équité. En effet, les volumes déversés par deux systèmes de collecte de caractéristiques semblables (même dimensionnement des collecteurs, même surface active, même capacité d’admission de la part émise par temps de pluie) ne seront pas d’un même ordre de grandeur selon que la collectivité concernée se trouve, par exemple, en Bretagne ou bien dans le Languedoc. Si les écarts demeurent ténus pour des précipitations de période de retour inférieure à 1 mois17, ils vont devenir importants pour des périodes de retour plus élevées. Par exemple, la hauteur de précipitation de période de retour annuelle sur 24 heures consécutives est de l’ordre de 26 mm à Cherbourg, 30 mm à Rennes et de 80 mm à Béziers.

17 Il n’y a pas beaucoup d’écart, quelle que soit la localité en France, entre les hauteurs journalières de précipitation mensuelles : Elles sont sur quasiment tout le territoire, comprises entre 12 et 18 mm/jour, voire un peu plus pour certaines dont la pluviométrie est fortement influencée par le relief.

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Les graphiques ci-dessous permettent de comparer les volumes qui ne pourraient être transférés jusqu’à la station d’épuration si la capacité des réseaux équivalait au transfert de surdébits d’eaux pluviales équivalant à une intensité de 1 ou 2 mm/h, pour des collectivités assainies de façon unitaire dont la surface active est de 300 hectares.

0 m3

20 000 m3

40 000 m3

60 000 m3

80 000 m3

100 000 m3

120 000 m3

140 000 m3

160 000 m3

180 000 m3

200 000 m3

Volumes d'effluents non transférés vers la station d 'épuration

pour des précipitations de période de retour "T" inférieure à 1 an

et pour une surface active de 300 ha

Hauteur de précipitation T = 1 mois Hauteur de précipitation T = 2 mois

Hauteur de précipitation T = 3 mois Hauteur de précipitation T = 6 mois

Hauteur de précipitation T = 1 an

Pluvio : RennesCapacité de transfert vers StEp : 1 mm/h

0 m3

20 000 m3

40 000 m3

60 000 m3

80 000 m3

100 000 m3

120 000 m3

140 000 m3

160 000 m3

180 000 m3

200 000 m3

Volumes d'effluents non transférés vers la station d 'épuration

pour des précipitations de période de retour "T" inférieure à 1 an

et pour une surface active de 300 ha

Hauteur de précipitation T = 1 mois Hauteur de précipitation T = 2 mois

Hauteur de précipitation T = 3 mois Hauteur de précipitation T = 6 mois

Hauteur de précipitation T = 1 an

Pluvio : RennesCapacité de transfert vers StEp : 2 mm/h

0 m3

20 000 m3

40 000 m3

60 000 m3

80 000 m3

100 000 m3

120 000 m3

140 000 m3

160 000 m3

180 000 m3

200 000 m3

Volumes d'effluents non transférés vers la station d 'épuration

pour des précipitations de période de retour "T" inférieure à 1 an

et pour une surface active de 300 ha

Hauteur de précipitation T = 1 mois Hauteur de précipitation T = 2 mois

Hauteur de précipitation T = 3 mois Hauteur de précipitation T = 6 mois

Hauteur de précipitation T = 1 an

Pluvio : BéziersCapacité de transfert vers StEp : 1 mm/h

0 m3

20 000 m3

40 000 m3

60 000 m3

80 000 m3

100 000 m3

120 000 m3

140 000 m3

160 000 m3

180 000 m3

200 000 m3

Volumes d'effluents non transférés vers la station d 'épuration

pour des précipitations de période de retour "T" inférieure à 1 an

et pour une surface active de 300 ha

Hauteur de précipitation T = 1 mois Hauteur de précipitation T = 2 mois

Hauteur de précipitation T = 3 mois Hauteur de précipitation T = 6 mois

Hauteur de précipitation T = 1 an

Pluvio : BéziersCapacité de transfert vers StEp : 2 mm/h

Pour mémoire, le débit qui équivaut au transfert d’une lame d’eau de 1 mm/h tombée sur une surface active de 300 ha est de 3000 m3/h. On mesure donc la performance ambitieuse (capacité de stockage + capacité de transfert requises) qui correspondrait à la possibilité de transférer vers une station d’épuration les surdébits générés par une lame d’eau de 2 mm/h…

