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La France a montré une réelle intention de développer le secteur de la méthanisation, notamment au travers de la loi de transition énergétique pour la croissance verte. Cette loi donne pour objectif national une consommation énergétique totale réduite de 20% en 2030 puis de 50% en 2050 par rapport à 2012. La stratégie française pour le climat est représentée à travers la programmation pluriannuelle de l’énergie (PEE). Celui-ci établit les priorités d’action du gouvernement sur les 10 années à venir en matière d’énergie. L’actuel PPE couvre donc les périodes 2019-2023 et 2024-2028. Concernant la méthanisation, l’objectif fixé par le PEE est de 6 TWh de production en 2023 et 14 TWh en 2028 en France. Les coûts de productions sont également prévus à la baisse avec une réduction de 95€/MWh à 67 €/MWh en 2023 puis 60 €/MWh en 2028. Il faut donc produire plus et moins cher, la méthanisation étant un procédé complexe possédant de nombreux verrous technologiques. La problématique environnementale actuelle nécessite de multiplier le nombre d’unités en fonctionnement et d’optimiser celles déjà existantes. L’utilisation de l’outil numérique est donc incontournable pour développer les connaissances acquises sur le procédé de méthanisation ainsi que pour accompagner cette optimisation. L’objectif de ces travaux est donc de concevoir un matériel adapté au budget et aux contraintes expérimentales, d'optimiser à la fois la composition en substrats et les valeurs des paramètres opératoires de la méthanisation en voie sèche en une seule expérience et de valider l’incertitude des résultats expérimentaux avec la meilleure précision possible. La fusion des plans factoriels et des plans de mélanges en un seul plan d’expériences permet un gain de temps considérable et une comparaison des résultats sans biais L’outil de bootstrapping fournit une fiabilité supplémentaire aux résultats et permet de se passer d’une expérience de validation Cela demande toutefois des résultats expérimentaux représentatifs du phénomène et donc des résultats fiables., Les auteurs remercient le FEDER et le programme MOCOPEE pour le soutien financier de ces travaux de recherche et l'allocation de thèse.

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La digestion anaérobie est la dégradation biologique de substrats organiques, par un consortium microbien, produisant du biogaz essentiellement constitué de méthane. Le procédé de méthanisation existe en voie liquide (taux de matière sèche MS15%). Cette dernière représente un grand intérêt de par l’utilisation moindre de l’eau et le rendement plus élevé en production de méthane. En revanche, les contraintes opératoires sont plus grandes et de nombreux verrous technologiques existent encore [1]. Il n’existe pas de matériel d’analyse du potentiel de production de méthane (BMP) en voie sèche contrairement à la voie liquide. De plus, l’étape de méthanisation étant relativement longue (de 4 à 8 semaines) [1], cela rend les optimisations difficile car nécessitant un grand nombre d’expériences, selon les contraintes de budget, d’espace et de temps accordées à l’expérience. Enfin, la validation des résultats requiert une seconde expérience de validation, afin de connaître l’incertitude liée au matériel utilisé. L’objectif de ce travail est de permettre une optimisation complète d’un procédé de méthanisation en voie sèche, en minimisant la durée d’expérience, le nombre d’expériences et le budget nécessaire. Pour cela, trois approches ont été mises en oeuvre : la conception d’un matériel adapté à l’étude de la méthanisation en voie sèche (Figure 1), l’optimisation de la production de méthane en fonction des paramètres opératoires et de la composition en substrats (Figure 2, Tableau 1), puis la validation des incertitudes par une méthode d’inférence statistique, le bootstrapping (Figure 3). Cette méthode permet un calcul d’incertitudes liées au matériel sans avoir à faire d’expérience de validation, en répliquant les données de l’expérience d’optimisation par ré-échantillonnage. Ce travail a été mené sur des substrats territoriaux des Hauts-de-France : fumier bovin et tonte d’herbe, ainsi que sur deux paramètres opératoires clés : l’immersion et la recirculation de l’inoculum.

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National audience; On Wednesday, July 3, 2019, at around 4:45 p.m., a fire broke out on the clarification unit of the Seine Aval wastewater treatment plant of the SIAAP (Yvelines, France). The treatment performance was temporarily degraded for 3 days; involving a significant supply of organic matter and nutrients to the natural environment. These inputs led to a strong deoxygenation of the Seine River up to 30 km downstream of the wastewater treatment plant discharge point : an estimated fish mortality of 7.5 tonnes (fish, algae and waste) was observed in this Seine River area. The Seine River quality monitoring networks were immediately mobilized to monitor potential changes in the quality of the natural environment caused by the incident. The mobilization of teams from SIAAP, Sorbonne University (Piren-Seine), Normandy University and GIP-Seine Aval, made it possible to set up environmental monitoring, from Conflans-Sainte-Honorine to Tancarville (280 km of linear length of the Seine River). This article discusses the impact of the incident on the natural environment and its mitigation during the transit of water over the Seine Normandy watershed area located at Paris conurbation downstream.; Le mercredi 3 juillet 2019 vers 16h45, un incendie s’est déclaré sur l’unité de clarifloculation de la station d'épuration de Seine Aval du SIAAP (Yvelines). Les performances de traitement ont été temporairement dégradées pendant 3 jours ; impliquant un apport important de flux de matière organique et de nutriments dans le milieu naturel. Ces apports ont conduit à une désoxygénation forte de la Seine jusqu’à 30 km à l’aval de la station, avec une mortalité piscicole estimée à 7,5 tonnes (poissons, algues et déchets) sur ce bief de la Seine. Les réseaux de suivi de la qualité de la Seine ont été immédiatement mobilisés pour suivre l’impact de l’incident sur la qualité du milieu naturel. La mobilisation des équipes du SIAAP, de Sorbonne Université (PirenSeine), de Normandie Université et du GIP-Seine Aval, a permis de mettre en place un suivi environnemental, allant de Conflans-Sainte-Honorine à Tancarville, soit 280 km de linéaire de Seine suivis. Cet article discute de l’impact de l’incident sur le milieu naturel et de son atténuation lors du transit de l’eau sur le bassin versant Seine Normandie, à l’aval de l’agglomération parisienne.

