les filières de traitement extensif des eaux usées – des procédés

49
Les filières de traitement extensif des eaux usées Des procédés en expansion dans le secteur de l’épuration Etude réalisée pour le compte du Polygone de l’eau - FOREM Rapport final Rapporteur : Hélène Peeters R-14- 1355 Etude 14/110 Septembre 2014 Centre d’expertise en traitement et gestion de l’eau

Upload: phamduong

Post on 05-Jan-2017

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

Les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees ndash

Des proceacutedeacutes en expansion dans le secteur de lrsquoeacutepuration

Etude reacutealiseacutee pour le compte du Polygone de lrsquoeau - FOREM

Rapport final

Rapporteur Heacutelegravene Peeters

R-14- 1355 Etude 14110 Septembre 2014

Centre drsquoexpertise en traitement

et gestion de lrsquoeau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 1

TABLE DES MATIERES

1 Introduction 2

11 Preacuteface 2

12 Preacutesentation des filiegraveres 3

2 Marcheacute potentiel pour les diffeacuterentes technologies preacutesenteacutees 6

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France 6

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion wallonne 7

23 Secteurs concerneacutes 9

24 Applications potentielles des traitements extensifs 10

3 Fiches filiegraveres 11

31 Fiches filiegraveres 11

32 Grille de synthegravese 40

4 Recommandations dans le cadre du Polygone de lrsquoeau 42

41 Types de filiegravere 42

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre 42

43 Public cibleacute 44

44 Modules de formation 44

45 Information et sensibilisation 47

5 Annexe ndash Plans drsquoimplantation et coupes des diffeacuterents ouvrages 48

R-14 -1355 Eacutetude 14110 2

1 INTRODUCTION

11 Preacuteface

Les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees sont des proceacutedeacutes particuliegraverement bien

adapteacutes aux petites collectiviteacutes (moins de 2000 EH) ainsi qursquoagrave lrsquoassainissement autonome

Tant au niveau des particuliers qursquoau niveau des pouvoirs publics les mentaliteacutes changent et

lrsquoeacutepuration extensive des eaux par son inteacutegration paysagegravere exceptionnelle est de nature agrave

ameacuteliorer le cadre de vie et est parfois lrsquooccasion pour une communauteacute locale (commune

association hellip) de manifester son engagement environnemental et de sensibiliser la

population

Longtemps traiteacutes comme des ouvrages dinfrastructure pure les projets de construction ou

de remise agrave niveau de stations drsquoeacutepuration font lobjet dune eacutevolution reacutecente qui integravegre

plusieurs donneacutees nouvelles

la sensibilisation du grand public aux thegravemes environnementaux et particuliegraverement la

preacuteservation de la nature et la valeur de leau

ces projets prennent une dimension politique ils ne sont plus cacheacutes mais au

contraire valoriseacutes voire visiteacutes dans une logique de tourisme industriel ils sont donc

soumis agrave une exigence de repreacutesentation nouvelle agrave la fois technologique et

eacutecologique

Agrave laval de nos socieacuteteacutes occidentales cette fonction ingrate mais noble de purification des

eaux pollueacutees suscite leacutemergence de nouveaux types deacutequipements publics qui doivent ecirctre

mis en sens et en espace dans une vision coheacuterente de lameacutenagement du territoire selon

une vraie logique de deacuteveloppement durable

Ces projets peuvent prendre au-delagrave de leur reacutealiteacute purement fonctionnelle une valeur

qualitative et culturelle signifiante au mecircme titre que les autres eacutequipements publics de la

citeacute

Lors du choix de la filiegravere de traitement la prise en compte de critegraveres danalyse urbaine et

paysagegravere srsquointegravegre de plus en plus souvent dans leacutetude dimpact

Mise en situation urbaine du projet dans une logique de deacuteveloppement agrave long terme

Deacutefinition preacutecise de lemprise fonciegravere affecteacutee au projet pour en assurer

linteacutegration

Prise en compte paysagegravere et architecturale dans la deacutefinition et limplantation des

ouvrages de leurs accegraves avec leurs impacts sur lenvironnement ainsi que dans

lestimation du coucirct des ouvrages

Lrsquooptimisation eacutenergeacutetique et une valorisation des matiegraveres (cycles)

Lrsquoeacutetude drsquoun projet de station drsquoeacutepuration neacutecessite donc une mise au point conjointe entre

ingeacutenieur architecte et paysagiste

R-14 -1355 Eacutetude 14110 3

La peacuteriode est donc propice au deacuteveloppement de techniques drsquoeacutepuration rapprochant

les domaines de lrsquoingeacutenierie biologique du geacutenie technologique et dinteacutegration

paysagegravere urbaine et architecturale pour supplanter progressivement la technologie

classique des boues activeacutees

Dans ce contexte les gestionnaires de station drsquoeacutepuration font maintenant le choix de

technologies drsquoeacutepuration dites extensives avec pour objectifs

1 de reacuteduire les coucircts drsquoinvestissement et les coucircts drsquoexploitation en particulier face au

prix de lrsquoeacutenergie sans cesse croissant

2 drsquoimplanter des eacutequipements dans une vision coheacuterente de lameacutenagement du

territoire selon une vraie logique de deacuteveloppement durable

3 de donner une nouvelle dimension agrave ces ouvrages pouvant servir drsquooutil de

sensibilisation du grand public

12 Preacutesentation des filiegraveres

On distingue couramment les techniques dites intensives des techniques dites extensives

Du cocircteacute des techniques extensives on reconstitue des eacutecosystegravemes artificiels simplifieacutes Il

srsquoagit de faire intervenir lrsquoensemble des processus de deacutegradation preacutesents naturellement

dans un eacutecosystegraveme Avec les techniques extensives on reproduit le principe de lrsquoauto-

eacutepuration mais dans des eacutecosystegravemes artificiels optimiseacutes de faccedilon agrave proteacuteger

lrsquoeacutecosystegraveme naturel Lrsquoappellation laquo extensive raquo provient du fait que ces techniques

neacutecessitent de grandes surfaces pour ecirctre pratiqueacutees Les charges appliqueacutees par uniteacute de

surface sont par conseacutequent tregraves faibles La surface minimale requise est de 3 agrave 5 m2EH

Lrsquoextensif offre des techniques drsquoeacutepuration qui sont des solutions tout agrave fait adapteacutees

aux collectiviteacutes rurales (moins de 2000 EH) et aux zones drsquohabitat disperseacute

(assainissement autonome)

Il existe diffeacuterents proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration qui ont en commun une seacuterie de principes

de fonctionnement et qui combinent diffeacuterents eacuteleacutements techniques

Les points communs

bassins eacutetanches

eacutecoulement gravitaire unidirectionnel

consommation eacutenergeacutetique nulle ou faible

rusticiteacute ndash robustesse ndash faciliteacute drsquoentretien (pas drsquoopeacuterations techniques complexes)

conception unique site par site visant une inteacutegration optimale

R-14 -1355 Eacutetude 14110 4

La palette technique des options

eacutecoulement horizontal ou vertical

alimentation continue ou par bacirccheacutee

substrat mineacuteral ou eau libre

diversiteacute des substrats sable graviers (calcaire concasseacute) cailloux rouleacutes siliceux hellip

preacutesence ou absence de plantes

Parmi les combinaisons possibles de ces eacuteleacutements on distinguera

les filtres agrave sable agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement horizontal

les lagunes drsquoeau libre

les lagunes planteacutees

Le principe des filtres est drsquoamener lrsquoeau useacutee agrave traverser le plus uniformeacutement possible un

massif constitueacute de substrat mineacuteral (sable graviers ou cailloux) Les communauteacutes

bacteacuteriennes se deacuteveloppent naturellement agrave lrsquointeacuterieur du massif sur et entre les supports

mineacuteraux Lrsquoapport drsquooxygegravene est reacutealiseacute par diffusion agrave partir de la surface soit en alternant

les phases drsquoalimentation et de repos srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement vertical soit naturellement de

faccedilon continue srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement horizontal La preacutesence de veacutegeacutetaux facilite la

diffusion de lrsquooxygegravene vers la profondeur du filtre (chenaux racinaires film de surface perceacute

par les veacutegeacutetaux dans le cas des filtres agrave eacutecoulement vertical) Lrsquooxygeacutenation des dispositifs

agrave eacutecoulement vertical est eacutegalement assureacutee par les chemineacutees drsquoaeacuteration des drains

infeacuterieurs

Les veacutegeacutetaux srsquoils sont non faucheacutes en automne favorisent le fonctionnement hivernal des

filtres en assurant une couverture thermique

Dans les lagunes des algues et du phytoplancton se deacuteveloppent compleacutementairement aux

bacteacuteries en cultures libres (non fixeacutes sur des supports comme dans le cas des filtres) La

photosynthegravese reacutealiseacutee dans la tranche supeacuterieure drsquoeau alimente les bacteacuteries aeacuterobies en

oxygegravene On distingue couramment les lagunes drsquoeau libre aussi appeleacutees lagunes agrave

micropyles (algues planctoniques) des lagunes planteacutees dites agrave macrophytes (joncs

roseaux massettes)

Ce qursquoon appelle le preacutetraitement est une eacutetape qui preacutecegravede les dispositifs deacutecrits ici En ce

qui concerne les eaux domestiques lrsquoouvrage de preacutetraitement consiste la plupart du temps

en une fosse septique La fosse fait office de deacutecanteur primaire On note des rendements

eacutepuratoires de lrsquoordre de 30 agrave 40 Le volume minimal requis en Reacutegion wallonne depuis le

1er janvier 2007 est de 3000 litres

Au niveau des stations drsquoeacutepurations collectives le preacutetraitement est assureacute par un deacutecanteur

-digesteur une laquo fosse toutes eaux raquo des filtres verticaux ou une lagune de deacutecantation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 5

Les dispositifs deacutecrits dans les laquo fiches filiegravere raquo peuvent eacutegalement ecirctre utiliseacutes comme laquo

eacutetage de finition raquo apregraves des uniteacutes de traitement intensif classique

Notons cependant qursquoil existe autant de filiegraveres que drsquoapplications particuliegraveres Une

classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la qualiteacute reacuteside principalement

dans le travail de conception maximisant les choix en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Le taillis agrave courte rotation par exemple est un proceacutedeacute sans rejet en eau de surface avec un

double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale

Drsquoautres proceacutedeacutes parfois extravagants en apparence peuvent ecirctre utiliseacutes pour lrsquoeacutepuration

des eaux de petites collectiviteacutes Parmi ceux-ci nous eacutevoquerons la lombrifiltration

La liste des filiegraveres preacutesenteacutees dans cette eacutetude nrsquoest pas exhaustive les technologies

exposeacutees (voir 3 Fiches filiegraveres) sont celles qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques (code de lrsquoeau conditions sectorielles et

inteacutegrales relatives aux systegravemes drsquoeacutepuration individuelle)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 6

2 MARCHEacute POTENTIEL POUR LES DIFFEacuteRENTES TECHNOLOGIES PREacuteSENTEacuteES

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France

Figure 1 Nombre de stations de traitement des eaux useacutees par type de filiegravere et par cateacutegorie (Source - Bilan 2008 de lrsquoassainissement en France ndash juillet 2010)

En France les stations drsquoeacutepuration de petite taille (lt 2000 EH) repreacutesentent en nombre

73 du parc eacutepuratoire soit 9420 stations (7 en termes de capaciteacute ndash EH)

Sur lrsquoensemble de ces petites installations 537 fonctionnent selon un proceacutedeacute extensif

613 sont des lagunes naturelles 177 de filtres agrave sable et 21 de filtres planteacutes agrave

eacutecoulement vertical

En France outre lrsquoeacutevolution de la technologie des filtres planteacutes de roseaux leur association

avec drsquoautres proceacutedeacutes a eacuteteacute et reste encore un enjeu important pour deux objectifs

majeurs (Source ndash Science Eaux et Territoires Ndeg9 ndash 2012 ndash Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la

recherche et tendances actuelles Pascal Molle)

la reacutehabilitation drsquoun parc vieillissant de lagunage naturel (de lrsquoordre de 2500 lagunes

en France)

la recherche de compaciteacute de la filiegravere en association avec des proceacutedeacutes

conventionnels tels que les lits bacteacuteriens et les disques biologiques Ces

associations sont agrave lrsquoeacutetude dans le cadre du groupe EPNAC1 pour certains

constructeurs

1 Eacutevaluation des proceacutedeacutes nouveaux drsquoassainissement des petites et moyennes collectiviteacutes

R-14 -1355 Eacutetude 14110 7

Dans son plan pluriannuel 2012-2018 (httpwwwdeveloppement-

durablegouvfrIMGpdfDossier_de_presse_assainissementpdf) la France preacutevoit un

chiffre drsquoaffaires de 4 milliards drsquoeuros drsquoinvestissements annuels en inteacutegrant

lrsquoassainissement dans une logique de deacuteveloppement durable

Les entreprises wallonnes qui deacuteveloppent leurs connaissances et technologies de

traitement extensif auront un bon potentiel de peacuteneacutetration sur le marcheacute franccedilais qui a deacutejagrave

inteacutegreacute les technologies des filtres planteacutes dans sa strateacutegie drsquoassainissement Des PME

wallonnes disposent deacutejagrave de bons reacuteseaux de distribution agrave travers la France activables

pour construire des filtres planteacutes ou autres systegravemes extensifs

On peut compter sur minimum 20 stations de 2000 EH agrave construire dans la seule reacutegion du

nord de la France (Agence de lrsquoEau Artois-Picardie) dans les 5 ans soit un CA de plus de

14000000 euro

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion

wallonne

Le parc wallon est constitueacute de 481 stations drsquoeacutepuration dont 241 ont une capaciteacute infeacuterieure

agrave 2000 EH Actuellement le traitement par boues activeacutees reste la technologie la plus

reacutepandue Pour les stations drsquoeacutepuration de petite taille moins de 8 fonctionnent selon un

proceacutedeacute extensif 4 en lagunage aeacutereacute moins de 2 en lagunage naturel et 2 selon le

principe des filtres planteacutes Notons que ces derniegraveres sont toutes des nouvelles installations

(construites agrave partir de 2010)

Figure 2 Nombre drsquoouvrages en fonction de la technique drsquoeacutepuration utiliseacutee ndash par classe de capaciteacutes - Reacutegion Wallonne (source ndash SPGE)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

lt= 250 EH 251 - 500 EH 501 - 1000 EH entre 1000 et 2000 EH

No

mb

re d

e s

tati

on

s d

eacutep

ura

tio

n

Capaciteacute

Lagunage naturel

Lits bacteacuteriens

Lagunage aeacutereacute

Filtres planteacutes de roseaux

Disques biologiques

Boues activeacutees

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 2: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 1

TABLE DES MATIERES

1 Introduction 2

11 Preacuteface 2

12 Preacutesentation des filiegraveres 3

2 Marcheacute potentiel pour les diffeacuterentes technologies preacutesenteacutees 6

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France 6

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion wallonne 7

23 Secteurs concerneacutes 9

24 Applications potentielles des traitements extensifs 10

3 Fiches filiegraveres 11

31 Fiches filiegraveres 11

32 Grille de synthegravese 40

4 Recommandations dans le cadre du Polygone de lrsquoeau 42

41 Types de filiegravere 42

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre 42

43 Public cibleacute 44

44 Modules de formation 44

45 Information et sensibilisation 47

5 Annexe ndash Plans drsquoimplantation et coupes des diffeacuterents ouvrages 48

R-14 -1355 Eacutetude 14110 2

1 INTRODUCTION

11 Preacuteface

Les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees sont des proceacutedeacutes particuliegraverement bien

adapteacutes aux petites collectiviteacutes (moins de 2000 EH) ainsi qursquoagrave lrsquoassainissement autonome

