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Equivalent habitant / EH (HU)

De Wikibardig

Traduction anglaise : Population equivalent / PE

Dernière mise à jour : 15/11/2021

Notion utilisée en assainissement, notamment pour quantifier la pollution potentiellement émise dans un système d’assainissement et la capacité des stations d’épuration.

Sommaire

Origine de la notion d'équivalent-habitant

La directive européenne eaux résiduaires urbaines du 21 mai 1991 a défini dans son article 2 l’équivalent habitant, noté EH, comme étant « la charge organique biodégradable ayant une demande biochimique en oxygène en cinq jours (DBO5) de 60 grammes d’oxygène par jour ». Au niveau national, l'article R. 2224-6 du Code des Collectivités Territoriales (CGCT) reprend exactement la même définition.

La directive européenne eaux résiduaires urbaines évoque ensuite dans son article 3 la notion d’ « EH des agglomérations », puis précise à l’article 4 : « La charge exprimée en EH est calculée sur la base de la charge moyenne maximale hebdomadaire qui pénètre dans la station d’épuration au cours de l’année, à l’exclusion des situations inhabituelles comme celles qui sont dues à de fortes précipitations ». Cette dernière définition est très proche de celle énoncée au niveau national par l’article R2224-6 du Code des Collectivités Territoriales (CGCT) pour la charge brute de pollution organique (CBPO), reprise dans l’arrêté du 21 juillet 2015.

Ainsi, l’EH est une unité basée sur la DBO5 qui permet d’apprécier la taille d’une agglomération d’assainissement. Elle est aussi souvent privilégiée pour quantifier la capacité d’une station d’épuration puisqu’elle est sensée correspondre à la charge journalière maximale de pollution que devra, en dehors des situations inhabituelles, admettre cette station et traiter conformément au niveau de rejet qui lui est assigné.

Objectifs de la notion d'équivalent-habitant

La nécessité d’évaluer une valeur journalière maximale de pollution répond à essentiellement trois raisons :

  • La charge de pollution domestique rejetée par une population fluctue tous les jours de l’année. Il convient de prendre en compte pour le dimensionnement des ouvrages, sa valeur la plus contraignante.
  • A cette charge de pollution domestique rejetée au réseau, s’ajoutent des charges qui ont pour origine des activités collectives ou économiques telles que celles qui proviennent d’établissements comme les écoles, les hôpitaux, les commerces alimentaires et de restauration, les autres activités commerciales, les activités tertiaires et toutes les industries. Si pour les plus gros de ces établissements, des critères fiables permettent d’estimer en fonction de la fréquentation ou de la production, les charges maximales de pollution produites, il n’en est pas de même pour les plus petits, dont la présence est en général assez étroitement liée à la population résidente. Leurs effluents sont d’ailleurs généralement considérés comme relevant des eaux usées domestiques ou des eaux usées assimilées domestiques. L’équivalent-habitant permet ainsi de mutualiser les charges de pollution non directement issues des habitations et des activités économiques les plus importantes.
  • La nature unitaire de beaucoup de réseaux de collecte conduit à y admettre des charges de pollution liées aux eaux de ruissellement, charges dont les fractions organiques, azotées et phosphorées sont, au regard de celles véhiculées par les eaux usées, relativement faibles lors des précipitations pour lesquelles la collecte et le traitement de la totalité des effluents collectés s’impose, mais qui ne sont cependant pas négligeables. Ces charges sont difficiles, surtout pour les systèmes d’assainissement de petite ou moyenne taille à estimer de façon théorique, et c’est généralement à partir des charges reçues observées en entrée de station qu’elles sont prises en compte, sous forme d’une légère majoration des charges correspondant aux eaux strictement usées.

Quantité de DBO5/j correspondant à un équivalent habitant

En entrée d’une station d’épuration située à l’aval d’un système de collecte ne drainant que des eaux usées domestiques et assimilées domestiques et qui les y transfère de façon intégrale hors situations inhabituelles, on observe si on rapporte les charges de pollution qui y sont mesurées tout au long d’une année à la population résidente, les ratios suivants :

  • En moyenne annuelle : 35 à 50 g DBO5/j par habitant,
  • En pointe, de l’ordre de 60 g DBO5/j par habitant, d’où le critère d’équivalent-habitant basé sur cette valeur.

La valeur moyenne annuelle est assez liée à la taille de l’agglomération, des valeurs inférieures à 45 g DBO5/j par habitant étant fréquentes pour les plus petites collectivités. Pour ces mêmes petites collectivités, il est difficile d’avancer quel est le ratio qui correspond aux situations de pointe, vu le faible nombre de bilans d’autosurveillance que la réglementation impose. Il semble cependant que la variabilité des charges globalement émises y soit plus élevée que dans les grandes agglomérations, et que l’équivalent-habitant de 60 g DBO5/j demeure proche des quantités de pollution générées en pointe.

