Comment réduire l’impact en eau et réutiliser les eaux usées dans l’industrie pharmaceutique ?

Gérer l’eau de manière durable est une question cruciale à laquelle est confrontée l’industrie pharma-cosmétique. Celle-ci doit relever le double défi de sécuriser sa production avec une eau de haute qualité tout en régulant et contrôlant les impacts environnementaux générés par l’utilisation en grandes quantités de cette ressource.

Pour les accompagner dans leur démarche, qu’il s’agisse du traitement de l’eau d’utilité, de l’eau de préparations pharmaceutiques et des eaux usées, Veolia Water Technologies (VWT) a développé une gamme de solutions veillant au respect des réglementations et des objectifs environnementaux. L’objectif final est de sécuriser et d’optimiser les process tout en restant dans une gestion durable de l’eau. Pour en parler : Frédéric Fuhrmann, expert du traitement de l’eau chez Veolia Water Technologies.

Propos recueillis par Nathalie Delmas

La maîtrise de la contamination était jusqu’alors l’une des principales préoccupations des industriels, peut-on dire qu’aujourd’hui, la question de la gestion de l’eau s’est ajoutée à cette préoccupation ?

Frédéric Fuhrmann : Beaucoup d’industriels font appel à nous aujourd’hui pour trouver des solutions concrètes aux enjeux environnementaux, afin de réduire l’empreinte en eau de leur site industriel, que cela soit dans le process ou en dehors.

Ces derniers sont actuellement confrontés à une réglementation stricte mais aussi à une question environnementale bien réelle : la réalité du stress hydrique et de prélèvement de la ressource. Par rapport aux années précédentes où l’on s’arrêtait aux études sans pour autant franchir le cap, aujourd’hui les industriels sont prêts à trouver des solutions et à passer par des investissements. Il n’est plus question de puiser uniquement dans la ressource mais de chercher clairement des installations économes en eau et de s’interroger sur les solutions à mettre en place.

L’industriel a-t-il une notion concrète sur sa consommation d’eau et ses éventuelles pertes?

F.F. : Si l’industriel sait ce qu’il consomme au niveau de l’usine, il n’a pas de cartographie précise. Il lui manque souvent des compteurs, des débitmètres et des KPIs (Indicateurs Clés de Performance). Cela nécessite donc de la collecte de données qui sera très importante pour la suite. Veolia peut les accompagner dans cette démarche. Aujourd’hui, par exemple, nous arrivons à réduire l’empreinte en eau de 50% par rapport à une installation traditionnelle de production d’eau purifiée.

Réduire son empreinte eau et récupérer de l’énergie

Que conseillez-vous à un industriel qui vous demande comment peut-il réduire son empreinte en eau ?

F.F. : La première chose que nous lui conseillons est de faire un audit de son installation. Aujourd’hui, nous faisons de plus en plus d’audits au niveau de l’industrie pharmaceutique. Nous avons développé pour cela l’outil Screen qui permet de cartographier l’ensemble des réseaux, des rejets et de trouver des pistes de réutilisation. Ce n’est qu’une fois la cartographie faite que l’on peut parler de technologie à mettre en place.

Pour les process, nos logiciels de simulation nous permettent de maîtriser l’ensemble des composés ioniques et la composition d’eau. Pour les eaux usées, la question est plus complexe. Nous passons par une phase « essais de laboratoires », qui validera la qualité de l’eau traitée ainsi que les performances du système. Cela nous indiquera s’il faut adjoindre un post traitement ou un pré-traitement à la technologie retenue.

“Quelle sera la réduction de consommation d’eau?” C’est aussi une question importante pour le client. Cela lui permettra de calculer son ROI (Retour sur Investissement). Et enfin, il est également essentiel de savoir si le client aura besoin d’un accompagnement pour l’exploitation de son installation. Une fois que l’on a toutes ces informations, on peut travailler sur une proposition chiffrée et garantir notre traitement.

Quelle est la solution la moins impactante en termes d’énergie et d’impact en eau que propose VWT ?

F.F. :  Nous avons développé toute une gamme de solutions pour traiter l’eau d’utilité et l’eau pour préparations pharmaceutiques (incluant l’eau purifiée, l’eau pour injection et la vapeur propre).

Pour produire de l’eau purifiée, par exemple, nous utilisons les techniques membranaires et en particulier l’osmose inverse. Selon les régions et la qualité de l’eau, nous avons en moyenne 25% de rejets sur nos installations pour une production de 75%. Sur un second chaînage, on peut aussi ajouter un complément appelé l’électrodéionisation (EDI). Avec ce complément, nous aurons une perte en eau de seulement 10%.

Chez Veolia, nous concevons nos installations de manière à ce que l’eau issue de l’EDI soit réutilisée en intégralité, à l’intérieur même du process. Pour aller plus loin dans la diminution des rejets, appelés aussi concentrats, il est possible d’ajouter un concentrateur à l’installation. Cela permettra de réduire davantage les 25% de rejets cités précédemment. Enfin, l’association d’un second étage d’osmose inverse va permettre de diviser par deux ces concentrats qui seront réinjectés en tête de process.

