Années : 2014 - 2022
Nom du projet : MOdélisation Contrôle et Optimisation des Procédés d’Epuration des Eaux
Acronyme du projet : MOCOPEE
Partenaires
- Leesu - UPEC : Gilles Varrault
- SIAAP : Vincent Rocher
Résumé
Depuis 30 ans, suite à différentes directives, un accroissement significatif des exigences sur la qualité des eaux usées traitées rendues au milieu récepteur a pu être observé. En outre, dans un contexte de développement durable, la nécessité de diminuer la consommation énergétique et celle de réactifs en STEU est apparue : il s’agit donc de faire mieux avec moins.
Dans ce contexte très particulier, il est nécessaire d’innover dans les pratiques de monitoring et d’exploitation des stations de traitement des eaux usées. Le programme MOCOPEE a été mis en place pour répondre à ces problématiques, il est constitué de 4 axes de recherche (cf Figure ci-dessous). Le premier axe co-piloté par le SIAAP et le Leesu porte sur la métrologie et le traitement du signal. C’est au sein de cet axe que les travaux menés par le Leesu s’inscrivent.
Lors de la première phase (2014-2017), dans le cadre du travail de thèse d’Angélique Goffin, il a été démontré que la DBO5 et la DCO dans les eaux usées pouvaient être estimées avec une bonne précision en spectrofluorescence 3D. Des fluorophores spécifiques, déterminés dans la cadre de ce travail, sont très fortement corrélés avec la DBO5 et la DCO.
Une sonde de fluorescence permettant la mesure haute fréquence et in situ de ces fluorophores est en cours de développement. A terme, à partir de 2020, cette sonde permettra d’obtenir à haute fréquence les valeurs de paramètre utiles à un meilleur contrôle des ouvrages d’épuration ainsi qu’à l’optimisation de leur utilisation.
Cette sonde sera également utilisée dans les milieux récepteurs aquatiques et permettra de caractériser à haute fréquence la variabilité temporelle des quantités et qualités de matière organique. Ces informations nous permettront de progresser sur l’étude de la biogéochimie de la matière organique dans les milieux récepteurs sous forte pression urbaine et notamment de mieux caractériser l’impact des activités humaines.
Dans la seconde phase (2018-2022), dans le cadre d’une thèse, un couplage des spectroscopies proche IR et de fluorescence 3D sera utilisé pour caractériser le potentiel énergétique des boues d’épuration. Il s’agit de remplacer des méthodes de caractérisation très longues (plusieurs dizaines de jours pour la détermination du BMP) par une mesure rapide (quelques minutes). Ces mesures rapides permettront d’optimiser le fonctionnement des ouvrages de méthanisation des boues d’épuration et par conséquent d’en augmenter les rendements.
Organisation
Axes de recherche du programme MOCOPEE
Calendrier
| Tâche | Période concernée | Livrable | Date rendu livrable |
|---|---|---|---|
| Caractérisation des eaux usées par spectrofluorescence 3D : potentiel d’estimation de la DBO5 et de la DCO | 2014-2017 | Manuscrit thèse Angélique Goffin | Novembre 2017 |
| Mise au point sonde fluorescence pour une mesure haute fréquence de la DBO5 et de la DCO | 2018-2019 | Sonde fluorescence | Décembre 2019 |
| Couplage des spectroscopies proche IR et fluo 3D pour la caractérisation des boues d’épuration | 2018-2021 | Manuscrit thèse Maxime Dechesne | Décembre 2021 |
Financement
- SIAAP : 400 k€