Comprendre simplement la différence entre DBO et DCO
En traitement des eaux usées, il est essentiel de distinguer la DCO (Demande Chimique en Oxygène) de la DBO5 (Demande Biologique en Oxygène sur 5 jours). Ces deux paramètres servent à quantifier la charge organique d’un effluent, mais ils ne mesurent pas la même chose et ne répondent pas aux mêmes objectifs.
- DCO : représente l’ensemble des matières organiques oxydables, qu’elles soient biodégradables ou non. Elle donne une vision globale de la pollution organique, incluant les composés réfractaires qui ne seront pas dégradés biologiquement (hydrocarbures, solvants, tensioactifs…).
- DBO : ne mesure que la fraction biodégradable de cette pollution – c’est-à-dire la quantité d’oxygène consommée par les micro-organismes pour dégrader la matière organique dans des conditions aérobies normalisées (20 °C pendant 5 jours).
En résumé 💡 : la DCO est toujours supérieure ou égale à la DBO. Le rapport entre les deux permet d’évaluer la biodégradabilité d’un effluent.
Ces deux paramètres sont utilisés ensemble pour mieux comprendre l’origine et la nature des polluants, et pour adapter les procédés de traitement des eaux.
Pourquoi utiliser les deux paramètres ensemble ?
La DBO et la DCO ne sont pas redondantes. Elles sont complémentaires dans l’analyse des eaux usées :
- La DBO est utile pour dimensionner les stations d’épuration biologiques, car elle reflète la charge biodégradable que les bactéries devront consommer.
- La DCO permet d’identifier également la présence de polluants non biodégradables comme des détergents, des solvants ou des hydrocarbures.
Ce test standardisé consiste à incuber un échantillon d’eau à 20°C pendant 5 jours, à l’abri de la lumière. On mesure la concentration d’oxygène dissous au début (J0) et à la fin (J5). La différence donne la DBO5, exprimée en mg O₂/L.
⚠️ Ce que la mesure ne dit pas : elle ne prend en compte que les composés biodégradables. La présence de toxiques, un temps d’adaptation microbien (lag) ou une température inadaptée peuvent fausser les résultats.
🔍 Pourquoi c’est utile : la DBO5 sert à dimensionner les traitements biologiques (boues activées, MBBR…), évaluer la pollution biodégradable, et respecter les normes de rejet.
DCO totale
La DCO totale d’une eau usée se décompose en trois fractions :
- DCO particulaire et colloïdale
- DCO soluble biodégradable
- DCO réfractaire (ou DCO dure)
DCO particulaire et colloïdale
La DCO particulaire et colloïdale représente environ 35% de la DCO totale. Elle est essentiellement constituée de matières en suspension (MES) et est essentielle pour comprendre l’impact des solides en suspension sur la charge de pollution organique. La DCO particulaire est obtenue par différence entre la DCO brute et la DCO après filtration de l’échantillon.
D’après une étude de l’IRSTEA sur des eaux usées en boues activées aération prolongée, 1 mg de MES en sortie de station municipale apporte en moyenne 1,2 mg de DCO et 0,5 mg de DBO5
Sachant que ces MES ont environ de 20 mg/L, la DCO particulaire correspondante est de 24mg DCO/L (20 x 1,2). Ces valeurs sont essentielles pour interpréter les résultats et mieux comprendre le lien entre MES et charge polluante.
Dans un exercice corrigé DBO5, ces valeurs permettent d’analyser l’efficacité des différentes étapes de traitement et d’ajuster les paramètres en conséquence.
La DCO particulaire ou colloïdale est obtenue par différence entre la DCO brute et la DCO après filtration de l’échantillon. Elle est essentiellement constituée de MES.
Si vous désirez obtenir des informations plus précises sur la relation entre ces paramètres, veuillez vous diriger vers notre formulaire en cliquant ci-dessous.