Tant au niveau des particuliers qursquoau niveau des pouvoirs publics les mentaliteacutes changent et

lrsquoeacutepuration extensive des eaux par son inteacutegration paysagegravere exceptionnelle est de nature agrave

ameacuteliorer le cadre de vie et est parfois lrsquooccasion pour une communauteacute locale (commune

association hellip) de manifester son engagement environnemental et de sensibiliser la

population

Longtemps traiteacutes comme des ouvrages dinfrastructure pure les projets de construction ou

de remise agrave niveau de stations drsquoeacutepuration font lobjet dune eacutevolution reacutecente qui integravegre

plusieurs donneacutees nouvelles

la sensibilisation du grand public aux thegravemes environnementaux et particuliegraverement la

preacuteservation de la nature et la valeur de leau

ces projets prennent une dimension politique ils ne sont plus cacheacutes mais au

contraire valoriseacutes voire visiteacutes dans une logique de tourisme industriel ils sont donc

soumis agrave une exigence de repreacutesentation nouvelle agrave la fois technologique et

eacutecologique

Agrave laval de nos socieacuteteacutes occidentales cette fonction ingrate mais noble de purification des

eaux pollueacutees suscite leacutemergence de nouveaux types deacutequipements publics qui doivent ecirctre

mis en sens et en espace dans une vision coheacuterente de lameacutenagement du territoire selon

une vraie logique de deacuteveloppement durable

Ces projets peuvent prendre au-delagrave de leur reacutealiteacute purement fonctionnelle une valeur

qualitative et culturelle signifiante au mecircme titre que les autres eacutequipements publics de la

citeacute

Lors du choix de la filiegravere de traitement la prise en compte de critegraveres danalyse urbaine et

paysagegravere srsquointegravegre de plus en plus souvent dans leacutetude dimpact

Mise en situation urbaine du projet dans une logique de deacuteveloppement agrave long terme

Deacutefinition preacutecise de lemprise fonciegravere affecteacutee au projet pour en assurer

linteacutegration

Prise en compte paysagegravere et architecturale dans la deacutefinition et limplantation des

ouvrages de leurs accegraves avec leurs impacts sur lenvironnement ainsi que dans

lestimation du coucirct des ouvrages

Lrsquooptimisation eacutenergeacutetique et une valorisation des matiegraveres (cycles)

Lrsquoeacutetude drsquoun projet de station drsquoeacutepuration neacutecessite donc une mise au point conjointe entre

ingeacutenieur architecte et paysagiste

R-14 -1355 Eacutetude 14110 3

La peacuteriode est donc propice au deacuteveloppement de techniques drsquoeacutepuration rapprochant

les domaines de lrsquoingeacutenierie biologique du geacutenie technologique et dinteacutegration

paysagegravere urbaine et architecturale pour supplanter progressivement la technologie

classique des boues activeacutees

Dans ce contexte les gestionnaires de station drsquoeacutepuration font maintenant le choix de

technologies drsquoeacutepuration dites extensives avec pour objectifs

1 de reacuteduire les coucircts drsquoinvestissement et les coucircts drsquoexploitation en particulier face au

prix de lrsquoeacutenergie sans cesse croissant

2 drsquoimplanter des eacutequipements dans une vision coheacuterente de lameacutenagement du

territoire selon une vraie logique de deacuteveloppement durable

3 de donner une nouvelle dimension agrave ces ouvrages pouvant servir drsquooutil de

sensibilisation du grand public

12 Preacutesentation des filiegraveres

On distingue couramment les techniques dites intensives des techniques dites extensives

Du cocircteacute des techniques extensives on reconstitue des eacutecosystegravemes artificiels simplifieacutes Il

srsquoagit de faire intervenir lrsquoensemble des processus de deacutegradation preacutesents naturellement

dans un eacutecosystegraveme Avec les techniques extensives on reproduit le principe de lrsquoauto-

eacutepuration mais dans des eacutecosystegravemes artificiels optimiseacutes de faccedilon agrave proteacuteger

lrsquoeacutecosystegraveme naturel Lrsquoappellation laquo extensive raquo provient du fait que ces techniques

neacutecessitent de grandes surfaces pour ecirctre pratiqueacutees Les charges appliqueacutees par uniteacute de

surface sont par conseacutequent tregraves faibles La surface minimale requise est de 3 agrave 5 m2EH

Lrsquoextensif offre des techniques drsquoeacutepuration qui sont des solutions tout agrave fait adapteacutees

aux collectiviteacutes rurales (moins de 2000 EH) et aux zones drsquohabitat disperseacute

(assainissement autonome)

Il existe diffeacuterents proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration qui ont en commun une seacuterie de principes

de fonctionnement et qui combinent diffeacuterents eacuteleacutements techniques

Les points communs

bassins eacutetanches

eacutecoulement gravitaire unidirectionnel

consommation eacutenergeacutetique nulle ou faible

rusticiteacute ndash robustesse ndash faciliteacute drsquoentretien (pas drsquoopeacuterations techniques complexes)

conception unique site par site visant une inteacutegration optimale

R-14 -1355 Eacutetude 14110 4

La palette technique des options

eacutecoulement horizontal ou vertical

alimentation continue ou par bacirccheacutee

substrat mineacuteral ou eau libre

diversiteacute des substrats sable graviers (calcaire concasseacute) cailloux rouleacutes siliceux hellip

preacutesence ou absence de plantes

Parmi les combinaisons possibles de ces eacuteleacutements on distinguera

les filtres agrave sable agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement horizontal

les lagunes drsquoeau libre

les lagunes planteacutees

Le principe des filtres est drsquoamener lrsquoeau useacutee agrave traverser le plus uniformeacutement possible un

massif constitueacute de substrat mineacuteral (sable graviers ou cailloux) Les communauteacutes

bacteacuteriennes se deacuteveloppent naturellement agrave lrsquointeacuterieur du massif sur et entre les supports

mineacuteraux Lrsquoapport drsquooxygegravene est reacutealiseacute par diffusion agrave partir de la surface soit en alternant

les phases drsquoalimentation et de repos srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement vertical soit naturellement de

faccedilon continue srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement horizontal La preacutesence de veacutegeacutetaux facilite la

diffusion de lrsquooxygegravene vers la profondeur du filtre (chenaux racinaires film de surface perceacute

par les veacutegeacutetaux dans le cas des filtres agrave eacutecoulement vertical) Lrsquooxygeacutenation des dispositifs

agrave eacutecoulement vertical est eacutegalement assureacutee par les chemineacutees drsquoaeacuteration des drains

infeacuterieurs

Les veacutegeacutetaux srsquoils sont non faucheacutes en automne favorisent le fonctionnement hivernal des

filtres en assurant une couverture thermique

Dans les lagunes des algues et du phytoplancton se deacuteveloppent compleacutementairement aux

bacteacuteries en cultures libres (non fixeacutes sur des supports comme dans le cas des filtres) La

photosynthegravese reacutealiseacutee dans la tranche supeacuterieure drsquoeau alimente les bacteacuteries aeacuterobies en

oxygegravene On distingue couramment les lagunes drsquoeau libre aussi appeleacutees lagunes agrave

micropyles (algues planctoniques) des lagunes planteacutees dites agrave macrophytes (joncs

roseaux massettes)

Ce qursquoon appelle le preacutetraitement est une eacutetape qui preacutecegravede les dispositifs deacutecrits ici En ce

qui concerne les eaux domestiques lrsquoouvrage de preacutetraitement consiste la plupart du temps

en une fosse septique La fosse fait office de deacutecanteur primaire On note des rendements

eacutepuratoires de lrsquoordre de 30 agrave 40 Le volume minimal requis en Reacutegion wallonne depuis le

1er janvier 2007 est de 3000 litres

Au niveau des stations drsquoeacutepurations collectives le preacutetraitement est assureacute par un deacutecanteur

-digesteur une laquo fosse toutes eaux raquo des filtres verticaux ou une lagune de deacutecantation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 5

Les dispositifs deacutecrits dans les laquo fiches filiegravere raquo peuvent eacutegalement ecirctre utiliseacutes comme laquo

eacutetage de finition raquo apregraves des uniteacutes de traitement intensif classique

Notons cependant qursquoil existe autant de filiegraveres que drsquoapplications particuliegraveres Une

classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la qualiteacute reacuteside principalement

dans le travail de conception maximisant les choix en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Le taillis agrave courte rotation par exemple est un proceacutedeacute sans rejet en eau de surface avec un

double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale

Drsquoautres proceacutedeacutes parfois extravagants en apparence peuvent ecirctre utiliseacutes pour lrsquoeacutepuration

des eaux de petites collectiviteacutes Parmi ceux-ci nous eacutevoquerons la lombrifiltration

La liste des filiegraveres preacutesenteacutees dans cette eacutetude nrsquoest pas exhaustive les technologies

exposeacutees (voir 3 Fiches filiegraveres) sont celles qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques (code de lrsquoeau conditions sectorielles et

inteacutegrales relatives aux systegravemes drsquoeacutepuration individuelle)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 6

2 MARCHEacute POTENTIEL POUR LES DIFFEacuteRENTES TECHNOLOGIES PREacuteSENTEacuteES

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France

Figure 1 Nombre de stations de traitement des eaux useacutees par type de filiegravere et par cateacutegorie (Source - Bilan 2008 de lrsquoassainissement en France ndash juillet 2010)

En France les stations drsquoeacutepuration de petite taille (lt 2000 EH) repreacutesentent en nombre

73 du parc eacutepuratoire soit 9420 stations (7 en termes de capaciteacute ndash EH)

Sur lrsquoensemble de ces petites installations 537 fonctionnent selon un proceacutedeacute extensif

613 sont des lagunes naturelles 177 de filtres agrave sable et 21 de filtres planteacutes agrave

eacutecoulement vertical

En France outre lrsquoeacutevolution de la technologie des filtres planteacutes de roseaux leur association

avec drsquoautres proceacutedeacutes a eacuteteacute et reste encore un enjeu important pour deux objectifs

majeurs (Source ndash Science Eaux et Territoires Ndeg9 ndash 2012 ndash Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la

recherche et tendances actuelles Pascal Molle)

la reacutehabilitation drsquoun parc vieillissant de lagunage naturel (de lrsquoordre de 2500 lagunes

en France)

la recherche de compaciteacute de la filiegravere en association avec des proceacutedeacutes

conventionnels tels que les lits bacteacuteriens et les disques biologiques Ces

associations sont agrave lrsquoeacutetude dans le cadre du groupe EPNAC1 pour certains

constructeurs

1 Eacutevaluation des proceacutedeacutes nouveaux drsquoassainissement des petites et moyennes collectiviteacutes

R-14 -1355 Eacutetude 14110 7

Dans son plan pluriannuel 2012-2018 (httpwwwdeveloppement-

durablegouvfrIMGpdfDossier_de_presse_assainissementpdf) la France preacutevoit un

chiffre drsquoaffaires de 4 milliards drsquoeuros drsquoinvestissements annuels en inteacutegrant

lrsquoassainissement dans une logique de deacuteveloppement durable

Les entreprises wallonnes qui deacuteveloppent leurs connaissances et technologies de

traitement extensif auront un bon potentiel de peacuteneacutetration sur le marcheacute franccedilais qui a deacutejagrave

inteacutegreacute les technologies des filtres planteacutes dans sa strateacutegie drsquoassainissement Des PME

wallonnes disposent deacutejagrave de bons reacuteseaux de distribution agrave travers la France activables

pour construire des filtres planteacutes ou autres systegravemes extensifs

On peut compter sur minimum 20 stations de 2000 EH agrave construire dans la seule reacutegion du

nord de la France (Agence de lrsquoEau Artois-Picardie) dans les 5 ans soit un CA de plus de

14000000 euro

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion

wallonne

Le parc wallon est constitueacute de 481 stations drsquoeacutepuration dont 241 ont une capaciteacute infeacuterieure

agrave 2000 EH Actuellement le traitement par boues activeacutees reste la technologie la plus

reacutepandue Pour les stations drsquoeacutepuration de petite taille moins de 8 fonctionnent selon un

proceacutedeacute extensif 4 en lagunage aeacutereacute moins de 2 en lagunage naturel et 2 selon le

principe des filtres planteacutes Notons que ces derniegraveres sont toutes des nouvelles installations

(construites agrave partir de 2010)

Figure 2 Nombre drsquoouvrages en fonction de la technique drsquoeacutepuration utiliseacutee ndash par classe de capaciteacutes - Reacutegion Wallonne (source ndash SPGE)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

lt= 250 EH 251 - 500 EH 501 - 1000 EH entre 1000 et 2000 EH

No

mb

re d

e s

tati

on

s d

eacutep

ura

tio

n

Capaciteacute

Lagunage naturel

Lits bacteacuteriens

Lagunage aeacutereacute

Filtres planteacutes de roseaux

Disques biologiques

Boues activeacutees

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 3: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 2

1 INTRODUCTION

11 Preacuteface

Les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees sont des proceacutedeacutes particuliegraverement bien

adapteacutes aux petites collectiviteacutes (moins de 2000 EH) ainsi qursquoagrave lrsquoassainissement autonome

Tant au niveau des particuliers qursquoau niveau des pouvoirs publics les mentaliteacutes changent et

lrsquoeacutepuration extensive des eaux par son inteacutegration paysagegravere exceptionnelle est de nature agrave

ameacuteliorer le cadre de vie et est parfois lrsquooccasion pour une communauteacute locale (commune

association hellip) de manifester son engagement environnemental et de sensibiliser la

population

Longtemps traiteacutes comme des ouvrages dinfrastructure pure les projets de construction ou

de remise agrave niveau de stations drsquoeacutepuration font lobjet dune eacutevolution reacutecente qui integravegre

plusieurs donneacutees nouvelles

la sensibilisation du grand public aux thegravemes environnementaux et particuliegraverement la

preacuteservation de la nature et la valeur de leau

ces projets prennent une dimension politique ils ne sont plus cacheacutes mais au

contraire valoriseacutes voire visiteacutes dans une logique de tourisme industriel ils sont donc

soumis agrave une exigence de repreacutesentation nouvelle agrave la fois technologique et

eacutecologique

Agrave laval de nos socieacuteteacutes occidentales cette fonction ingrate mais noble de purification des

eaux pollueacutees suscite leacutemergence de nouveaux types deacutequipements publics qui doivent ecirctre

mis en sens et en espace dans une vision coheacuterente de lameacutenagement du territoire selon

une vraie logique de deacuteveloppement durable

Ces projets peuvent prendre au-delagrave de leur reacutealiteacute purement fonctionnelle une valeur

qualitative et culturelle signifiante au mecircme titre que les autres eacutequipements publics de la

citeacute

Lors du choix de la filiegravere de traitement la prise en compte de critegraveres danalyse urbaine et

paysagegravere srsquointegravegre de plus en plus souvent dans leacutetude dimpact

Mise en situation urbaine du projet dans une logique de deacuteveloppement agrave long terme

Deacutefinition preacutecise de lemprise fonciegravere affecteacutee au projet pour en assurer

linteacutegration

Prise en compte paysagegravere et architecturale dans la deacutefinition et limplantation des

ouvrages de leurs accegraves avec leurs impacts sur lenvironnement ainsi que dans

lestimation du coucirct des ouvrages

Lrsquooptimisation eacutenergeacutetique et une valorisation des matiegraveres (cycles)

