Une fois épurées, les eaux qui ont été traitées sur la station du Petit Plessis, prennent le chemin de l'émissaire en mer. Pour rejoindre cet ouvrage, elles empruntent une canalisation de 4 km.

L'émissaire en mer proprement dit s'étend sur 1,5 km et est composé :

• d'une partie terrestre (tunnelier) de 620 m
• d'une partie posée directement sur le sol marin de 900 m

Son site d'implantation, anse du Vieux Moulin au Château d'Olonne, a été choisi après des études de courantologie très poussées. L'objectif était de garantir la préservation de l'environnement.

Chaque année, environ 5 500 000 m3 d'eaux traitées sont ainsi rejetés en mer.