TRAITEMENT DES EAUX D'UNE FACON NATUREL

Quelles solutions pour traiter les eaux usées domestiques de façon durable en respectant l'environnement et la législation ?

L'eau sur la planète se trouve à 98 % sous forme salée dans les mers et les océans. L'eau douce facilement disponible est rare (0,65 %). chaque habitant consomme en moyenne par jour 80 à 150 litres d'eau.

 

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Depuis l’antiquité et de par le monde entier sont connus les phénomènes naturels d’autoépuration des mares, étangs et marécages. A partir de 1920, le lagunage connaît un large développement à travers le monde. Mais ce n’est qu’en 1950 que des études ont été menées pour mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes. Des améliorations sont alors apportées comme un meilleur dimensionnement.

En 1960, en Californie, la première lagune à haut rendement fût construite ; elle mettait en jeu la culture intensive d’algues. Aujourd’hui, on trouve des bassins d’épuration écologique dans plus de 50 pays du monde et leur nombre augmente tous les jours

Les eaux usées pouvant être traitées par lagunage sont d’origine très diverses : eaux usées urbaines, eaux usées industrielles (provenant des industries agro-alimentaires, chimiques, minières, du pétrole, du textile, du bois, du papier …), eaux usées d’élevage, eaux usées de production piscicole, eaux usées provenant d’activités saisonnières,…

Le lagunage écologique s’implante donc peu à peu en France et sous toutes les latitudes en raison de la crise économique et de la prise de conscience des problèmes environnementaux. Depuis 1960, où les premières stations d’épuration biologiques sont apparues, ce système a su évoluer et répondre à des problèmes notamment dans les petites et moyennes communes et sur le littoral en période estivale 

Ainsi, deux systèmes principaux ont émergé : le système de filtres plantés de macrophytes et celui de lagunage à proprement parler. Le premier demande de la technicité et un coût plus élevé pour sa mise en place que le second. Le lagunage est donc plus utilisé dans les pays en voie de développement tandis que les filtres se répandent dans les pays comme la France.

Nous avons essayé de présenter de façon la plus complète et la plus simple possible ces deux systèmes, leur mode de fonctionnement, leur mise en place, leur entretien et leur coût. 

Les filtres plantés de roseaux sont des systèmes épuratoires permettant une reconstitution contrôlée des phénomènes d'auto-épuration naturelle : l'épuration résiduaire consiste à éliminer les éléments solides maintenus en suspension, et à réaliser l'épuration biologique de l'eau en éliminant la pollution organique. De manière naturelle, des micro-organismes sont capables de transformer des molécules organiques ou minérales pour leur propre métabolisme. Les roseaux, de part leur système racinaire, ainsi que le substrat de sable et gravier qui constituent les filtres plantés de roseaux , créent un milieu favorable à l'activité biologique et au développement des micro-organismes épurateurs, permettant ainsi une vitesse de réaction compatible avec les fortes charges en pollution arrivant au système, et provenant du réseau d'assainissement (eaux ménagères et eaux vannes)

 

Pourquoi un système d'assainissement par filtre planté ?

Parce qu'il favorise la transformation du vivant par le vivant grâce à un recyclage naturel à proximité, pour un coût modéré et une utilisation énergétique nulle ou réduite. L'intégration paysagère de ces filières est un atout non négligeable, une valorisation esthétique et écologique pour ceux qui en ont fait le choix.

L'utilisation de roseaux favorise le développement enzymatique par accroissement du nombre de bactéries à proximité de leurs racines. On peut observer une activité biologique particulièrement intense dans toutes les zones interfaces naturelles (lisières, haies, berges). La dégradation biologique par oxydation et réduction des polluants se trouve augmentée grâce à l'utilisation de ces plantes qui, de plus, fournissent régulièrement une quantité utile de déchets verts qui seront compostés et restitueront ainsi à leur tour un engrais naturel pour le jardin.

L'intérêt de la phyto-épuration pour les particuliers se mesure tant au niveau de la qualité de l'eau rejetée que de la simplicité de mise en œuvre et d'entretien (une fauche une fois par an avant l'hiver). Les coûts énergétiques limités si la pente est suffisante.

L'intégration dans l'écosystème, la légèreté et la durabilité de telles infrastructures en font des alternatives écologiques aux traditionnels filtres à sable ou champs d'épandage souterrains ou encore aux filtres compacts et bioréacteurs. Les eaux ainsi traitées se trouvent valorisées, les matières recyclées et le déchet devient ainsi une ressource.

]Comment ça fonctionne ?