Les graphiques ci-dessus montrent les fortes disparités qui prévalent pour des précipitations fortes mais non exceptionnelles, en matière de volumes à maîtriser, pour des systèmes d’assainissement de caractéristiques tout à fait semblables, selon que l’on est dans le nord ou dans le sud…

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II.4.2.2. Commentaires relatifs au 2ème critère

L’application du 2ème critère portant sur les charges, ou flux, n’est pas précisément décrite dans la note du 7 septembre 2015. En effet, pour évaluer une charge de pollution, il faut procéder au produit d’un volume par une concentration (et pour un flux de pollution, au produit d’un débit ou volume journalier par une concentration).

Pour les déversoirs situés à l’aval d’un tronçon destiné à collecter une charge brute de pollution organique par temps sec supérieure ou égale à 600 kgDBO5/j, la surveillance devant être mise en place doit permettre de mesurer et enregistrer en continu les débits émis et d’estimer la charge polluante (DBO5, DCO, MES, NtK et Pt) rejetée. Les flux de pollutions émis par ces déversoirs peuvent donc être quantifiés. Par contre, pour les déversoirs situés à l’aval d’un tronçon destiné à collecter une charge brute de pollution organique par temps sec supérieure ou égale à 120 kgDBO5/j (et inférieure à 600 kgDBO5/j), la surveillance devant être mise en place se limite à une estimation des débits émis. Elle n’inclut pas de mesure des concentrations afin de procéder à un calcul de flux.

Le choix de ce critère requiert donc de préalablement décider : - de limiter les flux émis par les déversoirs d’orage à prendre en compte uniquement à ceux pour

lesquels l’autosurveillance permet de les estimer, - ou bien de prendre en compte les flux émis par tous les déversoirs soumis à autosurveillance, et

d’appliquer aux volumes déversés par ceux situés à l’aval d’un tronçon destiné à collecter une charge par temps sec inférieure à 600 kgDBO5/j, une concentration « théorique ».

D’autre part, l’application de ce critère n°2 « charges » conduit à admettre que l’on peut déverser au milieu, 5% de la charge annuellement générée par le système de collecte. Une telle charge est équivalente à un rejet de la totalité des effluents bruts non épurés quotidiennement générés par une collectivité pendant 18 journées par an, 24 heures sur 24… Comment un tel critère peut-il être compatible avec l’atteinte du bon état, hormis pour des milieux récepteurs caractérisés par un énorme pouvoir de dilution ?

Une autre question importante se pose : Quels paramètres prendre en compte pour évaluer la conformité d’un système de collecte ?

Lorsque les surfaces actives raccordées au réseau d’eaux usées sont très étendues, on peut penser que l’importance des volumes d’eaux de ruissellement qui viennent se mélanger aux eaux strictement usées est de nature à fortement abaisser la concentration des effluents surversés au niveau des déversoirs d’orage, au moins vis à vis des paramètres comme la DBO5 et le NtK, par rapport à celle qui caractérise les eaux usées de temps sec. Il n’en est peut-être pas de même vis-à-vis des paramètres MES et DCO, les eaux de ruissellement pouvant présenter de fortes concentrations vis-à-vis de ceux-ci. Il conviendrait donc de limiter l’examen de la conformité au regard du critère charges, à celles qui sont essentiellement en rapport avec le seul assainissement des eaux usées (DBO5 et NtK). Dans le cas contraire, pour les collectivités déjà pénalisées au regard de la conformité appréciée sur la base du 1er critère (volumes) à cause de l’étendue des surfaces actives assainies de façon unitaire, la possibilité de recourir à ce 2ème critère n’est pas une vraie alternative à celle du 1er. La prise en compte des paramètres DCO et MES est aussi illogique car les charges rejetées par les DOs unitaires qui pénalisent au regard de ces paramètres les collectivités assainies en unitaire ne sont pas prises en compte dans le calcul de la conformité pour les collectivités assainies de façon séparative, alors qu’elles sont tout de même rejetées dans les milieux récepteur via les réseaux strictement pluviaux…

Exclure les paramètres DCO et MES de l’appréciation de la conformité avec le 2ème critère relève d’un bon sens évident.

