Nouvelle DERU et gestion des eaux résiduaires urbaines : comment assurer la conformité sans augmenter les coûts ?

La nouvelle DERU (DIRECTIVE EAUX RÉSIDUAIRES URBAINES) : De quoi s’agit-il ? L’Union européenne a mis à jour et renforcé la réglementation sur la gestion des eaux résiduaires urbaines avec une nouvelle directive, adoptée en Décembre 2024, qui vise à améliorer la qualité des rejets, réduire leur impact environnemental et accélérer la transition vers une gestion plus durable des eaux usées ?

Pour les collectivités et exploitants de stations d’épuration, cela représente un défi de taille : comment se conformer à ces normes sans alourdir les coûts ni complexifier l’exploitation ?

L’innovation technologique apporte des réponses concrètes. Il est aujourd’hui possible d’optimiser le traitement des eaux, d’améliorer l’efficacité énergétique et d’assurer une conformité continue, sans surcharge opérationnelle.

La nouvelle DERU : des objectifs ambitieux, des contraintes renforcées

La directive européenne sur les eaux résiduaires urbaines vise plusieurs objectifs complémentaires :

• Renforcement du traitement des eaux usées : l’enjeu majeur de la nouvelle DERU est de protéger la biodiversité et limiter l’eutrophisation des milieux aquatiques. Cela passe par une obligation de traitement de la pollution organique élargie aux agglomérations de 1000 EH (vs 2000 EH aujourd’hui). Mais aussi des exigences de performance plus élevées sur l’élimination du phosphore et de l’azote (obligation d’un traitement tertiaire pour les STEP > 150 000EH ou > 10 000EH dans une zone à risque d’eutrophisation). Et enfin une nouvelle obligation de traitement des micropolluants (traitement quaternaire) pour les STEP > 150 000 EH. 
• Obligation de surveillance : D’une part la DERU impose un suivi accru des performances des systèmes de traitement. Les données doivent être transmises aux autorités compétentes afin de garantir une transparence sur le respect des normes. D’autre part, elle demande un suivi prospectif de substances présentes dans les eaux usées (microplastiques, PFAS, métaux…). Enfin dans une volonté de transparence et de sensibilisation, le public aura un accès libre en ligne aux informations détaillées sur la gestion des eaux usées et les coûts associés.‍
• Gestion des rejets en temps de pluie : la directive vise à réduire les rejets directs en temps de pluie. Les grandes agglomérations devront limiter ces rejets à 2 % de la pollution produite en temps sec, en menant des actions pour éviter l’entrée des eaux pluviales dans les systèmes de collecte. ‍
• Neutralité énergétique : un audit énergétique sera obligatoire pour toutes les stations de plus de 100 000 EH d’ici 2028, et d’ici 2032 pour celles comprises entre 10 000 et 100 000 EH. Et l’utilisation d’énergie renouvelable sur site fortement encouragée. L’objectif est ambitieux : atteindre l’équilibre énergétique à l’échelle nationale d’ici 2045.

Performance, Transparence et nouvelles Exigences, voici en synthèse le défi posé par cette nouvelle DERU.  Les services d’assainissement doivent donc non seulement améliorer l’efficacité de leurs installations, mais aussi être en mesure de réagir rapidement aux variations des paramètres de traitement. Dans un contexte où les infrastructures vieillissent et où les équipes sont souvent sous pression, cela peut s’avérer particulièrement complexe. Abordons donc maintenant quelques clés pour mieux appréhender le sujet.

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Comment se conformer à la DERU ? Un défi organisationnel et financier pour les collectivités

L’application de la nouvelle DERU va inévitablement entraîner des investissements importants pour les collectivités : tant sur le plan énergétique que sur celui des infrastructures ou encore des outils de mesure et de monitoring. Se pose donc la question pour les exploitants : quel est le coût associé à la mise en application de la DERU ? 

Exemple : le renforcement des exigences de traitements de l’azote et du phosphore et des micropolluants nécessitera un fonctionnement plus intensif des stations d’épuration, ce qui augmentera directement leur consommation électrique et leur utilisation de réactifs de traitement. À cela s’ajoute l’obligation de mettre en place des outils de suivi avancés pour assurer une surveillance en temps réel des performances et garantir la conformité. Ces équipements, qu’il s’agisse de capteurs intelligents, de systèmes de gestion des données ou de solutions d’alerte, peuvent représenter un investissement conséquent, auquel s’ajoutent des coûts d’entretien et de mise à niveau.

Au-delà des aspects techniques et financiers, la DERU complexifie l’exploitation des infrastructures. Avec des seuils de pollution plus stricts, les exploitants doivent être en mesure de réagir immédiatement aux fluctuations de charge et aux conditions météorologiques, comme les fortes pluies qui peuvent engendrer des surcharges hydrauliques. Cette exigence implique non seulement une adaptation des process, mais aussi une mobilisation accrue des équipes, qui doivent gérer une quantité croissante de données et ajuster en permanence les paramètres de traitement.

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Quelles solutions pour appliquer la DERU, assurer la conformité et optimiser la gestion de l’eau ?

Le secteur de l’assainissement doit trouver des leviers d’optimisation efficaces pour répondre aux exigences de la DERU tout en maîtrisant les coûts et en facilitant le travail des opérateurs. 

La bonne nouvelle : le passage par des investissements lourds n’est pas une fatalité ! Il existe déjà des solutions capables d’améliorer la performance des équipements existants. Et qui permettent d’ores et déjà d’adopter les principales évolutions de la DERU sans compromettre l’équilibre budgétaire. 

Exemples : 

1- Face aux exigences de rejet plus strictes : Un pilotage prédictif et dynamique 

L’un des enjeux majeurs des stations d’épuration réside dans la stabilisation des rejets afin de respecter en permanence les seuils imposés, malgré des variations de charge ou de qualité des eaux usées.

