Traitement des eaux usées : « On construit une cathédrale moderne que personne ne verra »

La Ville de Montréal a octroyé cet été les derniers gros contrats qui lui permettront de désinfecter ses eaux usées d’ici 2030. Échelonné sur 20 ans et les mandats de 4 maires, le projet a vu son coût exploser, la facture initiale de 200 millions $ atteignant désormais 1,15 milliard $. Récit d’un défi technologique à saveur environnementale.

Comment fonctionne l’usine actuellement?

La station Jean-R.-Marcotte, dans l’est de l’île, est l’une des plus vastes usines d’épuration au monde. Par temps sec, elle traite chaque jour l’équivalent de 426 piscines olympiques en eaux usées, volume qui englobe les rejets de douches et toilettes, les fuites du réseau et les rejets des industries et des bâtiments publics. Par temps de pluie, les volumes d’eau sont multipliés en moyenne par trois.

Jusqu'au début des années 1980, toute cette eau était déversée directement dans le fleuve Saint-Laurent sans être nettoyée, mais depuis, les autorités en font un peu plus. Dans le jargon, on qualifie la méthode actuelle de traitement primaire.

Cette technique consiste, dans un premier temps, à récupérer les débris de plus de 2,5 cm, dont les branches, les lingettes et les condoms. Ensuite, l’eau est filtrée dans des bassins de décantation afin d'en retirer le sable et le gravier, puis on ajoute un produit chimique pour séparer les boues, dont les matières fécales et le papier de toilette ainsi que l’écume (produits cosmétiques, savons, graisses), du reste de l’eau.

L’eau clarifiée est ensuite relâchée au milieu du fleuve, à 4 km de la pointe de l’île, tandis que les boues et l’écume sont déshydratées, puis incinérées dans l’une des quatre cheminées de l’usine d'incinération.

Le panache de pollution qui sort de l’usine d’épuration montréalaise est mesurable jusqu’à 70 km en aval, malgré l’important effet de dilution lié à la taille du fleuve.

Pourquoi a-t-on décidé d’ajouter l’ozonation?

En 2008, après des études en laboratoire, le maire de l'époque, Gérald Tremblay, décide d’ajouter une phase supplémentaire au processus, soit l'ozonation, qui consiste à diffuser de l'ozone dans l'eau. Ce traitement vise à éliminer les virus, les bactéries, mais aussi les résidus pharmaceutiques (antidépresseurs, contraceptifs oraux, antibiotiques, etc.) présents dans l’urine des Montréalais.

Les contaminants retirés lors de cette nouvelle étape provoquent notamment la féminisation des moules et de certains poissons (jusqu’à 85 % de moules femelles dans les zones étudiées), explique Tarek Rouissi, professeur à l’Institut national de recherche scientifique (INRS). Ils affaiblissent aussi le système immunitaire de ces animaux et diminuent leur résistance aux parasites, ajoute le chercheur.

La mise en service partielle du projet de désinfection à l'ozone est prévue vers la fin 2028. La mise en service complète, avec l'essai de performance, est prévue en 2030, annonce, par courriel, Hugo Bourgoin, un porte-parole de la Ville.

L'administration municipale convient que le budget a été revu à la hausse, mais explique que le projet contribuera à l’amélioration de la qualité des eaux du fleuve Saint-Laurent en aval de Montréal, générant des retombées positives pour les écosystèmes aquatiques, les usages récréatifs et l’ensemble des collectivités riveraines.

De plus, la désinfection des eaux usées montréalaises devrait alléger la charge de traitement des usines d'eau potable de municipalités comme Varennes et Verchères, qui puisent leur eau dans le fleuve en aval de Montréal.

Pourquoi a-t-on pris 15 ans de retard?

Initialement prévu pour 2013, le déploiement du processus d’ozonation s'est heurté à de nombreux obstacles. Bien que cette technique soit répandue pour le traitement de l'eau potable, elle reste moins utilisée pour les eaux usées.

Comme l’usine de Montréal est l’une des plus vastes au monde, le défi est encore plus complexe, explique Sylvain Ouellet, élu de Projet Montréal et ancien responsable de l’eau de 2017 à 2025. En plus, on a eu des problèmes à quasiment toutes les étapes du projet, raconte-t-il.

La désinfection par ozonation (plutôt que par lampes UV) a été choisie après une consultation et des tests techniques et opérationnels révélant qu'elle permettait d'obtenir de meilleurs résultats.

Il a ensuite fallu concevoir les plans de l’unité d’ozonation. Il faut savoir que l’ozone est une molécule hyper instable. C’est parfait pour tuer virus et bactéries, [mais] tu ne veux pas qu’il s’échappe de l’usine, qui se trouve le long de l’A-40, car c’est potentiellement mortel, explique Sylvain Ouellet.

Pour fabriquer l’ozone (O₃), on excite des molécules d'oxygène O₂) avec beaucoup l’électricité dans d’énormes ozoneurs, gros comme la citerne d’un camion. La Ville en a acheté 10 en France.

La Ville a aussi acheté des destructeurs d’ozone, des dispositifs de sécurité qui ressemblent à d’énormes hottes jumelées à des fours qui fonctionnent en permanence. Ils servent à capturer et détruire l’ozone excédentaire pour éviter qu’il s’échappe dans l’atmosphère et cause des intoxications. Coût total des ozoneurs et des destructeurs d’ozone : 111 M$.

