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Un nouveau capteur de sulfure d’hydrogène supprime les incertitudes dans le traitement des eaux usées

Le sulfure d’hydrogène corrode les égouts, mais il est indétectable dans les liquides. Un nouveau capteur permet aux responsables des installations concernées de le détecter et d’appliquer un traitement chimique en fonction des besoins.

Changement climatique et Environnement

Le sulfure d’hydrogène (H2S), communément appelé «gaz d’œuf pourri», s’accumule dans les systèmes d’égouts sous l’effet de la décomposition bactérienne de la matière organique. Dans les puits d’injection des conduites d’égout, le H2S s’échappe des eaux usées dans l’air où il réagit avec le biofilm du béton pour former de l’acide sulfurique. Cette réaction provoque la corrosion rapide des conduites en béton. Gaz volatil, le H2S est difficile à mesurer. Il est particulièrement difficile à mesurer dans les égouts en raison de leur inaccessibilité, de leur humidité élevée et d’autres conditions environnementales. Les entreprises de services publics procèdent toutefois à des contrôles réguliers des concentrations d’H2S dans l’air juste en dessous du couvercle des regards à l’aide d’enregistreurs pour gaz. Ces dispositifs peuvent détecter les problèmes d’odeur mais sont incapables de détecter l’H2S dissous dans les eaux usées. Les entreprises de services publics ajoutent des substances chimiques aux eaux usées pour neutraliser l’H2S, mais cet ajout se fait essentiellement à l’aveugle. Les responsables ne savent jamais exactement où l’H2S est présent ni en quelles quantités. Les produits chimiques de traitement sont donc ajoutés de manière excessive, ce qui entraîne des coûts évitables au processus. Aussi, l’H2S dissous n’est pas toujours entièrement traité, ce qui donne lieu à des problèmes de corrosion en aval.

Nouvelle solution de capteur

Le projet iMEC, financé par l’UE, a mis au point un nouveau capteur H2S microélectrochimique, en instance de brevet. Ce projet s’inscrit dans la lignée d’un projet éponyme financé par l’UE dans le cadre de la phase 1 de l’instrument PME. «Notre capteur Sulfilogger permet de mesurer en continu l’H2S directement dans les eaux usées et dans l’air juste au-dessus des eaux usées», explique Søren Porsgaard, coordinateur du projet. Ce dernier précise que le dispositif peut fonctionner de manière prolongée dans les égouts sans devoir subir les intervalles d’assèchement des enregistreurs pour gaz normaux. L’H2S pénètre à travers une membrane à l’extrémité du capteur. Ensuite, le dispositif oxyde électriquement l’H2S et exprime la concentration mesurée sous la forme d’un courant électrique. Cette nouvelle conception permet de mesurer la concentration d’H2S dans des conditions de faible taux d’oxygène et de forte humidité. Plus important encore, il mesure l’H2S en phase gazeuse et liquide, ce qui est d’autant plus crucial que l’H2S est généré et transporté par les liquides, et seules les mesures au niveau liquide permettent de révéler la véritable ampleur du problème. Les capteurs peuvent être installés partout dans le réseau d’égouts et les stations d’épuration. Cette nouvelle capacité de contrôle fournit aux responsables des installations les informations dont ils ont besoin pour gérer l’H2S de manière stratégique sur le lieu et au moment où il est détecté, en utilisant la quantité de produits chimiques adéquate, au lieu des méthodes inexactes et peu économiques utilisées actuellement.

Phases d’essai et de validation

Seule technologie capable de mesurer l’H2S directement dans les eaux usées, le capteur a suscité l’intérêt des plus grandes entreprises de services publics européennes. Des capteurs ont été installés aux fins d’essais dans les égouts de plusieurs grandes villes européennes. L’équipe a démontré qu’un dosage automatique et contrôlé par capteur des produits chimiques se traduisait par une réduction de 50 % des dépenses en produits chimiques tout en améliorant l’efficacité du traitement. Le projet a essuyé un revers important à cause de la pandémie de COVID-19. Et Søren Porsgaard d’ajouter que «la majorité des pays d’Europe sont effectivement entrés en confinement au printemps 2020 et malheureusement ce confinement est intervenu au moment même où nous comptions installer un grand nombre de capteurs dans le cadre de notre campagne de démonstration internationale». Cependant, l’équipe a fait preuve de flexibilité dans sa manière de penser et a pu préparer tous les processus de fabrication et d’installation pour la commercialisation. Pour commencer, l’équipe ciblera le marché européen, mais d’autres suivront plus tard.

Mots‑clés

iMEC, H2S, capteur, contrôle, eaux usées, sulfure d’hydrogène, produits chimiques de traitement, système d’égouts, corrosion, SulfiLogger, mesures au niveau liquide

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