Dans une serre, des ventilateurs vrombissent. Il y a une légère odeur d’ammoniac. Nous nous trouvons sur le site sécurisé de la station d’épuration de Peppingen. Au sol gisent des boues d’épuration séchées, d’un brun foncé, qui ressemblent à du terreau. Cela peut paraître un peu fou, mais voici comment la littérature spécialisée l’explique : pour que les boues d’épuration floculent, on y a ajouté des polymères. Ces boues contiennent également des métaux lourds tels que le cuivre et le silicium, des analgésiques comme le diclofénac et des hormones issues de la pilule contraceptive. De plus, les boues d’épuration contiennent une grande quantité de phosphore – un engrais très prisé. Les composés phosphorés sont un élément constitutif essentiel des êtres vivants : ils fournissent de l’énergie aux cellules et entrent dans la composition des molécules d’ADN et d’ARN. Chez les mammifères, ils assurent la cohésion du squelette, car ils participent à la formation des os et des dents. L’être humain absorbe quotidiennement 1,6 gramme de phosphates et en élimine la majeure partie. Le phosphore étant une ressource non renouvelable, il serait judicieux de le récupérer. « Mais on ne sait pas encore très bien comment l’isoler et l’extraire. Les experts débattent vivement des procédés chimiques et des méthodes thermiques. Ces procédés sont très gourmands en énergie et ne fonctionnent pas encore à grande échelle », explique André Detaille, ingénieur en chef de l’usine de Peppingen. Ce directeur, grand et costaud, est assis dans la salle de réunion de l’usine, où se tiennent plusieurs fois par an des réunions avec le syndicat intercommunal qui exploite l’installation.
Depuis la salle de réunion située au deuxième étage à Peppingen, on a une vue à 240 degrés sur le site. « C’est là que l’eau s’infiltre à six mètres sous terre », explique Olivier Georges, ingénieur industriel, d’un ton calme et didactique, en désignant une surface verte à côté d’un carré de béton. Des lambeaux gris sont accrochés à un filtre. « Ce sont des serviettes hygiéniques, des préservatifs, des tampons, des lingettes humides… tout ce que vous voulez », ajoute le directeur Detaille d’une voix forte. Viennent ensuite le sable et la graisse – des résidus d’usure provenant des toits en ardoise, des restes de savon issus de la vaisselle, de l’huile d’olive provenant des poêles. « Et des crèmes – on y trouve de tout, notamment des microplastiques et du dioxyde de titane », ajoute M. Detaille avec une légère agacement. La graisse dégage une odeur épouvantable, c’est pourquoi le tapis filtrant reste hermétiquement fermé. Pour que les bactéries décomposent plus rapidement les matières fécales, les eaux usées s’écoulent ensuite dans des bassins riches en oxygène et d’autres pauvres en oxygène. Quand on se tient devant l’un de ces bassins, on entend de légers bouillonnements et une odeur d’eau stagnante se dégage.
Après cette étape, les eaux usées contiennent encore de nombreux composés phosphorés. La présence de phosphore dans l’eau pose un problème : dans les cours d’eau et les lacs, il favorise la prolifération des algues et réduit la teneur en oxygène. C’est pourquoi on procède généralement, dans les stations d’épuration, à une précipitation chimique du phosphore : les composés phosphorés sont séparés de l’eau, tombent dans les boues, se recomposent et y restent alors piégés. L’élimination du phosphore n’est certes pas totale, mais sa concentration est tout de même réduite à un dixième. Les eaux usées s’écoulent ensuite vers le bassin de décantation secondaire, qui a pour fonction de séparer les matières solides, c’est-à-dire les boues, de l’eau épurée. Les boues sont ensuite acheminées vers les digesteurs, où leurs composants fermentent pendant environ un mois à 36 degrés et produisent des gaz de digestion destinés à la production d’électricité. « En anglais, on appelle ces cuves des “digesters”, et ce terme est tout à fait approprié : les cuves de digestion sont comparables à notre système digestif, qui produit lui aussi des gaz après un repas copieux », explique Georges, ingénieur industriel, pour illustrer le processus.