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II.4.2.3. Commentaires relatifs au 3ème critère

Le 3ème critère proposé, à savoir « moins de 20 jours de déversement constatés durant l’année au niveau de chaque déversoir d’orage soumis à autosurveillance », sous-entend qu’un système de collecte peut déverser beaucoup plus souvent que 20 jours par an :

- Le constat des 20 jours de déversement s’effectue au niveau de chaque déversoir. Un système de collecte qui déverserait 50 fois par an pourrait alors être jugé conforme si ces déversements se répartissent de façon à ce qu’au niveau de chacun des déversoirs, on ne comptabilise annuellement pas plus de 20 déversements… On peut vraiment penser qu’il s’agit d’une erreur de rédaction, tellement la confirmation d’une telle précision traduirait un manque complet d’ambition.

- On ne prend en compte que les déversoirs soumis à autosurveillance réglementaire, c’est-à-dire que ceux au droit desquels transite une CBPO par temps sec supérieure ou égale à 120 kgDBO5/j (soit 2 000 EH). Cela est cohérent avec les critères à partir desquels l’autosurveillance des déversoirs est imposée par l’article 17.II. de l’arrêté du 21 juillet 2015. Cependant, pour beaucoup de systèmes d’assainissement de faible taille (quelques milliers d’EH), les risques de non-conformité deviennent négligeables…

Il apparaît donc fort probable que la précision « chaque déversoir d’orage » spécifiée dans cette note du 7 septembre 2015 est contradictoire avec la réglementation en vigueur, et surtout avec une ambition généralisée d’atteinte du « bon état18 ».

Si cette précision était maintenue, elle serait encore plus contradictoire avec la Directive Eaux Résiduaires Urbaines qui n’envisage un fonctionnement des déversoirs d’orage que pour des « précipitations exceptionnellement fortes ».

Elle peut au mieux témoigner d’une tolérance provisoire au niveau de l’examen de la « conformité » des systèmes de collecte tels qu’ils existent.

La tolérance des 20 jours de déversement pourrait, mais cela nécessiterait de bien en encadrer les conditions, s’appliquer non pas à la globalité de chaque système de collecte, mais à l’ensemble des déversoirs d’orage ayant le même cours d’eau (ou la même masse d’eau ?) comme milieu récepteur. Cela peut se justifier pour des agglomérations de très grande taille (agglomérations parisienne, lyonnaise…).

II.4.2.4. Bilan

� Il semble donc plutôt difficile de baser la conception et le dimensionnement de systèmes d’assainissement sur les seules règles de conformité contenues dans une note dont certains termes sont manifestement en contradiction avec la réglementation en vigueur, et dont d’autres (les critères de 5% des volumes d’effluents ou charges de pollution annuellement produits par l’agglomération d’assainissement) reposent sur des critères subjectifs sans référence aucune avec le contenu des législations en vigueur.

D’où viennent ces seuils de 5% ? A titre indicatif, il y a des grandes collectivités dont une très grande partie du système de collecte est unitaire et qui ne déversent par an, que de l’ordre de 1% des volumes collectés…

On peut imaginer qu’une réglementation a minima des déversements issus des systèmes de collecte, reposant sur des critères à la fois facilement applicables et offrant un minimum de pertinence peut être élaborée. Elle ferait intervenir des caractéristiques simples du contexte caractérisant chaque système d’assainissement. Pour une agglomération ayant un cours d’eau comme milieu récepteur, il pourrait s’agir :

- du débit d’étiage du cours d’eau récepteur, - de la population équivalente concernée, - de la surface active raccordée,

18 Il est quelquefois avancé que l’arrêté du 21 juillet a pour objet la seule transcription en droit français de la DERU de mai 1991, et pas la DCE d’octobre 2000, qui institue la notion de « bon état » des masses d’eau. Ce n’est pas le cas, comme en témoignent les références auxquelles se rapporte l’arrêté du 21 juillet 2015.

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- et éventuellement, d’une donnée pluviométrique (hauteur journalière de précipitation de période de retour 1 mois ?).

