Partie 1 - Comparaison des procédés de traitement · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - ITEC 2025

Mise en situation

Un système d'assainissement collecte les eaux usées chez les particuliers en limite de propriété. Il achemine les effluents (eaux usées) vers la Station de Traitement des Eaux Usées (STEU) qui les traite avant de les rejeter dans le milieu naturel.

Cycle de l'assainissement →

Le Grand LYON gère, sur les 59 communes de la métropole, l'ensemble du cycle de l'eau urbaine et plus particulièrement le traitement des eaux usées.

En 2011 la STEU AQUALYON « Feyssine » a été mise en service dans la périphérie de Lyon. Cette STEU a pour objectif de délester celle de Saint-Fons afin de garantir la conformité vis-à-vis de la directive européenne sur les « Eaux Résiduaires Urbaines » (ERU).

Les STEU, par leur process, créent un déchet ultime appelé « boue ». Cette dernière a un impact majeur sur l'environnement par son traitement. La STEU de la Feyssine, dans un souci d'éco-performance, réduit la quantité de boues à l'aide d'une unité de méthanisation. Cette unité permet de valoriser le déchet en énergie et donc de réduire l'impact environnemental de l'usine.

Dans cette partie commune, l'étude porte sur les performances de l'unité de méthanisation.

Travail demandé

Partie 1: comment la station de la Feyssine permet de répondre aux besoins de la métropole ?

Pour permettre le développement d'un territoire et être conforme, il faut que le système de traitement des eaux ne soit pas saturé.

La population du Grand Lyon est passée de 1 070 000 habitants en 2011 à 1 170 000 habitants en 2021.

La STEU de la Feyssine a une capacité de 300 000 Équivalent Habitant. Elle élimine 17 100 kg de DBO5.

La STEU de la Feyssine est implantée sur un terrain de 400 000 m².

DT1: évolution de la charge entrante de la STEU de Saint Fons en DBO5

La DBO5 est un indicateur de quantification de la pollution. Une STEU est dimensionnée pour une quantité maximale de pollution appelée charge nominale. Si cette charge est dépassée la station ne peut plus traiter les effluents.

DT2: diagramme d'exigences partiel de la STEU de la Feyssine

DT3: plan de situation de la STEU de la Feyssine

DT4: données de dimensionnement des STEU en fonction du type de traitement et de la capacité

La gestion des boues d'une STEU peut se faire de deux manières différentes:

traitement des boues d'une STEU de type 1: sans digestion des boues, les boues passent simplement en centrifugeuses pour évacuer un maximum d'eau;

traitement des boues d'une STEU de type 2: avec digestion des boues (cas de la STEU de la Feyssine). La digestion est un processus naturel de décomposition de la matière organique permettant de diminuer les nuisances olfactives tout en produisant une énergie valorisable: le biogaz. Ce dernier, une fois filtré, peut être revendu et réinjecté sur le réseau GRDF.

La siccité de la boue correspond au pourcentage de matière sèche (MS) dans la boue, par opposition au taux d'humidité qui représente le pourcentage d'eau dans la boue.

Question 1.3 (DT4, DR1) — Calculer les éléments manquants sur le document-réponse DR1.

Données de la STEU de la Feyssine

Capacité: 300 000 Équivalent Habitant (EqHab)

Capacité d'élimination de la pollution: 17 100 kgDBO5 éliminé

Calcul estimatif en fonction du type de traitement de la surface, de la consommation d'énergie et du coût de la STEU de la Feyssine Donnée · Unité · Types de traitement

Filtre plantée de Roseaux · Boue Activée aération prolongée · Biofiltre

Surface · m²

· 318 000 · 75 000

Énergie consommée · kW·h · 8 550

· 76 950

Coût investissement · M€ · 540 · 68,4

La STEU de la Feyssine est implantée sur un terrain de 400 000 m².

1.4

Question 1.4 (DR1) — Déterminer le type de traitement le plus adapté pour ce type de terrain en justifiant votre réponse.