C’est dans l’environnement naturel que l’industrie alimentaire trouve les éléments qui lui permettent d’offrir au consommateur des produits sains. Le traitement à grande échelle d’un volume important de matières peut avoir un impact considérable sur l’environnement. Cela est également valable pour l’industrie des boissons.

S’agissant de l’industrie alimentaire, la menace pour l’environnement tient plus aux polluants organiques qu’aux substances toxiques. Si les charges de polluants ne font pas l’objet d’une prévention et d’un contrôle suffisants, elles peuvent menacer les infrastructures collectives mises en place pour lutter contre la pollution ou avoir des effets nocifs sur les écosystèmes locaux. Des techniques de production capables de limiter les pertes de produits ont pour double fonction d’améliorer le rendement et de réduire les problèmes potentiels de déchets et de pollution.

Si la fourniture d’eau potable lui est essentielle, l’industrie de transformation des aliments requiert aussi d’importants volumes d’eau qu’elle destine à de nombreuses utilisations non alimentaires, comme le premier lavage des matières premières, l’entraînement des produits dans des rigoles, le blanchiment, la pasteurisation, le nettoyage des équipements et le refroidissement des produits finis. Les eaux doivent répondre à des critères de qualité qui varient selon leur utilisation, et lorsqu’une eau de grande qualité est requise, elle nécessite souvent un traitement particulier de façon à en éliminer l’odeur et le goût désagréables et à lui conférer une qualité constante.

Le traitement de volumes très importants de matières pose, au stade de la production, un grave problème de déchets solides. En phase de postconsommation, le problème des emballages est de plus en plus préoccupant. Dans certains secteurs de l’industrie alimentaire, les opérations de traitement s’accompagnent aussi d’émissions dans l’air et de nuisances olfactives.

En dépit de l’extrême diversité qui caractérise les sous-secteurs de cette industrie, les méthodes de prévention et de lutte contre la pollution présentent de nombreux traits communs.

Les effluents bruts de l’industrie de transformation des aliments montrent une concentration extrêmement élevée en matières organiques biodégradables. Même des usines de petite taille, qui ne fonctionnent qu’une partie de l’année, peuvent présenter des charges polluantes comparables à celles de populations de 15 000 à 25 000 personnes. Les rejets des grandes usines peuvent égaler ceux de collectivités de 250 000 habitants. Lorsqu’un cours d’eau de faible importance reçoit une quantité massive de polluants organiques, ces polluants puisent dans l’oxygène dissous pour se stabiliser et polluent ou dégradent la masse d’eau en abaissant sa teneur en oxygène de sorte qu’elle n’est plus en mesure d’assurer la survie de la faune et de la flore aquatiques. Or, le plus souvent, les effluents des établissements de transformation des aliments peuvent faire l’objet d’un traitement biologique.

La charge polluante des eaux résiduaires varie considérablement suivant l’installation, le procédé mis en œuvre et les caractéristiques du produit brut. Du point de vue économique, il est généralement moins coûteux de traiter des déchets de faible volume et fortement concentrés que des déchets volumineux et dilués. Pour cette raison, les effluents à demande biologique en oxygène (DBO) élevée, comme le sang des poulets ou la viande, ne devraient pas être déversés dans les eaux usées des abattoirs, car ils en augmenteraient la charge polluante, mais être récupérés dans des conteneurs destinés à des établissements de traitement des sous-produits ou de récupération des graisses.

Les effluents acides, c’est-à-dire à pH très élevé, devraient faire l’objet d’infinies précautions en raison de leur effet sur l’épuration biologique. Le mélange de rejets acides et basiques peut entraîner une neutralisation chimique. Lorsque cela est possible, une coopération avec les industries voisines peut s’avérer extrêmement bénéfique.

En général, les effluents d’une usine de transformation des aliments sont d’abord tamisés, puis on élimine leur partie liquide afin que les déchets solides puissent être traités à l’instar des ordures ménagères ou combinés à d’autres solides dans le cadre d’un programme de recyclage des sous-produits.

Les méthodes de traitement des eaux usées sont variées; elles peuvent être physiques, chimiques ou biologiques. Comme les traitements secondaires sont plus onéreux, il est impératif de recourir le plus possible au traitement primaire. Celui-ci fait appel à des procédés tels que la décantation ou sédimentation simple, la filtration (qui emploie une, deux ou plusieurs matières filtrantes), la floculation, la flottation, l’échange d’ions par centrifugation, l’osmose inverse, l’adsorption des micropolluants par le charbon actif et la précipitation chimique. Les installations de traitement par dépôt des matières vont du simple bassin de décantation aux épurateurs complexes, spécialement adaptés aux caractéristiques des effluents.