Exemple
Exemple concret : Si un échantillon d’eau usée présente une DBO5 de 200 mg/L et une DCO de 400 mg/L, alors le rapport DBO5/DCO sera de 0,5. Cela signifie que 50 % de la charge organique est biodégradable. Un rapport supérieur à 0,4 indique une bonne biodégradabilité et une adaptation au traitement biologique. En revanche, un rapport plus faible peut nécessiter un prétraitement chimique.
| Élément | Valeur | Interprétation |
|---|---|---|
| DBO5 | 200 mg/L | Charge organique biodégradable mesurée sur 5 jours |
| DCO | 400 mg/L | Charge organique totale (biodégradable + réfractaire) |
| Rapport DBO5/DCO | 0,5 | Bonne biodégradabilité (50 % de la charge est biodégradable) |
| Traitement recommandé | Biologique | Adapté si le rapport est > 0,4 |
| Alternatives si rapport faible | Prétraitement chimique | Recommandé si le rapport est < 0,4 |
DCO soluble biodégradable
En sortie de station d’épuration, la DCO soluble biodégradable ne représente qu’une petite partie de la DCO totale. C’est-à-dire aux environs de 10% de la DCO totale. Elle représente la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder chimiquement les matières organiques dissoutes dans l’eau, qui sont facilement dégradables par des processus biologiques.
C’est un indicateur essentiel pour évaluer l’efficacité des systèmes de traitement biologique, tels que les réacteurs biologiques à biofilm mobile (MBBR) et les systèmes à boues activées. Une haute proportion signifie que les polluants organiques sont facilement biodégradables, ce qui facilite leur élimination.
Cette fuite de DCO soluble normalement dégradée par les bactéries peut être liée soit à :
- un surdosage en réactif (utilisation du méthanol pour la dénitrification par exemple)
- une durée de séjour insuffisante dans les bassins pour permettre une biodégradation totale.
Cette fuite peut aussi indiquer :
- un by-pass d’une étape de traitement
- un perçage hydraulique au niveau des certains filtres biologiques
- une mauvaise d’aération.
Pour déterminer la DCO soluble biodégradable en sortie de station municipale, on utilise :
- DBO5 totale (environ 12 mg/L O2)
- Concentration en MES (20 mg/L) que l’on multiplie à un facteur de 2.4:
DCO soluble totale = (DBO5 totale – DBO5 liée aux MES) x 2.4 = (12 – 20 x 0.5) x 2.4 = 4.8 mg/L O2.
-
MBBR 4N-M.N-S
Traitement Biologique
DCO réfractaire dite « DCO dure »
La DCO dure correspond à la DCO résiduelle d’un échantillon après une analyse de DBO5 ultime. Elle représente environ 55% de la DCO totale. C’est la fraction la plus difficilement biodégradable, qui résiste au traitement biologique. Elle est composée de substances organiques complexes et de certains effluents industriels.
En moyenne, dans les eaux usées domestiques, la DCO dure représente 3 à 5% de la DCO totale.
DCO dure = DCO totale – DCO particulaire – DCO soluble
Toujours selon l’IRSTEA, avec une concentration en DCO totale en sortie de 70 mg/L, nous pouvons estimer que :
DCO dure = 70 – 24 – 4.8 = 41.2 mg/L O2.
Sachant qu’une eau usée domestique contient approximativement 900 mg/L O2 en entrée, le ratio des 3 à 5 % est confirmé.
Cette teneur dans les eaux en entrée peut s’élever en cas d’ajouts d’eaux usées non domestiques. Cela renferment de la matière organique réfractaire au traitement biologique (certains effluents industriels, lixiviats de décharge,…).
Ainsi, il faut analyser la nature des eaux non domestiques avant d’approuver des apports dans le réseau de collecte. De plus, il faut régulièrement s’assurer que ces concentrations suivent les seuils définies par les autorités locales.
Lors de la définition des normes de rejets d’une station, les autorités doivent tenir compte :
- de la proportion des talons réfractaires pour les eaux usées domestiques
- des eaux usées non domestiques.
Une norme sévère en DCO pour une eau usée contenant beaucoup de DCO dure signifie l’installation d’équipements de traitement poussés et des coûts d’exploitations supérieurs.
À quoi sert la DCO dans le traitement des eaux usées ?
Contrairement à la DBO5, qui ne mesure que la pollution biodégradable, la DCO permet d’évaluer l’ensemble des matières organiques oxydables présentes dans un effluent. Elle est donc indispensable pour appréhender la charge polluante totale et adapter les traitements en conséquence.