Un débit de référence minima à maîtriser (collecte et traitement) en découlerait, fourni par un abaque (ou un abaque par zone pluviométrique délimitée au niveau national) ou une formule simplifiée.

II.5. Préséance des textes réglementaires mentionné s

Il est donc peut-être dangereux de faire reposer les justifications la stratégie d’assainissement d’un pays comme la France dans le long terme sur une « note technique » non parue au journal officiel, dont certaines orientations sont contradictoires avec la réglementation en vigueur, et qui enfin doit être très prochainement ( ?) « complétée ou précisée par des guides techniques et méthodologiques à mettre à jour ou restant à élaborer19 ».

Les objectifs par rapport auxquels les systèmes de collecte et les systèmes épuratoires doivent être conformes auraient dû clairement figurer dans l’arrêté du 21 juillet 2015.

III. Bilan

Cette présente analyse de la réglementation actuelle s’appliquant à la maîtrise des eaux usées par temps de pluie illustre les orientations de plus en plus contradictoires adoptées par la législation française au regard des objectifs formulés d’une part dans la Directive Eaux Résiduaires Urbaines de 1991 (collecte performante des effluents par temps de pluie) et d’autre part, dans la Directive Cadre sur l’Eau d’octobre 2000 (atteinte du « bon état »)20.

Les arrêtés de décembre 1994 et la circulaire d’application parue le 12 mai 1995 avaient progressivement conduit beaucoup de collectivités vers des objectifs d’absence de déversement de leurs réseaux pour des précipitations de période de retour mensuelle, voire vers une limitation à un maximum de 18 ou 20 reprises par an.

Les stations d’épuration situées à l’aval de ces réseaux devaient être conçues pour accepter et correctement traiter au regard des niveaux de rejet imposés par la réglementation, les débits de pointe horaire résultant d’un tel fonctionnement des réseaux, ainsi que les volumes journaliers et charges de pollution y correspondant.

Les évolutions récentes de la législation, et notamment l’arrêté du 21 juillet 2015, ont focalisé la capacité des ouvrages épuratoires sur la seule grandeur (dénommée « débit de référence ») que représente le volume journalier entrant sur les ouvrages épuratoires, grandeur non pertinente pour les concevoir et les dimensionner.

19 Cf. p3 de la note technique du 7 septembre 2015.

20 Laurent ROY, Directeur de l’Eau et de la Biodiversité au Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie, a déclaré (TSM octobre 2013, p10) : « Il faut conserver les fondamentaux : gouvernance de bassin, (…). Mais cette réflexion a mis en évidence des problèmes récurrents qui expliquent la faible progression de l’état des masses d’eau : pollutions diffuses, agricoles notamment, conditions de rejet d’eaux usées par temps de pluie, hydromorphologie des cours d’eau, pollutions émergentes, surexploitation de certaines ressources ».

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Malgré la trace que l’on en retrouve dans les articles 5 et 22 de ce dernier arrêté, l’objectif initial de limiter les déversements sur les systèmes de collecte aux seules « fortes pluies » n’a pas été quantifié, puisque le débit de référence (adossé au critère du percentile 95) se calcule sur la seule base de ce qui arrive à la station d’épuration.

D’autre part, la charge brute de pollution organique qui devrait servir de base au dimensionnement des ouvrages épuratoires et qui, dans la législation française, est évaluée au regard de la pollution entrant dans le système de collecte, ne semble plus être la référence au-delà de laquelle les performances de ces ouvrages épuratoires ne sont plus exigées, la seule référence clairement mentionnée étant le « débit de référence ».

Pour pallier ce manque d’ambition de l’arrêté de juillet 2015, l’absence de critère permettant de clairement apprécier les objectifs assignés en termes d’efficacité aux systèmes de collecte, et les contradictions que l’on relève sur ces thèmes entre ses différents articles, c’est une note technique (7 septembre 2015) destinée à faciliter l’appréciation de la conformité de la collecte des systèmes d’assainissement qui vient préciser les objectifs qu’ils devraient satisfaire.

Sur le fond, les critères énoncés pour quantifier ces objectifs sont manifestement bien en deçà des ambitions formulées dans la Directive Eaux Résiduaires Urbaines de 1991 et/ou sans justification technique ou environnementale manifeste.