Purecontrol a développé son expertise dans l’utilisation d’algorithme d’IA qui servent à analyser en permanence les données de fonctionnement d’une STEP (débit entrant, sonde oxygène…) afin de modéliser des sondes virtuelles : sondes ammonium, sonde phosphore. Cela permet de prédire l’évolution des charges à traiter et de mettre en place un pilotage en temps réel des équipements (aérateurs, pompe d’injection). Le traitement va donc en permanence s’adapter aux besoins réels du process. 

Résultats :  une régulation fine en temps-réel de l’aération – qui représente jusqu’à 60 % de la consommation énergétique des STEP, permettant de stabiliser la qualité de rejet et de réduire la consommation d’énergie.

Ou encore la modulation des dosages de réactifs de déphosphatation pour assurer un abattement efficace du phosphore et de l’azote sans surconsommation de produits chimiques.

La solution Purecontrol utilise l’IA pour définir les scénarii de fonctionnement optimum et automatise ces ajustements de façon dynamique par l’envoi de commandes de contrôle. 

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2 - Face à l’obligation d’autosurveillance : un suivi temps-réel et une anticipation des dérives 

Purecontrol met à disposition des exploitants une plateforme d’Hypervision qui permet de suivre en permanence les indicateurs de performances clés des stations de traitement et des réseaux de collecte (consommation énergétique des équipements sans besoind d’installation de sous-compteurs, rejet, débit..) et de visualiser les scénarios de pilotage optimisés prévus à +24H. 

Cette plateforme web, facile à prendre en main, est une véritable aide opérationnelle pour les opérateurs. Elle permet aussi la visualisation des données d’intérêt en temps-réel ou sur une période historique afin de faciliter le partage d’information à l’échelle d’un site ou d’un réseau entier. L’export de données et de reporting automatisés pour faciliter les déclarations auprès des autorités, est également disponible. 

L’outil va plus loin encore avec la gestion des alertes et des anomalies. Grâce à l’analyse en temps réel des données, la solution identifie les anomalies dès leur apparition et ajuste automatiquement le pilotage pour éviter tout dépassement des seuils réglementaires. En cas de dérive des indicateurs de performance, la plateforme envoie des notifications (SMS, mail) permettant aux opérateurs d’identifier rapidement l’origine du problème et de mettre en place les actions correctives nécessaires.

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3 - Face à la limitation des rejets par temps de pluie : une gestion dynamique et une surveillance avancée des réseaux d’assainissement

Un autre défi majeur dans l’assainissement est la présence d’eaux claires parasites (ECP), qui surcharge inutilement les réseaux de collecte. Pour aider les exploitants à mieux différencier les eaux usées domestiques des eaux pluviales infiltrées ou parasites. Purecontrol a développé un module d’analyse avancée des données de débits qui permet de décomposer  temps réel les volumes en entrée d’un poste de relevage ou d’une station d’épuration en fonction de l’origine des eaux : Eaux usées strictes, eaux parasites de captage, eaux parasites d’infiltration. Mais aussi de prévoir à horizon t+10h les débits entrants sur un ouvrage de collecte ou de traitement des eaux usées. 

Pour éviter les rejets directs d’eaux usées dans le milieu, Pure Control propose également une solution de régulation dynamique des postes de relevage. Les algorithmes d’IA de Purecontrol analysent en temps réel les données de fonctionnement des postes (niveau, consommation d’énergie) et prennent en compte les prévisions météorologiques. Ainsi, en cas d’évènement pluvieux, le pilotage Purecontrol active le pompage par anticipation, priorise le pompage sur les postes les plus à risques en tenant compte du comportement global du réseau. Résultats : une réduction des débordements de 20% à 70% suivant l’intensité météorologique.

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4 - Pour atteindre l’autonomie énergétique : réduire les consommations et maximiser l’autoconsommation

L’augmentation de la  facture énergétique liée au renforcement du traitement n’est pas une fatalité. L’une des approches les plus efficaces repose sur une gestion intelligente des équipements en fonction des variations de tarifs de l’électricité. Grâce à un pilotage avancé, capable de prendre en considération des contraintes multiples, Purecontrol permet d’adapter en temps réel le fonctionnement des équipements en priorisant les opérations les plus énergivores, comme l’aération et le pompage, durant les heures où le coût de l’électricité est le plus bas (heures creuses). Cette optimisation dynamique s’appuie sur des algorithmes capables d’anticiper les besoins du process et d’ajuster automatiquement les cycles de fonctionnement. Les stations peuvent ainsi réduire leur facture énergétique de 15% en moyenne tout en améliorant la qualité du traitement des eaux usées.

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Si l’autoconsommation solaire représente un complément intéressant pour réduire la dépendance au réseau, son efficacité repose sur une gestion optimisée de l’énergie produite. En intégrant la production photovoltaïque dans sa stratégie de pilotage, Purecontrol maximise l’usage de cette ressource en synchronisant les équipements avec les périodes de forte production. Cette approche permet d’aller encore plus loin dans la réduction des coûts énergétiques et de limiter l’empreinte carbone des stations d’épuration, assurant ainsi un équilibre entre efficacité opérationnelle et maîtrise des dépenses.

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De nombreuses collectivités ont déjà franchi le pas et intégré des solutions de pilotage avancées dans la gestion de leurs stations d’épuration. Rennes Métropole en est un exemple concret, avec un pilotage optimisé de ses stations d’épuration intégrant déjà plusieurs des exigences de la directive. Découvrez comment cette collectivité optimise la gestion de ses infrastructures grâce à l’intelligence artificielle.