Le traitement des eaux usées est généralement présenté comme un service de lutte contre la pollution. Les eaux usées sont collectées, traitées puis rejetées dans les rivières, les lacs ou la mer afin de protéger la santé publique et l’environnement. Pourtant, dans un monde plus chaud et plus sec, cette vision devient trop limitée.

L’époque où l’on se contentait d’éliminer les eaux usées traitées est révolue. Les eaux usées traitées constituent une ressource en eau fiable pour l’agriculture, l’industrie, l’irrigation urbaine, la recharge des nappes souterraines, les débits environnementaux, les systèmes de refroidissement et, dans certains systèmes avancés, même l’approvisionnement en eau potable.

Plusieurs pays et régions ont déjà évolué dans cette direction. Leur expérience devrait inciter le Luxembourg et d’autres villes européennes à intégrer les eaux usées traitées dans une véritable stratégie de gestion de l’eau.

Singapour : transformer l’eau usée en NEWater

Singapour est l’un des exemples les plus connus de réutilisation avancée des eaux usées.

Le pays dispose de ressources naturelles en eau limitées. Au lieu de considérer les eaux usées uniquement comme un rejet à évacuer, Singapour a intégré leur réutilisation dans sa stratégie nationale de sécurité hydrique.

Grâce à son système NEWater, Singapour traite les eaux usées et les transforme en eau régénérée ultra-propre et de haute qualité. L’agence nationale de l’eau de Singapour, PUB, décrit NEWater comme une eau usée traitée et recyclée qui renforce l’approvisionnement en eau du pays pendant les périodes sèches. PUB indique également que Singapour compte actuellement quatre usines NEWater en fonctionnement.

Le procédé de traitement repose sur des technologies avancées, notamment la microfiltration ou l’ultrafiltration, l’osmose inverse et la désinfection aux ultraviolets. Le résumé de l’Agence américaine de protection de l’environnement sur le cadre de réutilisation de l’eau à Singapour décrit également comment les eaux usées municipales traitées peuvent être utilisées pour une réutilisation potable indirecte par augmentation des eaux de surface et injection dans les nappes souterraines.

Israël : réutiliser les eaux usées pour l’agriculture

Israël est un autre exemple majeur. Le pays réutilise l’une des parts les plus élevées d’eaux usées traitées au monde, principalement pour l’irrigation agricole.

Selon l’aperçu de Fluence sur le système israélien de recyclage de l’eau, près de 90 % des eaux usées en Israël sont traitées en vue d’une réutilisation, principalement pour l’agriculture. La littérature académique a également décrit Israël comme utilisant plus de 85 % des eaux usées traitées pour l’irrigation des cultures.

L’élément important n’est pas seulement le pourcentage. C’est la conception du système. Le traitement des eaux usées, la demande agricole, les infrastructures de transport, la réglementation, le suivi et la planification de la réutilisation sont connectés. Les eaux usées traitées deviennent une composante de l’allocation nationale de l’eau, au lieu d’être une réflexion tardive à la sortie d’une station d’épuration.

Orange County, Californie : recharger les nappes avec de l’eau purifiée

Orange County, en Californie, constitue l’un des exemples les plus avancés de réutilisation potable indirecte.

L’Orange County Water District explique que son système de recharge des nappes souterraines utilise des eaux usées hautement traitées qui auraient auparavant été rejetées dans l’océan Pacifique, puis les purifie par microfiltration, osmose inverse et lumière ultraviolette avec peroxyde d’hydrogène. L’eau purifiée est ensuite utilisée pour recharger la nappe souterraine et la protéger contre l’intrusion d’eau de mer.

Selon la description du système de recharge des nappes souterraines par l’Orange County Water District, ce même système peut produire jusqu’à 130 millions de gallons d’eau par jour et desservir environ un million de personnes.

Windhoek, Namibie : la réutilisation potable directe

Windhoek, la capitale de la Namibie, est l’un des exemples les plus anciens au monde de réutilisation potable directe.

Un rapport de Water & Wastewater Asia sur le système de réutilisation potable directe de Windhoek explique que la ville utilise, depuis 1968, des effluents secondaires traités provenant de ses stations d’épuration comme source d’eau, puis applique plusieurs barrières de traitement afin de réduire les risques microbiologiques et chimiques. Le système produit jusqu’à vingt et un millions de litres par jour.