Lrsquoeacutetude drsquoun projet de station drsquoeacutepuration neacutecessite donc une mise au point conjointe entre

ingeacutenieur architecte et paysagiste

R-14 -1355 Eacutetude 14110 3

La peacuteriode est donc propice au deacuteveloppement de techniques drsquoeacutepuration rapprochant

les domaines de lrsquoingeacutenierie biologique du geacutenie technologique et dinteacutegration

paysagegravere urbaine et architecturale pour supplanter progressivement la technologie

classique des boues activeacutees

Dans ce contexte les gestionnaires de station drsquoeacutepuration font maintenant le choix de

technologies drsquoeacutepuration dites extensives avec pour objectifs

1 de reacuteduire les coucircts drsquoinvestissement et les coucircts drsquoexploitation en particulier face au

prix de lrsquoeacutenergie sans cesse croissant

2 drsquoimplanter des eacutequipements dans une vision coheacuterente de lameacutenagement du

territoire selon une vraie logique de deacuteveloppement durable

3 de donner une nouvelle dimension agrave ces ouvrages pouvant servir drsquooutil de

sensibilisation du grand public

12 Preacutesentation des filiegraveres

On distingue couramment les techniques dites intensives des techniques dites extensives

Du cocircteacute des techniques extensives on reconstitue des eacutecosystegravemes artificiels simplifieacutes Il

srsquoagit de faire intervenir lrsquoensemble des processus de deacutegradation preacutesents naturellement

dans un eacutecosystegraveme Avec les techniques extensives on reproduit le principe de lrsquoauto-

eacutepuration mais dans des eacutecosystegravemes artificiels optimiseacutes de faccedilon agrave proteacuteger

lrsquoeacutecosystegraveme naturel Lrsquoappellation laquo extensive raquo provient du fait que ces techniques

neacutecessitent de grandes surfaces pour ecirctre pratiqueacutees Les charges appliqueacutees par uniteacute de

surface sont par conseacutequent tregraves faibles La surface minimale requise est de 3 agrave 5 m2EH

Lrsquoextensif offre des techniques drsquoeacutepuration qui sont des solutions tout agrave fait adapteacutees

aux collectiviteacutes rurales (moins de 2000 EH) et aux zones drsquohabitat disperseacute

(assainissement autonome)

Il existe diffeacuterents proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration qui ont en commun une seacuterie de principes

de fonctionnement et qui combinent diffeacuterents eacuteleacutements techniques

Les points communs

bassins eacutetanches

eacutecoulement gravitaire unidirectionnel

consommation eacutenergeacutetique nulle ou faible

rusticiteacute ndash robustesse ndash faciliteacute drsquoentretien (pas drsquoopeacuterations techniques complexes)

conception unique site par site visant une inteacutegration optimale

R-14 -1355 Eacutetude 14110 4

La palette technique des options

eacutecoulement horizontal ou vertical

alimentation continue ou par bacirccheacutee

substrat mineacuteral ou eau libre

diversiteacute des substrats sable graviers (calcaire concasseacute) cailloux rouleacutes siliceux hellip

preacutesence ou absence de plantes

Parmi les combinaisons possibles de ces eacuteleacutements on distinguera

les filtres agrave sable agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement horizontal

les lagunes drsquoeau libre

les lagunes planteacutees

Le principe des filtres est drsquoamener lrsquoeau useacutee agrave traverser le plus uniformeacutement possible un

massif constitueacute de substrat mineacuteral (sable graviers ou cailloux) Les communauteacutes

bacteacuteriennes se deacuteveloppent naturellement agrave lrsquointeacuterieur du massif sur et entre les supports

mineacuteraux Lrsquoapport drsquooxygegravene est reacutealiseacute par diffusion agrave partir de la surface soit en alternant

les phases drsquoalimentation et de repos srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement vertical soit naturellement de

faccedilon continue srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement horizontal La preacutesence de veacutegeacutetaux facilite la

diffusion de lrsquooxygegravene vers la profondeur du filtre (chenaux racinaires film de surface perceacute

par les veacutegeacutetaux dans le cas des filtres agrave eacutecoulement vertical) Lrsquooxygeacutenation des dispositifs

agrave eacutecoulement vertical est eacutegalement assureacutee par les chemineacutees drsquoaeacuteration des drains

infeacuterieurs

Les veacutegeacutetaux srsquoils sont non faucheacutes en automne favorisent le fonctionnement hivernal des

filtres en assurant une couverture thermique

Dans les lagunes des algues et du phytoplancton se deacuteveloppent compleacutementairement aux

bacteacuteries en cultures libres (non fixeacutes sur des supports comme dans le cas des filtres) La

photosynthegravese reacutealiseacutee dans la tranche supeacuterieure drsquoeau alimente les bacteacuteries aeacuterobies en

oxygegravene On distingue couramment les lagunes drsquoeau libre aussi appeleacutees lagunes agrave

micropyles (algues planctoniques) des lagunes planteacutees dites agrave macrophytes (joncs

roseaux massettes)

Ce qursquoon appelle le preacutetraitement est une eacutetape qui preacutecegravede les dispositifs deacutecrits ici En ce

qui concerne les eaux domestiques lrsquoouvrage de preacutetraitement consiste la plupart du temps

en une fosse septique La fosse fait office de deacutecanteur primaire On note des rendements

eacutepuratoires de lrsquoordre de 30 agrave 40 Le volume minimal requis en Reacutegion wallonne depuis le

1er janvier 2007 est de 3000 litres

Au niveau des stations drsquoeacutepurations collectives le preacutetraitement est assureacute par un deacutecanteur

-digesteur une laquo fosse toutes eaux raquo des filtres verticaux ou une lagune de deacutecantation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 5

Les dispositifs deacutecrits dans les laquo fiches filiegravere raquo peuvent eacutegalement ecirctre utiliseacutes comme laquo

eacutetage de finition raquo apregraves des uniteacutes de traitement intensif classique

Notons cependant qursquoil existe autant de filiegraveres que drsquoapplications particuliegraveres Une

classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la qualiteacute reacuteside principalement

dans le travail de conception maximisant les choix en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Le taillis agrave courte rotation par exemple est un proceacutedeacute sans rejet en eau de surface avec un

double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale

Drsquoautres proceacutedeacutes parfois extravagants en apparence peuvent ecirctre utiliseacutes pour lrsquoeacutepuration

des eaux de petites collectiviteacutes Parmi ceux-ci nous eacutevoquerons la lombrifiltration

La liste des filiegraveres preacutesenteacutees dans cette eacutetude nrsquoest pas exhaustive les technologies

exposeacutees (voir 3 Fiches filiegraveres) sont celles qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques (code de lrsquoeau conditions sectorielles et

inteacutegrales relatives aux systegravemes drsquoeacutepuration individuelle)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 6

2 MARCHEacute POTENTIEL POUR LES DIFFEacuteRENTES TECHNOLOGIES PREacuteSENTEacuteES

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France

Figure 1 Nombre de stations de traitement des eaux useacutees par type de filiegravere et par cateacutegorie (Source - Bilan 2008 de lrsquoassainissement en France ndash juillet 2010)

En France les stations drsquoeacutepuration de petite taille (lt 2000 EH) repreacutesentent en nombre

73 du parc eacutepuratoire soit 9420 stations (7 en termes de capaciteacute ndash EH)

Sur lrsquoensemble de ces petites installations 537 fonctionnent selon un proceacutedeacute extensif

613 sont des lagunes naturelles 177 de filtres agrave sable et 21 de filtres planteacutes agrave

eacutecoulement vertical

En France outre lrsquoeacutevolution de la technologie des filtres planteacutes de roseaux leur association

avec drsquoautres proceacutedeacutes a eacuteteacute et reste encore un enjeu important pour deux objectifs

majeurs (Source ndash Science Eaux et Territoires Ndeg9 ndash 2012 ndash Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la

recherche et tendances actuelles Pascal Molle)

la reacutehabilitation drsquoun parc vieillissant de lagunage naturel (de lrsquoordre de 2500 lagunes

en France)

la recherche de compaciteacute de la filiegravere en association avec des proceacutedeacutes

conventionnels tels que les lits bacteacuteriens et les disques biologiques Ces

associations sont agrave lrsquoeacutetude dans le cadre du groupe EPNAC1 pour certains

constructeurs

1 Eacutevaluation des proceacutedeacutes nouveaux drsquoassainissement des petites et moyennes collectiviteacutes

R-14 -1355 Eacutetude 14110 7

Dans son plan pluriannuel 2012-2018 (httpwwwdeveloppement-

durablegouvfrIMGpdfDossier_de_presse_assainissementpdf) la France preacutevoit un

chiffre drsquoaffaires de 4 milliards drsquoeuros drsquoinvestissements annuels en inteacutegrant

lrsquoassainissement dans une logique de deacuteveloppement durable

Les entreprises wallonnes qui deacuteveloppent leurs connaissances et technologies de

traitement extensif auront un bon potentiel de peacuteneacutetration sur le marcheacute franccedilais qui a deacutejagrave

inteacutegreacute les technologies des filtres planteacutes dans sa strateacutegie drsquoassainissement Des PME

wallonnes disposent deacutejagrave de bons reacuteseaux de distribution agrave travers la France activables

pour construire des filtres planteacutes ou autres systegravemes extensifs

On peut compter sur minimum 20 stations de 2000 EH agrave construire dans la seule reacutegion du

nord de la France (Agence de lrsquoEau Artois-Picardie) dans les 5 ans soit un CA de plus de

14000000 euro

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion

wallonne

Le parc wallon est constitueacute de 481 stations drsquoeacutepuration dont 241 ont une capaciteacute infeacuterieure

agrave 2000 EH Actuellement le traitement par boues activeacutees reste la technologie la plus

reacutepandue Pour les stations drsquoeacutepuration de petite taille moins de 8 fonctionnent selon un

proceacutedeacute extensif 4 en lagunage aeacutereacute moins de 2 en lagunage naturel et 2 selon le

principe des filtres planteacutes Notons que ces derniegraveres sont toutes des nouvelles installations

(construites agrave partir de 2010)

Figure 2 Nombre drsquoouvrages en fonction de la technique drsquoeacutepuration utiliseacutee ndash par classe de capaciteacutes - Reacutegion Wallonne (source ndash SPGE)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

lt= 250 EH 251 - 500 EH 501 - 1000 EH entre 1000 et 2000 EH

No

mb

re d

e s

tati

on

s d

eacutep

ura

tio

n

Capaciteacute

Lagunage naturel

Lits bacteacuteriens

Lagunage aeacutereacute

Filtres planteacutes de roseaux

Disques biologiques

Boues activeacutees

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 4: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 3

La peacuteriode est donc propice au deacuteveloppement de techniques drsquoeacutepuration rapprochant

les domaines de lrsquoingeacutenierie biologique du geacutenie technologique et dinteacutegration

paysagegravere urbaine et architecturale pour supplanter progressivement la technologie

classique des boues activeacutees

Dans ce contexte les gestionnaires de station drsquoeacutepuration font maintenant le choix de

technologies drsquoeacutepuration dites extensives avec pour objectifs

1 de reacuteduire les coucircts drsquoinvestissement et les coucircts drsquoexploitation en particulier face au

prix de lrsquoeacutenergie sans cesse croissant

2 drsquoimplanter des eacutequipements dans une vision coheacuterente de lameacutenagement du

territoire selon une vraie logique de deacuteveloppement durable

3 de donner une nouvelle dimension agrave ces ouvrages pouvant servir drsquooutil de

sensibilisation du grand public

12 Preacutesentation des filiegraveres

On distingue couramment les techniques dites intensives des techniques dites extensives

Du cocircteacute des techniques extensives on reconstitue des eacutecosystegravemes artificiels simplifieacutes Il

srsquoagit de faire intervenir lrsquoensemble des processus de deacutegradation preacutesents naturellement

dans un eacutecosystegraveme Avec les techniques extensives on reproduit le principe de lrsquoauto-

eacutepuration mais dans des eacutecosystegravemes artificiels optimiseacutes de faccedilon agrave proteacuteger

lrsquoeacutecosystegraveme naturel Lrsquoappellation laquo extensive raquo provient du fait que ces techniques

neacutecessitent de grandes surfaces pour ecirctre pratiqueacutees Les charges appliqueacutees par uniteacute de

surface sont par conseacutequent tregraves faibles La surface minimale requise est de 3 agrave 5 m2EH

Lrsquoextensif offre des techniques drsquoeacutepuration qui sont des solutions tout agrave fait adapteacutees

aux collectiviteacutes rurales (moins de 2000 EH) et aux zones drsquohabitat disperseacute

(assainissement autonome)

Il existe diffeacuterents proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration qui ont en commun une seacuterie de principes

de fonctionnement et qui combinent diffeacuterents eacuteleacutements techniques

Les points communs

bassins eacutetanches

eacutecoulement gravitaire unidirectionnel

consommation eacutenergeacutetique nulle ou faible

rusticiteacute ndash robustesse ndash faciliteacute drsquoentretien (pas drsquoopeacuterations techniques complexes)

conception unique site par site visant une inteacutegration optimale

R-14 -1355 Eacutetude 14110 4

La palette technique des options

eacutecoulement horizontal ou vertical

alimentation continue ou par bacirccheacutee

substrat mineacuteral ou eau libre

diversiteacute des substrats sable graviers (calcaire concasseacute) cailloux rouleacutes siliceux hellip

preacutesence ou absence de plantes

Parmi les combinaisons possibles de ces eacuteleacutements on distinguera

les filtres agrave sable agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement horizontal

les lagunes drsquoeau libre

les lagunes planteacutees

Le principe des filtres est drsquoamener lrsquoeau useacutee agrave traverser le plus uniformeacutement possible un

massif constitueacute de substrat mineacuteral (sable graviers ou cailloux) Les communauteacutes

bacteacuteriennes se deacuteveloppent naturellement agrave lrsquointeacuterieur du massif sur et entre les supports

mineacuteraux Lrsquoapport drsquooxygegravene est reacutealiseacute par diffusion agrave partir de la surface soit en alternant

les phases drsquoalimentation et de repos srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement vertical soit naturellement de

faccedilon continue srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement horizontal La preacutesence de veacutegeacutetaux facilite la

diffusion de lrsquooxygegravene vers la profondeur du filtre (chenaux racinaires film de surface perceacute

par les veacutegeacutetaux dans le cas des filtres agrave eacutecoulement vertical) Lrsquooxygeacutenation des dispositifs

agrave eacutecoulement vertical est eacutegalement assureacutee par les chemineacutees drsquoaeacuteration des drains

infeacuterieurs

Les veacutegeacutetaux srsquoils sont non faucheacutes en automne favorisent le fonctionnement hivernal des

filtres en assurant une couverture thermique

Dans les lagunes des algues et du phytoplancton se deacuteveloppent compleacutementairement aux

bacteacuteries en cultures libres (non fixeacutes sur des supports comme dans le cas des filtres) La

photosynthegravese reacutealiseacutee dans la tranche supeacuterieure drsquoeau alimente les bacteacuteries aeacuterobies en

oxygegravene On distingue couramment les lagunes drsquoeau libre aussi appeleacutees lagunes agrave

micropyles (algues planctoniques) des lagunes planteacutees dites agrave macrophytes (joncs

roseaux massettes)

Ce qursquoon appelle le preacutetraitement est une eacutetape qui preacutecegravede les dispositifs deacutecrits ici En ce

qui concerne les eaux domestiques lrsquoouvrage de preacutetraitement consiste la plupart du temps

en une fosse septique La fosse fait office de deacutecanteur primaire On note des rendements

eacutepuratoires de lrsquoordre de 30 agrave 40 Le volume minimal requis en Reacutegion wallonne depuis le

