Les options étudiées depuis plusieurs mois

La technologie de traitement des eaux mise en place jusqu’ici est la meilleure à l’heure actuelle dans le monde de l’alumine. Mais Alteo s’est engagé à poursuivre ses efforts pour améliorer encore la qualité de ces eaux. Une équipe permanente d’ingénieurs Alteo est mobilisée ainsi que des partenaires experts en traitements épuratoires.

Premier volet : améliorer les résultats actuels par l’optimisation des procédés et des nouvelles installations de traitement d’eau mis en place récemment dans l’usine de Gardanne.

Second volet : expérimenter deux options de traitement « primaire » complémentaire :

• La première solution consiste à procéder à une neutralisation préalable avec un acide ou du CO₂. Elle présente l’avantage de baisser le pH   et la quantité des métaux résiduels. En revanche, cette neutralisation forme un gel qui nécessite une phase de séparation solide-liquide complexe. Plusieurs inconnues subsistent : cette étape de séparation est-elle possible ? Si c’est le cas, quelles sont les caractéristiques de la partie solide résiduelle ? Existe-il des filières d’utilisation ou de traitement ?
  
• La seconde option consiste en un traitement sans neutralisation préalable. On n’utilise aucune consommation d’acide ou d’autres produits potentiellement dangereux. En revanche, ce traitement n’aurait que peu d’impact sur le pH  .
  

Troisième volet : expérimenter des traitements « de finition » complémentaires

Ces traitements pourront être approfondis lorsque la qualité de l’effluent traité en phase primaire sera entièrement définie. Citons parmi ces technologies le traitement sur résines échangeuses d’ions ; les traitements des eaux : sur matériaux adsorbants, par le procédé Biosorb, par phyto-remédiation, par matériau adsorbant Solvay, au chlorure ferrique, sur pierre ponce, par nano-filtration, par ozonation hybride…

Des pilotes industriels pour valider les pistes envisagées

Alteo a rencontré une quinzaine de sociétés innovantes et continue à recevoir toutes les entreprises ou start-up proposant des solutions de traitement. 

Citons par exemple des partenaires tels que Extracthive, Air Liquide, Ajelis ou encore Pearl avec qui Alteo travaille actuellement. Plusieurs autres sociétés testent actuellement leur solution avec des échantillons de l’effluent de Gardanne.

La solution de traitement n’existe pas encore. Alteo doit l’inventer, dans une démarche collaborative avec ses partenaires.

« 6 mois après la nouvelle autorisation d’exploiter, nous sommes déjà en mesure de tester une solution complémentaire de traitement. Cela traduit notre capacité à avancer rapidement et confirme notre engagement à améliorer durablement la qualité des eaux », précise Eric Duchenne, directeur des opérations Alteo.

Le programme de recherche prévoit l’installation de 3 ou 4 pilotes industriels pour tester de manière approfondie les technologies qui donnent des résultats prometteurs en laboratoire afin de sélectionner courant 2017 la technologie qui sera mise en œuvre.

Les deux premiers pilotes industriels de traitement « primaire » ont été testés pendant l’été 2016 :

• l’un avec Air Liquide pour tester la neutralisation au CO₂
• l’autre avec Extracthive pour traiter les eaux avec une combinaison de chaux et de chlorure de magnésium

1 ou 2 pilotes complémentaires seront installés à l’automne en fonction des essais laboratoire actuellement en cours.

La technologie de traitement de l’effluent au dioxyde de carbone avec Air Liquide et IRH

Alteo a réalisé en juillet 2016, un premier pilote industriel en conditions réelles qui consistait à injecter avec une technologie innovante du dioxyde de carbone dans l’effluent.

Ce traitement permet de neutraliser la soude et de précipiter les métaux dissous pour être capable de les séparer.

Les essais de traitement réalisés sur l’installation pilote au CO₂ avaient permis de confirmer que :

• L’unité de filtration sous pression démarrée fin 2015 ne peut pas être utilisée, en plus de son rôle actuel, pour séparer le précipité formé lors de la neutralisation. Une autre technologie de séparation solide-liquide devra être recherchée ;
• La neutralisation au CO₂ a un effet très positif sur l’abattement de l’aluminium, et permettrait d’atteindre les objectifs fixés pour 2021 ;
• Ce procédé n’a pas d’effet significatif sur la DCO et la DBO5 ;
• Il a un effet sur l’abattement de l’arsenic, mais il n’a pas pu être confirmé que cet abattement est suffisant pour garantir en permanence les seuils fixés pour 2021.
  

Un nouveau pilote au CO₂ a été mis en place en novembre 2016 en partenariat avec Air Liquide et le cabinet IRH pour confirmer les points en suspens.

