Dans un contexte de population mondiale en évolution croissante, le traitement des eaux usées est un enjeu majeur. La mesure DBO5 est un outil très utilisé, qui permet notamment de vérifier la conformité réglementaire des rejets des stations d’épuration urbaines et industrielles.
Qu’est-ce que la mesure DBO5 et quel est son rôle ?
La DBO, trois lettres pour « demande biochimique en oxygène », est une unité de mesure de référence de la pollution organique des eaux. En observant les taux et les variations de la concentration en oxygène dissous dans l’eau, on peut en déduire la quantité de polluants organiques qu’elle contient.
La raison est simple : bactéries et micro-organismes ont besoin d’oxygène pour dégrader (par oxydation) les matières organiques. En cas de forte pollution de ce type, la suractivité des micro-organismes provoque une baisse de la quantité d’oxygène dans l’eau. Par conséquent, plus la demande d’oxygène est élevée (et donc son taux diminue), plus cela permet de quantifier la pollution. Dans l’épuration biologique, on injecte de l’oxygène dans les effluents à traiter.
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Paramètre incontournable pour le traitement biologique des eaux usées comme des eaux de surface, la DBO5 correspond plus spécifiquement à la quantité d’oxygène consommée par les micro-organismes sur une période de 5 jours. Elle est très utilisée pour évaluer les capacités d’une station d’épuration.
Quelle méthodologie suivre pour mesurer la DBO5 ?
La DBO5 mesure la masse d’oxygène moléculaire consommé par les micro-organismes en cinq jours, dans un litre d’eau à 20°C et à l’obscurité.
Il existe plusieurs techniques de mesure de la DBO5. En ce qui concerne la méthode physico-chimique, la plus répandue, on utilise une sonde à oxygène dissous (oxymètre) pour mesurer la concentration en O2 d’un échantillon représentatif, avant de réitérer l’opération après 5 jours d’incubation. La différence entre les deux valeurs donne la DBO5. Les résultats sont exprimés en mg/l.
Il est parfois indispensable d’effectuer une dilution avant de mesurer la DBO5. Dans le cas où la DBO serait particulièrement élevée, le dioxygène dissous risque en effet d’être consommé en totalité avant la fin des 5 jours.
Pour rappel, la capacité de traitement d’une station d’épuration est mesurée en EH (équivalents-habitants), basé justement sur la DBO5. La directive européenne du 21 mai 1991 (1) a défini 1 EH = 60 g de DBO5/jour en entrée de station.
Quelles différences entre la DBO5 et la DCO ?
La DCO (demande chimique en oxygène) mesure quant à elle la quantité d’oxygène nécessaire pour dégrader par oxydation toutes les matières organiques ou minérales. Pour rappel, la DBO5 quantifie uniquement la consommation d’oxygène par les micro-organismes, donc la pollution biodégradable. La DCO, qui couvre pollution biodégradable et non-biodégradable, est donc supérieure à la DBO5.
Le rapport DCO / DBO5 permet de mesurer la biodégradabilité d’un effluent :
- < 2 : effluent facilement biodégradable
- entre 2 et 4 : effluent moyennement biodégradable
- > 4 : effluent difficilement biodégradable
Comment mesure-t-on la DCO ? Il suffit de deux ou trois heures pour réaliser un test de DCO, à l’aide notamment de réactifs chimiques comme le dichromate de potassium. On obtient ainsi en peu de temps une vision précise de l’activité d’une station d’épuration. Indice de référence de l’assainissement de l’eau pour les collectivités locales, la DCO sert aussi à calculer les redevances et établir les valeurs limites de rejet des eaux dans le milieu naturel.
Existe-t-il des alternatives cette mesure ?
Inventée en 1912 en Grande-Bretagne, la DBO5 est une centenaire fringante. Si elle n’est pas près de disparaître, cela n’empêche pas de nouvelles méthodes de voir le jour (2). Objectif principal : tester plus vite.
Parmi ces alternatives, on peut citer la méthode de mesure par bio-réactif fluorescent, développée, entre autres, par AMS Alliance avec l’Enverdi® – DBO. Les résultats apparaissent en seulement 48 heures.
Bien que non-reconnues en France, des mesures par respirométrie ont également émergé dans d’autres pays. Dans ce cas, on enregistre la capture d’oxygène via le changement de pression causé par la consommation d’oxygène, à l’aide de respiromètres manométriques.
Complémentaire à la DBO, la mesure de l’ATP se développe comme approche complémentaire. Il s’agit cette fois de quantifier le volume de micro-organismes actifs grâce à une enzyme créant une luminescence lors de la dégradation des membranes bactériennes. Coûteuse, elle est privilégiée pour des surveillances ponctuelles.
Enfin, la mesure UV permet d’obtenir la DBO et la DCO en quelques minutes, le tout sans réactif. On la privilégiera pour les eaux destinés à la production d’eau potable par exemple.
1) https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:31991L0271&from=FR
2) https://www.revue-ein.com/article/analyse-la-mesure-de-DBO