1er janvier 2007 est de 3000 litres

Au niveau des stations drsquoeacutepurations collectives le preacutetraitement est assureacute par un deacutecanteur

-digesteur une laquo fosse toutes eaux raquo des filtres verticaux ou une lagune de deacutecantation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 5

Les dispositifs deacutecrits dans les laquo fiches filiegravere raquo peuvent eacutegalement ecirctre utiliseacutes comme laquo

eacutetage de finition raquo apregraves des uniteacutes de traitement intensif classique

Notons cependant qursquoil existe autant de filiegraveres que drsquoapplications particuliegraveres Une

classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la qualiteacute reacuteside principalement

dans le travail de conception maximisant les choix en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Le taillis agrave courte rotation par exemple est un proceacutedeacute sans rejet en eau de surface avec un

double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale

Drsquoautres proceacutedeacutes parfois extravagants en apparence peuvent ecirctre utiliseacutes pour lrsquoeacutepuration

des eaux de petites collectiviteacutes Parmi ceux-ci nous eacutevoquerons la lombrifiltration

La liste des filiegraveres preacutesenteacutees dans cette eacutetude nrsquoest pas exhaustive les technologies

exposeacutees (voir 3 Fiches filiegraveres) sont celles qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques (code de lrsquoeau conditions sectorielles et

inteacutegrales relatives aux systegravemes drsquoeacutepuration individuelle)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 6

2 MARCHEacute POTENTIEL POUR LES DIFFEacuteRENTES TECHNOLOGIES PREacuteSENTEacuteES

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France

Figure 1 Nombre de stations de traitement des eaux useacutees par type de filiegravere et par cateacutegorie (Source - Bilan 2008 de lrsquoassainissement en France ndash juillet 2010)

En France les stations drsquoeacutepuration de petite taille (lt 2000 EH) repreacutesentent en nombre

73 du parc eacutepuratoire soit 9420 stations (7 en termes de capaciteacute ndash EH)

Sur lrsquoensemble de ces petites installations 537 fonctionnent selon un proceacutedeacute extensif

613 sont des lagunes naturelles 177 de filtres agrave sable et 21 de filtres planteacutes agrave

eacutecoulement vertical

En France outre lrsquoeacutevolution de la technologie des filtres planteacutes de roseaux leur association

avec drsquoautres proceacutedeacutes a eacuteteacute et reste encore un enjeu important pour deux objectifs

majeurs (Source ndash Science Eaux et Territoires Ndeg9 ndash 2012 ndash Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la

recherche et tendances actuelles Pascal Molle)

la reacutehabilitation drsquoun parc vieillissant de lagunage naturel (de lrsquoordre de 2500 lagunes

en France)

la recherche de compaciteacute de la filiegravere en association avec des proceacutedeacutes

conventionnels tels que les lits bacteacuteriens et les disques biologiques Ces

associations sont agrave lrsquoeacutetude dans le cadre du groupe EPNAC1 pour certains

constructeurs

1 Eacutevaluation des proceacutedeacutes nouveaux drsquoassainissement des petites et moyennes collectiviteacutes

R-14 -1355 Eacutetude 14110 7

Dans son plan pluriannuel 2012-2018 (httpwwwdeveloppement-

durablegouvfrIMGpdfDossier_de_presse_assainissementpdf) la France preacutevoit un

chiffre drsquoaffaires de 4 milliards drsquoeuros drsquoinvestissements annuels en inteacutegrant

lrsquoassainissement dans une logique de deacuteveloppement durable

Les entreprises wallonnes qui deacuteveloppent leurs connaissances et technologies de

traitement extensif auront un bon potentiel de peacuteneacutetration sur le marcheacute franccedilais qui a deacutejagrave

inteacutegreacute les technologies des filtres planteacutes dans sa strateacutegie drsquoassainissement Des PME

wallonnes disposent deacutejagrave de bons reacuteseaux de distribution agrave travers la France activables

pour construire des filtres planteacutes ou autres systegravemes extensifs

On peut compter sur minimum 20 stations de 2000 EH agrave construire dans la seule reacutegion du

nord de la France (Agence de lrsquoEau Artois-Picardie) dans les 5 ans soit un CA de plus de

14000000 euro

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion

wallonne

Le parc wallon est constitueacute de 481 stations drsquoeacutepuration dont 241 ont une capaciteacute infeacuterieure

agrave 2000 EH Actuellement le traitement par boues activeacutees reste la technologie la plus

reacutepandue Pour les stations drsquoeacutepuration de petite taille moins de 8 fonctionnent selon un

proceacutedeacute extensif 4 en lagunage aeacutereacute moins de 2 en lagunage naturel et 2 selon le

principe des filtres planteacutes Notons que ces derniegraveres sont toutes des nouvelles installations

(construites agrave partir de 2010)

Figure 2 Nombre drsquoouvrages en fonction de la technique drsquoeacutepuration utiliseacutee ndash par classe de capaciteacutes - Reacutegion Wallonne (source ndash SPGE)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

lt= 250 EH 251 - 500 EH 501 - 1000 EH entre 1000 et 2000 EH

No

mb

re d

e s

tati

on

s d

eacutep

ura

tio

n

Capaciteacute

Lagunage naturel

Lits bacteacuteriens

Lagunage aeacutereacute

Filtres planteacutes de roseaux

Disques biologiques

Boues activeacutees

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 5: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 4

La palette technique des options

eacutecoulement horizontal ou vertical

alimentation continue ou par bacirccheacutee

substrat mineacuteral ou eau libre

diversiteacute des substrats sable graviers (calcaire concasseacute) cailloux rouleacutes siliceux hellip

preacutesence ou absence de plantes

Parmi les combinaisons possibles de ces eacuteleacutements on distinguera

les filtres agrave sable agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement vertical

les filtres planteacutes agrave eacutecoulement horizontal

les lagunes drsquoeau libre

les lagunes planteacutees

Le principe des filtres est drsquoamener lrsquoeau useacutee agrave traverser le plus uniformeacutement possible un

massif constitueacute de substrat mineacuteral (sable graviers ou cailloux) Les communauteacutes

bacteacuteriennes se deacuteveloppent naturellement agrave lrsquointeacuterieur du massif sur et entre les supports

mineacuteraux Lrsquoapport drsquooxygegravene est reacutealiseacute par diffusion agrave partir de la surface soit en alternant

les phases drsquoalimentation et de repos srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement vertical soit naturellement de

faccedilon continue srsquoil srsquoagit drsquoeacutecoulement horizontal La preacutesence de veacutegeacutetaux facilite la

diffusion de lrsquooxygegravene vers la profondeur du filtre (chenaux racinaires film de surface perceacute

par les veacutegeacutetaux dans le cas des filtres agrave eacutecoulement vertical) Lrsquooxygeacutenation des dispositifs

agrave eacutecoulement vertical est eacutegalement assureacutee par les chemineacutees drsquoaeacuteration des drains

infeacuterieurs

Les veacutegeacutetaux srsquoils sont non faucheacutes en automne favorisent le fonctionnement hivernal des

filtres en assurant une couverture thermique

Dans les lagunes des algues et du phytoplancton se deacuteveloppent compleacutementairement aux

bacteacuteries en cultures libres (non fixeacutes sur des supports comme dans le cas des filtres) La

photosynthegravese reacutealiseacutee dans la tranche supeacuterieure drsquoeau alimente les bacteacuteries aeacuterobies en

oxygegravene On distingue couramment les lagunes drsquoeau libre aussi appeleacutees lagunes agrave

micropyles (algues planctoniques) des lagunes planteacutees dites agrave macrophytes (joncs

roseaux massettes)

Ce qursquoon appelle le preacutetraitement est une eacutetape qui preacutecegravede les dispositifs deacutecrits ici En ce

qui concerne les eaux domestiques lrsquoouvrage de preacutetraitement consiste la plupart du temps

en une fosse septique La fosse fait office de deacutecanteur primaire On note des rendements

eacutepuratoires de lrsquoordre de 30 agrave 40 Le volume minimal requis en Reacutegion wallonne depuis le

1er janvier 2007 est de 3000 litres

Au niveau des stations drsquoeacutepurations collectives le preacutetraitement est assureacute par un deacutecanteur

-digesteur une laquo fosse toutes eaux raquo des filtres verticaux ou une lagune de deacutecantation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 5

Les dispositifs deacutecrits dans les laquo fiches filiegravere raquo peuvent eacutegalement ecirctre utiliseacutes comme laquo

eacutetage de finition raquo apregraves des uniteacutes de traitement intensif classique

Notons cependant qursquoil existe autant de filiegraveres que drsquoapplications particuliegraveres Une

classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la qualiteacute reacuteside principalement

dans le travail de conception maximisant les choix en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Le taillis agrave courte rotation par exemple est un proceacutedeacute sans rejet en eau de surface avec un

double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale

Drsquoautres proceacutedeacutes parfois extravagants en apparence peuvent ecirctre utiliseacutes pour lrsquoeacutepuration

des eaux de petites collectiviteacutes Parmi ceux-ci nous eacutevoquerons la lombrifiltration

La liste des filiegraveres preacutesenteacutees dans cette eacutetude nrsquoest pas exhaustive les technologies

exposeacutees (voir 3 Fiches filiegraveres) sont celles qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques (code de lrsquoeau conditions sectorielles et

inteacutegrales relatives aux systegravemes drsquoeacutepuration individuelle)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 6

2 MARCHEacute POTENTIEL POUR LES DIFFEacuteRENTES TECHNOLOGIES PREacuteSENTEacuteES

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France

Figure 1 Nombre de stations de traitement des eaux useacutees par type de filiegravere et par cateacutegorie (Source - Bilan 2008 de lrsquoassainissement en France ndash juillet 2010)

En France les stations drsquoeacutepuration de petite taille (lt 2000 EH) repreacutesentent en nombre

73 du parc eacutepuratoire soit 9420 stations (7 en termes de capaciteacute ndash EH)

Sur lrsquoensemble de ces petites installations 537 fonctionnent selon un proceacutedeacute extensif

613 sont des lagunes naturelles 177 de filtres agrave sable et 21 de filtres planteacutes agrave

eacutecoulement vertical

En France outre lrsquoeacutevolution de la technologie des filtres planteacutes de roseaux leur association

avec drsquoautres proceacutedeacutes a eacuteteacute et reste encore un enjeu important pour deux objectifs

majeurs (Source ndash Science Eaux et Territoires Ndeg9 ndash 2012 ndash Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la

recherche et tendances actuelles Pascal Molle)

la reacutehabilitation drsquoun parc vieillissant de lagunage naturel (de lrsquoordre de 2500 lagunes

en France)

la recherche de compaciteacute de la filiegravere en association avec des proceacutedeacutes

conventionnels tels que les lits bacteacuteriens et les disques biologiques Ces

associations sont agrave lrsquoeacutetude dans le cadre du groupe EPNAC1 pour certains

constructeurs

1 Eacutevaluation des proceacutedeacutes nouveaux drsquoassainissement des petites et moyennes collectiviteacutes

R-14 -1355 Eacutetude 14110 7

Dans son plan pluriannuel 2012-2018 (httpwwwdeveloppement-

durablegouvfrIMGpdfDossier_de_presse_assainissementpdf) la France preacutevoit un

chiffre drsquoaffaires de 4 milliards drsquoeuros drsquoinvestissements annuels en inteacutegrant

lrsquoassainissement dans une logique de deacuteveloppement durable

Les entreprises wallonnes qui deacuteveloppent leurs connaissances et technologies de

traitement extensif auront un bon potentiel de peacuteneacutetration sur le marcheacute franccedilais qui a deacutejagrave

inteacutegreacute les technologies des filtres planteacutes dans sa strateacutegie drsquoassainissement Des PME

wallonnes disposent deacutejagrave de bons reacuteseaux de distribution agrave travers la France activables

pour construire des filtres planteacutes ou autres systegravemes extensifs

On peut compter sur minimum 20 stations de 2000 EH agrave construire dans la seule reacutegion du

nord de la France (Agence de lrsquoEau Artois-Picardie) dans les 5 ans soit un CA de plus de

14000000 euro

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion

wallonne

Le parc wallon est constitueacute de 481 stations drsquoeacutepuration dont 241 ont une capaciteacute infeacuterieure

agrave 2000 EH Actuellement le traitement par boues activeacutees reste la technologie la plus

reacutepandue Pour les stations drsquoeacutepuration de petite taille moins de 8 fonctionnent selon un

proceacutedeacute extensif 4 en lagunage aeacutereacute moins de 2 en lagunage naturel et 2 selon le

principe des filtres planteacutes Notons que ces derniegraveres sont toutes des nouvelles installations

(construites agrave partir de 2010)

Figure 2 Nombre drsquoouvrages en fonction de la technique drsquoeacutepuration utiliseacutee ndash par classe de capaciteacutes - Reacutegion Wallonne (source ndash SPGE)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

lt= 250 EH 251 - 500 EH 501 - 1000 EH entre 1000 et 2000 EH

No

mb

re d

e s

tati

on

s d

eacutep

ura

tio

n

Capaciteacute

Lagunage naturel

Lits bacteacuteriens

Lagunage aeacutereacute

Filtres planteacutes de roseaux

Disques biologiques

Boues activeacutees

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 6: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 5

Les dispositifs deacutecrits dans les laquo fiches filiegravere raquo peuvent eacutegalement ecirctre utiliseacutes comme laquo

eacutetage de finition raquo apregraves des uniteacutes de traitement intensif classique

Notons cependant qursquoil existe autant de filiegraveres que drsquoapplications particuliegraveres Une

classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la qualiteacute reacuteside principalement

dans le travail de conception maximisant les choix en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Le taillis agrave courte rotation par exemple est un proceacutedeacute sans rejet en eau de surface avec un

double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale

Drsquoautres proceacutedeacutes parfois extravagants en apparence peuvent ecirctre utiliseacutes pour lrsquoeacutepuration

des eaux de petites collectiviteacutes Parmi ceux-ci nous eacutevoquerons la lombrifiltration

La liste des filiegraveres preacutesenteacutees dans cette eacutetude nrsquoest pas exhaustive les technologies

exposeacutees (voir 3 Fiches filiegraveres) sont celles qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques (code de lrsquoeau conditions sectorielles et

inteacutegrales relatives aux systegravemes drsquoeacutepuration individuelle)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 6

2 MARCHEacute POTENTIEL POUR LES DIFFEacuteRENTES TECHNOLOGIES PREacuteSENTEacuteES

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France

Figure 1 Nombre de stations de traitement des eaux useacutees par type de filiegravere et par cateacutegorie (Source - Bilan 2008 de lrsquoassainissement en France ndash juillet 2010)

En France les stations drsquoeacutepuration de petite taille (lt 2000 EH) repreacutesentent en nombre

73 du parc eacutepuratoire soit 9420 stations (7 en termes de capaciteacute ndash EH)

Sur lrsquoensemble de ces petites installations 537 fonctionnent selon un proceacutedeacute extensif

