Les boues produites par le système d’assainissement, quel que soit le type de traitement adopté pour les eaux usées, doivent trouver une voie de recyclage ou d’élimination qui soit écologiquement et économiquement durable.

A défaut de pouvoir recourir à une utilisation agronomique, deux possibilités d’élimination sont offertes au producteur de boues : la mise en décharge des boues en l’état, ou l’incinération suivie de la mise en décharge des cendres. Pour répondre aux exigences de ces deux solutions, les boues doivent avoir des caractéristiques spécifiques. Des variantes de l’incinération apparaissent : l’oxydation par voie humide notamment.

• La mise en décharge (ou centre de stockage)

Les décharges qui acceptent les “déchets ménagers ou assimilés” (dites décharges de classe II ou, plus exactement, centre de stockage) font aujourd’hui l’objet d’une gestion rigoureuse, précisée dans l’arrêté du 9 septembre 1997.

Cet arrêté donne une liste non exhaustive des déchets admissibles, dans laquelle les boues d’épuration figurent en catégorie D : “déchets fortement évolutifs conduisant à la formation de lixiviats et de biogaz”.

Une seule condition est imposée aux boues : contenir au moins 30 % de matière sèche.

• Bientôt la fin de la mise en décharge

Les boues ne constituent pas un déchet “ultime” puisqu’elles sont valorisables. La loi du 15 juillet 1975 modifiée, ainsi que les directives européennes sur les déchets, s’opposent donc, à bref délai, à leur dépôt en centre d’enfouissement. L’échéance prévue de juillet 2002 ne pourra être respectée dans l’ensemble des départements, ni dans les autres pays de la CEE.
Une directive européenne du 26 avril 1999 a donc planifié la réduction progressive de la mise en décharge des déchets municipaux biodégradables (dont les boues d'épuration) jusqu’en 2015.

Les décharges étant des établissements classés soumis à une autorisation préfectorale d’exploitation, l’arrêté préfectoral peut édicter des règles plus sévères entraînant le refus des boues d’épuration.

Les décharges conformes à l’arrêté du 9 septembre 1997 sont appelées « Centres de stockage ».

• L’incinération des boues d’épuration

Deux caractéristiques des boues influencent leur faculté d’incinération :

- la teneur en matière organique,
- la siccité ou teneur en matière sèche.

Ces caractéristiques déterminent la valeur du Pouvoir Calorifique Inférieur ou PCI. Selon la méthode choisie pour les incinérer, les boues peuvent nécessiter des traitements préalables afin d’accroître leur siccité : séchage mécanique plus ou moins prononcé par exemple.

L’incinération produit des fumées qu’il faut traiter avant rejet à l’atmosphère, ainsi que des cendres (matières minérales où se concentrent notamment les éléments-traces ET (?), qui doivent être évacuées vers des décharges de classe 1, et éventuellement y subir un traitement d’inertage (?).

• Incinération des boues seules

On utilise des incinérateurs adaptés, généralement des incinérateurs à lits fluidisés.

Les investissements et les coûts de fonctionnement font que cette solution ne s’adapte qu’à de gros gisements de boues, issus de grandes stations d’épuration.

Les incinérateurs actuellement en fonctionnement se trouvent sur le site des stations d’épuration, et sont alimentés directement.

Le PCI exprime la quantité potentielle d’énergie que peut produire la combustion d’une matière ou d’un matériau donné, compte-tenu de sa teneur en eau. Le PCS (pouvoir calorifique supérieur) n’intègre pas le facteur «teneur en eau».

Des projets sont à l’étude pour évaluer la faisabilité de regroupements de petits gisements sur un site centralisateur, justifiant alors l’investissement dans un incinérateur spécifique (il n’y a pas, à ce jour, de réalisations en France).

Ces incinérateurs admettent des boues pâteuses, dont la siccité est d’environ 20 % et qui ne sont pas auto-combustibles (PCI trop bas). Cette solution impose des traitements de déshydratation des boues lourds et coûteux pour les petites et moyennes stations.
De plus, un combustible d’appoint (fuel en général) est nécessaire dans les phases de démarrage de l’incinérateur.

• Co-incinération avec les ordures ménagères (OM)

La co-incinération d’ordures ménagères et de boues, produits aux caractéristiques très différentes (PCI, teneur en eau et en matière organique), nécessite d’adapter certaines caractéristiques des boues.

Selon le volume de boues à incinérer, on peut envisager deux solutions :

- le mélange préalable avec les ordures ménagères

Les boues sont déversées dans la fosse des ordures ménagères (OM), le grappin de reprise et d’injection des OM sert à assurer le mélange. Les boues doivent avoir une siccité supérieure à 10 %, de préférence de 15 à 25 %. Les petites stations d’épuration doivent, dans ce cas, s’équiper d’installations de déshydratation ou recourir au service d'une unité mobile de déshydratation.

L’intérêt des unités mobiles de déshydratation des boues est à signaler.
Elles évitent à des stations de taille modeste d’investir dans des unités à poste fixe. Ponctuellement, elles peuvent traiter des lots de boues liquides non conformes pour faciliter leur élimination.

Cette solution n’est viable que pour de faibles quantités de boues. Le mélange avec des quantités importantes de boues pose en effet de nombreux problèmes (diminution du PCI du mélange boues/OM, imbrûlés…).
En dépit de ses inconvénients, cette configuration peut être retenue pour constituer la “filière alternative” obligatoire en cas de recyclage agricole.

- l’injection de boues pâteuses directement dans le four d’incinération

Dans ce cas, des injecteurs spéciaux introduisent des boues pâteuses (siccité 20 à 40 %) au dessus du foyer d’incinération des OM en vue de profiter de l’air comburant en excès et de la température (plus de 850 °C) pour brûler totalement les boues. Celles-ci ne se rajoutent donc pas à la "charge" de l’incinérateur, et viennent en supplément. En conséquence, un incinérateur d’OM saturé peut encore accepter un flux raisonnable de boues : entre 10 et 20 % du tonnage d'OM incinéré (la quantité précise dépendra de la siccité et de la teneur en matière organique des boues).

Cette solution évite le séchage des boues par des techniques lourdes : une centrifugation suffit. Les seuls investissements importants sont la fosse de réception et les installations de reprise et d’injection sur l’usine d’incinération (UIOM). Les injecteurs peuvent être installés sur la plupart des incinérateurs existants.

Ce système à injection directe ne concerne souvent que de petites quantités de boues. Il peut être mis en œuvre pour incinérer les boues de plusieurs petites stations d’épuration en fonction de la proximité de l’UIOM, des tonnages horaires d’OM à incinérer et de la teneur en MVS (?) boues.


• Oxydation par voie humide

Ce procédé, apparu dès les années 60 aux USA, est développé en France par Degrémont et Granit Technologies, ainsi que par OTV (Athos).

A la façon de l’incinération, il s’agit également d’une oxydation de la matière organique, mais réalisée en milieu liquide, avec de l’air ou de l’oxygène pur, à haute température (220 à 320 °C) et sous pression (40 à 130 bar). On obtient un résidu minéral à éliminer en décharge (30 à 50 % de la matière sèche rentrante), un peu de gaz carbonique et un effluent qui est traitable en station d’épuration.