Les caractéristiques des eaux usées : tendances historiques

La quantité d’eaux usées domestiques rejetées dans les eaux de surface est une caractéristique de l’urbanisation. Dans les systèmes agricoles traditionnels, les excréments (humains, au même titre que ceux des animaux) et autres déchets domestiques sont utilisés pour les cultures. Toutefois, dès le Moyen-Age en Europe de l‘Ouest, un système primitif de collecte des eaux usées est instauré, utilisant le plus souvent des petits ruisseaux, y compris dans les agglomérations urbaines. C’est dans la première moitié du XIXème siècle que les réseaux d’assainissement modernes ont été installés dans les plus grandes villes. Même si une partie des eaux usées était recueillie et utilisée pour les besoins agricoles, la plus grande partie était rejetée à la rivière. Les traitements biologiques en stations d‘épuration ne commencèrent qu’au début du XXème siècle, et se généralisèrent progressivement dans les années 1950.

Des valeurs caractéristiques de la production journalière d’eaux usées par habitant (équivalent-
habitant ou charge spécifique journalière) ont été établies dans la plupart des pays industriels, le plus souvent par décret pour des raisons de taxation et de dimensionnement a priori des traitements. Aux Etats-Unis, on parle de gallons par jour et par habitants, alors que la norme européenne NF-EN 1985 suggère de fonder la définition de la charge spécifique indifféremment sur la charge en DBO5, en azote, en MES ou encore sur le débit. Les valeurs indicatives retenues dans cette norme sont légèrement différentes de celles utilisées en dimensionnement d’ouvrage. On peut retenir les valeurs moyennes suivantes :
- 200 L d’eau consommée par jour
- 70 g de matières en suspension par jour
- 60 g de DBO5 par jour
- 12 g d’azote (10 - 12.5)
- 3 g de phosphore par jour (des valeurs de 3.5 ou 4 ont aussi été proposées)

Alors que dans certains cas ces valeurs reflètent une réalité physiologique, dans d’autres, il peuvent varier en fonction d’un standard de vie ou d’habitudes alimentaires. Le phosphore et l’azote ont eu à ce titre des comportements très différents au cours du temps (cf. figure ci-contre).

L’azote des rejets domestiques provient essentiellement des excréments. Malgré un impact probable sur la charge spécifique azoté des changements alimentaires au cours du temps, il apparaît une remarquable constance de cette charge depuis la fin du XIXème siècle. La charge spécifique azotée représente donc vraisemblablement une « valeur physiologique ».
Le phosphore des effluents domestiques, en revanche, largement au-dessus d’une valeur physiologique, évaluée à 1.2 gP/j, est pour l’essentiel dépendant des polyphosphates utilisés dans la fabrication des poudres à lessiver. Introduits dans les années 1960, l’utilisation a été maximale dans les années 1970. En raison de l’eutrophisation croissante des eaux de surface, ces polyphosphates sont encore progressivement remplacés par d’autres agents chélatants. La figure montre que l’Allemagne (mais aussi la Suisse, non montrée) ont été les premiers à contribuer à la diminution de la charge en phosphore. La réduction en France et en Belgique, plus tardive, est toutefois effective depuis le milieu des années 1990. D’une manière générale, la charge spécifique en phosphore a été réduite au moins de la moitié au cours des dix dernières années.

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