Il nous semble donc que deux points majeurs doivent être revus préalablement à l’apport de toute précision qui viendrait rendre encore plus difficile toute application des textes existants :

- La notion pivot représentée par le volume journalier dénommé « débit de référence », n’est pas techniquement pertinente pour servir de base à une réglementation de l’assainissement par temps de pluie. Pourquoi ne pas compléter les textes existants en précisant que le débit de référence s’exprime en termes de « volume journalier maximal » et/ou de « débit instantané maximal » (comme l’avaient indiqué les recommandations du 12 mai 1995) ? Les concepteurs qui à coup sûr, détermineraient au minimum la seconde, pourraient enfin disposer d’une grandeur indispensable à la conception et au dimensionnement des ouvrages.

- L’autre notion pivot que représente la charge brute de pollution organique doit être explicitée. S’agit-il d’une charge entrant dans le réseau de collecte ? ou bien parvenant à la station d’épuration ? La calcule-t-on en écartant les contextes hydrauliques durant lesquels toutes les charges collectées ne peuvent être transférées jusqu’à la station d’épuration ?

Bien que le critère du percentile 95 traduise une ambition en deçà des notions de « fortes pluies » ou « précipitations exceptionnellement fortes » mentionnées dans la Directive Eaux Résiduaires Urbaines de 1991, l’objectif d’un transfert intégral des effluents collectés jusqu’à la station d’épuration, adossé à la simple règle du percentile 95, pourrait vraiment raisonnablement constituer une prescription technique minimale.

Il n’y aurait ainsi plus lieu de se référer aux trois critères si peu pertinents rajoutés dans le cadre de la note du 7 septembre 2015

Une clarification concernant ces deux thèmes, cohérente avec la Directive Eaux Résiduaires Urbaines, doit s’effectuer dans un texte réglementaire majeur (nouvel arrêté corrigeant celui de juillet 2015). Un empilement de notes techniques ne peut qu’aggraver les incohérences relevées dans notre analyse et le manque de pertinence technique des réflexions en cours. Le désarroi des services de Police de l’Eau dans les départements en atteste.

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IV. Faisabilité d’un débit de référence basé sur le s quantités d’effluents collectées

Retenir le percentile 95 des volumes journaliers qui parviennent jusqu’à la station d’épuration conduit à un dimensionnement hydraulique des ouvrages épuratoires qui peut s’avérer très insuffisant par rapport aux quantités d’effluents devant être collectées par temps de pluie. En effet, si des déversements fréquents et/ou importants ont lieu sur le système de collecte par temps de pluie, la majeure partie de ces effluents n’arrive pas jusqu’à la station d’épuration. On ne peut donc pas se baser sur ce qui arrive à la station d’épuration pour en optimiser le dimensionnement21. Une telle façon de procéder permettrait alors aux collectivités dont les réseaux présentent les plus mauvaises performances de collecte, de réduire d’autant plus la capacité de leur station d’épuration que les quantités qui y parviennent sont faibles. On avantagerait les mauvais élèves !

Il est donc évident que les stations d’épuration doivent être conçues sur la base d’un réseau qui est suffisamment performant par temps de pluie. La règle du percentile 95 pourrait, si elle est appliquée aux quantités d’effluents collectées, constituer le critère sur lequel reposeraient les performances minimales à atteindre pour le système de collecte. Elle apparaît en effet à la fois assez cohérente avec les quelques orientations formulées sur ce thème par la Directive Eaux Résiduaires Urbaines22, et probablement pouvoir constituer une base minimale pour le respect des objectifs de qualité assignés à la plupart des milieux récepteurs.

L’estimation des débits et des volumes générés pour des conditions pluviométriques liées au percentile 95 est assez facile à simuler. Il convient d’avoir estimé quelles sont les surfaces actives qui sont raccordées au réseau. Ceci s’obtient couramment dans le cadre des études de diagnostic de réseaux / schémas directeurs, grâce à la mesure lors de pluies courantes, de ce qui est déversé sur le réseau de collecte et de ce qui parvient à la station d’épuration C’est aussi a fortiori le cas quand une autosurveillance est en place sur les réseaux et en entrée de la station d’épuration. Il suffit alors de déterminer les apports d’effluents qui auront lieu pour les précipitations dont la période de retour correspond à celle des situations pour lesquelles on ne veut aucun rejet d’effluent non épuré au milieu récepteur. De telles simulations sont déjà réalisées depuis plus de 20 ans dans les études de schémas directeurs d’assainissement.

