Comment Rennes Métropole a divisé par deux les émissions de N2O de ses stations d’épuration

Dans le cadre de son Plan Climat (PCAET), Rennes Métropole s’est lancée dans un projet pionnier : traquer et éliminer le protoxyde d’azote (N2O) émis par ses infrastructures de traitement des eaux.

Grâce au déploiement d’une solution logicielle prédictive, la collectivité démontre qu’il est désormais possible de concilier efficacité, maîtrise énergétique et décarbonation massive. Retour sur un projet qui redéfinit les standards de l’assainissement.

Anticiper la DERU 2 : l’assainissement au cœur de la stratégie bas carbone

Pour diviser par deux les émissions de gaz à effet de serre par habitant d’ici 2030, Rennes Métropole a rapidement identifié son service d’assainissement comme un levier d’action prioritaire. Au-delà de l’équilibre historique entre la qualité des rejets et la maîtrise des coûts d’exploitation, la collectivité a fait le choix d’intégrer la neutralité carbone au cœur même de son processus de traitement.

L’objectif de cette démarche était notamment d’anticiper les futures exigences de la directive européenne DERU 2.

Boris Gueguen, Directeur Assainissement de la métropole, résume parfaitement cet enjeu :

« Dans l’article 1 de la DERU, il y a dans les objectifs clairement identifiés qu’on va nous demander de baisser les émissions de gaz à effet de serre. On nous demande de les monitorer, de les mesurer […]. On se rend compte que si on veut atteindre ces objectifs-là, on est obligés de s’attaquer au N2O ».

Le défi technique : dompter l’ennemi invisible des bassins d’aération

La maîtrise de ce gaz n’a rien d’évident. Le protoxyde d’azote possède un pouvoir réchauffant 300 fois supérieur à celui du CO2 et constitue bien souvent la majorité de l’empreinte carbone directe d’une STEP.

La difficulté majeure réside dans la biologie du traitement. Le N2O est un déchet intermédiaire généré lors des processus de nitrification et de dénitrification. Lorsqu’un stress biologique survient (variation soudaine de la charge polluante, manque d’oxygène), les bactéries libèrent ce gaz volatil. De plus, si l’aération est relancée de manière inadéquate, les bulles d’air injectées agissent comme un ascenseur, extrayant brutalement le N2O dissous dans l’eau pour le disperser dans l’atmosphère. Face à ces réactions complexes, les automates traditionnels, qui fonctionnent en réaction à un instant T, se révèlent insuffisants pour prévenir ces pics d’émissions capricieux.

L’IA et la modélisation comme leviers de contrôle

Pour surmonter cet obstacle sans recourir à des modifications physiques lourdes de ses usines, Rennes Métropole a intégré la solution de pilotage de l’entreprise Purecontrol.
Le déploiement du projet s’est articulé autour de plusieurs axes :

• Modélisation de la « signature N2O » : une campagne de mesures sur le terrain a permis de corréler les paramètres de fonctionnement aux émissions réelles afin de créer un modèle mathématique sur-mesure.
• Croisement continu des données : La plateforme ingère en temps réel les variables clés (ammonium, potentiel Redox, oxygène dissous, débits) pour décrypter les conditions biologiques et anticiper les risques d’émission liés à la charge polluante.
• Régulation dynamique : L’algorithme traduit ces analyses en scénarios optimisés et ajuste les consignes d’aération chaque minute. Il stabilise ainsi la biologie du bassin pour minimiser la formation de N2O tout en évitant son dégazage.

Au-delà de la prouesse technique, la solution offre à l’exploitant et à la collectivité la possibilité de placer un curseur stratégique entre l’optimisation budgétaire de la facture énergétique et la maximisation du gain environnemental.

Des performances mesurables et un impact immédiat

Le pilotage prédictif a permis de transformer la complexité des données en résultats tangibles sur le territoire métropolitain :

• Sur l’installation de Beaurade (360 000 EH) : le pilotage a généré une réduction de 20 % des coûts énergétiques liés à l’aération, tout en évitant l’émission de 25 000 tonnes d’équivalent CO2 par an.
• Sur le site de Saint-Erblon (50 000 EH) : les émissions de protoxyde d’azote ont chuté de 50 %, ce qui représente 456 kg de N2O évités annuellement. Pour donner un ordre de grandeur, ce bénéfice carbone équivaut à 12 500 kWh d’électricité par jour, soit l’équivalent de trois fois la consommation totale de la station.

L’expérience de Rennes Métropole prouve qu’il est désormais possible d’optimiser l’existant grâce à l’intelligence logicielle, offrant au monde de l’assainissement une réponse concrète, sans investissement structurel, pour relever le défi de la neutralité carbone.