Surveillance des émissions de GES des stations d'épuration des eaux usées

Évaluation des émissions de CH₄ et de  N₂O basée sur une surveillance en temps réel

Les analyseurs de gaz haute précision d'HORIBA, disponibles en différents modèles (fixes et portables), contribuent à la protection de l'environnement et à la réduction des émissions de GES (gaz à effet de serre) par la quantification des émissions de N₂O et de CH₄ provenant des stations d'épuration des eaux usées.

Les stations d'épuration des eaux usées (STEP) constituent une source importante d'émissions de gaz à effet de serre (GES). Les principaux GES préoccupants sont le méthane (CH₄) et le protoxyde d'azote (N₂O). Le CH₄ dissous dans les eaux usées brutes est rejeté dans l'atmosphère lors de l'aération* ^¹. Parmi les autres étapes du traitement susceptibles de générer des émissions de CH₄, on peut citer les bassins de stabilisation à ciel ouvert et les épaississeurs gravitaires à boues. Les émissions de  N₂O se produisent principalement lors des processus d'aération et de nitrification-dénitrification lorsque les conditions de fonctionnement ne sont pas optimales.

Sur la base des données mondiales sur les émissions anthropiques de CO₂ Rapport sur les émissions de gaz à effet de serre*², CH₄ provenant des STEP devraient augmenter de 3,5 % (de 588,0 à 608,8 MtCO₂ e) et N₂O de 3 % (de 96,8 à 99,8 MtCO₂ e) entre 2025 et 2030. Étant donné que le potentiel de réchauffement planétaire (PRP) du N₂O est de 273 fois et le CH₄ est 27 fois supérieur à celui du CO₂ *³ et compte tenu du fait que les pays du monde entier se sont engagés à atteindre des objectifs "Net-Zero", il est essentiel de mesurer ces gaz avec précision et en temps réel. La mesure en temps réel du CH₄ et N₂ La surveillance des émissions permet aux exploitants d'optimiser leurs performances opérationnelles, d'améliorer la précision des rapports d'entreprise et de réduire le coût des crédits carbone.

La méthodologie internationale de quantification des émissions est établie par les lignes directrices du GIEC* ^² selon les méthodes de niveau 1, 2 et 3. Les facteurs d'émission par défaut utilisés aux niveaux 1 et 2, définis par le GIEC, peuvent sous-estimer ou surestimer considérablement les émissions réelles de GES, ce qui nuit à l'optimisation du traitement des eaux usées et à la précision des rapports. Pour une estimation plus précise des émissions de GES, les pays disposant de méthodologies avancées et de données fiables suivent le niveau 3, en utilisant des méthodes spécifiques à chaque pays* ^². De ce fait, de nombreuses universités et stations d'épuration des eaux usées des pays développés mènent actuellement des recherches, des campagnes de mesure et élaborent des lignes directrices nationales de mesure ainsi que des méthodes spécifiques à chaque pays.

L'un des principaux défis pour les exploitants est la mesure précise des émissions de N₂O et de CH₄. Même avec un analyseur en temps réel installé sur site, l'humidité et les gaz coexistants dans l'échantillon peuvent perturber la mesure du CH₄ et du N₂O , affectant ainsi la précision des résultats. Seule une sélection rigoureuse des instruments permettra de relever ce défi et d'assurer une surveillance en temps réel précise du CH₄ et du N₂O, contribuant ainsi à l'optimisation du traitement et au développement de stratégies efficaces de réduction des émissions de GES par les stations d'épuration.

^{*1 Les améliorations de 2019 des Lignes directrices du GIEC de 2006 pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre Chapitre 6 Traitement et rejet des eaux usées
*2 Émissions mondiales de gaz à effet de serre anthropique non CO₂: 1990-2030 (révisé déc. 2012) Bureau des programmes atmosphériques Division du changement climatique Agence américaine de protection de l’environnement
*3 Valeurs du potentiel de réchauffement climatique issues du sixième rapport d’évaluation du GIEC, 2020 (AR6)
(GIEC : Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat)}