Le respect des normes relatives aux eaux usées impose souvent que ce traitement primaire soit suivi d’un traitement biologique secondaire. Etant donné que la majeure partie des eaux usées des industries des aliments et des boissons contient essentiellement des matières organiques biodégradables, le traitement biologique secondaire vise surtout à réduire la DBO des effluents en y ajoutant des boues fortement concentrées en matières organiques et en oxygène qui leur permettent de s’oxyder et de se stabiliser rapidement avant leur rejet dans l’environnement.

Les techniques peuvent être adaptées aux différents cas rencontrés. Pour les effluents laitiers, par exemple, on s’est aperçu qu’il était très efficace d’avoir recours à un traitement anaérobie éliminant la plus grande partie de la charge polluante, puis à un traitement aérobie permettant d’abaisser radicalement la DBO résiduelle et la demande chimique en oxygène (DCO) puis, enfin, à une élimination biologique des substances nutritives. Le mélange de biogaz formé par le méthane (CH4) et le dioxyde de carbone (CO2) lors du traitement anaérobie peut être récupéré et peut remplacer les combustibles fossiles, ou être mis à profit comme source d’énergie électrique (la production normale est de 0,30 m3 de biogaz par kg de DCO éliminé).

Les autres méthodes secondaires couramment utilisées sont le procédé des boues activées, le procédé du lit bactérien aérobie, l’épandage par aspersion et le traitement en bassins et stations d’épuration. Dans le cas des bassins, il est important qu’ils aient une profondeur suffisante pour éviter qu’ils dégagent des odeurs nauséabondes. Les odeurs produites par les traitements anaérobies peuvent être éliminées par passage à travers des terres filtrantes qui oxydent les gaz polaires indésirables.

En règle générale et à quelques exceptions près, la pollution atmosphérique due à l’industrie alimentaire est plus le fait d’odeurs désagréables que d’émissions toxiques dans l’air. C’est notamment pour cette raison que, dans de nombreuses villes, la localisation des abattoirs est régie par des codes sanitaires. Leur éloignement des habitations permet, certes, de réduire les récriminations des citadins contre les odeurs, mais il n’en supprime pas pour autant cette nuisance malodorante. Il est parfois nécessaire de mettre en place des absorbeurs ou des épurateurs.

Les fuites d’ammoniac qui peuvent se produire dans les installations de réfrigération constituent un grave problème de santé publique. Ce gaz irrite fortement les yeux et les voies respiratoires. Un important rejet dans l’atmosphère peut nécessiter l’évacuation des habitants de la zone touchée. Un plan de maîtrise des fuites et des mesures d’urgence s’imposent.

Les industries alimentaires qui utilisent des solvants (par exemple, pour l’extraction des huiles alimentaires) peuvent dégager des vapeurs dans l’atmosphère. La production en circuit fermé et le recyclage des solvants sont les meilleures solutions pour y remédier. Les secteurs qui, comme dans le cas du raffinage du sucre de canne, utilisent de l’acide sulfurique ou d’autres acides peuvent produire des substances contaminantes telles que des oxydes de soufre. Des moyens de lutte, parmi lesquels les épurateurs, devraient être mis en œuvre.

La part de déchets solides peut être considérable. Dans la production de tomates en boîtes, elle peut représenter de 15 à 30% de la quantité totale traitée. Dans le cas des petits pois et du maïs, elle atteint 75%. En isolant les déchets solides, on parvient à réduire la concentration des eaux résiduaires en matières organiques biodégradables. Plus secs, ces déchets solides peuvent être alors aussi facilement récupérés comme sous-produits ou à des fins alimentaires, ou encore comme combustible.

Une telle réutilisation, si elle est rentable, diminue le coût total du traitement des rejets et, éventuellement, celui du produit fini. Il est important de se demander s’il est possible de se servir des déchets solides comme base alimentaire pour les végétaux et les animaux. L’accent est de plus en plus mis sur la recherche de marchés pour les sous-produits et sur le compost obtenu par conversion des déchets organiques en humus. Le tableau 67.4 fournit des exemples d’emploi de sous-produits issus de l’industrie alimentaire.

