Etude économique

Dans cette partie, nous avons voulu estimer les coûts d'investissement et de fonctionnement de la station d'épuration réhabilitée que nous proposons de mettre en place. Tout d'abord, nous avons trouvé des informations concernant le coût du projet actuel de réhabilitation entrepris en 2013. En effet, le projet de modification de l'aération de la STEP et de mise en place de dispositifs de surveillance à bénéficié en 2014 d'une aide financière européenne à hauteur de 289 168 € sur un montant total de 604 361€. La même année, le projet de mise en conformité des performances épuratoires de la station du Gol à obtenu une aide financière de 6 072 346 € sur 12 691 203 €. 

Il a été difficile de trouver des données concernant les coûts actuels engendrés par la mise en place ou le réaménagement d'une station d'épuration. Nous proposons donc ici une estimation des coûts d'investissement et de fonctionnement de la station. Nous ne prendrons pas en compte les coûts dus au remplacement des lagunes aérées (remise en état du site pour accueillir les bassins du procédé à boues activées). De plus, nous ne considèrerons pas les prêts ou les aides financières qui pourraient entrer en compte dans ce type de projet.

1. Comparaison économique des différents procédés 


Coûts d'investissement et de fonctionnement sur 30 ans par filière de traitement
(Source : Performance des filières de traitement adaptées aux petites collectivités en Seine-et-Marne​, 2011)

Sur ce graphique, on peut voir que les procédés à boues activées ont un coût globalement très supérieur au coût engendré par un procédé de lagunage aéré. Ce coût se justifie dans notre projet par le fait qu'il permet de mettre en place un procédé dont les performances épuratoires sont meilleures. De plus, nous réalisons la dénitrification et la dephosphatation dans ce même procédé, tandis que le projet de réhabilitation de la STEP de 2015 prévoyait d'ajouter des réacteurs supplémentaires pour réaliser le traitement tertiaire. Il faudrait donc faire une étude comparative plus poussée des différentes options proposées en prenant en compte l'ensemble des paramètres et des données dont nous n'avons pas pu disposer.

2. Coûts d'investissement 

Les coûts d'investissement concernent l'ensemble des ouvrages qu'il faut mettre en place dans la station, à savoir les six dégrilleurs manuels et le dégrilleur moyen (~20 000€), le dessableur/dégraisseur, les bassins du procédés à boues activées (bassin aération, anoxie, zone de dégazage, clarificateur), les zones de stockage des sous produits d'épuration et des réactifs, les équipements électrique, et les canalisations.

En 2007, une étude des procédés d'épuration des petites collectivités du bassin Rhin-Meuse à élaborer une formule permettant de lier le coût d'investissement des stations avec le nombre d'équivalent habitant. pour un procédé à boues activées.

$$Cout_{investissement} (€/an)=​331,63 EH + 183 022$$

En appliquant cette formule, on obtient un coût d'investissement de 26M€​. Cette valeur semble relativement élevée ce qui peut être dû à la formule qui ne s'appliquerait plus au delà d'un certain nombre d'équivalent habitant. 

3. Coûts de fonctionnemen

Les coûts de fonctionnement comprennent tout d'abord les coûts de collecte et de gestion des sous produits (refus de dégrillage, sables, graisses, boues d'épuration). Dans notre cas, le traitement des boues est fait sur le site. Il faut donc déterminer les coûts liés à l'extraction des refus de dégrillage et des sables. Ensuite, ils comprennent les coûts des réactifs achetés pour le traitement, des utilités (électricité, gaz, ..), du personnel. Le coût de la main d'oeuvre comprend le salaire chargé des opérateurs, des mécaniciens, des cadres et toutes les prestations et inspections générales obligatoires qu'il faut réaliser chaque année.  Pour finir, il faut prendre en compte les coûts de la maintenance et de renouvellement des équipements. 

  • Gestion et traitement des sous produits

​​Sans compter la gestion des boues d'épuration, un ordre de grandeur du coût de la gestion (évacuation, transport, traitement) des sous produits d'épuration est de 60 000 €/an pour 80 000 EH.

  • Réactifs 

Le seul réactif utilisé dans notre procédé est le chlorure ferrique injecté dans le bassin d'aération pour traiter le phosphore par précipitation simultanée. 

Coût du chlorure ferrique
Coût du chlorure ferrique 122 €/t
Quantité de chlorure ferrique introduite 149 t/j
Coûts annuels 6 653 €/an
  • Utilités 

Les besoins énergétiques représentent une grosse partie des coûts de fonctionnement. De plus, comme nous l'avons vu, le poste d'aération représente en général environ entre 50 et 80 % du coût énergétique total d'une station. En regardant les besoins énergétiques calculés pour chacun des ouvrages que nous avons dimensionnés (cf. Dimensionnement des unités de traitement), l'aération en représente environ 85%. Cependant, nous n'avons pas dimensionné l'ensemble des équipements nécessaires: il manque par exemple l'aération et le brassage du bassin d'orage, ou encore les pompes des postes de relèvement et d'injection du chlorure ferrique,... Finalement, nous considérerons que l'aération représente 70% des besoins énergétiques. On en déduit la demande totale en électricité de la station.

Dépenses énergétiques
Besoins énergétiques pour l'aération du bassin aéré 1 770 MWh
Besoins énergétiques de la station 2 212 MWh
Prix d'achat de l'électricité 0,144 €/kWh
Coûts énergétiques annuels 318 528 €/an

Comme dans le cas de la filière de méthanisation, il est plus judicieux d'acheter l'électricité plutôt que d'utiliser celle produite par cogénération (prix d'achat inférieur au prix de vente). De plus, la demande de la station est supérieure à la production par cogénération.

  • Coûts d'exploitation  totaux

​Pour donner une estimation du coût d'investissement total de la station, nous considérerons que les coûts énergétiques représentent 1/3 des coûts de fonctionnement totaux. Nous aurons donc un coût de fonctionnement total de la station de 960 000 €/an. 

La même étude de 2007 que citée précédemment a permis d'établir une relation liant le nombre d'E.H. au coût de fonctionnement :

$$Cout_{exploitation} (€/an)= 19,569 EH + 4810,6 $$

En appliquant cette formule à notre cas, nous obtenons un coût de fonctionnement de 1 570 000 €/an. On obtient donc un ordre de grandeur qui semble correspondre. 


Bibliographie

A. Olivier, Méthodologie d'évaluation des coûts d'investissement et d'exploitation des petites  stations d'épuration urbaines, Ingénieries – p. 5 à 12 – N° spécial, Assainissement – Traitement des eaux

Syndicat National des Industries du Traitement des Eaux Résiduaires​, Bilan d’exploitation des stations d’épuration des eaux usées​, Fiche N°7 mise à jour en 2009

Conseil général de Seine-et-Marne, Performance des filières de traitement adaptées aux petites collectivités en Seine-et-Marne​, 2011

ERM - Procédés d'épuration des petites collectivités du bassin Rhin-Meuse, 2007

G.Deronzier, J.M.Choubert, Traitement du phosphore dans les petites stations d’épuration à boues activées​Document technique fndae n°29 (partie a et b); Ministère de l'agriculture, de l'alimentation, de la pêche et des affaires rurales, CEMAGREF editions, 2004.