Partie 2 - Questions 2.2 à 2.4 · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - SIN 2025

Partie 2: comment la digestion des boues permet d'améliorer les performances d'une STEU dans une démarche de développement durable ?

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.

À l'issue de la digestion, les boues sont séchées pour atteindre une siccité de 89% en moyenne (contre 21,6% à l'issue d'un traitement sans digestion). Elles possèdent alors un pouvoir calorifique important et peuvent être utilisées comme combustible pour remplacer une partie de la consommation d'énergie fossile.

Le document-technique DT5 présente les diagrammes de blocs internes (ibd) des synoptiques simplifiés des deux types de STEU, faisant apparaître les flux de matières et d'énergies.

Document-réponse DR2: comparaison des STEU avec et sans digestion des boues

Question 2.2

L'énergie consommée par une STEU de type 1 en une année est de $6\,160\,000\text{ kW}\cdot\text{h}$, sachant qu'un $\text{kW}\cdot\text{h}$ d'énergie électrique consommée émet $0{,}1\text{ kg}_{\text{eq.CO2}}$.

Calculer les émissions de $\text{CO}_2$ dues à la consommation d'énergie électrique en $\text{kg}_{\text{eq.CO2}}\cdot\text{an}^{-1}$ et compléter la deuxième case de la ligne (1) « Énergie électrique consommée » dans le tableau du document-réponse DR2.

$\text{kg}_{\text{eq.CO2}}\cdot\text{an}^{-1}$

Question 2.3

La quantité de biogaz réinjectée sur le réseau GRDF pour l'année 2022 s'élève à $5\,296\,000\text{ kW}\cdot\text{h}\cdot\text{an}^{-1}$. La production d'un $\text{kW}\cdot\text{h}$ de biogaz équivaut à une absorption de $0{,}2\text{ kg}_{\text{eq.CO2}}$.

Calculer l'impact négatif de $\text{CO}_2$ dues à cette production de biogaz en $\text{kg}_{\text{eq.CO2}}\cdot\text{an}^{-1}$ pour une STEU de type 2 et compléter la ligne (4) « Production de Gaz naturel » dans le tableau du document-réponse DR2.

$\text{kg}_{\text{eq.CO2}}\cdot\text{an}^{-1}$

Question 2.4

Sur le document-réponse DR2, calculer les impacts totaux en $\text{kg}_{\text{eq.CO2}}\cdot\text{an}^{-1}$ pour les deux types de STEU:

$\text{kg}_{\text{eq.CO2}}\cdot\text{an}^{-1}$

$\text{kg}_{\text{eq.CO2}}\cdot\text{an}^{-1}$

Conclure sur l'intérêt de la digestion des boues au sein d'une STEU comme celle de la Feyssine d'un point de vue développement durable (aborder les aspects économique, environnemental et sociétal):