613 sont des lagunes naturelles 177 de filtres agrave sable et 21 de filtres planteacutes agrave

eacutecoulement vertical

En France outre lrsquoeacutevolution de la technologie des filtres planteacutes de roseaux leur association

avec drsquoautres proceacutedeacutes a eacuteteacute et reste encore un enjeu important pour deux objectifs

majeurs (Source ndash Science Eaux et Territoires Ndeg9 ndash 2012 ndash Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la

recherche et tendances actuelles Pascal Molle)

la reacutehabilitation drsquoun parc vieillissant de lagunage naturel (de lrsquoordre de 2500 lagunes

en France)

la recherche de compaciteacute de la filiegravere en association avec des proceacutedeacutes

conventionnels tels que les lits bacteacuteriens et les disques biologiques Ces

associations sont agrave lrsquoeacutetude dans le cadre du groupe EPNAC1 pour certains

constructeurs

1 Eacutevaluation des proceacutedeacutes nouveaux drsquoassainissement des petites et moyennes collectiviteacutes

R-14 -1355 Eacutetude 14110 7

Dans son plan pluriannuel 2012-2018 (httpwwwdeveloppement-

durablegouvfrIMGpdfDossier_de_presse_assainissementpdf) la France preacutevoit un

chiffre drsquoaffaires de 4 milliards drsquoeuros drsquoinvestissements annuels en inteacutegrant

lrsquoassainissement dans une logique de deacuteveloppement durable

Les entreprises wallonnes qui deacuteveloppent leurs connaissances et technologies de

traitement extensif auront un bon potentiel de peacuteneacutetration sur le marcheacute franccedilais qui a deacutejagrave

inteacutegreacute les technologies des filtres planteacutes dans sa strateacutegie drsquoassainissement Des PME

wallonnes disposent deacutejagrave de bons reacuteseaux de distribution agrave travers la France activables

pour construire des filtres planteacutes ou autres systegravemes extensifs

On peut compter sur minimum 20 stations de 2000 EH agrave construire dans la seule reacutegion du

nord de la France (Agence de lrsquoEau Artois-Picardie) dans les 5 ans soit un CA de plus de

14000000 euro

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion

wallonne

Le parc wallon est constitueacute de 481 stations drsquoeacutepuration dont 241 ont une capaciteacute infeacuterieure

agrave 2000 EH Actuellement le traitement par boues activeacutees reste la technologie la plus

reacutepandue Pour les stations drsquoeacutepuration de petite taille moins de 8 fonctionnent selon un

proceacutedeacute extensif 4 en lagunage aeacutereacute moins de 2 en lagunage naturel et 2 selon le

principe des filtres planteacutes Notons que ces derniegraveres sont toutes des nouvelles installations

(construites agrave partir de 2010)

Figure 2 Nombre drsquoouvrages en fonction de la technique drsquoeacutepuration utiliseacutee ndash par classe de capaciteacutes - Reacutegion Wallonne (source ndash SPGE)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

lt= 250 EH 251 - 500 EH 501 - 1000 EH entre 1000 et 2000 EH

No

mb

re d

e s

tati

on

s d

eacutep

ura

tio

n

Capaciteacute

Lagunage naturel

Lits bacteacuteriens

Lagunage aeacutereacute

Filtres planteacutes de roseaux

Disques biologiques

Boues activeacutees

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 7: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 6

2 MARCHEacute POTENTIEL POUR LES DIFFEacuteRENTES TECHNOLOGIES PREacuteSENTEacuteES

21 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en France

Figure 1 Nombre de stations de traitement des eaux useacutees par type de filiegravere et par cateacutegorie (Source - Bilan 2008 de lrsquoassainissement en France ndash juillet 2010)

En France les stations drsquoeacutepuration de petite taille (lt 2000 EH) repreacutesentent en nombre

73 du parc eacutepuratoire soit 9420 stations (7 en termes de capaciteacute ndash EH)

Sur lrsquoensemble de ces petites installations 537 fonctionnent selon un proceacutedeacute extensif

613 sont des lagunes naturelles 177 de filtres agrave sable et 21 de filtres planteacutes agrave

eacutecoulement vertical

En France outre lrsquoeacutevolution de la technologie des filtres planteacutes de roseaux leur association

avec drsquoautres proceacutedeacutes a eacuteteacute et reste encore un enjeu important pour deux objectifs

majeurs (Source ndash Science Eaux et Territoires Ndeg9 ndash 2012 ndash Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la

recherche et tendances actuelles Pascal Molle)

la reacutehabilitation drsquoun parc vieillissant de lagunage naturel (de lrsquoordre de 2500 lagunes

en France)

la recherche de compaciteacute de la filiegravere en association avec des proceacutedeacutes

conventionnels tels que les lits bacteacuteriens et les disques biologiques Ces

associations sont agrave lrsquoeacutetude dans le cadre du groupe EPNAC1 pour certains

constructeurs

1 Eacutevaluation des proceacutedeacutes nouveaux drsquoassainissement des petites et moyennes collectiviteacutes

R-14 -1355 Eacutetude 14110 7

Dans son plan pluriannuel 2012-2018 (httpwwwdeveloppement-

durablegouvfrIMGpdfDossier_de_presse_assainissementpdf) la France preacutevoit un

chiffre drsquoaffaires de 4 milliards drsquoeuros drsquoinvestissements annuels en inteacutegrant

lrsquoassainissement dans une logique de deacuteveloppement durable

Les entreprises wallonnes qui deacuteveloppent leurs connaissances et technologies de

traitement extensif auront un bon potentiel de peacuteneacutetration sur le marcheacute franccedilais qui a deacutejagrave

inteacutegreacute les technologies des filtres planteacutes dans sa strateacutegie drsquoassainissement Des PME

wallonnes disposent deacutejagrave de bons reacuteseaux de distribution agrave travers la France activables

pour construire des filtres planteacutes ou autres systegravemes extensifs

On peut compter sur minimum 20 stations de 2000 EH agrave construire dans la seule reacutegion du

nord de la France (Agence de lrsquoEau Artois-Picardie) dans les 5 ans soit un CA de plus de

14000000 euro

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion

wallonne

Le parc wallon est constitueacute de 481 stations drsquoeacutepuration dont 241 ont une capaciteacute infeacuterieure

agrave 2000 EH Actuellement le traitement par boues activeacutees reste la technologie la plus

reacutepandue Pour les stations drsquoeacutepuration de petite taille moins de 8 fonctionnent selon un

proceacutedeacute extensif 4 en lagunage aeacutereacute moins de 2 en lagunage naturel et 2 selon le

principe des filtres planteacutes Notons que ces derniegraveres sont toutes des nouvelles installations

(construites agrave partir de 2010)

Figure 2 Nombre drsquoouvrages en fonction de la technique drsquoeacutepuration utiliseacutee ndash par classe de capaciteacutes - Reacutegion Wallonne (source ndash SPGE)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

lt= 250 EH 251 - 500 EH 501 - 1000 EH entre 1000 et 2000 EH

No

mb

re d

e s

tati

on

s d

eacutep

ura

tio

n

Capaciteacute

Lagunage naturel

Lits bacteacuteriens

Lagunage aeacutereacute

Filtres planteacutes de roseaux

Disques biologiques

Boues activeacutees

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 8: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 7

Dans son plan pluriannuel 2012-2018 (httpwwwdeveloppement-

durablegouvfrIMGpdfDossier_de_presse_assainissementpdf) la France preacutevoit un

chiffre drsquoaffaires de 4 milliards drsquoeuros drsquoinvestissements annuels en inteacutegrant

lrsquoassainissement dans une logique de deacuteveloppement durable

Les entreprises wallonnes qui deacuteveloppent leurs connaissances et technologies de

traitement extensif auront un bon potentiel de peacuteneacutetration sur le marcheacute franccedilais qui a deacutejagrave

inteacutegreacute les technologies des filtres planteacutes dans sa strateacutegie drsquoassainissement Des PME

wallonnes disposent deacutejagrave de bons reacuteseaux de distribution agrave travers la France activables

pour construire des filtres planteacutes ou autres systegravemes extensifs

On peut compter sur minimum 20 stations de 2000 EH agrave construire dans la seule reacutegion du

nord de la France (Agence de lrsquoEau Artois-Picardie) dans les 5 ans soit un CA de plus de

14000000 euro

22 Les techniques utiliseacutees pour lrsquoeacutepuration des eaux useacutees en Reacutegion

wallonne

Le parc wallon est constitueacute de 481 stations drsquoeacutepuration dont 241 ont une capaciteacute infeacuterieure

agrave 2000 EH Actuellement le traitement par boues activeacutees reste la technologie la plus

reacutepandue Pour les stations drsquoeacutepuration de petite taille moins de 8 fonctionnent selon un

proceacutedeacute extensif 4 en lagunage aeacutereacute moins de 2 en lagunage naturel et 2 selon le

principe des filtres planteacutes Notons que ces derniegraveres sont toutes des nouvelles installations

(construites agrave partir de 2010)

Figure 2 Nombre drsquoouvrages en fonction de la technique drsquoeacutepuration utiliseacutee ndash par classe de capaciteacutes - Reacutegion Wallonne (source ndash SPGE)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

lt= 250 EH 251 - 500 EH 501 - 1000 EH entre 1000 et 2000 EH

No

mb

re d

e s

tati

on

s d

eacutep

ura

tio

n

Capaciteacute

Lagunage naturel

Lits bacteacuteriens

Lagunage aeacutereacute

Filtres planteacutes de roseaux

Disques biologiques

Boues activeacutees

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 9: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 8

La Reacutegion wallonne doit reacutepondre dans les anneacutees agrave venir au deacutefi que repreacutesente

lrsquoameacutelioration globale de la qualiteacute de ses cours drsquoeau La directive-cadre sur lrsquoeau donne le

ton tendre vers un bon eacutetat eacutecologique de toutes les masses drsquoeau et respecter un principe

de non-deacutegradation

Eacutepurer les rejets drsquoeaux useacutees domestiques fait partie du vaste programme drsquoactions qui va

contribuer au respect des objectifs europeacuteens Mais comme lrsquoa montreacute lrsquoenquecircte meneacutee par

lrsquoadministration sur les systegravemes drsquoeacutepuration autonome il ne suffit pas drsquoinstaller un systegraveme

fut-il agreacuteeacute pour que les normes de rejet soient respecteacutees Les nombreux

dysfonctionnements observeacutes plaident en faveur de systegravemes simples et peu coucircteux agrave

lrsquoentretien Les systegravemes extensifs reacutepondent agrave ces critegraveres Pour srsquoen convaincre il suffit de

constater que parmi les uniteacutes drsquoeacutepuration analyseacutees seuls les systegravemes extensifs ont

montreacute des reacutesultats 100 conformes2

Ces reacutesultats de terrain soulignent lrsquoimportance des filiegraveres extensives pour contribuer agrave

lrsquoobjectif global de qualiteacute Elles doivent ecirctre soutenues et deacuteveloppeacutees non pas sans

discernement pour toutes les applications mais partout ougrave leurs atouts apportent une

solution adapteacutee

En Reacutegion wallonne des systegravemes extensifs fonctionnement deacutejagrave depuis deux bonnes

dizaines drsquoanneacutees Les filiegraveres existantes sont fonction de ceux qui les conccediloivent et les

mettent en œuvre agrave savoir

- les intercommunales agreacuteeacutees en qualiteacute drsquoorganisme drsquoeacutepuration

- les fabricants de systegravemes agreacuteeacutes

La Socieacuteteacute Publique de Gestion de lrsquoEau (SPGE) preacutevoit la construction de 400 stations

drsquoeacutepuration de lt 2000 EH pour les prochaines anneacutees Une eacutepuration extensive sera

vraisemblablement choisie dans 50 des cas geacuteneacuterant un chiffre drsquoaffaires de gt

52000000 euro pour la seule Reacutegion Wallonne Le programme de construction de ces stations

est preacutevu jusqursquoen 2025 La situation est similaire dans de nombreux pays europeacuteens

Le marcheacute de lrsquoeacutepuration extensive justifie lrsquointeacuterecirct des socieacuteteacutes actives dans le domaine du

traitement de lrsquoeau Les applications potentielles sont nombreuses eau reacutesiduaire urbaine

effluents industriels (eacutecozoning agroalimentaire pays eacutemergentshellip) mais aussi les eaux

dilueacutees (eaux de pluie hellip)

Les secteurs drsquoactiviteacutes concerneacutes sont diversifieacutes bureaux drsquoeacutetude et ensembliers en

traitement drsquoeau entreprises de geacutenie civil et terrassement producteurs et fournisseurs de

granulats horticulteurs

Du point de vue eacutenergeacutetique les techniques extensives ne neacutecessitent quasiment pas

drsquoeacutenergie uniquement celle neacutecessaire au relevage des eaux useacutees et agrave lrsquoalimentation par

bacirccheacutees si neacutecessaire (pompage en fonction de la charge hydraulique journaliegravere)

2 Reacutesultats des enquecirctes de terrain meneacutees par la Division de lrsquoeau (SPW) en 2000 et 2005

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 10: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 9

De par leur conception plus compacte les filiegraveres utilisant la technologie des filtres planteacutes

de roseaux neacutecessitent moins drsquoespace ce qui se reacutepercute aussi sur lrsquoutilisation des

ressources et les coucircts drsquoeacutepuration

De plus des perspectives plus eacutecologiques se profilent en matiegravere de traitement et

valorisation des boues qui se compostent naturellement agrave la surface du filtre (pas de

stockage pas drsquoutilisation de polyeacutelectrolytes qui se montrent potentiellement toxiques pour

la valorisation agricole)

Les filtres planteacutes de roseaux sont eacutegalement des niches eacutecologiques adeacutequates pour une

faune diversifieacutee et contribuent aux deacuteveloppements des sites agrave haute valeur eacutecologique

dans des paysages peacuteriurbains sous pressions anthropiques diverses

En outre rappelons que les filtres planteacutes produisent de la matiegravere veacutegeacutetale Cette biomasse

pourrait faire lrsquoobjet drsquoune valorisation autre que le simple compostage

Pour toutes ces raisons il est probable que cette technologie soit privileacutegieacutee lorsque les

contraintes locales le permettent

La construction des filtres planteacutes de roseau neacutecessite une main-drsquoœuvre locale notamment

pour la partie terrassement Ceci est drsquoautant plus vrai pour les stations de petites et

moyennes capaciteacutes

23 Secteurs concerneacutes

Bureaux drsquoeacutetudes traitement drsquoeau (PME) ndash Ensemblier traitement drsquoeau (PME ndash GE) ndash

Entreprises geacutenie civil terrassement (PME) ndash Producteurs de granulats (PME ndash GE) ndash

Horticultures (plantes drsquoeau PME) ndash Paysagistes (PME)

Des entreprises sont actives dans la construction de filtres planteacutes surtout en France Elles

visent le marcheacute national et international

Des PME wallonnes sont aussi actives en eacutepuration autonome extensive Eacutecologie au

Quotidien Epuvaleau et Limpidus proposent des systegravemes agreacuteeacutes de plus grandes

entreprises ou bureaux drsquoeacutetude se positionnent en Reacutegion Wallonne car les prescripteurs

(dont SPGE et OAA) poussent agrave la construction de filtres planteacutes La socieacuteteacute Eloy a participeacute

agrave la construction de la station de Hollange (FPRV province de Luxembourg) et Epuval agrave la

station de Vresse-sur-Semois (FPRH Province de Namur) Le bureau drsquoeacutetude Almadius

termine un projet de station drsquoeacutepuration extensive au Seacuteneacutegal

Bref les PME wallonnes ont deacutecideacute de prendre une part du marcheacute des stations drsquoeacutepuration

par filtre Elles demandent de lrsquoexpertise ainsi que de nouveaux deacuteveloppements

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 11: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 10

24 Applications potentielles des traitements extensifs

Nouvelles stations drsquoeacutepuration pour eaux useacutees urbaines capaciteacutes de 100 agrave 2000

