ACCV comparatives

Pour la première phase du projet démonstratif européen SCST (Sanitation Concepts for

Separate Treatment of urine, faeces and greywater), une étude de préfaisabilité économique

a comparé deux systèmes séparatifs de l'urine et des eaux brunes avec des systèmes conventionnels implantés au sein de deux municipalités hypothétiques de tailles différentes (672 et 5000 habitants) dans un contexte allemand (Peter-Frohlich et al., 2003). Pour les deux systèmes séparatifs, l'urine est stockée avant son recyclage, alors que les eaux grises sont traitées dans un marais épurateur. Les deux systèmes séparatifs se distinguent par le mode de collecte et de traitement des eaux brunes : le premier comprend une collecte gravitaire suivi d'un traitement par compostage, alors que le second réalise une collecte par vacuum suivi d'un traitement par digestion anaérobie. L'étude a pris en compte les coûts d'investissement, d'opération et d'entretien et couvre une période de 50 ans. De plus, les coûts reliés au réinvestissement pour les équipements dont la durée de vie était inférieure à la période de l'étude ont également été considérés. Toutefois, il n'est pas précisé si les revenus de la vente des nutriments et de l'énergie produite (biogaz) sont inclus. Un taux d'inflation nul pour les différents flux monétaires, ainsi qu'un taux d'actualisation de 3,5 % ont été utilisés. Les coûts des systèmes conventionnels (eau potable, eaux usées, énergie et branchement au réseau) proviennent des entreprises responsables du service des eaux sur le territoire. Dans le scénario d'une ville de 672 personnes, le système séparatif fondé sur la collecte gravitaire et

le compostage des eaux brunes obtient le coût total le moins élevé, suivi du système conventionnel et finalement par le système séparatif fondé sur la collecte par vacuum et la digestion anaérobie des eaux brunes. Dans le cas d'une ville de 5000 personnes, le système séparatif intégrant la collecte par vacuum et la digestion anaérobie des eaux brunes passe en seconde position devant le système conventionnel. L'étude conclut que les systèmes séparatifs peuvent représenter un avantage économique en comparaison du système conventionnel, mais précise que le coût total est grandement lié au contexte local.

Sur la base des données obtenues dans le cadre du projet démonstratif SCST, une étude a comparé un système conventionnel avec quatre configurations de systèmes séparatifs dans un contexte allemand (Oldenburg et al., 2007). Les détails de l'étude peuvent être consultés dans un rapport distinct (Oldenburg, 2007). En plus des deux systèmes séparatifs de l'urine et des eaux brunes pris en considération dans l'étude de préfaisabilité de Peter-Frohlich et al. (2003), l'étude réalisée par Oldenburg et al. (2007) a aussi évalué un système séparatif de l'urine dont le stockage se réalise dans des réservoirs semi-centralisés, un système séparatif de l'urine avec des réservoirs décentralisés (dans chaque bâtiment) et un système séparatif des eaux noires incluant une collecte à vacuum et une digestion anaérobie des eaux noires et des matières organiques. Pour tous les systèmes séparatifs, les eaux grises sont traitées dans un réacteur biologique séquentiel. Le système conventionnel inclut un réacteur biologique séquentiel pour le traitement des eaux usées et le compostage pour les résidus alimentaires. Les principales hypothèses économiques demeuraient les mêmes que celles employées dans l'étude de préfaisabilité de Peter-Frohlich et al. (2003), à l'exception du taux d'intérêt qui a été fixé à 3 %. Les résultats indiquent que, par rapport au système conventionnel, le système

séparatif de l'urine avec des réservoirs décentralisés obtient le coût total le plus faible (-1,2 %), suivi du système séparatif des eaux noires (+3,9 %) et du système séparatif de

l'urine avec stockage semi-centralisé (+5,3 %). Les deux systèmes séparatifs de l'urine et des eaux brunes obtiennent un coût total 14 % plus élevé que le système conventionnel. Les coûts d'investissement et de réinvestissement demeurent plus élevés pour l'ensemble des systèmes séparatifs par rapport au système conventionnel, notamment à cause des conduites supplémentaires dédiées à la séparation des eaux, mais les coûts d'opération demeurent à

l'avantage des systèmes séparatifs. Toutefois, l'étude mentionne que le coût croissant de l'énergie favorisera, sur le long terme, les variantes du système séparatif qui consomment moins d'énergie, c'est-à-dire ceux incluant la digestion anaérobie. En conclusion, l'étude souligne que les résultats obtenus ne sont valides que pour ce contexte local et que, par conséquent, les coûts relatifs aux différents systèmes comparés ne peuvent être transposables à d'autres contextes.

Une analyse des flux de matières, incluant une dimension économique, a comparé des systèmes d’assainissement implantés au sein d’une nouvelle ville hypothétique modélisée à partir de la ville de Hambourg en Allemagne, comptant 1,7 million d'habitants (Meinzinger, 2010). Un des systèmes conventionnels considérés inclut une station d'épuration traitant la matière organique, l'azote et le phosphore, ainsi qu'un procédé de récupération des nutriments contenus dans les boues afin de produire de l'ammoniaque et de la struvite pour ensuite les recycler sur les terres agricoles. Parmi les différents systèmes séparatifs évalués, un système est fondé sur la séparation de l'urine, un autre sur l'urine et les eaux brunes, alors que les deux autres sont fondés sur la séparation des eaux noires. Les deux systèmes séparatifs des eaux noires diffèrent dans leur mode de traitement des eaux noires : l'un d'eux achemine par camion les eaux noires et les résidus alimentaires à un digesteur anaérobie centralisé, dont le digestat se voit extraire les nutriments (sous la forme de struvite et d'ammoniaque), alors que l'autre système réalise une digestion anaérobie décentralisée pour un regroupement de 3000 à 5000 résidents (Meinzinger, 2010, p. 60) avant que le digestat soit recyclé sans traitement sur les terres agricoles. L'étude comptabilise les coûts reliés à l'investissement, l'opération et la maintenance en considérant la durée de vie des équipements et des infrastructures. Les revenus obtenus de la vente des nutriments sont également pris en compte. Un taux d'actualisation de 3 % est utilisé. Les résultats présentés sous forme de coût total annuel montrent que, par rapport au système conventionnel considéré (avec recyclage des nutriments), les systèmes fondés sur la séparation de l'urine (avec ou sans séparation des eaux brunes) parviennent à atteindre un coût plus faible (-7 % à -16 %), alors que les systèmes séparatifs des eaux noires obtiennent un coût supérieur (+11 % à +40 %). Le système séparatif des eaux noires incluant une digestion anaérobie décentralisée implique le coût le

plus élevé, notamment en raison de cette décentralisation (perte d'économie d'échelle) et du transport du digestat vers les terres agricoles.

1.3.3 Synthèse des AECV et ACCV comparatives de systèmes séparatifs des eaux