C’est une station de traitement des eaux miniature (débit traité = 500 l/h) qui doit permettre notamment de :

• Tester différentes technologies de séparation solide – liquide ;
  
• Tester des traitements de finition pour atteindre les seuils sur l’ensemble des paramètres qui dérogent aujourd’hui aux seuils généraux de l’arrêté ministériel du 2 février 1998 ;
  
• Dimensionner l’ensemble des équipements qu’il conviendrait de mettre en place pour une installation industrielle ;
  
• Produire suffisamment de résidus solides afin de les caractériser et d’explorer les pistes de réutilisation (notamment le recyclage dans le procédé). En effet, l’un des enjeux majeur du traitement de l’eau est de trouver des utilisations aux résidus solides produits lors du traitement.
  

Le procédé consiste à injecter du CO₂ sur une boucle de recirculation reliée à un bac de neutralisation. Puis différents floculents et coagulants sont testés afin de séparer la matière solide du liquide dans un décanteur (photo ci-contre).

Le traitement de l’eau au chlorure de magnésium avec Extracthive

Alteo a expérimenté un deuxième pilote industriel en septembre 2016 au sein de l’usine de Gardanne afin de tester en conditions réelles une solution complémentaire pour traiter les eaux résiduelles avant rejet.

« En collaboration avec les équipes d’ALTEO, notre choix s’est porté vers un procédé mettant en œuvre des additifs chimiques non-toxiques et facilement accessibles. Avec l’ajout de chlorure de magnésium (extrait de l’eau de mer), il s’agit de faire précipiter les métaux avant de les filtrer et de ramener le pH de l’effluent final à celui de l’environnement dans lequel il est rejeté. » précise Frédéric GOETTMANN, Président d’EXTRACTHIVE.

Une fois le liquide épuré, l’enjeu est de trouver des filières de traitement ou de réutilisation des matières solides résiduelles générées.

Les essais de traitement réalisés sur l’installation pilote au chlorure de magnésium ont produit les résultats suivants :

Le pilote a permis d’abattre les concentrations en aluminium, en arsenic et le pH   en dessous des seuils généraux de l’arrêté ministériel du 2 février 1998. Toutefois, concernant l’arsenic, les concentrations étaient déjà très basses dans les eaux à traiter, il conviendra de s’assurer que les seuils sont également atteints avec des niveaux de départ plus élevés.

Au vu de ces premiers résultats, la faisabilité industrielle de cette technologie semble dépendre essentiellement du devenir du coproduit formé (l’hydrotalcite). L’objectif est de valoriser ce coproduit dans d’autres filières industrielles.

Les prochaines étapes sur la technologie de traitement au chlorure de magnésium seront :

• D’identifier des filières de réutilisation du précipité formé
• De construire un nouveau pilote capable de traiter quelques mètres cube par heure afin de :
  

- Tester d’autres technologies de séparation solide – liquide,

- Tester des traitements de finition pour atteindre les seuils sur l’ensemble des paramètres qui dérogent aujourd’hui aux seuils généraux de l’arrêté ministériel du 2 février 1998 ;

- Dimensionner l’ensemble des équipements qu’il conviendrait de mettre en place pour une installation industrielle, et notamment le système de contrôle d’injection du chlorure de magnésium.

Alteo partage ses recherches sur la qualité des eaux avec la communauté

Alteo poursuit sa démarche ouverte et constructive de partage d’informations avec les communautés qui l’entourent. A l’occasion de l’installation, en conditions réelles, de dispositifs innovants de traitement de l’eau, Alteo a reçu des élus, des personnalités associatives, des scientifiques et des médias pour partager ces avancées.

Les responsables du projet d’amélioration de la qualité de l’eau ont répondu aux questions sur les essais menés depuis juillet 2016 en partenariat avec des experts en traitements épuratoires. Deux technologies ont été testées :

• La technologie de traitement de l’effluent au dioxyde de carbone, avec Air Liquide et IRH. Ce traitement permet de neutraliser la soude et de précipiter les métaux dissous pour être capable de les séparer.
  
• Le traitement de l’eau au chlorure de magnésium avec Extracthive. Cette technologie, développée par la société Extracthive, consiste en un procédé « bio-inspiré » reproduisant la réaction chimique qui s’opère au contact de l’eau de mer.
  

Parmi les personnalités reçues, citons François-Michel Lambert, député des Bouches-du-Rhône, Claude Jorda, conseiller départemental, Roger Méï, maire de Gardanne, des responsables de France Nature Environnement (photo), Richard Mallié, maire de Bouc-Bel-Air et des conseillers municipaux, Didier Réault et des membres du conseil d’administration du Parc national des Calanques, Pierre Batteau, membre du conseil scientifique du Parc national des Calanques et des chercheurs de l’Observatoire Hommes Milieux du bassin minier de Provence (photo), le professeur Henri Augier, président de l’association Union Calanques Littoral, des membres de l’association des anciens de Pechiney Ugine Kulhmann (photo), des journalistes…

Alteo poursuit sa démarche de recherche collaborative.