Phyto-épuration

Contenu sur la problématique de l'épuration sur site des eaux usées.
Modifié le: 21 novembre 2013

De la belle verte

PRESENTATION DE LA PHYTOEPURATION
d'après le document d'information d'Anne RIVIERE "Gestion écologique de l'eau : toilettes sèches et épuration des eaux de lavage par les bassins-filtres à plantes aquatiques

Nous rappelons que dans ces systèmes, les bassins sont parfaitement étanches. Il n'y a pas de contact entre l'environnement et les eaux usées. Seule l'eau épurée, de qualité baignade, ressort du système.

Les eaux grises de la maison ont un pré-traitement dans un filtre à paille (mieux qu'un bac dégraisseur) de manière à récupérer le maximum de matières en suspension ce qui prévient le colmatage à l'entrée du système et le fonctionnement des bassins.

Trois ou quatre niveaux de bassins contenant des filtres à plantes aquatiques, positionnés par niveaux en cascade le long d'une pente, vont recevoir et épurer les eaux usées. Les bassins sont battis en dur ou faits d'abreuvoirs à vache en polyéthylène. Chaque bassin est rempli d'un matériel filtrant, idéalement du gravier volcanique de pouzzolane (amélioration du rendement de 50% par rapport au gravier de rivière classique).

Dans le cas d'un terrain avec suffisamment de pente, les 2 premiers niveaux de bassin sont des filtres verticaux qui fonctionnent en alternance, par exemple 15 jours d'activité, 15 jours de repos. L'effluent arrive en surface du bassin, est réparti sur toute la surface à une araignée de distribution, percole doucement en profondeur par le fond. Une oxygénation passive du substrat est assurée par quelques tubes verticaux percés enfoncés jusqu'au fond et par u système de drainage prenant l'air en surface et débouchant au fond sur un collecteur général. Les eaux ressortent par ce drain collecteur. Un tuyau vertical, placé sur la bouche de sortie, permet d'ajuster le niveau d'eau.
Les niveaux suivants sont des filtres horizontaux. L'effluent arrive de la même façon en surface à l'une des extrémité du bassin, percole horizontalement à travers la pouzzolane et ressort par trop plein, en surface, à l'autre extrémité du bassin. A l'entrée et à la sortie du bassin, un "tas" de galets permet à l'effluent une distribution horizontale homogène par effet piston.

Des végétaux aquatiques spécifiques sont plantés directement dans le substrat de pouzzolane. Le système sera en pleine productivité lorsque le système racinaire aura atteint le fond du bassin. Cela peut prendre 1 à 2 années.

Les bassins-filtres permettent d'assurer les traitements :
* Primaire : filtration physique* Secondaire : abattement des matières organiques mesurées par les Matières En Suspension (M.E.S), la Demande Chimique en Oxygène (D.C.O) et la Demande Biologique en Oxygène (D.B.O)
* Tertiaire : abattement de l'azote et du phosphore

Une mare terminale permet d'affiner l'épuration des eaux sortant du dernier niveau horizontal et de constituer une réserve pour arroser le jardin. La mare n'est toutefois pas indispensable car les eaux sont suffisamment propres pour être rejetées au fossé ou irriguer un bosquet de saules ou de bambous. Parfois, une forêt humide peut constituer la dernière partie du système.

Le processus épurateur est celui d'un filtre bactérien fonctionnant en aérobiose, c'est à dire grâce à l'oxygène de l'air. Les plantes aquatiques développent rapidement un complexe racinaire important. Grâce à l'énergie solaire et lors de la photosynthèse, elles émettent de l'oxygène par leurs racines. L'oxygène arrive également au sein du substrat par "appel d'air" lorsqu'une bâchée d'effluents (Bâchée = arrivée d'eau en volume constant sur le bassin. Les bâchée provoquent un effet piston, cela entraine une lame d'air dans le bassin et permet l'oxygénation) est évacuée rapidement par l'appareillage d'oxygénation passive installée dans le bassin (tubes verticaux, drains, etc).