Il n’y a donc pas de réel problème, sauf dans le contexte de très grands bassins-versants, pour déterminer ce que serait un débit de référence au niveau du système d’assainissement, et non en entrée de la station d’épuration. La plupart des collectivités dont la taille est au moins inférieure à 500 000 EH y ont déjà procédé dans le cadre de leurs schémas directeurs.

En étendant la notion de débit de référence23 à la valeur du débit maximal instantané qui peut être générée à l’aval du système de collecte, et qui doit donc être maîtrisée en entrée de la station d’épuration (soit grâce à son admission directe sur des ouvrages épuratoires, soit grâce à son laminage préalable dans des bassins d’orage), les données pertinentes nécessaires à la conception des stations d’épuration seront disponibles.

Patrick SAVARY, le 10 janvier 2017

21 Aussi bien dans le cadre d’une mise à niveau d’ouvrages existants que dans le cas de la création d’une nouvelle station. 22 Même si le critère de percentile 95 traduit une ambition qui se situe en deçà des notions de « fortes pluies » ou « précipitations exceptionnellement fortes » mentionnées dans la Directive… 23 Telle qu’elle est aujourd’hui définie, à savoir un volume journalier.

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Annexe n°1 : Le débit horaire maximal, paramètre de loin le plus pertinent pour définir la capacité hydraulique des stations d ’épuration Le débit maximal pouvant être admis sur une station d’épuration est le critère principal pour dimensionner :

- le poste de relèvement situé à l’amont de quasiment toutes les stations d’épuration mettant en jeu des procédés intensif ; un tel poste est moins fréquent à l’amont des stations d’épuration par lagunage ou par filtres plantés de macrophytes dont le profil en long se cale plus facilement sur un modelé favorable du terrain ;

- les prétraitements, aussi bien le dégrillage que le déshuilage-dégraissage, voient leur dimension être quasiment liée uniquement à ce débit de pointe ;

- la décantation primaire, dont la surface des ouvrages est directement dépendante du débit maximal pouvant les traverser ;

- l’étage biologique dans les procédés de biofiltration, puisqu’il s’agit avant tout d’une filtration ; - l’étage biologique, lit et décanteur secondaire dans les procédés à lits bactériens, car la charge

hydraulique intervient dans le dimensionnement des lits, et bien sûr du décanteur secondaire ; - la décantation secondaire dans les procédés à boues activées, car :

o le débit traversier du clarificateur est le paramètre majeur dont découle le calcul de sa surface,

o la capacité de la recirculation des boues est aussi directement liée à ce débit maximal admis en clarification ;

o la concentration en MES de la liqueur mixte qui pénètre dans le clarificateur intervenant aussi dans son dimensionnement et dans celui de la recirculation, le débit maximal admissible sur l’étage biologique influe de façon indirecte sur le calcul du volume du bassin de boue activée ;

- la recirculation de liqueur mixte dans les filières à boue activée en aération prolongée conçues avec un bassin d’anoxie ;

- la clarification membranaire associée aux boues activées en aération prolongée, évidemment très directement dépendante du débit maximal admissible sur l’étage biologique, cette technologie représentant une part très importante du coût (travaux et exploitation) d’une telle station d’épuration, le débit de pointe qui y est admis pèse extrêmement lourd ;

- les traitements tertiaires du type désinfection par UV ou filtration, ainsi que ceux visant à réduire les MES et le phosphore dans l’effluent épuré, du type décantation lamellaire physico-chimique.

La capacité hydraulique d’une station d’épuration repose donc de façon très évidente sur le débit maximal instantané, généralement exprimé sous la forme d’une valeur maximale de débit horaire, qui peut être admis sur les ouvrages composant sa filière eau.

