« Yep, ça sent à peu près aussi mauvais que ce à quoi je m’attendais. » C’est une chose bizarre à dire à propos d’un endroit qui figure sur votre liste de visite depuis un certain temps, mais ce sont les mots exacts que j’ai prononcés lorsque je suis entré dans un bâtiment affectueusement connu sous le nom de » grange à boues » à Crossness.
Le site de Thamesmead, au sud-est de Londres, a une longue histoire avec l’eau et les déchets. Dans les années 1800, la Tamise de Londres servait de décharge pour tout (et je dis bien tout) produit dans la ville. L’année 1858 a apporté avec elle un été étonnamment chaud, mais ce n’était pas un motif de réjouissance. La rivière, étouffée par la nourriture en décomposition, les carcasses d’animaux et les excréments, commença à sentir si fort que la ville s’arrêta littéralement. La période désormais connue sous le nom de « Grande puanteur » n’est restée dans les livres d’histoire que lorsque les ingénieurs, menés par Joseph Bazalgette, ont construit le vaste réseau d’égouts souterrains de Londres pour transporter les déchets hors de la ville. Et Crossness a eu un rôle de premier plan – c’est là que d’énormes moteurs à vapeur pompaient les eaux usées dans les égouts et les rejetaient sans traitement dans la rivière.
ancienne station de pompage de Crossness ne joue plus un rôle dans le réseau d’égouts de Londres. Cependant, elle a récemment été soigneusement restaurée pour retrouver sa gloire d’antan, et est ouverte aux visiteurs. (Crédit image : Wikipedia CC)
Heureusement, l’approche de Londres en matière de traitement des eaux usées a évolué depuis l’époque de Bazalgette – les eaux usées ne sont pas simplement déversées dans les cours d’eau ! Pour comprendre le processus de traitement moderne et voir comment il évolue, j’ai été invité à visiter la très impressionnante usine de traitement des eaux usées de Crossness, qui est gérée par Thames Water. Le Dr Nick Mills et Aurélien Perrault travaillent dans l’équipe d’innovation des eaux usées, et parallèlement à la gestion des déchets d’aujourd’hui, ils construisent la prochaine génération d’usine de traitement, qui transformera les eaux usées en gros business.
Débutons par ce qui se passe avec la chasse d’eau des toilettes. Tout ce qui a quitté votre corps, les mouchoirs en papier ou le papier que vous avez utilisé et l’eau dans la cuvette, quittent votre maison et entrent dans les égouts de la ville. Là, il rejoint d’autres eaux usées et, dans le cas de Londres, l’eau de pluie, et est transporté vers une station d’épuration comme celle de Crossness. Là, l’eau est filtrée afin d’éliminer les gros objets présents dans les eaux usées. Il s’agit généralement d’objets qui ne devraient pas être là de toute façon, comme les couches, les préservatifs et les bouteilles. Le sable et les gravillons présents dans l’eau sont également filtrés à ce stade, mais contrairement aux autres matières, ils sont nettoyés et utilisés dans des projets de construction ailleurs. (PS : on m’a raconté des histoires d’horreur sur d’autres objets qui ont émergé des égouts, mais je ne les répéterai pas ici). L’huile et la graisse ne se mélangent pas à l’eau, donc elles peuvent aussi être écumées de la surface des eaux usées à ce stade.
Et c’est seulement maintenant que le traitement proprement dit commence. Tout d’abord, les eaux usées filtrées sont stockées dans d’énormes réservoirs de décantation. Là, elles sont doucement mélangées, afin d’ajouter de l’oxygène et d’encourager les petites particules de contaminant (par exemple, les matières fécales) à former de plus gros amas appelés « flocs. » Une fois qu’ils sont suffisamment gros et lourds, ces flocs tombent au fond du réservoir, où ils forment une matière sombre et gluante appelée boue. En se mélangeant, les racleurs poussent les boues vers le centre du réservoir, où elles sont pompées pour un traitement ultérieur.
L’eau désormais légèrement plus propre mais toujours brune passe dans ce qu’on appelle le « traitement secondaire », qui fait appel à la microbiologie à grande échelle. Des espèces particulières de bactéries sont ajoutées, pour se régaler des dangereux agents pathogènes présents dans les eaux usées remplies de matières fécales. Comme ces bactéries ont besoin d’oxygène, de l’air est ajouté en même temps, ce qui leur permet de se développer et de se multiplier. Une fois qu’elles ont décomposé tous les agents pathogènes, les bactéries ont fait leur travail. L’eau est déplacée vers un autre réservoir où elle est filtrée et désinfectée, puis, elle est prête à être pompée de nouveau dans nos maisons.