Windhoek est important parce qu’il montre que la réutilisation potable directe n’est pas seulement une nouvelle tendance technologique. Dans les contextes de rareté de l’eau, elle est déjà utilisée depuis des décennies lorsqu’elle s’appuie sur des contrôles de traitement solides, un suivi rigoureux et des garanties de santé publique.

Murcie, Espagne : la réutilisation pour l’irrigation à l’échelle régionale

En Europe, la région de Murcie, en Espagne, est l’un des exemples les plus solides de réutilisation des eaux usées traitées.

Un article de SIANI sur la réutilisation des eaux usées et la rareté de l’eau décrit Murcie comme une région qui traite environ 98 % de ses eaux usées grâce à un réseau d’environ 100 stations d’épuration, puis les réutilise principalement pour l’irrigation agricole. La littérature européenne sur la réutilisation de l’eau a également identifié Murcie comme l’une des principales régions européennes en matière de réutilisation des eaux usées traitées, avec des taux de réutilisation largement supérieurs à ceux de la plupart des régions d’Europe.

Cet exemple est particulièrement pertinent, car l’Union européenne dispose désormais d’un cadre juridique pour la réutilisation agricole. Le règlement (UE) 2020/741 fixe des exigences minimales pour la réutilisation de l’eau, notamment en matière de qualité, de suivi et de gestion des risques pour la réutilisation des eaux usées urbaines traitées dans l’irrigation agricole.

Murcie montre que la réutilisation n’est pas réservée aux États insulaires ou aux pays désertiques. Elle peut aussi faire partie de la résilience hydrique régionale au sein de l’Union européenne.

Luxembourg : un traitement solide, mais une réutilisation limitée

Selon le jeu de données public luxembourgeois sur les eaux usées, environ 98 % de la population est raccordée à une station d’épuration biologique municipale, et environ 98 % de la charge polluante est raccordée à des stations d’épuration biologiques. Le même jeu de données public sur les stations d’épuration au Luxembourg fait état de 117 unités de traitement et d’une capacité totale installée de 1 092 735 équivalents-habitants.

Cependant, le système reste largement conçu selon le modèle conventionnel : collecter les eaux usées, les traiter, puis rejeter les effluents traités dans les rivières. Ofwaasser décrit l’infrastructure luxembourgeoise des eaux usées comme un système dans lequel les eaux usées sont traitées par des procédés mécaniques, biologiques et chimiques avant d’être rejetées dans un cours d’eau. Ofwaasser indique également que les eaux usées des ménages et des entreprises sont transportées par le réseau d’assainissement vers les stations d’épuration, puis que l’eau traitée est rejetée dans le cours d’eau.

La Ville de Luxembourg décrit le même modèle de base. Sa page sur la gestion des eaux usées et la protection des cours d’eau indique que les eaux usées sont collectées par le réseau de canalisations, acheminées vers une station d’épuration puis rejetées dans les cours d’eau après traitement. Le réseau de la ville couvre environ 600 km et repose majoritairement sur un système séparatif, avec une évacuation distincte des eaux usées et des eaux pluviales sur 71 % du réseau.

À l’heure actuelle, le système luxembourgeois tel qu’il est décrit publiquement reste principalement axé sur le traitement avant rejet dans les rivières, plutôt que sur une réutilisation planifiée à grande échelle pour l’irrigation, l’industrie, le nettoyage municipal ou la recharge des nappes souterraines. La recherche commence à explorer cette question, mais la réutilisation des eaux usées traitées ne semble pas encore constituer une pratique nationale courante de gestion de l’eau.

Traiter n’est pas réutiliser

Cette distinction est importante.

Le système luxembourgeois de traitement des eaux usées repose principalement sur des traitements mécaniques, biologiques et chimiques, avec l’ajout de traitements plus avancés dans certaines installations. Le Luxembourg s’oriente également vers des technologies supplémentaires pour l’élimination des micropolluants. Luxembourg Times a rapporté que plusieurs stations d’épuration au Luxembourg devraient être équipées, dans les prochaines années, de technologies destinées à éliminer les micropolluants.

Ces améliorations montrent que le Luxembourg n’est pas technologiquement immobile. Ses infrastructures de traitement progressent. Néanmoins, un traitement avancé visant un rejet plus propre n’est pas la même chose qu’un système planifié de réutilisation.