Avant que la notion de l’équivalent-habitant ne soit réglementairement définie au niveau européen par la Directive Eaux Résiduaires Urbaines de 1991, sa valeur variait selon les pays. En France, elle était généralement fixée à 54 g DBO5/j. Le projet de « guide de définitions  » émis le 23 juin 2006 par la Direction de l’Eau du Ministère de l’Écologie et du Développement Durable, pour l’application de la Directive Eaux Résiduaires Urbaines, indiquait (p7) "qu’en l’absence de mesures de pollution en entrée de station d’épuration, la charge de pollution d’origine domestique à y admettre pouvait reposer sur un ratio de 54 g DBO5/j/habitant en zone urbaine et 47 g DBO5/j/habitant en zone rurale". Elle pouvait aussi être déduite lorsqu’un faible nombre de bilans était disponible, de la multiplication de la valeur moyenne annuellement mesurée par un coefficient égal à 1,2.

Valeur des autres paramètres de pollution correspondant à un équivalent habitant

Il convient de souligner qu'aujourd'hui la notion d’équivalent-habitant ne porte que sur le paramètre DBO5.

Dans les années passées, il a souvent été fait mention d’un équivalent-habitant qui concernait aussi d’autres paramètres, basé sur les valeurs suivantes :

Les textes qui en sont à l’origine sont des arrêtés récurrents (1991, 1996, 2004…) qui découlaient du décret 75-996 du 28 octobre 1975 et qui définissaient jusqu’en 2007, l’assiette des redevances dues par les collectivités aux Agences de l’Eau. Les ratios ci-dessus indiqués étaient à multiplier par des « habitants » (et non des équivalents-habitants »). Ces ratios sont, en ce qui concerne les MES et, en situation actuelle, le Pt, beaucoup trop éloignés des quantités de pollution réellement émises par un habitant, y compris en pointe.

Si on veut établir une correspondance entre l’équivalent-habitant et les quantités de pollution rejetées dans des conditions semblables pour les autres paramètres usuels, on peut prendre en compte celles quotidiennement rejetées en moyenne annuelle telles que le montrent les mesures réalisées sur des réseaux de petite ou moyenne taille et depuis longtemps confirmées :

  • 35 à 50 g DBO5/j par habitant,
  • 80 à 120 g DCO/j par habitant (rapport DCO/DBO5 compris entre 2 et 2,4),
  • 35 à 60 g MES/j par habitant,
  • 9 à 13 g NtK/j par habitant,
  • 1 à 1,5 g Pt/j par habitant.

On aboutit alors en pointe annuelle, aux ratios suivants :

  • 135 à 150 g DCO/j par habitant,
  • 70 g MES/j par habitant,
  • 15 g NtK/j par habitant,
  • 2 g Pt/j par habitant.

Comment évaluer correctement le nombre d'équivalents habitants ?

On commet donc une grosse erreur lorsqu’on évalue, pour un système de collecte donné, le nombre d’équivalents-habitants y étant raccordé, en divisant par 60 g/j la charge journalière de DBO5 mesurée un jour quelconque de l’année. La division d’une charge de pollution (exprimée en DBO5) mesurée à n’importe quel moment de l’année (c'est-à-dire en dehors de la semaine au cours de laquelle est produite la plus forte charge de substances polluantes dans l’année), par un ratio de 60 g DBO5/jour aboutit ainsi à une « population équivalente » sous-estimée.

Il est souvent recherché si on peut estimer la charge moyenne caractéristique de la semaine de pointe à partir des valeurs de percentiles auxquelles on aboutit quand on dispose d’un grand nombre de valeurs des charges journalières de pollution reçues sur une station. La réponse à cette question est difficile à formuler, d’une part parce qu’elle dépend de la taille de l’agglomération, et d’autre part, parce qu’il n’existe que très peu d’agglomérations de taille moyenne, et a fortiori petite, et pour lesquelles on mesure quotidiennement les charges journalières entrant sur la station d’épuration. Il semble que la charge moyenne de la semaine de pointe correspondrait à celles comprises entre les percentiles 85% et 95%, la valeur inférieure de cette fourchette correspondant plutôt aux petites agglomérations, la valeur supérieure se rapprochant plutôt par excès de ce qui est observé sur les grandes agglomérations. Retenir le percentile 95% comme valeur équivalente à la charge moyenne de la semaine de pointe annuelle est probablement généralement sécuritaire à très sécuritaire…

Il est aussi quelquefois avancé un équivalent-habitant basé sur un ratio d’eaux usées quotidiennement émis égal à 150 L/j, voire 200 L/j. Hormis le fait que la définition de l’équivalent-habitant ne porte pas sur le volume journalier d’eaux usées émis par un habitant, les valeurs citées sont aujourd’hui reconnues bien éloignées de ces ratios. Les études diagnostics qui permettent d’écarter des charges hydrauliques admises par temps sec sur les stations d’épuration les quantités d’eaux claires parasites permanentes collectées, montrent que les quantités d’eaux usées domestiques sont plutôt situées dans une fourchette allant de 100 à 130 L/j/hbt, des valeurs moindres étant fréquemment rencontrées dans les plus petites collectivités.

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