Réutilisation des eaux en contexte industriel - Origines et usages des eaux internes/externes : cadre, potentiel, technologies et retours d’expériences

Synthèse

Avertissement : Le contenu de ces travaux reflète l'état des connaissances et le cadre réglementaire en vigueur à la date de l'édition des documents

Contexte et objectifs de l’étude

Le secteur industriel est amené à s’adapter dans un contexte croissant de périodes de sécheresse et de restrictions en eau. La réutilisation des eaux non conventionnelles apparait comme une solution opérationnelle et structurante pour limiter les prélèvements en eau, mais également pour limiter l’impact des rejets. Elle s’inscrit dans une logique d’écologie industrielle, elle permet également aux industriels de s’intégrer localement et de s’adapter au contexte hydrique territorial.

Cette pratique reste récente, parfois complexe à mettre en œuvre, et multiple dans les formes qu’elle peut prendre. En France elle s’inscrit dans un cadre réglementaire en évolution, visant à concilier performance industrielle, protection des milieux et maîtrise des risques sanitaires. 

Dans ce contexte, l’association RECORD a souhaité établir un guide à destination des porteurs de projet de réutilisation des eaux dans le secteur industriel. Ce guide se veut accessible pour les porteurs de projet novices sur la thématique. Il est associé et fait référence à un rapport d’étude détaillé, objet de la présente synthèse. Le plan ci-dessous suit le plan du rapport.

Eléments de cadrage

Dans une première section « Eléments de cadrage » sont détaillés : la terminologie couramment utilisée (principalement issue de la NF ISO20670), les principales normes françaises et internationales existantes, les formes de réutilisation rencontrées dans le secteur industriel (appelées ici des « types » de réutilisation), mais également le cadre et les textes réglementaires associés.

Si l’étude s’attache à renvoyer le lecteur vers les textes et références réglementaires associés à leur projet, elle n’intègre pas de synthèse réglementaire : les textes et les cas de figures sont trop nombreux. Seul le contexte pour les industries agro-alimentaire est précisé. Une analyse réglementaire comparative à d’autres pays est également intégrée à l’étude.

Trois types de réutilisation des eaux pour les industriels sont ainsi définis. Ils permettent une distinction claire selon l’origine de l’eau (le gisement), les usages, et les gestionnaires et propriétaires en charge et responsables du projet :

• Type 1 : Mobilisation d'un gisement en ENC non issu d'un site industriel, par exemple des eaux usées traitées rejetées par une STEU municipale, pour des usages sur un site industriel. Ce type peut impliquer un EPCI en charge de l'assainissement municipal ; 
• Type 2 : Réutilisation d’un gisement en ENC issu d’un site industriel (eaux de pluie, eaux de process, eau de refroidissement, etc.) pour des usages sur un site industriel, identique ou différent du site d'origine des eaux. Ce type, qui ne fait intervenir que des industriels, se décline en trois sous-types :
  • Type 2a, réutilisation en boucle sur un même usage chez un unique industriel ;
  • Type 2b, réutilisation en cascade, l'eau produite par un usage A alimentant un usage B généralement moins exigeant en qualité ;
  • Type 2c, cascade identique mais entre deux industriels différents, dans une logique de synergie locale.
• Type 3 : Réutilisation d’un gisement en ENC issu d’un site industriel (eaux de pluie, eaux de STEI, eaux de process, eau de refroidissement, etc.) pour des usages non industriels sur le territoire environnant le site (par ex : usages municipaux, agriculteurs, recharge de milieux…).

Le cadre et les textes réglementaires diffèrent selon le type de réutilisation des eaux. Ils diffèrent également selon la nature de l’usage : la réutilisation des eaux est ainsi possible et encadrée pour les familles d’usages suivantes : 

• La famille 1 regroupe les usages domestiques (chasses d'eau, arrosage des espaces verts et jardins potagers, lavage du linge et des sols intérieurs, nettoyage des surfaces extérieures, alimentation de fontaines décoratives...), fixés par une liste fermée issue du décret n°2025-239 du 14 mars 2025.
• La famille 2 couvre la préparation des denrées et marchandises alimentaires dans les entreprises du secteur agro-alimentaire.
• La famille 3 regroupe tout autre usage, distingué entre les usages internes à l'établissement industriel (procédés, lavage de véhicules, refroidissement...) et les usages externes au territoire environnant (irrigation, épandage, propreté urbaine).

Seule l'eau destinée à la consommation humaine reste autorisée pour les usages domestiques les plus sensibles (boisson, cuisson, hygiène corporelle) ainsi que pour la préparation des denrées alimentaires.