Au voisinage du système racinaire, sur les milliers de mètres carré de surface offertes par les pores de la pouzzolane, des milliards de bactéries aérobies (fonctionnant grâce à l'oxygène) s'activent et transforment la matière organique dans les eaux usées en matière minérale assimilable par les plantes. L'eau devient claire. C'est le processus général d'épuration de l'eau, le même que celui mis en oeuvre dans les micro-stations ou les grosses stations d'épuration ; mais ici les bassins de plantes remplacent économiquement (elles fonctionnent à l'énergie solaire gratuite) et esthétiquement les systèmes mécanisés et sophistiqués.

Les plantes aquatiques jouent encore bien d'autres rôles en dehors d'émettre de l'oxygène et de servir d'habitation aux bactéries au niveau racinaire. Leurs autres propriétés sont les suivantes :

* En ce balançant sous le vent, elles participent à l'aération mécanique du substrat et empêche son colmatage ;
* Leurs racines produisent une grande variété de substances colloïdales qui sont capables de "casser" les molécules forts complexes de nos médicaments chimiques de synthèse et de nos détergents modernes ;
* Elles abritent toute une faune d'animaux détritivores (escargots, vers,...) et même des oiseaux, selon une chaîne alimentaire bien organisée.

En reconnaissant les stratégies très subtiles mises en oeuvre naturellement dans ces écosystèmes, on ne peut pas simplifier le processus en disant que les plantes mangent les effluents. Il s'agir au contraire de modes opératoires à basse énergie, très sophistiqués et que certains scientifiques, avec beaucoup d'humilité, commencent tout juste à appréhender.

C'est pourtant comme cela que fonctionne, depuis des millions d'années, tous les marais de cette planète dont la fonction, universelle et vitale pour tous les êtres vivants est de régénérer l'eau.
Les filtres à plantes aquatiques ne sont en somme que la réplique miniature d'un système de marais où "on laisse faire la nature". C'est pourquoi on qualifie aussi ces systèmes de "marais reconstitués".

EN RESUME, le substrat drainant de galets, graviers, pouzzolane et rhizomes des plantes (rhizosphère) sert de support aux bactéries aérobies et aux micro-organismes qui transforment la matière organique présente dans les eaux usées. Les plantes aquatiques développent des racines et des rhizomes qui envahissent rapidement le substrat. Ils permettent au milieu de rester bien oxygéné et de conserver une bonne aptitude à la filtration

Le dimensionnement d'un assainissement comportant des plantes aquatiques est toujours pensé pour des conditions hivernales où le filtre bactérien est de 20 à 30% moins actif qu'en été. Cela signifie qu'en été, des personnes supplémentaires pourront occasionnellement être présentes sans surcharger l'installation.

Ce type de système est généralement opérationnel (D.C.O en sortie du dernier bassin inférieur à 120 mg/litre) dès sa mise en eau/plantation, mais son fonctionnement ne sera optimal qu' après 1 ou 2 ans de fonctionnement lorsque les rhizomes des plantes aquatiques occuperont le substrat minéral mis à leur disposition.

Cette étude est dimensionnée avec une utilisation de toilettes sèches et ne prend en compte que l'épuration des eaux grises ménagères. Si pour diverses raisons, des toilettes à eau devaient être utilisées, les eaux vannes en étant issues ne devraient pas rejoindre la phytoépuration et pourrait subir un pré-traitement en fosse septique, puis un traitement dans un filtre à sable. Dans ce cas, il faudrait contacter un bureau d'étude compétent dans ce domaine. Nous tenons toutefois à vous prévenir qu'il y aura une pollution certaine de la nappe phréatique et des autres eaux souterraines. Une autre option serait de diriger les eaux vannes vers une fosse étanche dont le contenu serait vidé 1 à 2 fois par an sur une aire de compostage appropriée avec beaucoup de paille sèche.

Il est important que les eaux de pluie ne soient pas mélangées aux eaux grises traitées dans ce système.

Sources & entrepreneurs Belges