Les filtres plantés proposés reproduisent des écosystèmes épuratoires naturels à flux maîtrisé. Ils utilisent trois niveaux de traitement simultanés :Un traitement physique

  • filtration au travers des graviers et des systèmes racinaires des roseaux ;
  • rétention d'une partie des matières solides en suspension. Les roseaux (phragmites) sont cultivés sur un substrat inerte dont la granulométrie particulièrement adaptée permet une filtration mécanique efficace et favorise l'entretien de la station.
  • Un traitement chimique naturel
  • précipitation de composés insolubles ;
  • absorption par les plantes de nitrates et de phosphates ;
  • décomposition de divers polluants ménagers par des phénomènes d'oxydation et de réduction sous l'action d'exsudats racinaires des roseaux. 
  •  Un traitement biologique

Les bactéries fixées sur les racines des roseaux se nourrissent des dépôts accumulés. Elles les décomposent en éléments simples solubles dans l'eau et nutritifs pour les plantes. Cela en fait une eau d'irrigation tout indiquée pour l'arrosage du jardin. Grâce à ce procédé d'épuration économe en énergie et en maintenance, l'eau retourne au ruisseau à un niveau de qualité acceptable. Les bassins plantés de roseaux sont étanchéifiés pour éviter les fuites et permettre le contrôle de la qualité des eaux rejetées.

La surface nécessaire à prévoir est d'environ 2 à 5 m2 par personne. D'autres plantes lacustres (iris, scirpe, saule…) peuvent être utilisées pour la phyto-épuration de l'eau. Le principe reste dans tous les cas de faire suivre aux eaux usées le cycle de décomposition de la matière organique aboutissant à sa minéralisation puis à sa réabsorption par les plantes.

Quelles différences entre un lagunage et un filtre planté ?

On distingue deux types de filtres plantés :

  • Le filtre planté de roseaux à flux vertical fonctionne en aérobie où l'eau circule verticalement et rapidement (à l'échelle de l'heure) suite à une alimentation « brutale » par bâchée. Ces filtres sont généralement constitués de 2 étages, eux-mêmes fractionnés en plusieurs bassins unitaires permettant le phasage des cycles d'alimentation / repos.

 

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  • Le filtre planté de roseaux à flux horizontal fonctionne en anoxie où l'eau circule « horizontalement » au sein du massif en saturation maîtrisée. Généralement n'est mis en place qu'un seul filtre. Une alimentation en eaux usées brutes est exclue et une réduction préalable des MES (Matières en suspension) au moins, est nécessaire.

 

Fichier:Filtre horizontal.gif

 

  • La lagune plantée. Même si elle contient des végétaux aquatiques, la lagune plantée de grandes plantes entre dans une catégorie totalement différente. Son processus d'épuration, comme pour les lagunes à microphytes (petits végétaux observables au microscope, ex : micro-algues), repose sur un équilibre complexe entre bactéries libres aérobies et algues, qui apportent l'oxygène par photosynthèse.


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C'est un procédé extensif, davantage adapté aux collectivités rurales. Les lagunes plantées sont des systèmes de phyto-épuration qui utilisent des macrophytes et des microphytes cultivées en eau libre. Les filtres plantés de roseaux, eux, sont une culture fixée de macrophytes dans un substrat inerte de granulométrie variée : il n'y a pas d'eau libre. L'utilisation de filtres plantés rend le procédé épuratoire plus stable et plus facile à entretenir.

 

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Quel entretien prévoir ?

Les dispositifs épuratoires sont des systèmes vivants et, de ce fait, ils nécessitent un entretien régulier de type jardinage simple (alternance des lits, propreté du site, faucardage annuel). Les roseaux fauchés une fois par an peuvent être compostés sur place, produisant ainsi de la biomasse utile pour le reste du jardin. Cet entretien garantit un niveau de rejet réglementaire mesurable grâce à des regards de contrôle.

La masse de la végétation s'autorégule en fonction de la quantité de nutriments, elle stagne ou diminue pendant votre absence et augmente en cas d'affluence.

Il n'est pas nécessaire de changer le substrat au bout de quelques années, contrairement aux divers filtres à sable préconisés traditionnellement. Il n'y a donc pas de gros travaux de terrassement et de transport à prévoir une fois l'installation réalisée.

Et l'eau de pluie ?

Il est possible d'envisager un stockage des eaux traitées après le filtre planté ainsi qu'une récupération des eaux pluviales dans une lagune plantée et d'utiliser cette réserve pour un usage domestique non potable. A ce niveau, la qualité des effluents est dite non potable mais le milieu des bactéries est riche et équilibré.

 

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Il faut savoir qu'il est possible de récupérer 60 m3 d'eau pluviale par an pour 100 m2 de toiture selon les régions ! Le stockage terminal en vue de sa réutilisation à usage domestique permet l'arrosage des jardins, les lavages extérieurs, les bassins ornementaux, etc. Il doit faire l'objet d'un réseau de distribution indépendant et repéré comme non potable.

Un trop-plein permettra de rejeter les eaux non utilisées dans un exutoire ou dans une zone d'irrigation de type fossé.


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Une zone tampon arborée pourra fournir une protection contre le vent, de l'ombre et un abri naturel pour le petit gibier et l'ensemble de l'écosystème