Il existe un produit phare chez Veolia, la solution Orion, qui est un système multi-technologies monté sur skid adapté au traitement de l’eau purifiée pour les marchés des produits pharmaceutiques. Il est disponible en 3 modèles permettant de réduire l’empreinte eau et énergétique d’un site. Sa dernière version, étant la plus performante, n’utilise aucun produit chimique et limite au maximum les rejets. Orion peut atteindre un rendement hydraulique allant jusqu’à 90%. Cette solution peut également intégrer un module d’ultrafiltration comme étape finale afin de répondre aux exigences de la pharmacopée européenne pour la production d’EPPI (Eau Pour Préparation Injectable) à froid.

«La réutilisation de l’eau et le recyclage des eaux usées tiennent une place de plus en plus prépondérante dans l’industrie pharmaceutique»

L’autre grande question pour l’industriel de la pharma-cosmétique est la gestion de ses eaux usées. Où en sont les industries pharma-cosmétiques sur ce sujet ?

 F.F. : Dans l’industrie pharma-cosmétique, le traitement des eaux usées et les pistes de réutilisations sont complexes car les eaux usées contiennent des API (ingrédients pharmaceutiques actifs), des agents pharmaceutiques, des principes actifs, des solvants, des graisses etc.

Faute d’équipement pour traiter l’effluent généré par le process, les eaux usées  sont souvent stockées dans des cuves pour être transportées sur un centre de traitement puis traitées par évapo-incinération. Il est également possible, après identification, que le flux faiblement chargé soit rejeté sur une station communale via une convention de rejet. Enfin, dans un troisième cas, l’industriel est équipé d’une station in situ, avec traitement physico-chimique, biologique et post-traitement. Malheureusement, ce type d’effluents est complexe à traiter par ces solutions “conventionnelles”.

Avec des limites de rejet plus strictes, des nouveaux polluants émergents, des filières de traitement en centres extérieurs plus exigeants et des enjeux environnementaux importants, la réutilisation de l’eau et le recyclage des eaux usées tiennent une place de plus en plus prépondérante dans l’industrie pharmaceutique.

 Des technologies qui ne cessent d’évoluer

Quelle solution leur proposez-vous pour gérer les eaux usées et les réutiliser?

F.F. : Veolia Water Technologies propose la solution Evaled basée sur la technologie de l’évapo-concentration. Cette solution permet la réutilisation des eaux usées pour des applications tierces, et donc la réduction de l’impact en eau. Il s’agit d’une évaporation sous-vide permettant de réduire l’impact en termes de consommation énergétique, un point important à prendre en compte sur cette technologie.

L’évapo-concentration va permettre d’évaporer puis de refroidir les vapeurs afin de produire des distillats de grande qualité exempts de sels et de principes actifs. La réduction de ces composés peut atteindre 99%. Ces distillats générés ne peuvent plus être réutilisés dans le process pharmaceutique, mais ils peuvent néanmoins l’être dans d’autres applications industrielles telles que les eaux d’appoints des chaudières, le nettoyage de sols etc. L’empreinte en eau est ainsi réduite de 10 à 20 fois. Le concentrat ou résidu final sera quant à lui éliminé dans un centre de traitement extérieur.

Ces solutions sont de plus en plus demandées et mises en œuvre rapidement du fait d’une standardisation et d’une intégration sur skid. Veolia maîtrise l’ensemble des technologies du marché sur le sujet, à savoir la pompe à chaleur (qui permet une évaporation à une température comprise entre 35 et 45°C), la compression mécanique de vapeur (qui permet une évaporation à une température avoisinant les 90°C) et la cogénération eau chaude/eau froide via de l’énergie disponible sur site (pour une évaporation à une température comprise entre 30 et 70°C). Nos équipements peuvent traiter jusqu’à 120 T/jour avec la possibilité d’une installation en batterie pour les grandes capacités.

Chez Veolia, nous construisons en moyenne 100 évapo-concentrateurs à l’année pour le monde, soit 3 500 références. Pour le marché français, cela correspond à une quinzaine d’unités vendues pour l’ensemble des marchés industriels.

La boucle de distribution de l’eau dans le process nécessite également de l’énergie. Au final, les solutions proposées sont-elles économes ?

F.F. : La solution la plus économe en termes de désinfection est l’ozonation électrolytique qui permet également de protéger en permanence la cuve de stockage et d’effectuer des cycles de désinfection de manière automatisée.

Cette solution réduit les empreintes eau et énergétique par rapport à une désinfection chimique ou thermique (80°C voire 121°C pour la stérilisation) ; elle est aussi plus performante et moins contraignante. Chez Veolia, nous mettons en place l’ozonation sur 90% de nos installations.

De nouvelles solutions sont-elles en prévision ?

F.F. : Il n’y a pas de réelle nouveauté technologique en prévision car nous sommes tout simplement bloqués par des limites physiques. En revanche, les solutions existantes de traitement des eaux sont en perpétuelle évolution pour gagner davantage en performances et en optimisation environnementale.

En savoir davantage sur les solutions proposées par VWT sur la gestion de l’eau : ICI