EH

Reacutehabilitation de stations drsquoeacutepuration par lagunage naturel et aeacutereacute en eau useacutee

urbaine ou industrielle

Traitement drsquoeau faiblement contamineacutee (eaux de pluie ou issues de reacuteseaux de

collecte permeacuteables aux infiltrations)

Eacutepuration individuelle ou petites collectiviteacutes (hocirctels camping hellip)

Eacutepuration drsquoeaux useacutees industrielles en particulier du secteur agroalimentaire

collecteacutees dans un eacutecozoning hellip

Reacutehabilitations de sites industriels contamineacutes traitement drsquoeaux souterraines ou de

ruissellement

Jus liquides de digesteurs anaeacuterobies

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 12: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 11

3 FICHES FILIEgraveRES

Ce chapitre preacutesente sous forme de fiche didactique diffeacuterentes filiegraveres de

traitement extensif Il ne srsquoagit pas drsquoun inventaire exhaustif mais bien de

preacutesenter les principaux systegravemes qui reacutepondent aux exigences wallonnes en

termes de gestion des eaux useacutees domestiques

Comme mentionneacute preacuteceacutedemment il existe autant de filiegraveres que drsquoapplications

particuliegraveres Une classification formelle est peu adapteacutee agrave ce secteur dont la

qualiteacute reacuteside principalement dans le travail de conception maximisant les choix

en fonction des reacutealiteacutes locales de terrain

Chaque fiche filiegravere preacutesente

Le principe de traitement

Le domaine drsquoutilisation gamme de capaciteacute possibiliteacutes drsquoimplantation en

fonction des caracteacuteristiques du site niveau de traitement attendu

Un synoptique de fonctionnement

Les bases du dimensionnement

Les recommandations principales de mise en œuvre et drsquoexploitation

Pour permettre une meilleure visualisation de lrsquoemprise au sol des diffeacuterentes

filiegraveres chaque fiche est accompagneacutee drsquoun plan drsquoimplantation sur une parcelle

de 2000 msup2 pour un traitement de 100 EH

La ligne drsquoeau et les deacutetails de conception sont illustreacutes agrave lrsquoaide de coupes

longitudinale et transversale des diffeacuterents ouvrages

Pour plus de clarteacute ces plans sont preacutesenteacutes en annexe du preacutesent document

La grille de synthegravese reprise agrave la fin de ce chapitre preacutesente pour les diffeacuterentes

filiegraveres exposeacutees

la synthegravese des informations relatives au domaine drsquoutilisation

les corps de meacutetier intervenant dans les diffeacuterentes eacutetapes de conception

reacutealisation et exploitation

la preacutesence actuelle de ces systegravemes en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes le marcheacute potentiel pour ces filiegraveres

une indication des coucircts drsquoinvestissement et des frais de fonctionnement

31 Fiches filiegraveres

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 13: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 12

LE LAGUNAGE NATUREL

Principe

Le lagunage naturel repose sur une culture bacteacuterienne principalement de type aeacuterobie Leacutepuration est assureacutee par un long temps de seacutejour dans plusieurs bassins en seacuterie Le meacutecanisme de base est la photosynthegravese La tranche deau supeacuterieure est exposeacutee agrave la lumiegravere et cela permet lapparition dalgues qui produisent loxygegravene neacutecessaire au deacuteveloppement des bacteacuteries aeacuterobies La biomasse est ensuite entraicircneacutee vers une lagune de deacutecantation ougrave srsquoeffectue la clarification La lagune repreacutesente un eacutecosystegraveme leacutepuration repose sur la preacutesence eacutequilibreacutee de bacteacuteries aeacuterobies en culture libre et dalgues

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07

m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 14: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 13

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

On recommande une surface de bassin par eacutequivalent habitant de 11 m2 et une mise en œuvre sur

trois bassins

ndash la premiegravere lagune (6 m2EH) est le siegravege preacutepondeacuterant de lrsquoabattement de la charge polluante

carboneacutee En sortie de ce bassin la concentration en algues microscopiques peut ecirctre importante

ndash la deuxiegraveme lagune (25 m2EH) permet un abattement de lrsquoazote du phosphore et une

reacuteduction de la concentration en algues ndash la troisiegraveme lagune (25 m

2EH) continue lrsquoabattement obtenu dans la deuxiegraveme lagune Elle

permet aussi de conserver une bonne qualiteacute de traitement lors drsquoun incident (dysfonctionnement) ou drsquoune opeacuteration drsquoentretien (curage) survenant sur le premier bassin

Le fractionnement en trois uniteacutes contribue agrave obtenir une deacutecontamination drsquoordre sanitaire

inteacuteressante

Mise en oeuvre

La profondeur des trois bassins est de 1 m environ pour reacutepondre agrave plusieurs contraintes eacuteviter la

pousse des veacutegeacutetaux supeacuterieurs (macrophytes) permettre une peacuteneacutetration de la lumiegravere et donc une

oxygeacutenation suffisante et limiter les effets drsquoune eacuteventuelle stratification thermique des bassins

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute des bassins de lagunage est un paramegravetre essentiel pour le bon fonctionnement des

lagunes Une mauvaise eacutetancheacuteiteacute risque drsquoentraicircner une pollution de la nappe phreacuteatique par

percolation des eaux useacutees De plus les bassins peuvent ne pas se remplir correctement ce qui

empecircche le fonctionnement hydraulique normal des lagunes La permeacuteabiliteacute maximale acceptable

drsquoun fond de bassin est de 10-8

m s-1

Si les terrains ont une permeacuteabiliteacute supeacuterieure agrave cette valeur il

faudra preacutevoir degraves la conception des travaux drsquoeacutetancheacuteification (du fond et eacuteventuellement des

digues) Les meacutethodes possibles sont

ndash le compactage dans les conditions de reacutealisation deacutefinies par les mesures de laboratoire compleacutementaires (solution la plus eacuteconomique quand le sol en place le permet)

ndash le traitement des sols (on utilise souvent la bentonite) ndash la pose drsquoune geacuteomembrane Son emploi augmente le coucirct de faccedilon importante

La forme des bassins doit ecirctre reacuteguliegravere Les formes anguleuses sont en effet le siegravege de deacutepocircts

importants et favorisent les zones mortes reacuteduisant le volume actif Une forme et une disposition de

lrsquoentreacutee et de la sortie des bassins judicieusement choisies permettent de lutter contre les

cheminements drsquoeau preacutefeacuterentiels et les courts-circuits Un soin particulier doit ecirctre accordeacute agrave la

conception de la premiegravere lagune une forme ramasseacutee (ratio longueurlargeur lt 3) est neacutecessaire

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 15: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 14

pour ne pas favoriser une surcharge en-tecircte et donc une croissance bacteacuterienne aux deacutepens de celle

des algues

La pente des digues eacutetancheacutees naturellement doit respecter un rapport Hl dau moins 125 afin

ndash de limiter laction eacuterosive du batillage ndash de faciliter lentretien courant ndash de permettre aux engins de curage dacceacuteder agrave tous les bassins

Afin de preacutevenir leacuterosion par le batillage et eacuteventuellement les deacutegradations dues aux rongeurs il est

utile dengazonner les berges avant mise en eau ou demployer des dalles autobloquantes des

geacuteogrilles ou tout autre mateacuteriau de protection des berges

Lrsquoinstallation de by-pass fixes devrait faciliter les opeacuterations de curage et eacuteviter la mise en place de

tuyaux temporaires difficilement maniables dans le cas des lagunages de grandes capaciteacutes (fortes

longueurs) Il peut ecirctre utile drsquoajouter agrave ces ouvrages un dispositif de trop-plein pour pallier

drsquoeacuteventuels dysfonctionnements drsquoune canalisation de sortie de lagune

Le lagunage naturel peut ecirctre sujet agrave des dysfonctionnements induisant des odeurs nauseacuteabondes

Afin de reacuteduire ces risques cette filiegravere ne doit recevoir que des effluents domestiques transitant par

des reacuteseaux de preacutefeacuterence unitaires Lrsquoapport drsquoeffluents concentreacutes soit par leur nature (issus de

petites industries agroalimentaires) soit par la nature du reacuteseau de collecte (vrai seacuteparatif) est

vivement deacuteconseilleacute Il est souhaitable que la concentration initiale des eaux useacutees agrave traiter ne

deacutepasse pas 300 mgL de DBO5 en moyenne annuelle (ce qursquoon obtient aiseacutement si les eaux

transitent dans un reacuteseau unitaire)

Il faut preacutevoir des liaisons siphonneacutees entre les bassins afin de bloquer les hydrocarbures et les

lentilles deau

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 16: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 15

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante Lagune planteacutee (dite laquo agrave macrophytes raquo)

Les caracteacuteristiques techniques sont identiques agrave celles du lagunage en eau libre mis agrave part que la

tranche drsquoeau est limiteacutee agrave 30 cm au-dessus drsquoune couche de sable de 30 cm dans laquelle les

veacutegeacutetaux sont enracineacutes La preacutesence des veacutegeacutetaux nrsquoa pas montreacute drsquoameacutelioration des performances

par rapport aux lagunes drsquoeau libre

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 17: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 16

FILTRES A SABLE (infiltration percolation)

Principe

Les proceacutedeacutes deacutepuration agrave culture fixeacutee sur support fin consistent agrave faire ruisseler leau agrave traiter sur plusieurs massifs indeacutependants Les deux principaux meacutecanismes sont Filtration superficielle les matiegraveres en suspension (MES) sont arrecircteacutees agrave la surface du massif filtrant et avec elles une partie de la pollution organique (DCO particulaire) Oxydation le milieu granulaire constitue un reacuteacteur biologique un support de grande surface speacutecifique sur lequel se fixent et se deacuteveloppent les bacteacuteries aeacuterobies responsables de loxydation de la pollution dissoute (DCO dissoute azote organique et ammoniacal) Laeacuteration est assureacutee par une convection agrave partir du deacuteplacement des lames deau une diffusion de loxygegravene depuis la surface des filtres et les chemineacutees daeacuteration vers lespace poreux Loxydation de la matiegravere organique saccompagne dun deacuteveloppement bacteacuterien qui doit ecirctre reacuteguleacute afin deacuteviter le colmatage biologique interne du massif filtrant et le

deacutecrochage eacutepisodique de la biomasse qui sont ineacutevitables degraves que les charges appliqueacutees sont importantes Lauto reacutegulation de la biomasse est obtenue gracircce agrave la mise en place de plusieurs massifs indeacutependants alimenteacutes en alternance

La gestion controcircleacutee du deacuteveloppement bacteacuterien eacutevite la mise en place dun ouvrage speacutecifique de seacuteparation eauboue Les ouvrages en cultures fixeacutees sur supports fins sont conccedilus sans clarificateur

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 18: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 17

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 19: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 18

Conception

Base de dimensionnement

Une station dans laquelle linfiltration-percolation constitue le moyen principal de traitement des eaux

useacutees doit comporter un preacutetraitement un ouvrage de deacutecantation (pour les agglomeacuterations de

quelques centaines deacutequivalents habitants une grande fosse septique toutes eaux peut ecirctre utiliseacutee)

un stockage un systegraveme de reacutepartition entre les bassins un dispositif dalimentation les massifs

filtrants et la restitution agrave la nappe ou le rejet

Les lits dinfiltration percolation sur sable doivent ecirctre dimensionneacutes comme suit (Document technique

FNDAE ndeg22) Surface = 15 m2EH (quil sagisse dun lit draineacute ou non draineacute)

NB les filtres agrave sables verticaux enterreacutes et draineacutes peuvent avoir un inteacuterecirct pour les installations les

plus petites (autonomes et autonomes regroupeacutes) qui neacutecessitent une surface de 35 m2EH au lieu de

15 m2EH pour la filtration agrave lair libre

Lorsque la deacutecontamination ne fait pas partie des objectifs de linstallation une eacutepaisseur de massif

filtrant de 80 cm est suffisante

Dans le cas ougrave linfiltration-percolation a pour fonction suppleacutementaire leacutelimination des germes

pathogegravenes leacutepaisseur du massif filtrant deacutepend du niveau de deacutecontamination attendu

Mise en œuvre

Une eacutetude de sol est neacutecessaire afin de deacuteterminer la capaciteacute dinfiltration du sol en place et de

deacuteterminer sa stabiliteacute suivie dune eacutetude hydrogeacuteologique (eacutetablir le niveau haut de la nappe et sa

capaciteacute de transfert) et une eacutetude de sensibiliteacute du milieu reacutecepteur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 20: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 19

Les parois des fouilles doivent ecirctre si possible verticales afin que en tout point du massif filtrant le

cheminement vertical de leau soit bien eacutegal agrave leacutepaisseur du massif

La hauteur des revanches (berges au-dessus de la plage dinfiltration) doit avoisiner 30 cm

Des surverses de seacutecuriteacute doivent ecirctre installeacutees pour faire face aux urgences et eacutevacuer les deacutebits

en excegraves soit vers un milieu reacutecepteur soit vers dautres bassins moins chargeacutes

Les talus formant les berges des bassins peuvent ecirctre proteacutegeacutes par des plaques de beacuteton des

palplanches goudronneacutees du beacuteton projeteacute ou encore une veacutegeacutetalisation

Mateacuteriaux

Le massif filtrant est geacuteneacuteralement constitueacute de sable quil sagisse de sable rapporteacute ou de sable dunaire en

place Le sable doit reacutepondre agrave quelques caracteacuteristiques preacutecises dans le but de trouver un compromis entre le

risque de colmatage (sable trop fin) et le passage trop rapide (sable trop gros)

Les sables dont les caracteacuteristiques sont reacutesumeacutees ci-apregraves preacutesenteraient selon les connaissances actuelles

(Lieacutenard et al 2000) le meilleur compromis

Caracteacuteristiques des sables

Sable siliceux Sable laveacute d10 compris entre 025 mm et 040 mm CU [coefficient duniformiteacute] compris entre 3 et 6 Teneur en fines infeacuterieure agrave 3

Outre le sable (calibreacute dunaire ou sable de maccedilon) le massif peut ecirctre constitueacute de plusieurs

mateacuteriaux des alluvions (mais trop heacuteteacuterogegravenes drsquoougrave existence de cheminements preacutefeacuterentiels) ou de

la tourbe ou encore avec un mateacuteriau avec une forte surface speacutecifique (zeacuteolithe)

Alimentation

Elle doit ecirctre absolument reacutealiseacutee par bacirccheacutees afin de reacutepartir au mieux leffluent sur lensemble de la

surface En effet pour occuper correctement lensemble du systegraveme de reacutepartition de leffluent et ainsi

ne pas autoriser des circuits preacutefeacuterentiels il convient de stocker leau puis de la deacutelivrer sous pression

dans les drains dalimentation

La capaciteacute de stockage doit avoir un volume leacutegegraverement supeacuterieur agrave la bacirccheacutee

Le dispositif de stockage et dinjection devra permettre dalimenter les bassins agrave raison de 3 agrave 6

bacirccheacutees par jour

Ces apports seacutequenceacutes permettent eacutegalement de maintenir une concentration importante en oxygegravene dans le

filtre par la diffusion dair entre deux lacircchers

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 21: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 20

Le systegraveme dalimentation pourra se faire par auget basculant siphon auto amorccedilant ou pompe

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Lalimentation est assureacutee agrave partir dun systegraveme dalimentation par submersion temporaire avec introduction en un

point ou en de multiples points par un reacuteseau de goulotte (tuyau entailleacute tous les 30 cm et espaceacute de 4 agrave 5

megravetres)

Le deacutebit dalimentation doit ecirctre supeacuterieur agrave la capaciteacute dinfiltration du massif (1 m3msup2h

-1)