La très grande dépendance des industries alimentaires vis-à-vis de l’eau a favorisé la mise au point de programmes de conservation et de recyclage, notamment dans des sites où l’eau est rare. Le recyclage des eaux industrielles peut entraîner des diminutions substantielles de la consommation d’eau et de la charge polluante. Il peut permettre la réutilisation d’une eau de moindre qualité pour des applications ne nécessitant pas de traitement biologique. Toutefois, l’eau ne doit présenter aucun risque de fermentation anaérobie de matières organiques solides afin qu’aucun produit de décomposition, corrosif et malodorant, ne puisse endommager l’équipement et nuire au milieu de travail ou à la qualité du produit. La désinfection de l’eau et la modification de certains facteurs qui influent sur l’environnement, comme le pH ou la température, sont de nature à limiter la prolifération bactérienne.

Le tableau 67.5 présente les principaux coefficients de réutilisation de l’eau. Des éléments tels que l’emplacement des pulvérisateurs, la température de l’eau et la pression interviennent fortement sur le volume d’eau nécessaire au traitement des produits. Ainsi, l’eau servant au refroidissement des boîtes de conserve et à la climatisation peut être ensuite réemployée pour le tout premier lavage des légumes ou d’autres produits, puis pour l’évacuation des déchets. Enfin, une partie de cette même eau peut servir à refroidir les cendres des appareils de chauffe.

Les techniques visant à la conservation de l’eau et à la prévention des déchets incluent notamment le nettoyage par jets à haute pression, l’élimination du surplus des cuves de lavage et de trempage, le remplacement des canalisations d’entraînement des matières par des convoyeurs mécaniques, l’installation de vannes d’arrêt automatique sur les tuyaux d’arrosage, la récupération, à partir des eaux chargées de déchets composites, de l’eau destinée au refroidissement des boîtes de conserve et la remise en circulation de cette eau de refroidissement.

Il est possible de réduire les charges polluantes des établissements industriels en modifiant les méthodes de traitement. Ainsi, dans le cas des fruits et des légumes, la pollution tient essentiellement aux opérations d’épluchage et de blanchiment. Le remplacement du blanchiment traditionnel, à l’eau ou à la vapeur, par un blanchiment dans un gaz chaud permet de diminuer la charge polluante de 99,9%. De même, l’épluchage à sec à la soude caustique peut abaisser la DBO de plus de 90% par rapport aux procédés classiques d’épluchage.

La complexification sans cesse croissante qui caractérise l’industrie alimentaire s’est accompagnée d’une augmentation de ses besoins énergétiques. De fait, elle a besoin d’énergie pour beaucoup de ses équipements: les fours à gaz, les séchoirs, les chaudières à vapeur, les moteurs électriques, les installations de réfrigération ou les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.

L’augmentation du coût de l’énergie a motivé la mise en place d’installations de récupération de la chaleur et a favorisé les recherches sur l’emploi de nouvelles sources d’énergie dans certaines opérations comme l’affinage des fromages, la déshydratation des aliments ou le chauffage de l’eau. Les stratégies d’économie d’énergie, de réduction des déchets et de conservation de l’eau sont en fait complémentaires.

L’urbanisation a de plus en plus éloigné le consommateur du producteur. Dès lors, privé des moyens classiques dont il disposait jusque-là pour s’assurer de la qualité et de la salubrité des aliments, le consommateur est devenu tributaire d’une industrie alimentaire consciente de sa fonction et de sa responsabilité. Cette dépendance accrue s’est accompagnée du risque de mise sur le marché de denrées contaminées. Pour y faire face, un ensemble de dispositions a été instauré, surtout dans les pays industriels, afin de protéger la santé de la population et de réglementer l’emploi des additifs et d’autres substances chimiques. L’harmonisation des règlements et des normes par-delà les frontières semble s’imposer pour garantir la libre circulation des denrées alimentaires dans le monde.

L’industrie laitière se compose d’un grand nombre d’entreprises relativement petites qui produisent du lait, du fromage, du caillé, de la crème aigre, des crèmes glacées, des produits à base de petit lait concentré et du lactose.

L’industrie laitière pratique depuis longtemps le traitement biologique aérobie de ses eaux usées. Nombre de laiteries ont consacré d’importants budgets à la construction d’installations réservées au procédé des boues activées, de tours d’épuration biologique, de réacteurs à fonctionnement discontinu et de systèmes intégrés de traitement des eaux. L’intérêt porté aujourd’hui à la préservation des ressources en eau et en énergie a incité de nombreuses laiteries à réduire leur consommation d’eau. Cette tendance, confortée par la présence d’une forte concentration de polluants dans les eaux usées de ces établissements, a débouché sur la conception et la mise en place d’innombrables installations anaérobies de traitement des eaux.