National audience; Plusieurs études dans la littérature scientifique ont mis en évidence l’élimination des micropolluants, notamment les composés hydrophobes (log KOW > 4), via la sorption sur les matières en suspension et les boues au cours des traitements primaires et biologiques des eaux usées (Choubert et al. 2011 ; Mailler et al. 2014a). Ce phénomène conduit à la présence de divers polluants dans les boues résiduaires urbaines, comme les métaux, les alkylbenzènes sulfonates linéaires (LAS), les phtalates (PAE), les polychlorobiphenyls (PCB) ou les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). La plupart de ces composés est suspectée ou a été identifiée comme ayant un impact nocif sur l’environnement de par leur toxicité ou leur persistance alors que les boues issues des filières de traitement sont principalement réutilisées en agriculture en Europe (environ 60% des boues produites en matières sèches).Dans ce contexte, le Laboratoire Eau Environnement et Systèmes Urbains (LEESU) et le service public de l’assainissement francilien (SIAAP) ont lancé une étude sur les micropolluants dans les filières de traitement des boues parisiennes afin de 1) caractériser la contamination des différents types de boues résiduaires urbaines par un large panel de micropolluants prioritaires et émergents, et 2) déterminer l’efficacité des différents procédés de traitement des boues pour les éliminer. Cette étude a été réalisée en collaboration avec le Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement (LBE), l’Institut des Sciences Analytiques (ISA) et le Laboratoire Central de la Préfecture de Police (LCPP). Cette communication a pour but de présenter les résultats de l’étude sur la contamination des boues et sur l’évolution de cette contamination au cours du traitement des boues.L’étude a été réalisée grâce à l’échantillonnage en différents points des filières de traitement des boues de 3 stations d’épuration gérées par le SIAAP. Ainsi, 70 micropolluants ont été suivis au cours de 7 campagnes (entre 2013 et 2014) dans les boues brutes, centrifugées, digérées, séchées et dans les cakes de boues. Ces polluants incluent des alkylphénols (AP), LAS, PAE, HAP, PCB, acides perfluorés (PFA), résidus pharmaceutiques et hormones (RPH). Ces campagnes viennent compléter les résultats acquis précédemment sur les mêmes filières de traitement mais sur un panel de composés différent (Mailler et al. 2014b). Par ailleurs, ces composés ont également été recherchés dans les centrats et condensats provenant de la centrifugation et du séchage thermique.

International audience; The elimination of micropollutants, especially hydrophobic ones (log Kow > 4), through sorption to solids during primary and biological treatments of wastewater has been highlighted by several studies (Byrns 2001; Clara et al. 2007). This leads to the presence of various pollutants in raw sewage sludge, such as linear alkylbenzene sulfonates (LAS), phthalates (PAEs), polychlorobiphenyls (PCBs) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which are harmful for the environment and humans due to their persistance or toxicity. In addition, treated sludge are mainly reuse as agricultural amendment in Europe (about 60%), leading to the spreading of these pollutants onto agricultural soils. In this context, the Water Environment and Urban Systems Laboratory (LEESU) and the public sanitation service of Paris (SIAAP) launched a study on the sludge treatments in Paris to 1) assess the contamination of the different types of sewage sludge by a wide range of priority and emerging micropollutants, and 2) to determine the efficiency of various sludge treatments, as well as the elimination mechanisms. This study have been performed in close partnership with the Laboratory of Environmental Biotechnology (LBE) and the Institute of Analytical Sciences (ISA). This communication aims at presenting the results on quality of sewage sludge and the removal effciency of sludge treatments. In that purpose, the sludge treatments from three wastewater treatment plants (WWTPs), supervised by the SIAAP, have been sampled at different stages of treatment. Thus, 70 micropollutants were monitored during 7 campaigns (from 2013 to 2014) in raw, centrifuged, anaerobically digested, thermally dried sludge and sludge cakes. These pollutants include alkylphenols (APs), LAS, PAEs, PAHs, PCBs, perfluorinated acids (PFAs), pharmaceuticals and hormones (PPHs). In addition, the same compounds were also monitored in centrifuged and condensed waters from centrifugation and thermal drying processes.Very high concentrations of LAS (100-10,000 mg/kg DM - dry matter) were found in all types of sludge followed by di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP) (10,000-100,000 µg/kg DM) and fluoroquinolones (1,000-100,000 µg/kg DM). APs were measured at intermediary concentrations in Parisian sludge, lying in the 2,000-20,000 µg/kg DM range. Finally, other PAEs, PAHs, PCBs, PFAs and the remaining PPHs were all found at lower concentrations, i.e. below 1,000 µg/kg DM. Results highlighted the increase of concentration through sludge treatment for APs, DEHP, LAS, PAHs and PCBs. However, such increase does not mean there is no removal, it could result from a lower removal than dry matter removal (Mailler et al. 2014). PFAs and PPHs are rather more eliminated than dry matter as their concentration decrease. In addition, the data on centrifuged and condensed waters highlighted a removal through transfer to centrate and condensate for APs, LAS, PAEs, PAHs, PFAs and several PPHs. Some compounds (fluoroquinolones, LAS and PAHs) are transferred within the particulate phase (release of particles from sludge) while others are also present in the dissolved phase (APs, PAEs, PFAs and PPHs). This suggests that biodegradation is not the unique removal pathway during sludge treatments.