Le deacuteboucheacute est eacutequipeacute dun brise-jet (surface beacutetonneacutee ou tas de cailloux) pour limiter laffouillement

Eacutevacuation

Le rejet peut se faire de plusieurs maniegraveres

soit directement dans la nappe phreacuteatique (dans ce cas il est utile de preacutevoir des pieacutezomegravetres afin de pouvoir caracteacuteriser la qualiteacute de leffluent infiltreacute)

soit eacutetancheacute et draineacute gracircce agrave une geacuteomembrane et une couche de gravier (2040) de 30 agrave 40 cm dans laquelle est enterreacute un reacuteseau de tuyaux de section de 120 mm entailleacutes tous les 30 cm (vers le bas)

Augets basculants

Siphon

autoamorccedilant

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 22: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 21

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

Variante

Filtres enterreacutes

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 23: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 22

Source wwwnovintisscom

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 24: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 23

FILTRES VERTICAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

Les filtres sont des excavations eacutetancheacutees du sol remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulomeacutetrie variable selon la qualiteacute des eaux useacutees agrave traiter Contrairement agrave linfiltration-percolation preacuteceacutedemment eacutevoqueacutee linfluent brut est reacuteparti directement sans deacutecantation preacutealable agrave la surface du filtre Il seacutecoule en son sein en subissant un traitement physique (filtration) chimique (adsorption complexation) et biologique (biomasse fixeacutee sur support fin) Les eaux eacutepureacutees sont draineacutees Les filtres sont alimenteacutes en eaux useacutees brutes par bacirccheacutees Pour un mecircme eacutetage la surface de filtration est seacutepareacutee en plusieurs uniteacutes permettant dinstaurer des peacuteriodes dalimentation et de repos

Le principe eacutepuratoire repose sur le deacuteveloppement dune biomasse aeacuterobie fixeacutee sur un sol reconstitueacute Loxygegravene est apporteacute par convection et diffusion

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 25: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 24

Synoptique de fonctionnement (Source FNDAE ndeg22 - Filiegraveres drsquoeacutepuration adapteacutees aux petites

collectiviteacutes)

Conception

Base de dimensionnement

Le dimensionnement des filtres verticaux a eacuteteacute eacutetabli empiriquement en deacutefinissant les charges

organiques surfaciques journaliegraveres limites acceptables (20 agrave 25 g DBO5 m-2

j-1

de surface totale

planteacutee)

Le premier eacutetage est dimensionneacute pour recevoir environ 40 g DBO5 m-2

j-1

repreacutesentant ainsi 60 de

la surface totale soit environ 12 m2EH Quand le reacuteseau est unitaire ou partiellement unitaire le

dimensionnement du premier eacutetage est porteacute agrave 15 m2EH (Agence de leau 1999) Cet eacutetage est

compartimenteacute en un nombre de filtres multiple de 3 ce qui permet dobtenir des peacuteriodes de repos de

23 du temps

La surface du deuxiegraveme eacutetage repreacutesente geacuteneacuteralement 40 de la surface totale soit environ 08

m2EH Agrave cet eacutetage le temps de repos neacutecessaire est eacutegal agrave celui du fonctionnement neacutecessitant

donc la mise en place dun nombre de filtres multiple de 2 et eacutegal au 23 du nombre de filtres utiliseacutes

pour le premier eacutetage

Mise en œuvre

Alimentation

La vitesse dalimentation en eaux useacutees brutes doit ecirctre supeacuterieure agrave la vitesse dinfiltration pour bien

reacutepartir leffluent

Les deacutepocircts qui saccumulent agrave la surface contribuent agrave amoindrir la permeacuteabiliteacute intrinsegraveque du

mateacuteriau et donc ameacuteliorent la reacutepartition de leffluent Les veacutegeacutetaux limitent le colmatage de surface

les tiges perccedilant les deacutepocircts accumuleacutes Les arriveacutees deau se font en plusieurs points (cf photo ci-

dessous)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 26: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 25

Mateacuteriau

Le mateacuteriau de garnissage du premier eacutetage se compose de plusieurs couches de gravier La couche

active est du gravier preacutesentant une granulomeacutetrie de 2 - 8 mm pour une eacutepaisseur de lordre de 40

cm Les couches infeacuterieures sont de granulomeacutetrie intermeacutediaire (10 - 20 mm) permettant datteindre

une couche drainante de gravier (granulomeacutetrie 20 - 40 mm)

Le deuxiegraveme eacutetage affine le traitement Les risques de colmatage sont moindres Il est composeacute dune

couche de sable (cf infiltration-percolation) dune hauteur dau moins 30 cm

Eacutevacuation

La couche infeacuterieure de gravier 20 - 40 mm assure le drainage de leffluent Les drains en tubes

syntheacutetiques rigides et munis dentailles larges sont preacutefeacuterentiellement utiliseacutes car ils sont peu

sensibles au colmatage Chaque drain est relieacute agrave une chemineacutee daeacuteration

Plantation

Theacuteoriquement plusieurs espegraveces de plantes peuvent ecirctre utiliseacutees (Scirpus sppTypha) mais les

roseaux (de type Phragmites australis) par leur reacutesistance aux conditions rencontreacutees (longue peacuteriode

submergeacutee du filtre peacuteriodes segraveches fort taux de matiegraveres organiques) et la rapide croissance du

chevelu de racines et rhizomes sont les plus souvent utiliseacutes dans les climats tempeacutereacutes (Brix 1987)

La densiteacute de plantation est de 4 plantsm2

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 27: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 26

Exploitation

Un filtre agrave eacutecoulement vertical fonctionnant de maniegravere optimale produit des nitrates et toute baisse de

concentration en sortie (agrave leacutechelle de la semaine ou du mois) reflegravete un manque doxygegravene donc une deacutegradation

du traitement Ce suivi peut ecirctre reacutealiseacute facilement agrave laide de papiers indicateurs

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 28: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 27

FILTRES HORIZONTAUX PLANTES DE ROSEAUX

Principe

La filiegravere de traitement par FPRH se compose obligatoirement drsquoun preacutetraitement pour retenir les matiegraveres en suspension Souvent il srsquoagit drsquoun deacutecanteur-digesteur ou drsquoune fosse septique Dans les filtres agrave eacutecoulement horizontal le massif filtrant est quasi totalement satureacute en eau Leffluent est reacuteparti sur toute la largeur et la hauteur du lit par un systegraveme reacutepartiteur situeacute agrave une extreacutemiteacute du bassin il seacutecoule ensuite dans un sens principalement horizontal au travers du substrat La plupart du temps lalimentation seffectue en continu car la charge organique apporteacutee est faible Leacutevacuation se fait par un drain placeacute agrave lextreacutemiteacute opposeacutee du lit au fond et enterreacute dans une trancheacutee de pierres drainantes Ce tuyau est relieacute agrave un siphon permettant de reacutegler la hauteur de surverse et donc celle de leau dans le lit de faccedilon agrave ce quil soit satureacute pendant la peacuteriode dalimentation

Le niveau deau doit ecirctre maintenu environ agrave 5 cm sous la surface du mateacuteriau En effet leau ne doit pas circuler au-dessus de la surface pour ne pas court-circuiter la chaicircne de traitement il ny a donc pas deau libre et pas de risque de prolifeacuteration drsquoinsectes

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Peu ecirctre ameacutelioreacute via lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques (ex Apatite) faisant intervenir des meacutecanismes

drsquoadsorption et de preacutecipitation de surface

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 29: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 28

Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du

bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)

Conception

Base de dimensionnement

Si la concentration en entreacutee en DBO5 est comprise entre 150 et 300 mgl la base de

dimensionnement est de 5 m2EH60 avec un deacutecanteurdigesteur en traitement primaire Si le

traitement primaire est reacutealiseacute via un filtre agrave eacutecoulement vertical 2 agrave 3 msup2EH suffisent Par contre si

la concentration en entreacutee en DBO5 est supeacuterieure agrave 300 mgl on preacuteconise de porter la base de

dimensionnement est de 10 m2EH60 (AERM ndash juillet 2007)

Wallace et Knight (2006) recommandent drsquoadopter une largeur telle que les charges suivantes soient

respecteacutees (exprimeacutees en m2 de section perpendiculaire au flux)

o lt 250 g DBO5m2d ou gt 021 m

2EH-DBO5 (54gEHd)

o lt 026 m3m

2d ou gt 069 m

2EH-Q (180LEHd)

Le volume journalier est donc le facteur limitant du dimensionnement

La profondeur du filtre sera eacutegale agrave la profondeur maximale de peacuteneacutetration des racines Cette

profondeur est de 60 cm pour les phragmites

Mise en œuvre

Compartimentation

Pour des tailles supeacuterieures agrave 500 m2 un fractionnement en plusieurs uniteacutes de taille reacuteduite facilitera

lentretien et ameacuteliorera la reacutepartition hydraulique

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 30: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 29

Pente

La pente du fond du lit doit permettre de vidanger complegravetement le filtre Elle ne doit cependant pas

provoquer lassegravechement des racines au niveau de la sortie Une variation de la profondeur du lit

eacutegale agrave 10 de la hauteur de mateacuteriau agrave lentreacutee est suffisante (Kadlec RH et al - 2000) (rem la

pente nrsquoest pas indispensable)

Mateacuteriaux

Les principaux paramegravetres caracteacuterisant le support sont

Le coefficient de permeacuteabiliteacute Kf 10-4

ndash 10-3

ms

Le degreacute drsquoirreacutegulariteacute du support U = 510

60 d

d

d10 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 10 de la masse de sable (ou gravier)

d60 correspond au diamegravetre de maille (en mm) laissant passer 60 de la masse

Il est preacuteconiseacute dutiliser des sables ou graviers laveacutes de granulomeacutetries diffeacuterentes suivant la qualiteacute

des eaux entrantes (3-6 5-10 6-12 mm) Lrsquoutilisation de mateacuteriaux speacutecifiques tels que lrsquoapatite

permet drsquoaugmenter les rendements drsquoeacutelimination du phosphore

Les gabions drsquoeacutevacuation sont constitueacutes de galets 60100 mm

(Source Pascal Molle Irstea - Les filtres planteacutes de roseaux eacutevolution de la recherche et tendances

actuelles - Sciences Eaux et Territoires Ndeg09 ndash 2012)

Si le sol est argileux leacutetancheacuteiteacute naturelle peut ecirctre atteinte par simple compactage (conductiviteacute

requise 110-8

ms) Dans le cas contraire la pose dune geacuteomembrane impermeacuteable est neacutecessaire

Veacutegeacutetaux

La varieacuteteacute la plus largement utiliseacutee est le roseau Phragmites Australis en raison de sa vitesse de

croissance de deacuteveloppement racinaire et de sa reacutesistance aux conditions de saturation du sol La

plantation peut se faire agrave laide de graines de jeunes pousses ou de rhizomes avec une densiteacute de

lordre de 4 par m2

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 31: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 30

Alimentation

Lrsquoorgane drsquoentreacutee doit ecirctre conccedilu pour permettre une percolation suffisante agrave travers le support afin

de distribuer uniformeacutement lrsquoeau useacutee agrave travers toute la section transversale du lit en

fonctionnement normal il ne doit pas y avoir drsquoeau agrave la surface du lit

Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute de la couche de mateacuteriaux conditionne pour beaucoup lrsquoeacutecoulement et son

eacutequireacutepartition

Lrsquoouvrage drsquoentreacutee drsquoun filtre agrave eacutecoulement horizontal peut ecirctre envisageacute sous diffeacuterentes formes

a) Une trancheacutee distribuant lrsquoeffluent agrave travers un gabion de reacutepartition b) Une rampe drsquoalimentation placeacutee sur la surface du massif et perforeacutee en une

multitude de points afin que la reacutepartition sur lrsquoensemble de la tranche transversale soit la plus homogegravene possible Il faut eacuteviter drsquoenterrer les rampes drsquoalimentation agrave cause du colmatage possible par les rhizomes

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Eacutevacuation

Lrsquoorgane de sortie doit ecirctre conccedilu pour permettre une modification aiseacutee du niveau drsquoeau ce dernier

doit pouvoir ecirctre diminueacute (jusqursquoagrave vidange complegravete) ou augmenteacute jusqursquoagrave 10 cm au-dessus de la

surface (noyage du lit) Ce dispositif drsquoeacutevacuation est drsquoautant plus important sur les lits agrave eacutecoulement

horizontal qursquoil est neacutecessaire de pouvoir caler la ligne drsquoeau dans le massif filtrant agrave partir de 5 cm

sous le niveau des mateacuteriaux de garnissage

Des drains en tubes syntheacutetiques (diamegravetre 100 mm minimum) sont utiliseacutes pour collecter lrsquoeffluent

traiteacute dans le gabion drsquoeacutevacuation ou une trancheacutee drainante remplie de granulats grossiers (60 agrave 100

mm) sur toute la largeur du lit

Les conduites ou puisards drsquoentreacutee et de sortie doivent ecirctre conccedilus de telle maniegravere que leur

nettoyage via un eacutequipement meacutecanique ou via un jet haute pression soit aiseacute

a)

b)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 32: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 31

Drain drsquoeacutevacuation mis en œuvre sur une

installation pilote

(Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

Dispositifs drsquoeacutevacuation en sortie de lits planteacutes agrave flux horizontal (Source First Entreprise Projet Sentinel ndash Rapport final feacutevrier 2009 ndash EloyWater Cebedeau)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 33: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 32

Exploitation

Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 34: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 33

TAILLIS Agrave TREgraveS COURTE ROTATION

Principe

Il srsquoagit drsquoun proceacutedeacute sans rejet en eau de surface Les eaux useacutees preacutetraiteacutees (deacutegrillage + deacutecanteurdigesteur) sont conduites dans une zone planteacutee avec un double objectif drsquoeacutepuration et de production de biomasse veacutegeacutetale ces technologies srsquoapparentent agrave de la ferti-irrigation Le systegraveme solplante peut ecirctre assimileacute agrave un reacuteacteur biologique les particules du sol et les systegravemes racinaires retiennent et stabilisent les matiegraveres en suspension des eaux useacutees la faune du sol deacutegrade les matiegraveres organiques et oxydent les composeacutes mineacuteraux les plantes (saules en lrsquooccurrence) absorbent une partie de lrsquoeau et des nutriments apporteacutes par les effluents Lrsquointeacuterecirct de la technologie reacuteside dans la production de biomasse veacutegeacutetale +- 10 t MShaan agrave des fins eacutenergeacutetiques notamment On notera que le taillis agrave courte rotation est aussi utiliseacute comme terrain drsquoeacutepandage de boues drsquoeacutepuration liquides Un inconveacutenient est par contre la tregraves grande surface au sol neacutecessaire

+- 100 msup2EH mais avec une viseacutee de production de biomasse et pas seulement drsquoeacutepuration

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques

physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 80 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte

tenu de la proximiteacute

dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL)

Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 35: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 34

En Reacutegion wallonne lrsquoeacutepuration par TtCR est autoriseacutee sous reacuteserve de rejets respectant les normes

(controcircle de la police de lrsquoenvironnement) Avoir un installateur qui est agreacuteeacute par ex en

