La métropole grenobloise (38) optimise les consommations d’énergie de sa station d’épuration
Pour diminuer les consommations d’énergie de la station d’épuration Aquapole, l’équipe technique de la métropole grenobloise a travaillé sur l’optimisation de l’aération lors du processus de biofiltration, étape ultime du traitement des eaux usées.
La qualité des eaux rejetées dans l’Isère étant très bonne, l’équipe a également décidé de mieux maîtriser la quantité d’eaux traitée pour atteindre une concentration inférieure à 7 mg/l d’azote (pour une règlementation annuelle < 10 mg/l). La facture énergétique a baissé de 20 %.
Dans ce bassin de biofiltration, ultime étape de traitement des eaux usées à Aquapole, l’aération permet la nitrification par les bactéries : la transformation de l’ammonium (forme d’azote) en nitrate - Crédits photo : Banque des Territoires
Nous avons cherché le bon équilibre pour un traitement des eaux usées efficace et moins consommateur d’énergie.
L'interview
Comment le sujet s’est-il imposé à l’agenda de votre collectivité ?
Romain Berenguer : Le projet sobriété a démarré en 2019. Avec 3,4 millions d’euros de factures énergétiques par an (environ 27 GWh), sans compter la crise énergétique, la réduction des consommations d’énergie d’Aquapole est un enjeu fort ! En plus, dans le cadre la Directive eaux résiduaires urbaines (DERU), nous devons produire 20 % de ce que nous consommons à l’horizon 2030. La STEP produit du biogaz grâce à la méthanisation des boues, mais nous devons aussi réduire nos consommations.
Benjamin Chapron : Ce projet s’est accéléré en 2022, avec la mise en place d’outils de mesure de puissance sur toutes les installations, avec un prestataire spécialisé. Nous mesurions déjà les puissances de nos équipements modernes, mais nous souhaitions affiner les mesures en équipant en capteurs nos installations plus anciennes.
Quelles sont les sources d’inspiration que vous avez suivies pour vous faire une idée de ce projet ?
Romain Berenguer : Ce projet s’appuie surtout sur une série d’expérimentations qui ont permis d’avancer au fil des ans, avant même la formalisation du projet sobriété.
Dès 2016, les équipes ont identifié que l’aération des biofiltres représentait le quart de la consommation d’énergie de la STEP. En 2017, un stagiaire a travaillé sur l’optimisation du fonctionnement des biofiltres, en utilisant deux filtres de moins, soit huit plutôt que douze.
Puis nous avons essayé d’arrêter l’aération durant deux heures le matin et le soir pendant les périodes de pointe (coût horaire de l’énergie le plus important). Mais nous observions un colmatage des filtres, lié au stress bactérien. Alors nous avons multiplié les tests pour trouver le bon équilibre entre économie et efficacité de la biofiltration.
Nous réalisons aujourd’hui des arrêts de moins d’une heure sur chacun des filtres, en rotation. En 2025, nous avons également décidé de ne traiter qu’une petite partie de l’eau sur les biofiltres nitrifiants, optimisation permise par la très bonne qualité de rejet. Surconsommer de l’énergie pour dépolluer bien au-delà des normes imposées alourdit notre facture mais aussi le bilan carbone de la STEP. C’est la loi des rendements décroissants, plus on s’approche de la perfection, plus chaque progrès coute cher en ressource.
Y a-t-il des compétences ou sujets spécifiques à maîtriser avant de se lancer dans ce projet ?
Romain Berenguer : Nous travaillons en binôme avec Benjamin : à nous deux, nous avons une excellente connaissance des process de la station d’épuration, c’est essentiel. Évidemment, une bonne connaissance des outils de mesure est importante, nous avons été accompagnés sur ce sujet par l’outil de comptage énergétique. Enfin, petit à petit, nous apprenons à comprendre le fonctionnement des bactéries de nos biofiltres. C’est la grosse difficulté de ce projet : nous travaillons avec une matière vivante !
Avez-vous mené une étude en amont du projet pour définir sa faisabilité et/ou son impact ? Comment avez-vous assuré le bon dimensionnement du projet ?
Romain Berenguer : Nous avons avancé au fil de nos expérimentations pour l’optimisation de l’aération, en constatant les répercussions sur le fonctionnement des filtres. Aujourd’hui, il semblerait que nous soyons arrivés à un bon équilibre, mais notre surveillance est quotidienne et nous pouvons toujours améliorer les process.
Benjamin Chapron : Pour le volet dimensionnement, nous avons aussi travaillé sur le débit d’eaux à traiter sur les biofiltres : cette régulation ne doit pas entraîner l’augmentation de la quantité d’azote rejetée dans l’Isère au-delà de 7 mg/l. C’est la moitié du seuil journalier imposé par notre arrêté, 14 mg/l (10 mg/l annuel) : nous conservons une exigence dans la qualité des eaux rejetées. Grâce à nos outils de mesure, nous pouvons jouer sur le bon débit d’eau à traiter sur les biofiltres, sans risque de pollution.
Comment la collectivité a-t-elle financé ce projet et quelles ont été les aides sollicitées/obtenues ?
Romain Berenguer : Nous avons obtenu des aides pour investir dans les outils de mesure énergétique. Cet investissement de 150 000 euros a été financé à 50 % par le programme SEQUOIA 3 (accompagnement des collectivités dans les projets de rénovations de leurs bâtiments publics).
Quels sont les autres acteurs qui vous ont accompagnés dans la préparation et la réalisation de ce projet ?
Benjamin Chapron : Au-delà de la solution de comptage pour la partie mesure de puissances, nous avons bénéficié de la présence d’un stagiaire, qui a paramétré les capteurs sur tous les équipements, une mission très chronophage !
Quels conseils donneriez-vous à une collectivité qui souhaiterait se lancer dans un projet similaire ?
Romain Berenguer : La première étape est d’équiper et répertorier les différents consommateurs d’énergie afin de comprendre au mieux le fonctionnement du process. Puis il faut définir un plan d’action sur les équipements qui peuvent être optimisés et vérifier l’impact sur le process.