Le corpus réglementaire mobilisé est riche et très récent : décret et arrêté du 14 mars 2025 pour les usages domestiques en ICPE, décret n°2024-33 et arrêté du 8 juillet 2024 pour les eaux réutilisées en agro-alimentaire, décret du 29 août 2023 et arrêtés du 14 et du 18 décembre 2023 pour les eaux de pluie et les eaux usées traitées, entre autres textes. De nombreuses situations, comme la réutilisation des eaux pluviales ou d'exhaure, ne relèvent cependant d'aucun cadre spécifique : les Services de l'État privilégient alors une approche au cas par cas, via des guichets uniques mis en place au sein des DDTM. Des logigrammes croisant les trois familles d'usages et les trois types de réutilisation permettent au porteur de projet d'identifier les textes qui s'appliquent à son cas.

La comparaison aux réglementations des autres pays (Italie, Espagne, États-Unis et Australie) met en évidence que tous imposent l’établissement d’un plan de gestion des risques en complément du respect de seuils minimaux. Ces valeurs seuils minimales sont difficilement comparables d’un pays à l’autre étant donné que les conditions et contraintes spécifiques d’usages diffèrent.

Un cadre normatif se structure à trois échelles : international avec l'ISO, européen avec le CEN, et national avec l'AFNOR, au sein de laquelle une commission « RENC » (Recours aux eaux non conventionnelles) comporte un groupe de travail dédié aux usages industriels. Il n'existe pas encore, à ce jour, de groupe de travail européen équivalent. Au niveau international, le comité technique ISO/TC 282 pilote la normalisation de la réutilisation de l'eau ; ses sous-comités couvrent directement les usages industriels.

Démarche projet et analyse de risques

Une seconde section du rapport, complétée par le guide pratique associé, détaille les étapes que doit suivre un porteur de projet, depuis l'idée initiale jusqu'à une mise en œuvre durable et sécurisée, avec un focus particulier sur les méthodologies d'analyse des risques sanitaires.

La démarche projet suit globalement cinq étapes :

• Identification des moteurs de la démarche : réduction des prélèvements (raisons financières, contraintes environnementales, recherche d'autonomie) et/ou réduction des rejets (vers le milieu ou vers le réseau collectif d'assainissement) ;
• Diagnostic des flux d'eau sur le site, visant à caractériser les sources, les usages et les eaux usées produites en termes de volumes, débits et qualité, pouvant nécessiter la mise en place de suivis spécifiques ;
• Étude de faisabilité, croisant l'analyse du cadre réglementaire applicable, une étude technico-financière des solutions de desserte et de traitement, le montage opérationnel avec les éventuels partenaires, la recherche de financements, ainsi qu'une approche coûts-bénéfices multicritères intégrant les impacts sur la ressource en eau ; cette étape doit conduire à une décision « GO / NO GO ».
• Procédures réglementaires (autorisation, déclaration, modification d'un arrêté du site) à mener en lien étroit avec les Services de l'État, généralement accompagnées d'une analyse des risques sanitaires et environnementaux.
• Mise en œuvre : études de maîtrise d'œuvre, conventions avec les partenaires, dossiers de financement, construction, puis suivi spécifique du projet fondé sur des indicateurs de risques et de performance, complété si nécessaire par un suivi analytique de la qualité des eaux imposé par les Services de l'État.

A noter l’importance de partager au plus tôt cette démarche avec les Services de l’Etat et avec les autres acteurs du territoire impliqués et/ou impactés.

L'analyse des risques sanitaires articule évaluation et gestion des risques sur une méthodologie inspirée de la démarche HACCP, préconisée par l'ANSES et adaptée aux risques sanitaires relatifs à la réutilisation des eaux. Elle repose sur quatre étapes :

Un focus spécifique est également porté sur les risques professionnels liés à l'utilisation des ENC : ces risques, qui incluent des pathologies ainsi que l'exposition à des substances chimiques, doivent être intégrés au document unique d'évaluation des risques professionnels du site. La prévention repose notamment sur la séparation des réseaux d'ENC et d'eau potable dès la conception, la signalisation des points d'utilisation, la limitation des techniques génératrices d'aérosols, l'automatisation des opérations de nettoyage et, si les mesures collectives s'avèrent insuffisantes, la mise à disposition d'équipements de protection individuelle adaptés.

Potentiel de réutilisation des eaux pour les industriels

En 2022, le volume total des prélèvements déclarés en France métropolitaine et en Corse s'élève à environ 33845 Mm³, dont la majeure partie pour le secteur de l'Énergie, essentiellement le nucléaire d'EDF, dont les prélèvements représentatifs approchent 21 500 Mm³/an. La catégorie « Industrie et activités économiques » représente quant à elle 2243 Mm³ prélevés en 2022. Le potentiel de substitution y est nettement plus élevé pour les prélèvements souterrains, de l'ordre de 856 Mm³/an et davantage liés aux process industriels, que pour les prélèvements de surface, environ 1257 Mm³/an et souvent associés au refroidissement en boucle ouverte, ou pour les prélèvements littoraux, environ 130 Mm³/an, à faible enjeu de réutilisation compte tenu de leur salinité et de leur retour rapide au milieu. Les secteurs les plus consommateurs et les plus ciblés par la réutilisation des eaux sont la chimie, la métallurgie, les industries agroalimentaires et le papier-carton ; à l'échelle nationale, la chimie et la métallurgie concentrent 47% des usages en eau identifiés dans l'analyse du potentiel de Type 1, une proportion qui atteint 72% sur le littoral.

