Prévention et traitement des odeurs des effluents vinicoles

Àl’instar de la plupart des secteurs agroalimentaires, les industries vinicoles génèrent des eaux résiduaires à forte charge organique biodégradable. Grâce aux traitements d’épuration mis en place, la pollution organique des eaux est maintenant bien maîtrisée. Par contre, les nuisances olfactives engendrées par les effluents constituent l’une des problématiques environnementales actuelles des industries vinicoles mais aussi de nombreuses IAA.

D’après le Code de l’environnement, les nuisances olfactives sont définies comme une pollution atmosphérique (pollution olfactive). Les impacts des nuisances olfactives se manifestent à différents niveaux et revêtent une grande importance économique et sociétale : gêne des riverains allant jusqu’à des plaintes et conflits, frein à l’urbanisation et dépréciation du foncier, entrave au développement d’activités touristiques, dévalorisation de la démarche « qualité » des entreprises et parfois remise en cause de la pérennité de l’activité industrielle.

La production vinicole française [1], la première au plan mondial, comprend deux secteurs qui se distinguent par leurs activités ainsi que par la nature des résidus :

• les caves de vinification et le négoce engendrent les effluents vinicoles, environ 6 millions de m³/an, et des coproduits (marcs et lies) ;

• les distilleries vinicoles transforment ces coproduits en alcool, eaux-de-vie, tartrate de calcium, colorants, composts... et produisent des eaux résiduaires : vinasses de distilleries.

Bien que la plupart des voies de traitement aient été appliquées aux effluents vinicoles : épandage, épuration biologique aérobie (boues activées, lagunage aéré, stockage aéré), digestion anaérobie, concentration thermique, distillation-évapo-concentration, évaporation naturelle, certaines s’avèrent plus adaptées à la nature des effluents, au rythme et au contexte d’activité.

Ainsi, le traitement par évaporation naturelle est très répandu, notamment en région méditerranéenne. Pour les autres traitements, le stockage préalable des effluents est nécessaire afin d’écrêter les surcharges, d’assurer la montée en régime des traitements biologiques ; il est obligatoire, dans le cas de l’épandage, pour pallier les périodes défavorables (pluies, gel).

Le stockage d’effluents riches en matières organiques conduit inévitablement au développement de micro-organismes anaérobies qui forment, par fermentations, les composés malodorants. Les acides gras volatils (acides propionique, butyrique, valérique, caproïque...) représentent la famille principale des composés malodorants des effluents vinicoles. D’autres composés malodorants : amines, ammoniac, mercaptans et sulfures, peuvent être également produits à partir des constituants organiques (composés azotés, soufrés...) et minéraux (sulfate) des effluents.

Les seuils olfactifs de perception de ces composés sont très bas (quelques microgrammes par mètre cube d’air), alors que leurs concentrations dans les effluents sont élevées (plusieurs centaines de milligrammes par litre) et que les volumes d’effluents stockés sont importants (plusieurs centaines à quelques milliers de mètres cubes par site). Il en résulte une émission et perception d’odeurs sur de vastes périmètres d’où les nuisances olfactives.

En milieux diffus comme les stockages à ciel ouvert, les méthodes de traitement de composés organiques volatils (COV) et d’odeurs par absorption, adsorption..., se heurtent à différentes difficultés : émission diffuse de gaz et odeurs, phénomènes microbiens odorogènes intenses et gisements massifs de matières odorantes.

Les traitements curatifs d’odeurs n’offrent que peu ou pas de résultats probants dans le cas des effluents vinicoles. Les additifs biologiques (champignons, bactéries aérobies) s’avèrent inactifs dans des milieux anaérobies tels les effluents vinicoles stockés. Les traitements chimiques (oxydation, neutralisation, précipitation) ne sont spécifiques que vis-à-vis de certaines molécules.

Les traitements préventifs d’odeurs constituent l’approche à privilégier dans le cas des émissions diffuses et peuvent s’envisager sous diverses formes : prévention de la formation des composés malodorants par orientation ou par inhibition de la flore microbienne, réduction des odeurs à la source par modification de procédés et suppression des précurseurs d’odeurs.

En présence de nitrate, accepteur final d’électrons chez certains micro-organismes, les composés organiques sont dégradés par respiration anaérobie en produits inodores (gaz carbonique et azote gazeux), sans formation d’acides gras volatils (AGV). Ce processus a été validé et appliqué pour le traitement préventif d’odeurs de bassins d’évaporation d’effluents vinicoles.

L’inhibition de la microflore des effluents par des biocides, tels les produits de désinfection et de nettoyage utilisés en industries vinicoles, permet de bloquer la formation des composés malodorants.

Un bon exemple de réduction des odeurs à la source est apporté par la modification du procédé d’extraction du tartrate de calcium. La substitution du réactif chaux/sulfate de calcium par un réactif à base de nitrate et de chaux diminue la teneur en sulfate des vinasses de lies détartrées de 10 fois et réduit le risque de production ultérieure de sulfure d’hydrogène H₂S.