Aussi impressionnant que soit le processus de nettoyage de l’eau, pour moi, les boues sont beaucoup plus intéressantes. Comme je l’ai mentionné dans un précédent billet, des villes comme Stockholm l’utilisent comme source de carburant pour les véhicules, mais ce n’est pas la seule option. Voyons ce qui se passe une fois que les boues quittent les bassins de décantation. À ce stade, les boues sont principalement liquides – en fait, Aurélien m’a dit qu’en général, seuls 3 % environ du volume sont constitués de solides. Avant de pouvoir procéder à un traitement majeur, il faut donc sécher le mélange. Pour ce faire, ils utilisent des centrifugeuses, qui tournent rapidement, poussant les solides dans un sens et le liquide dans l’autre. Une fois que le volume de liquide a été réduit (les solides ne représentent plus qu’environ 16 %), les boues sont prêtes à entrer dans l’installation d’hydrolyse thermique (THP). (SUITE…)
Plaines, à Washington DC (Crédit image : Wikipedia CC)
La THP fait d’abord bouillir les boues sous haute pression, avant de les décompresser rapidement. La combinaison de ces deux étapes stérilise les boues, et les rend également plus faciles à décomposer. Le THP de Crossness est un spectacle impressionnant : plusieurs silos en acier imposants qui dégagent de la chaleur. « Traditionnellement, le secteur se résumait à des tuyaux en béton et à d’énormes réservoirs, explique Nick, nous devenons beaucoup plus proches d’un processus d’ingénierie chimique. »
Après le traitement THP, les boues sont chaudes – quelque part aux alentours de 160°C – donc avant de passer à autre chose, elles sont refroidies à 40°C. Elles sont alors prêtes à rencontrer une nouvelle catégorie de microbes – les bactéries anaérobies – dans le digesteur. Ces bactéries peuvent décomposer les boues et produire du méthane comme sous-produit. Ce gaz est dirigé vers la centrale de production combinée de chaleur, d’électricité et de froid du site, qui se compose de trois moteurs de 2 MW. Cette centrale produit de l’électricité – suffisamment pour alimenter l’ensemble du site – et de la chaleur, qui est utilisée pour produire la vapeur nécessaire au THP. Oui, l’usine qui traite les eaux usées est également alimentée par les eaux usées. Elle est également devenue beaucoup plus efficace, comme l’explique Nick. « Nous avions l’habitude d’utiliser 16 digesteurs pour traiter les boues sur ce site. Maintenant, avec le THP, nous n’en avons besoin que de six pour gérer le même volume »
En parcourant l’énorme site par une journée d’automne fraîche et venteuse, il n’y avait qu’un léger soupçon d’eaux usées dans l’air. Cependant, lorsque nous sommes entrés dans les confins chauds de la grange à boues, la situation a changé. Ça pue. Je savais que nous approchions de la fin du processus de traitement, mais avant d’ouvrir la porte de la grange, nous nous sommes dirigés à l’étage vers une autre énorme salle d’usine – c’est là que les boues digérées, riches en nutriments, sont envoyées avant d’être prêtes à être utilisées ailleurs. La pièce était dominée par plusieurs énormes machines, dont l’une était en cours d’entretien, ce qui m’a permis de voir le mécanisme à l’intérieur. Lorsque j’ai dit à Aurélien que cela lui semblait familier, il m’a répondu : « Ces machines ont d’abord été développées pour être utilisées dans l’industrie du cidre, pour séparer la pulpe du liquide ». Ces machines de déshydratation sèchent mécaniquement la boue stérile, en la faisant tourner et en la pressant continuellement. Le liquide passe à travers des membranes pour le nettoyer davantage, et les solides sont déposés dans la grange en dessous. « Dans les deux prochaines années, une fois que nous aurons mis en ligne notre nouvelle installation, nous enverrons 50 % de nos boues par ce type de processus », a déclaré Nick. « Cela équivaut aux déchets produits par 7,5 millions de personnes. »
(Crédit d’image : L. Winkless)
La dernière étape de ma visite était la grange elle-même. À l’intérieur de l’immense espace, une pelleteuse entrait et sortait des alcôves de la grange, retournant chaque fois à un camion en attente pour charger la boue propre et sèche. La plupart de ces boues sont destinées aux terres agricoles – c’est l’engrais idéal. Mais juste à l’extérieur de la grange, des ouvriers du bâtiment creusaient les fondations de la prochaine étape du développement de Crossness ; une installation de récupération d’énergie avancée qui prendra une partie des boues et en extraira encore plus de valeur !
Plutôt que de tout brûler dans un incinérateur, Nick et son équipe construisent une usine de pyrolyse. La pyrolyse utilise la décomposition thermique pour transformer une partie de la matière solide en un gaz ; généralement un mélange de monoxyde de carbone, de méthane et d’hydrogène (à peu près à parts égales). Ce combustible peut ensuite être réinjecté dans la centrale de cogénération du site pour produire de l’électricité. En combinant le THP, le séchage thermique durable et la pyrolyse, l’équipe de Crossness pense qu’elle pourrait presque doubler le taux de conversion des eaux usées en électricité, ce qui pourrait la voir devenir un exportateur net d’électricité.
Une étude soutenue par le ministère britannique de l’Énergie & Changement climatique a montré que si cette approche combinée était déployée à travers le Royaume-Uni, les boues d’épuration pourraient générer 1 310 GWh supplémentaires d’électricité renouvelable chaque année. Si j’ai appris quelque chose lors de ma visite à Crossness, c’est que pour que le traitement de l’eau et des déchets soit vraiment à l’épreuve du temps, il doit être autonome – un véritable recyclage de l’énergie et des matériaux. And it looks like Crossness is well on its way to achieving that.