Le potentiel de chacun des trois types de réutilisation a été approché séparément :

• Pour le Type 1, l'analyse croise les sites industriels ICPE situés dans un rayon de 5 km autour de STEU urbaines de plus de 50 000 équivalents-habitants. À l'échelle nationale, le gisement potentiel disponible, estimé à 2970 Mm³/an, est largement supérieur aux besoins des industriels identifiés, de l'ordre de 1715 Mm³/an ; sur le littoral en revanche, gisements (650 Mm³/an) et usages potentiels (750 Mm³/an) s'équilibrent davantage, ce qui confirme l'intérêt particulier des zones côtières mis en avant par l'étude, notamment autour des zones industrielles.
• Pour le Type 2, plus difficile à quantifier à l'échelle nationale faute de données homogènes sur la tension quantitative des ressources en eau selon les territoires, l'étude illustre le potentiel de mutualisation inter-industrielle où des industriels proches pourraient envisager des échanges d'eau selon leurs usages et rejets respectifs.
• Pour le Type 3, l'analyse cible les industries agro-alimentaires disposant d'un rejet isolé à proximité de grandes cultures céréalières, sur plus de 50 hectares dans un rayon d'un kilomètre : 151 sites industriels répondent à ces critères en France métropolitaine, représentant un gisement potentiel de 47 Mm³/an pour environ 15000 hectares de cultures, soit environ 3100 m³ par hectare et par an.

À l'échelle européenne, une étude de 2023 estime les eaux usées produites par les industriels de l'Union européenne à plus de 25500 Mm³/an, dont jusqu'à 80% pourraient théoriquement être réutilisées grâce à des technologies de traitement adaptées, pour un coût représentant environ 1,5% du PIB européen et une hausse d'environ 4,1% de la consommation énergétique industrielle.

Revue globale des principaux procédés de traitement

Une revue globale des principaux procédés de traitement utilisés pour la réutilisation des eaux a permis d'établir neuf fiches techniques détaillant, pour chaque procédé, les principes de fonctionnement, les niveaux de performance, les principaux avantages et les principales limites (sans se substituer à une étude technique au cas par cas selon les projets). Ces procédés se répartissent en quatre familles.

• Les procédés de prétraitement comprennent la coagulation-floculation, efficace sur les matières en suspension, les colloïdes et les métaux, à coût faible à moyen mais générant des boues à traiter, ainsi que la filtration mécanique, simple, robuste et peu coûteuse, mais inefficace sur les virus, les bactéries et les micropolluants.
• Les procédés d'épuration complémentaire regroupent la filtration membranaire et l'osmose inverse, qui permettent d'atteindre une très haute qualité d'eau en éliminant sels, virus, bactéries et micropolluants, mais à un coût moyen à très élevé et avec, pour l'osmose inverse, une consommation énergétique importante et la production d'un rejet concentré.
• Le procédé thermique de cristallisation par évaporation permet un rejet minimal et une éventuelle récupération minérale, au prix d'une opération complexe, très coûteuse et énergivore.
• Enfin, les procédés de finition et de désinfection incluent le traitement UV, rapide et sans résidu chimique mais sans effet rémanent, l'oxydation avancée, à large spectre d'action mais coûteuse et complexe, la chloration, efficace et peu coûteuse mais génératrice de sous-produits potentiellement toxiques, et l'ozonation, très efficace sur les micro-organismes et les composés organiques mais coûteuse et sans effet rémanent.

Etudes de cas types

Pour finir onze cas types de réutilisation des eaux ont été étudiés. Ils sont très inspirés de retours d’expérience (REX) sur des sites opérationnels ou en cours d’étude, mais ils sont « fictifs » : ils compilent parfois des éléments issus de plusieurs REX, et ont été volontairement adaptés afin de pointer des cas de figures et des contraintes spécifiques. 

La sélection et la définition de ces cas types a été réalisée conjointement entre les auteurs et le comité de suivi de l’étude RECORD. Ces onze cas types visent à être :

• Complémentaires et représentatifs pour couvrir toute la « gamme » des formes de réutilisation des eaux d’intérêt pour les industriels définies précédemment ;
• D’intérêt socio-économique et environnemental sur le territoire français.