Un pays peut avoir une couverture élevée en matière de traitement des eaux usées tout en ayant une faible réutilisation. Le traitement protège les rivières contre la pollution. La réutilisation transforme l’eau traitée en ressource gérée.

Le système actuel du Luxembourg semble beaucoup plus proche du premier modèle que du second. Les eaux usées sont collectées et traitées afin de protéger les milieux récepteurs, mais les effluents traités sont généralement rejetés dans les eaux de surface plutôt que réutilisés systématiquement pour l’irrigation, le nettoyage municipal, les procédés industriels, la recharge des nappes ou d’autres applications planifiées.

Cela pouvait être acceptable lorsque la disponibilité de l’eau semblait stable. Mais avec les vagues de chaleur et les sécheresses qui accroîtront la demande en eau au Luxembourg, les eaux usées traitées devraient être reconsidérées comme une composante du bilan hydrique national.

Où les eaux usées réutilisées pourraient trouver leur place au Luxembourg

Il est temps pour le Luxembourg de se poser des questions pratiques.

Les eaux usées traitées pourraient-elles être réutilisées pour l’irrigation agricole dans certaines zones ? Pourraient-elles soutenir l’arrosage municipal des parcs, des arbres et des terrains de sport pendant les périodes de sécheresse ? Les zones industrielles pourraient-elles utiliser de l’eau régénérée pour le nettoyage, le refroidissement ou certains procédés ? Les chantiers de construction pourraient-ils utiliser de l’eau non potable traitée au lieu d’eau potable ? Les paysages publics ou la végétation en bord de route pourraient-ils être alimentés par de l’eau régénérée lorsque les conditions sanitaires et environnementales le permettent ?

La réponse dépend des normes de qualité, des infrastructures, de la distance entre les stations d’épuration et les utilisateurs potentiels, du coût, de l’acceptation du public, des capacités de suivi et de la gestion des risques.

C’est précisément là que les outils numériques deviennent importants.

La couche numérique : des stations d’épuration aux systèmes de réutilisation de l’eau

La réutilisation des eaux usées n’est pas seulement une décision liée à une station d’épuration. C’est un système opérationnel.

Les autorités doivent savoir quelle quantité d’eau traitée est disponible, à quelle qualité, à quelle saison, depuis quelle station, à proximité de quels utilisateurs potentiels et dans quelles conditions réglementaires. Elles doivent également suivre la demande, la capacité de stockage, les itinéraires de distribution, la qualité de l’eau, les mesures de contrôle des risques et les volumes réellement réutilisés.

Les systèmes numériques peuvent soutenir cette transition en cartographiant les stations d’épuration, les points de rejet, les utilisateurs potentiels d’eau réutilisée, les classes de qualité de l’eau, les lacunes d’infrastructure, la demande agricole, la demande industrielle, les périodes de sécheresse et les exigences de conformité.

Au lieu de considérer une station d’épuration uniquement comme un point final, un système numérique peut la présenter comme un nœud potentiel de ressource en eau.

Du traitement des eaux usées à la récupération des ressources en eau

Les exemples de Singapour, d’Israël, d’Orange County, de Windhoek et de Murcie montrent que les eaux usées traitées peuvent devenir une ressource hydrique stratégique lorsque les infrastructures, la réglementation, la technologie, le suivi et la confiance du public sont alignés.

À mesure que les vagues de chaleur et les pressions liées à la sécheresse augmentent, cette question mérite un véritable débat politique et opérationnel au Luxembourg. Le traitement des eaux usées ne devrait plus être vu uniquement comme une obligation de lutte contre la pollution. Il devrait aussi être considéré comme une composante de l’adaptation climatique, de la sécurité hydrique et de la gestion circulaire des ressources.

Fussbann Group développe des solutions numériques qui aident les autorités publiques, les municipalités et les acteurs privés à opérationnaliser la gestion environnementale. Dans le domaine des eaux usées, cela signifie soutenir des systèmes capables de cartographier les infrastructures de traitement, de suivre la qualité de l’eau, d’identifier les possibilités de réutilisation, de connecter l’offre d’eau traitée à la demande et d’aider les institutions à passer d’une gestion des eaux usées fondée sur le rejet à une récupération circulaire des ressources en eau.

L’avenir du traitement des eaux usées ne se limite pas à des rejets plus propres. Il repose sur une réutilisation plus intelligente.

Lisez notre article sur « Gestion de l’eau : l’urgence d’adapter le Luxembourg ».