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IMPACT DES FLOCULANTS DANS LES CARRIERES
Les floculants sont largement utilisés dans de nombreux domaines industriels (agro-alimentaire, extraction du pétrole et du gaz de schiste, industries minérales, industries chimiques, potabilisation de l’eau, traitement des eaux usées…) pour améliorer entre autre la séparation solide/liquide dans les eaux contenant des matières en suspension.
En France, les plus gros utilisateurs de floculants sont les industries du granulat : 60% de la production (soit 260 millions de tonnes par an) nécessitant une étape de lavage.
Les volumes d’eau consommée sont considérables (1 à 2 m3/t de granulat) et peuvent atteindre 1000 m3/h dans les carrières les plus importantes.
Depuis plusieurs années, la législation impose un recyclage total des eaux dans l’installation et interdit les rejets dans l’environnement (Arrêté ministériel du 22 septembre 1994 §18.2.1).
Et pour répondre à ces exigences, les carrières se dotent peu à peu de systèmes de recyclage des eaux qui sont basés généralement sur une étape de floculation, suivie d’une étape de clarification en lagunes de décantation (voir figure 1).
Ainsi, sous l’action des floculants, les particules en suspension s’agglomèrent : ce qui accélère la décantation. A l’issue de ce traitement, on obtient de l’eau claire - recyclée le plus souvent dans l’installation industrielle au sein même de la carrière - et des boues qui sont généralement stockées dans des lagunes où s’achève le processus de clarification de l’eau.
Enfin, en raison des pressions règlementaires citées précédemment, l’usage des floculants pour le traitement des eaux de procédé chargées en fines est amené à se généraliser dans l’industrie des granulats, mais aussi dans les autres activités industrielles qui génèrent ce type d’effluents.
DISSEMINATION DES FLOCULANTS
On estime que l’industrie des granulats génère chaque année entre 15 et 20 millions de tonnes de boue (exprimée en quantité de matière sèche). Les dosages en floculant étant généralement compris entre 50 et 100 g/t de boue (matière sèche) mais peuvent atteindre 300 g/t dans les cas les plus défavorables (ex : Gaboriau et Le Berre, 2000).
L’utilisation des floculants permet d’une part d’augmenter le taux de recyclage des eaux de procédés, et d’autre part de diminuer les volumes de boues et donc, les surfaces des bassins de lagunage.
Or, en général, ces lagunes ne sont pas étanches : ce qui peut entraîner des échanges avec le milieu environnant (percolation de l’eau vers les aquifères, fuite d’eaux clarifiées dans les cours d’eau…). Une dissémination des floculants dans les eaux souterraines et dans les eaux de surface est alors possible.
Cette dissémination étant facilitée par la situation des carrières de granulat qui - en raison de leurs besoins en eau - se situent le plus souvent à proximité de cours d’eau ou d’aquifères facilement accessibles.
Par ailleurs, les boues stockées dans les lagunes de décantation peuvent être épandues pour des usages agricoles ou utilisées comme remblais. Et là aussi, des phénomènes de dissémination des floculants peuvent naturellement avoir lieu.
LES DANGERS POTENTIELS DE CETTE DISSEMINATION
Compte-tenu de l’ensemble des éléments décrits précédemment, la question de l’innocuité des floculants émerge donc peu à peu comme une problématique environnementale qui nécessite d’être étudiée et prise en compte. Sachant que rien que pour l’industrie des granulats, cette problématique touche potentiellement près de 1700 sites répartis sur la totalité du territoire français et employant environ 14800 personnes (source : UNICEM France).
LES FOCUS LES FOCUS LES FOCUS LES FOCUS LES FOCUS LES FOCUS
Figure 1 : Schéma d’un procédé de floculation classique utilisé dans le traitement des eaux industrielles
DEVENIR DES FLOCULANTS INDUSTRIELS UTILISES
Lors de l’étape de floculation, on estime que 95% du polymère s’adsorbe sur la matière en suspension. 5% du polymère ainsi que la totalité du monomère résiduel restent dissout dans l’eau et sont susceptibles de se disséminer dans les eaux de surface et les eaux souterraines.
En ce qui concerne les boues obtenues à l’issue du processus de clarification, se pose également la question du devenir du polyacrylamide adsorbé sur la matière solide contenue dans les boues, et notamment son comportement à long terme (possibilité de dégradation, de relarguage, de migration à partir de l’eau interstitielle résiduelle de la boue…).
Par ailleurs, les eaux interstitielles peuvent également contenir de l’acrylamide résiduel susceptible de migrer dans le sol (sous la lagune de décantation), les eaux souterraines et superficielles.
Les risques pour l’environnement et la santé humaine ne sont pas liés au polyacrylamide lui-même, car sa non-toxicité semble faire l’unanimité dans le monde scientifique (revues : Caulfield et al 2002, King et Ness 1989). Mais la problématique de santé publique et environnementale est liée aux produits de dégradation du polyacrylamide et à la présence résiduelle dans le produit fini d’acrylamide, substance classée comme cancérigène de niveau 2, mutagène de niveau 2 et toxique pour la reproduction de niveau 3 (CNRS, 2008).
L’US-EPA a récemment publié en ce sens un rapport d’étude circonstancié sur les aspects toxicologiques de l’acrylamide (EPA-SAB-09-009, 2008), mettant également en évidence d’éventuelles conséquences neurotoxiques.
Bien qu’il n’existe aucune réglementation spécifique relative aux concentrations en polyacrylamide et acrylamide dans les rejets en milieu naturel, les autorités administratives commencent également à émettre des réserves quant à l’usage des floculants et à leur impact potentiel sur l’environnement.
Et en France, les industriels du domaine des granulats, gros utilisateurs de floculants, ont engagé une réflexion sur cette problématique.
Vu l’importance économique de ce secteur d’activité et le souhait de ses acteurs de s’inscrire dans une dynamique de développement durable, il devient particulièrement approprié et urgent de combler le manque actuel de connaissances scientifiques sur le sujet.
Focus au 15/10/2015
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Les floculants incriminés sont composés essentiellement de polyacrylamide, un polymère synthétisé à partir d’acrylamide et d’acide acrylique. Le produit commercial contient en quantité résiduelle de l’acrylamide et de l’acrylate de sodium (base conjuguée de l’acide acrylique). Pour l'instant, la directive européenne des préparations dangereuses 1999/45/EC, classe le polyacrylamide comme produit non toxique pour l’homme (en fonction de sa composition) lorsque la teneur en acrylamide résiduelle est inférieure à 1000 mg/L et comme produit cancérigène (catégorie 2) pour des teneurs en acrylamide supérieures. Selon l’European Chemicals Bureau (2002), les polyacrylamides utilisés en Europe contiennent moins de 1000 mg/L d’acrylamide résiduel.
Pour autant, la question des produits de dégradation, de leur devenir et leur toxicité reste entièrement valide.