Montréal a également décidé de construire sa propre usine de fabrication d’oxygène sur place, afin d'éviter de dépendre de l’oligopole de l’oxygène liquide et d'éliminer de 25 à 30 trajets de camions de livraison par jour. Coût de l’usine : 122 M$

Et comme toutes ces opérations nécessitent énormément d’électricité, l’usine a fait produire son propre poste de transformation électrique directement relié au réseau primaire d’Hydro-Québec. Doté d’une puissance de 47,5 mégawatts, (suffisant pour fournir 19 000 maisons), il améliore la stabilité des approvisionnements et permet de réduire le prix de l’électricité utilisée. Coût du poste : 27 M$.

Toute cette nouvelle technologie implique la construction de six nouveaux bâtiments, le tout sans interrompre les opérations habituelles de la station d’épuration.

Avant de pouvoir creuser les fondations, il y a eu un travail immense de conception. Toute l’usine a été modélisée en 3D, car elle contiendra à terme des kilomètres de câbles et de tuyaux partout, explique Sylvain Ouellet.

Cependant, le seul consortium intéressé n’a pas déposé de soumission complète, jugeant inéquitable le partage des risques liés au projet. Il souhaitait plutôt négocier de gré à gré, ce qui était légalement impossible à l'époque en raison des règles très rigides des appels d’offres publics.

Il a alors fallu retourner à la table à dessin et scinder le projet en lots plus spécifiques pour que plus d’entrepreneurs (et donc plus de concurrence) soient sur la ligne de départ. Il y a aussi eu la COVID qui a fait exploser les prix et l’enquête du Bureau de l’inspecteur général (BIG) qui n'a pas aidé, précise M. Ouellet.

Si le processus n’a pas été entaché – malgré les craintes de favoritisme –, le rapport du BIG a néanmoins mentionné que le Service de l’eau et la Ville doivent mettre en place des équipes spécialisées vouées à la gestion des projets de cette envergure, résume Sylvain Ouellet.

On a aussi découvert des complications hydrauliques, ce qui a nécessité de revoir certains calculs afin de s'assurer que le procédé reste sécuritaire même lors de rares variations abruptes des niveaux d'eau dans l'usine d'épuration.

Et même si, au final, le projet est un succès pour la santé du fleuve Saint-Laurent, il ne sera jamais admiré à sa juste valeur, déplore le conseiller municipal montréalais, Sylvain Ouellet.

On est en train de construire une cathédrale moderne, mais personne ne s’y intéresse parce qu’on y traite notre merde. C’est le grand drame de ce type d’infrastructures.

Il faudra encore sortir le chéquier

Le projet d’ozonation ne devrait pas, a priori, dépasser 1,15 milliard $, mais d’autres besoins sont apparus à la station d’épuration et la facture sera encore plus salée que pour l’ozonation.

Il faut, en effet, remplacer les quatre incinérateurs qui arrivent en fin de vie. Ce sont eux qui permettent de brûler les boues à 840 degrés Celsius. Ce faisant, ils émettent autant de gaz à effet de serre (GES) que 20 000 voitures.

Parmi ces derniers, André Bélisle, fondateur de l’Association québécoise de lutte contre la pollution atmosphérique, a repéré dans le bilan des rejets de l'usine de l'oxyde d'azote, des composés organiques volatils et du dioxyde de carbone. Les rejets sont à l'intérieur des normes, mais s'il y a des pics qui durent dans le temps et qu'ils coïncident avec des épisodes de smog, ça peut être un problème pour les poumons des voisins de l'usine qui vivent le long du panache de fumée, explique-t-il.

Le volume de boues récupérées étant énorme (270 000 tonnes par an, soit l’équivalent de 11 000 camions semi-remorques), il n’est pas envisageable de stopper les quatre incinérateurs pour les moderniser.

Il faudra donc construire une nouvelle usine d’incinération. Le coût actuel du projet est de 1,18 milliard $ (avant taxes) et l’échéancier prévoit la fin de la construction en 2033, précise par courriel la Ville de Montréal qui ne précise pas si la méthanisation des boues a été retenue.

M. Bélisle ajoute qu'intercaler, juste avant l'incinération, un processus de méthanisation permettrait d’extraire le méthane des boues, au lieu de le brûler inutilement, et de l’utiliser ailleurs comme source d’énergie renouvelable.

De nouvelles exigences fédérales pourraient faire grimper davantage la facture, puisqu'elles imposent aux villes d'ajouter une autre phase de traitement des eaux avant l'ozonation, soit le traitement secondaire. Cette norme pourrait coûter 2,3 milliards $ à la Ville de Montréal.

Ozoner les eaux usées, c’est très bien, ça va réduire de beaucoup la charge de polluants, mais normalement, ça doit être fait après un traitement secondaire qui diminue grandement l’azote, le phosphore et les matières organiques dissoutes, explique le professeur Rouissi.

Si on va de l’avant avec les travaux, il va falloir construire plusieurs autres bassins de rétention et y mettre les bactéries capables d’effectuer le travail. Ça doublera la taille de l’usine, précise Sylvain Ouellet.

Des études préliminaires ont été réalisées, comme l'a demandé le ministère de l’Environnement, mais le projet ne figure plus dans le plan d’investissements 2026-2035 de la Ville. Des discussions doivent avoir lieu avec le ministère afin de convenir d'un projet qui permettra d'atteindre les objectifs tout en respectant la capacité de payer des Montréalaises et Montréalais, mentionne la Ville par courriel.

L'élu Sylvain Ouellet se demande si l’argent ne serait pas mieux investi si on le dépensait plus en amont. Avec le même montant, on pourrait construire des bassins de rétention qui auraient le double rôle d'éviter les rejets directs dans le fleuve, lors des fortes pluies, mais également d'éviter des refoulements d'égouts chez les citoyens, des dommages qui ne sont pas couverts par le gouvernement, contrairement aux crues printanières.

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