Ils illustrent ainsi la réutilisation d'eaux issues de STEU urbaines pour des usages de refroidissement (cas type n°1) ou de nettoyage et d'abattage de poussières (cas type n°2) ; le recyclage d'eaux acides de régénération (cas type n°3, partagé par EDF pour la centrale de Blénod) ou d'eaux de purge de chaudière (cas type n°4, partagé par EDF pour la centrale de Martigues) pour l'alimentation de réseaux industriels ; la valorisation d'eaux pluviales de ruissellement pour du nettoyage industriel (cas type n°5) ; la réutilisation, en agro-alimentaire, d'eaux issues de matières premières pour la préparation de denrées (cas type n°6) ou d'eaux issues d'une STEI industrielle pour le nettoyage de locaux et d'équipements (cas type n°7) ; la réutilisation d'eaux de toiture industrielle pour des usages domestiques, y compris en blanchisserie (cas type n°8) ; la valorisation énergétique de la vapeur produite par un industriel au bénéfice du réseau de chauffage d'un second industriel, où l'eau agit davantage comme vecteur de chaleur que comme ressource réutilisée à proprement parler (cas type n°9) ; la réutilisation d'eaux issues d'une STEI industrielle pour des usages urbains publics tels que le nettoyage et l'arrosage d'espaces verts (cas type n°10) ; et la réutilisation d'effluents bruts ou traités en agriculture, pour l'irrigation ou l'épandage (cas type n°11). 

Synthèse des cas types étudiés

Ces cas types font écho à plusieurs retours d'expérience emblématiques, français et internationaux, également présentés dans le guide.

• À Los Angeles, les eaux usées traitées de la STEU Hyperion El Segundo, qui dessert 11 millions d'équivalents-habitants, alimentent depuis 1985 des circuits de refroidissement industriels grâce à un traitement complémentaire combinant bioréacteurs à membranes, osmose inverse et désinfection UV couplée à une oxydation avancée.
• En Australie, à Wollongong, les eaux usées traitées de la station municipale alimentent depuis 2005 l'aciérie BlueScope de Port Kembla, en Nouvelle-Galles du Sud, notamment pour le rabattement de la poussière issue du charbon.
• La symbiose industrielle de Kalundborg, au Danemark, initiée dès les années 1970, illustre un fonctionnement en cascade entre plusieurs industriels de l'énergie, de la raffinerie et de la pharmacie, permettant d'économiser plusieurs millions de mètres cubes d'eau par an tout en limitant les rejets.
• En France :
  • L'agglomération de Guéret, dans la Creuse, mobilise une retenue ouverte de 65000 m³ d'eaux pluviales de ruissellement, offrant une autonomie de trois mois, pour alimenter un réseau collectif desservant plusieurs industriels d'une même zone d'activités.
  • Sur la centrale à cycle combiné gaz d'EDF à Martigues, dans les Bouches-du-Rhône, le recyclage des eaux de purge de chaudière vers le réseau d'eau industrielle réduit de 25 à 30% les prélèvements en eau brute, soit environ 90000 m³/an, sans nécessiter de traitement chimique complémentaire.
  • La coopérative COOPERL, à Lamballe dans les Côtes-d'Armor, recycle une partie des eaux de process issues de la filière porcine, après un traitement biologique complété par ultrafiltration et osmose inverse, pour des usages de nettoyage au sein de ses ateliers.
  • Sur le site industriel de Monin, dans le Cher, près de 45000 m³/an d'eaux usées traitées — soit près de 90% des effluents — sont réutilisés depuis 2024 pour des usages de nettoyage, les concentrats sucrés étant par ailleurs valorisés par méthanisation.
  • Enfin, le sucrier Cristal Union valorise en agriculture, auprès d'agriculteurs coopérateurs, plus de 7 millions de m³ d'eau par an issus du lavage et de l'extraction des pulpes de betteraves, par épandage à l'automne et en hiver puis irrigation des cultures au printemps et en été.

Conclusion

L'étude et le guide associés dressent ainsi un panorama complet de la réutilisation des eaux pour les industriels en France :

• Un cadre réglementaire récent, structurant mais encore incomplet et en construction ;
• Un potentiel significatif mais très hétérogène selon les types de réutilisation et les territoires, en particulier sur le littoral et au sein de synergies inter-industrielles ;
• Des technologies de traitement matures permettant d'atteindre les niveaux de qualité requis pour chaque usage ;
• Et une diversité de retours d'expérience opérationnels, français et internationaux, démontrant la faisabilité technique, réglementaire et économique de la démarche.

Le rapport et le guide associé offrent ainsi aux porteurs de projet industriels un cadre méthodologique complet, depuis l'identification des moteurs de la démarche jusqu'à la mise en œuvre sécurisée de leur projet, tout en soulignant l'importance d'un dialogue précoce avec les Services de l'État et les autres acteurs du territoire concernés ou impactés.