Il reste alors les boues d’épuration : un mélange de matières premières potentielles, mais aussi d’impuretés. Afin d’en réduire le volume, les boues sont séchées à Peppingen – ce qui constitue une exception à l’échelle nationale. Une autre particularité réside dans le fait que la matière sèche est livrée à la cimenterie Cimalux. Cette entreprise, qui appartient à la société italienne Buzzi Unicem, fabrique du clinker à Rümelingen à l’aide d’un four rotatif. Celui-ci doit être chauffé à très haute température et, pour éviter d’utiliser des combustibles fossiles, on peut y introduire des boues séchées. « Les cendres produites sont ensuite incorporées au clinker ou au béton. Un four rotatif réduit tout en fines particules », explique l’ingénieur Detaille, qui s’est intéressé à cette technique pendant ses études. Les cendres traitées contiennent certes encore du phosphore, mais celui-ci ne peut plus être récupéré en tant que ressource.
L’idée d’utiliser le produit final de la digestion humaine comme engrais n’est pas nouvelle, comme on peut le lire dans *Müll, Eine schmutzige Geschichte* (Les déchets, une histoire sale) de l’historien Roman Köster. Dans les villes préindustrielles du Japon et de la Chine, où l’on élevait moins d’animaux, un marché des matières fécales humaines s’est développé pour la production de fumier. Dans les villes européennes, en revanche, les rues regorgeaient de bovins, de poulets, de porcs, de chiens et de chevaux. Les porcs, en particulier, faisaient office de service de collecte des déchets dans les villes médiévales. Dans les villes préindustrielles, l’élimination des déchets consistait avant tout à se débarrasser des matières fécales : selon certaines estimations, au XVe siècle, à Cracovie, les matières fécales représentaient les neuf dixièmes des déchets des habitants. Aux matières fécales humaines s’ajoutait le fumier des vaches, qui pouvait atteindre jusqu’à 35 kilos par animal. Avant la construction des réseaux d’assainissement au XIXe siècle, les matières fécales et les déchets étaient collectés dans des fosses septiques ou des latrines, puis évacués ; lorsque les villes étaient situées à flanc de colline, on attendait souvent que les déchets et les matières fécales soient emportés par les eaux de ruissellement. Certaines villes qui n’étaient pas encore raccordées à un réseau d’assainissement ont opté, à titre de solution provisoire, pour la collecte des matières fécales dans des seaux, puis leur transport vers une station de traitement. Cette opération demandait énormément de main-d’œuvre : vers 1900, à Johannesburg, 2 000 personnes étaient chargées de la collecte et de l’élimination de ces seaux, alors que la ville ne comptait que 100 000 habitants. Alors que les avantages d’un réseau d’assainissement fonctionnel étaient évidents, les contribuables s’opposèrent dans un premier temps à sa construction, craignant une augmentation des impôts. Parfois, des taux élevés de typhus firent basculer cette opposition, comme ce fut le cas à Melbourne en 1890.
Cependant, les boues d’épuration produites au Luxembourg ne sont généralement pas traitées dans des fours rotatifs, comme c’est le cas chez Cimalux. En raison des impuretés, dont la quantité augmente d’autant plus que la filtration est efficace, l’intérêt des agriculteurs pour les engrais à base de boues d’épuration a fortement diminué depuis 2008. De plus, ils disposent de suffisamment de lisier provenant de leur propre exploitation, à savoir le fumier de leurs vaches. À cela s’ajoute le fait que la France n’accepte plus de déchets provenant de l’étranger depuis 2021 ; or, c’est là-bas que les exploitants luxembourgeois envoyaient leurs boues pour le compostage. C’est pourquoi, il y a trois ans, il semblait que le Luxembourg allait devoir se retrouver avec ses boues sur les bras. Entre-temps, cependant, des usines d’incinération des boues d’épuration ont été mises en service en Allemagne, de sorte qu’aujourd’hui, 70 % des boues d’épuration luxembourgeoises sont incinérées dans ce pays voisin.
Cependant, étant donné que des concepts tels que le principe du pollueur-payeur sont désormais ancrés dans le débat politique et que, en raison de la croissance démographique, la quantité annuelle de boues sèches devrait passer de 9 700 tonnes actuellement à 13 500 tonnes d’ici 2030 (une masse équivalant à près de sept bassins olympiques), une étude sur les boues d’épuration a été commandée sous l’égide de Carole Dieschbourg (déi Gréng). Résultat : le ministère de l’Environnement et l’Office de la gestion de l’eau prévoient désormais la construction, d’ici 2030, de deux ou trois usines d’incinération des boues d’épuration. Les coûts de mise en œuvre se situeront entre 33 et 55 millions d’euros par site. Cela garantit aux exploitants un débouché fiable et les protège des fluctuations de prix : en effet, bien que les cimenteries utilisent des boues d’épuration séchées comme combustible, les exploitants des installations doivent payer leur client. C’est ainsi que fonctionne un marché où les acheteurs potentiels se font rares. Actuellement, les exploitants locaux paient environ 150 euros par tonne pour se débarrasser de leur produit final.