Pour dimensionner les stations d’épuration, on a aussi bien sûr besoin de la charge maximale de pollution qui devra y être admise. Cette charge est sensée être la plus forte de celles24 qui vont y parvenir, c’est-à-dire de celles qui résultent de la différence entre les charges collectées par les réseaux et les charges déversées par les déversoirs d’orage. Il est à noter que pour beaucoup de systèmes d’assainissement, les plus fortes charges qui parviennent jusqu’à la station d’épuration ne surviennent pas lors des journées durant lesquelles il a été enregistré les déversements les plus significatifs sur ces déversoirs d’orage. Il n’y a en effet pas de corrélation étroite entre les journées pour lesquelles on enregistre les plus forts volumes journaliers parvenant à la station d’épuration (ou bien les plus forts volumes journaliers collectés) et celles pour

24 Pour la plupart des filières, et notamment les filières à culture fixées, il s’agit de la charge journalière. Pour les boues activées en aération prolongée, il est souvent choisi de se baser sur la plus forte charge moyenne annuellement reçues durant 5 jours consécutifs. Il est donc à noter qu’un dimensionnement basé sur la charge brute de pollution organique – « CBPO » - calculée comme étant la plus forte charge moyenne reçue sur 7 jours consécutifs - dite hebdomadaire - n’est pas techniquement pertinent pour dimensionner la plupart des stations d’épuration, hormis celles de type boues activées en aération prolongée. L’intérêt de cette grandeur qu’est la CBPO demeure donc à préciser.

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lesquelles on observe 25 l’arrivée sur la station d’épuration des plus fortes charges de pollution. La connaissance des plus forts volumes journaliers, qu’il s’agisse de ceux collectés ou de ceux parvenant jusqu’à la station d’épuration, n’est donc pas nécessaire à la détermination des plus fortes charges de pollution que les ouvrages épuratoires ont à traiter.

Si la connaissance du plus fort volume journalier qu’une station d’épuration peut admettre peut se déduire du produit par 24 de sa capacité exprimée en termes de débit horaire, l’inverse n’est évidemment pas vrai. Une valeur de volume journalier maximal susceptible de parvenir sur des ouvrages épuratoires peut aussi bien correspondre à un débit quasiment constant sur 24 heures, qu’à une arrivée massive se produisant pendant quelques heures seulement, suite à une précipitation brève et intense. Dans le premier de ces deux cas, le débit de pointe à admettre sur les ouvrages sera bien moindre que celui généré par l’évènement générateur cité dans le second. La connaissance du volume journalier maximal admis n’apporte donc pas d’information précise et exploitable à elle seule26 quant à la capacité hydraulique que doivent offrir les ouvrages composant la filière eau d’une station d’épuration.

Pour être relativement complet, on rappellera qu’il existe quelques cas où la connaissance de la durée pendant laquelle ce débit maximal horaire peut être admis sans interruption sur les ouvrages permet d’affiner le dimensionnement de certains équipements. Il en est ainsi du couple hauteur de stockage du voile de boue dans le clarificateur / capacité de la recirculation dans les filières à boues activées.

En conclusion, la caractérisation d’une station d’épuration par le volume journalier maximal qu’elle est en mesure de traiter n’a quasiment aucune utilité pour effectuer ou vérifier son dimensionnement, ou évaluer ses performances. Par contre, il est rigoureusement impossible de caractériser une station d’épuration sans la connaissance préalable du débit maximal prévu pouvoir y être admis. Un « débit de référence » basé sur le volume journalier maximal qu’elle est en mesure de traiter n’a donc aucune pertinence technique.

Patrick Savary, le 11 février 2017

25 Quand on peut les observer ! En effet, pour les petites collectivités et même celles de taille moyenne, le nombre de prélèvements imposés par la réglementation en entrée de station est souvent trop faible pour qu’on ait une chance d’intercepter l’une des charges les plus fortes qui annuellement y parviennent. Ceci est a fortiori le cas pour les paramètres pour lesquels la fréquence des mesures imposées est plus faible : DBO5 par rapport à DCO et MES par exemple, sachant que la DBO5 est quand même LE paramètre à partir duquel s’opère le dimensionnement d’une station d’épuration. 26 C’est-à-dire en l’absence d’un hydrogramme établi sur 24 heures consécutives, par exemple représentatif d’évènements pluvieux.