🔧 Applications concrètes
- Dimensionner les unités physico-chimiques
- Suivre les performances globales de la filière
- Vérifier la conformité réglementaire (ex. DCO ≤ 125 mg/L)
⚠️ Ce que la DCO met en évidence
- Polluants réfractaires invisibles à la DBO (solvants, hydrocarbures…)
- Apports industriels non traitables biologiquement
- Dysfonctionnements ou fuites de traitement
📌 En résumé :
La DCO est un outil stratégique pour les ingénieurs : elle complète la DBO5, guide le choix des procédés et permet d’anticiper les non-conformités. Elle est au cœur de tout bilan de pollution fiable.
Rapport DCO/DBO5
Le rapport DCO/DBO5 est un indicateur important de la biodégradabilité d’un effluent et l’origine de la pollution organique. Il permet de caractériser l’origine et la nature de la pollution organique.
En règle générale, plus le rapport DCO/DBO5 est élevé, plus la pollution est difficilement biodégradable. Pour les eaux usées domestiques, ce rapport est généralement compris entre 2 et 2,5.
Un rapport DCO/DBO5 supérieur à 3 indique une pollution d’origine industrielle ou une présence de substances toxiques inhibant l’activité biologique.
La DBO5 d’une eau de surface non polluée varie entre 2 et 20 mg/l. Les mesures qui vont au-delà indiquent alors que l’eau est polluée.
Les mesures se rapprochant de 1 du rapport DCO / DBO5 une très bonne biodégradabilité (lait, yaourt).
- De 1 à 2 : eaux usées provenant d’industries agroalimentaires, qui contiennent des éléments dont les bactéries raffolent, se traduisant par une DBO5 élevée.
- Entre 2 à 3 : eaux résiduaires urbaines.
- De 3 à 4 : Eaux usées moins facilement biodégradable.
- >4 : Effluent difficilement biodégradable
FAQ
Quelle est la principale différence entre la DBO et la DCO ?
La DCO (Demande Chimique en Oxygène) mesure la quantité totale d’oxygène nécessaire pour oxyder chimiquement toute la matière organique présente dans une eau, qu’elle soit biodégradable ou non. La DBO5 (Demande Biologique en Oxygène sur 5 jours), quant à elle, mesure uniquement l’oxygène consommé par les micro-organismes pour dégrader la matière organique biodégradable. En résumé, la DCO donne une image globale de la pollution organique, tandis que la DBO5 reflète la part biodégradable de cette pollution.
Quelle est la norme acceptable de DCO pour un rejet dans le milieu naturel ?
La norme de DCO dépend de la réglementation locale et du type de rejet (urbain ou industriel). En France, pour une station de traitement des eaux usées urbaines de taille moyenne, la DCO en sortie doit généralement être inférieure à 125 mg/L O₂. Pour les rejets industriels, la limite peut être plus stricte en fonction de la nature de l’activité. Il est essentiel de consulter les arrêtés préfectoraux ou le Code de l’environnement pour connaître les valeurs précises.
Comment réduire efficacement la DCO dans une station d'épuration ?
Pour réduire la DCO dans une station d’épuration, on combine plusieurs procédés : le prétraitement physique (dégrillage, dessablage), le traitement biologique (boues activées, MBBR), et parfois un traitement avancé (ozonation, charbon actif, coagulation-floculation). Pour les DCO réfractaires, des traitements spécifiques comme l’oxydation avancée ou les membranes peuvent être nécessaires. L’optimisation du temps de séjour, de l’aération et du suivi des MES est également essentielle.
Pourquoi mesure-t-on les deux ?
Ces deux indicateurs se complètent pour caractériser finement un effluent :
- La DBO sert à dimensionner un traitement biologique, tandis que
- la DCO révèle la présence de substances réfractaires (détergents, solvants, etc.) nécessitant un traitement chimique ou avancé.
Comment interpréter un rapport DCO/DBO5 très bas (< 1,5) ?
Un rapport DCO/DBO5 inférieur à 1,5 indique une très bonne biodégradabilité de l’effluent, souvent typique des eaux usées issues de l’industrie agroalimentaire. Cela signifie que la majorité des matières organiques sont facilement dégradables par les micro-organismes, rendant le traitement biologique très efficace. Ce type de profil est favorable pour optimiser les performances de la station et réduire les coûts d’exploitation.