Les scientifiques, les responsables politiques, les agronomes et les industriels fondent encore des espoirs sur cette usine d’incinération. Rappelons-le : le phosphore est présent dans les cendres. Les optimistes estiment que les solutions techniques permettant de recycler le phosphore issu des cendres seront bientôt au point. Afin d’accélérer la recherche de solutions techniques et économiques, l’Allemagne a même décrété que la récupération du phosphore serait obligatoire dès 2029. La pression s’intensifie non seulement parce que les réserves pourraient bientôt être épuisées – selon les calculs actuels, elles pourraient encore durer 300 ans –, mais aussi parce que le simple fait d’aller aux toilettes est désormais synonyme d’indépendance géopolitique en matière de phosphore : les gisements de phosphate brut exploitable se trouvent principalement au Maroc, en Russie et en Chine. Jusqu’à ce que la technologie de recyclage soit au point et que la volonté politique soit présente, les cendres de boues d’épuration seront probablement stockées à Muertendall.
La question d’une usine d’incinération n’est pas la seule à préoccuper les ingénieurs et les fonctionnaires. Actuellement, les syndicats intercommunaux subissent une pression constante pour s’agrandir, car la population augmente dans tout le pays. À Beggen, la station d’épuration est en cours d’agrandissement depuis 2021, et le traitement régulier des eaux usées ne doit pas être perturbé – après tout, 20 tonnes de boues humides y sont produites chaque jour. Les communes concernées doivent débloquer 295 millions d’euros pour financer ces travaux. La maire du DP, Lydie Polfer, voit dans cette station une promesse de progrès : selon ses propos cités dans le journal *Wort*, cette installation « innovante, emblématique et axée sur le bien-être des générations futures » sera achevée en 2030. La technologie de traitement des eaux usées à Beggen s’appuie principalement sur la quatrième étape de purification : celle-ci vise à éliminer autant que possible les micropolluants issus des médicaments et des produits d’entretien, ainsi que les microplastiques.
La quatrième étape de traitement augmente toutefois la consommation énergétique du système de traitement des eaux usées – jusqu’à 40 % selon certaines estimations. Les stations d’épuration sont déjà de gros consommateurs d’énergie : « Notre station consomme à peu près autant d’énergie que 750 foyers », explique Olivier Georges. Et bien qu’elles produisent de l’électricité à partir du gaz de digestion, cela ne permet de couvrir en moyenne qu’un tiers de leurs propres besoins énergétiques. Les installations de filtration, le pompage de l’eau et l’apport d’oxygène sous forme d’air comprimé pour les processus de décomposition : tout cela nécessite de l’énergie. Le séchage des boues en serre, en revanche, est l’une des installations les moins gourmandes en énergie du site de Peppingen, car elle peut tirer parti du soleil – qui fournit son énergie gratuitement. Selon une nouvelle directive européenne, les exploitants doivent toutefois trouver un moyen de devenir autonomes sur le plan énergétique. Cela ne pourra réussir que s’ils achètent massivement de l’électricité verte.
En cas de fortes pluies, lorsqu’une grande station d’épuration comme celle de Peppingen fonctionne à plein régime, elle peut traiter un litre par seconde. Pendant les périodes de sécheresse, on peut parfois deviner le biorythme des habitants à l’afflux des eaux usées : en fin de matinée – une fois que les habitants se sont réveillés et ont pris leur douche –, le niveau monte. « À Munich, les services des eaux savent que pendant la retransmission d’un match du Bayern de Munich, avec un léger décalage après la mi-temps, un volume considérable de matières fécales est évacué. Ce sont des données empiriques », explique Detaille. L’eau épurée est réintroduite dans le cycle de l’eau via l’Alzette : « En été, les deux tiers de l’Alzette sont constitués d’eaux usées épurées ; aucune autre rivière ne présente une proportion aussi élevée », remarque Olivier Georges. Le phosphore se trouve dans les boues séchées à 50 mètres de l’embouchure et peut pour l’instant encore être réintroduit dans le cycle des matières.