France est un plus

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Conception

Base de dimensionnement

De 80 agrave 140 msup2EH

Mise en œuvre

Choix des plants

Les principales essences cultiveacutees en TCR sont le peuplier le saule le chacirctaigner lrsquoaulne le bouleau

le robinier faux acacia Pour le TTCR le saule et le peuplier sont plus courants

Il est avant tout conseilleacute de preacutefeacuterer des varieacuteteacutes reacutesistantes agrave la rouille et locales

bull Meacutelanger les varieacuteteacutes clones ou provenances pour diminuer la sensibiliteacute des T(T)CR aux

pathogegravenes et eacuteviter au maximum le recours aux pesticides Pour les saules et peupliers le meacutelange

intraparcellaire de clones nrsquoest pas forceacutement efficace pour faire barriegravere aux pathogegravenes il peut ecirctre

difficile agrave maintenir dans le temps certains clones prenant le pas sur les autres Pour concilier faciliteacute

de reacutecolte et preacutevention des pathogegravenes on envisagera donc une mosaiumlque de petites parcelles

monoclonales

Attention Il ne faut pas planter de clones risquant de polluer geacuteneacutetiquement les peuplements

naturels

Il est important de choisir des provenances adapteacutees et drsquoen veacuterifier lrsquoeacutetat sanitaire (sans insectes

champignons)

bull Meacutelanger les mateacuteriels macircles et femelles en T(T)CR de Saules pour assurer la production de nectar

et de pollen en faveur des insectes butineurs (Reddersen 2001)

Forme de la parcelle

En implantant ces cultures sur des parcelles de forme allongeacutee ou en bande lrsquoeffet lisiegravere pourra ecirctre

valoriseacute (il y a plus drsquooiseaux dans les 50 premiers megravetres des parcelles planteacutees en TTCR de saules)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 36: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 35

Localisation

Planter de faccedilon agrave reconstituer prolonger ou eacutelargir des corridors eacutecologiques (la situation adjacente agrave

une haie est favorable aux oiseaux qui trouvent dans la haie les conditions propices agrave la nidification

et dans le T(T)CR les ressources alimentaires)

Planter en bordure de ruisseau ou en zone de captage drsquoeau (attention dans ces cas pas de

deacutesherbage chimique )

Preacutefeacuterer les parcelles de petite taille relativement proches les unes des autres pour assurer une

continuiteacute drsquohabitats aux oiseaux seacutedentaires (drsquoapregraves SAGE et ROBERTSON 1996 et WEIH et al

2003)

Ne pas implanter de T(T)CR en paysages de milieux ouverts semi-naturels (prairies pelouses

calcaires)

Ne pas installer de T(T)CR en remplacement de forecircts anciennes ou de milieux agrave biodiversiteacute eacuteleveacutee

(habitats Natura 2000 par exemple)

Ne pas geacuteneacuteraliser les T(T)CR agrave la place de milieux ouverts en paysage agrave dominante forestiegravere En

paysage agrave dominante agricole on pourra situer des T(T)CR en bordure de forecirct (transition entre forecirct

et champs agricoles)

Rythme de reacutecolte

Reacutealiser la reacutecolte en hiver limite la perturbation sur la faune et limite lrsquoexport de mineacuteraux puisque les

feuilles (dans lesquelles sont concentreacutes les eacuteleacutements mineacuteraux) seront tombeacutees au sol

Si la surface preacutevue est importante il peut ecirctre envisageacute de lrsquoimplanter en plusieurs anneacutees ce qui

permettra de ne pas tout reacutecolter en mecircme temps et donc de favoriser agrave la fois les espegraveces qui sont

preacutesentes dans ces milieux lorsqursquoils sont reacutecolteacutes et les espegraveces qui sont preacutesentes dans le taillis

Agrave deacutefaut drsquoimplantation deacutecaleacutee dans le temps il est toujours possible de deacutecaler une partie de la

reacutecolte (agrave lrsquointeacuterieur de chaque parcelle ou drsquoune parcelle agrave lrsquoautre)

Protection des parcelles

Si les plantations en T(T)CR peuvent avoir un effet sur la biodiversiteacute la faune peut a contrario avoir

un impact sur ces plantations Il est recommandeacute de clocircturer la plantation les premiegraveres anneacutees dans

les zones ougrave les lapins liegravevres ou cervideacutes sont en densiteacute importante

Alimentation

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement hebdomadaire

- Entretien eacutelectromeacutecanique du poste de pompage et des automatismes entretien des abords

- Vidange annuelle de la cuve de deacutecantation taille et renouvellement des saules

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 37: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 36

LOMBRIFILTRATION

Principe

Ce concept est illustratif drsquoune voie de recherche en eacutepuration qui est le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques les plus larges possible un lit de sciure (voire autre mateacuteriel) de +-1 agrave 15 m poseacute sur du gravier constitue le substrat filtrant sur lequel peuvent eacutegalement se deacutevelopper des micro-organismes (bacteacuteries champignons ) avec au-dessus un inoculum constitueacute drsquoun meacutelange drsquoeacutecorcecompost et de vers de type Eisenia Andrei Ceux-ci vont se deacutevelopper et coloniser cet environnement riche en matiegravere putride creuser des galeries dans le substrat filtrant en favorisant ainsi lrsquoaeacuteration et le deacutecolmatage du lit Par le deacuteveloppement de chaicircnes trophiques la lombri-filtration a lrsquoavantage de ne produire quasiment pas de boues Comme chaque proceacutedeacute la lombri-filtration a ses avantagesinconveacutenients On citera pour les premiers la faible consommation eacutenergeacutetique la production de boue fortement reacuteduite et comme pour les filtres planteacutes le fait de reacutealiser en un seul ouvrage lrsquoeacutepuration la clarification et le traitement des boues ndash et pour les seconds la

sensibiliteacute aux toxiques et probablement agrave ce stade de son application lrsquoattention constante agrave porter au proceacutedeacute Le lit doit ecirctre constamment mouilleacute mais pas noyeacute pour maintenir une certaine tempeacuterature (15 ndash 25 degC) et permettre lrsquoeacutepanouissement des petits vers

Ce processus permet drsquoobtenir en plus de lrsquoeau traiteacutee un fertilisant des sols (compost) formeacute principalement drsquohumus tregraves valorisable (utilisation en horticulture par exemple)

Domaine drsquoutilisation et performances

Caracteacuteristique du site

Caracteacuteristiques physiques du site

Pente du terrain gt 5

Preacutesence dune roche affleurante

Nappe affleurante ou proche (lt 07 m)

Surface disponible

lt 1msup2EH

de 1 agrave 5 msup2EH

de 5 agrave 10 msup2EH

gt 10 msup2EH

Impacts toleacutereacutes compte tenu de la proximiteacute dhabitations

Impact visuel

Impact olfactif

Impact sonore

Niveau de traitement

Pollution carboneacutee

Matiegravere en suspension

Pollution azoteacutee (NK)

Pollution azoteacutee (NGL) Pollution phosphoreacutee

Deacutesinfection

Domaine dutilisation

conseilleacute

10 EH 50 EH 200 EH 500 EH 1000 EH 2000 EH

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 38: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 37

Synoptique de fonctionnement (Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide

meacutethodologique - 2009)

Lrsquoimage ci-dessous deacutecrit la station de Combaillaux en France Actuellement station mixte lombrifiltre

lit bacteacuterien en attendant lhomologation officielle la station de Combaillaux ne fonctionnera bientocirct

quen Lombri-Station rendant agrave lavenir inutiles des eacutequipements coucircteux

La lagune de finition prend beaucoup de place et peut rencontrer des problegravemes drsquoeutrophisation et

drsquoenvahissement par les algues Cest pour cela que dans la prochaine geacuteneacuteration de lombri-station

le lagunage sera remplaceacute par un ultrafiltrateur (systegraveme UFM Ultra Filtration Membranaire)

Source CleanTech Republic

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 39: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 38

Conception

Base de dimensionnement

Peu de stations drsquoeacutepuration fonctionnent actuellement selon le principe de la lombrifiltration les

retours drsquoexpeacuteriences sont donc assez rares Si on se base sur la station de Combaillaux le

lombrifiltre fait 100 msup2 et traite 400 EHj soit 025 EHmsup2

Agrave cela vient srsquoajouter la lagune de finition (25 msup2EH cf Fiche lagunage naturel)

Mise en œuvre

Le support est composeacute drsquoune base filtrante qui peut-ecirctre formeacutee par

- un lit de gravier

- une couche de sciure de bois drsquoenviron 1m drsquoeacutepaisseur

- une couche litiegravere matiegravere organique contenant une population abondante (25000 par msup2) de

lombriciens (vers de terre)

Lrsquoensemble peut ecirctre poseacute sur un caillebotis qui laisse srsquoeacutecouler les liquides qui auront traverseacute le

substrat

Le lombrifiltre doit ecirctre humide sans ecirctre satureacute en eau il ne srsquoaccommode pas des submersions qui

font fuir les lombriciens

Lrsquohumiditeacute reacutesulte de lrsquoaspersion drsquoun effluent qui favorise la deacutecomposition et la stabilisation de la

matiegravere organique de lrsquoeffluent gracircce agrave lrsquoaction des lombriciens et des micro-organismes preacutesents

dans le lombrifiltre

(Source Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan ndash Guide meacutethodologique - 2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 40: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 39

(Source wwwrecyclaquaagropolisfr)

Exploitation

- Veacuterification du fonctionnement freacutequente (un employeacute agrave mi-temps)

- Ajout de sciures et eacutecorces 2 msup3 tous les mois

- Eacutevacuation du lombri compost et des deacutechets inorganiques - Entretien et maintenance du poste de relegravevement si eacutecoulement non gravitaire entretien des

abords

Au deacutepart de

la nurserie

Vidange des sacs

Sacs de vers et de compost

drsquoeacutelevage en provenance de la

nurserie

Substrat de sciure et

drsquoeacutecorces

Asperseur

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 41: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 40

32 Grille de synthegravese

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Domaine dutilisation recommandeacute (EH) 200 - 2000 5 -2000 201 - 2000 5 - 100 20 - 500 100 - 2000

Emprise au sol (msup2EH) 11 15 agrave 3 2 agrave 3 2 agrave 102 80 agrave 140 025

Commanditaires

Public

Priveacute Hocirctel restaurant camping hellip

Particulier

Corps de meacutetier intervenant

Co

nce

pti

on

reacuteal

isat

ion

Ing et tech de bureau deacutetude X X X X X X

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Terrassier X X X X X X

Soudeur X X X X - -

Producteur de granulats - X X X - X

Horticulteur (X) - X X - -

Paysagiste X X X X X -

Exp

loit

atio

n

Gestionnaire de station (X) (X) (X) (X) X X

Agent communal (X) (X) (X) (X) X -

Vidangeur X X - (X) X -

Electro- meacutecanicien (X) (X) (X) (X) X X

Preacutesence sur le marcheacute (RW et pays limitrophes)

Public Actuel

Potentiel

Priveacute Actuel

Potentiel

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 42: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 41

Proceacutedeacutes

Lagu

nag

e

nat

ure

l

Filt

re agrave

sab

le

Filt

re v

erti

cal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Filt

re h

ori

zon

tal

pla

nteacute

de

ro

seau

x

Taill

is agrave

tregrave

s

cou

rte

ro

tati

on

Lom

bri

filt

rati

on

Deacutegrilleur (pour les stations deacutepuration collectives) Oui Oui Oui Oui Oui Oui

Traitement primaire Non Oui Non Oui Oui Non

Post-traitement Non Non Non Non Non Oui

Coucirct3 Investissement (euroEH) 350 - 700 400 - 900 430 - 1000 450 - 1500 500 700 - 1400

Exploitation (euroEHan) 25 15 15 15 60 20

1 En eacutepuration autonome on rencontre des uniteacutes agrave partir de 5 EH 2 Fonction de la concentration des eaux agrave traiter

3 Sources Agence de leau Rhin-Meuse Les proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes (2007)

Parcs naturels reacutegionaux du Haut-Jura et Morvan Guide meacutethodologique (2009)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 43: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 42

4 RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU POLYGONE DE LrsquoEAU

Le Centre Forem Polygone de lrsquoEau en tant que Centre de compeacutetence de

reacutefeacuterence pour les meacutetiers de lrsquoeau a fait appel au Cebedeau pour eacutetudier les

besoins du secteur en termes de formation axeacutee sur les filiegraveres de traitement

extensif des eaux useacutees

Dans ce cadre et sur base des reacutesultats preacutesenteacutes ci-devant le Cebedeau eacutetablit

les recommandations suivantes pour mettre au point un outil peacutedagogique axeacute sur

les besoins actuels en matiegravere drsquoeacutepuration des eaux useacutees urbaines et

domestiques par proceacutedeacutes extensifs

41 Types de filiegravere

Les filiegraveres de traitement par filtres planteacutes de macrophytes sont en pleine

expansion et apparaissent comme eacutetant les proceacutedeacutes drsquoeacutepuration extensifs ayant

un fort potentiel de deacuteveloppement eacuteconomique en Reacutegion Wallonne et dans les

pays limitrophes Des besoins reacuteels existent en termes de support didactique et de

formations pour permettre aux publics concerneacutes drsquoacqueacuterir les compeacutetences

neacutecessaires pour reacutepondre aux besoins de ce marcheacute croissant

42 Outil peacutedagogique agrave mettre en œuvre

421 Pilote

Le polygone de lrsquoeau dispose drsquoune plateforme de Test SEI unique en Europe car

alimenteacutee par les eaux useacutees chargeacutees drsquoun immeuble de logements sociaux agrave

proximiteacute Sur le site un espace reste disponible et offre la possibiliteacute drsquoinstaller

une uniteacute de traitement extensif de type filtre planteacute de roseau

Le Cebedeau propose drsquoexploiter cet espace pour lrsquoimplantation drsquoun systegraveme

pilote de filtres planteacutes de roseau reacutepondant non seulement aux objectifs

peacutedagogiques du polygone de lrsquoeau mais eacutegalement agrave ses objectifs de

deacuteveloppement de technologies innovantes en matiegravere de traitement des eaux

useacutees En effet dans le cadre du projet de Recherche collective laquo Filtran raquo le

Cebedeau en collaboration avec UCL le Centre Terre et Pierre et IRSTEA Lyon

va reacutealiser une plateforme drsquoessai pour filtres planteacutes de roseaux Le Polygone de

lrsquoeau en tant que Centre de Compeacutetence et compte tenu de la plateforme drsquoessai

existante nous apparait comme un site adeacutequat pour lrsquoimplantation de ce projet

Courte description de lrsquoobjet du projet

Le projet FILTRA-N a pour objectif de concevoir et valider un nouveau proceacutedeacute

drsquoeacutepuration extensif pour lrsquoeacutelimination du carbone et de lrsquoazote Ce proceacutedeacute

deacutenommeacute laquo Filtrazote raquo consiste en lrsquoempilement de FPRV (filtres planteacutes de

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 44: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 43

roseaux agrave eacutecoulement vertical) au-dessus drsquoun FPRH (filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement horizontal)

Le projet FILTRA-N devra confirmer les performances attendues du laquo Filtrazote raquo

agrave savoir

Consommation eacutenergeacutetique 0 Wm3 plus lrsquoeacutenergie de pompage (relevage des eaux)

Occupation au sol entre 07 et 15 m2EH

Rendement eacutepuratoire (conforme agrave la directive 91271 pour lt10000 EH) o DBO5 lt 15mgO2L o N tot lt 15 mgL et N-NH4 lt 10 mgL o En objectif secondaire P-PO4 lt 2 mgL

Scheacutema de principe

La plateforme drsquoessai serait constitueacutee de 3 uniteacutes en parallegravele sur lesquelles

diffeacuterents substrats (mateacuteriaux filtrant) et diffeacuterent type drsquoalimentation (nombre et

volume des bacirccheacutees) seraient testeacutes

Un systegraveme drsquoeacutechantillonnage en diffeacuterents points du systegraveme (entreacutee sortie

FPRV et sortie FPRH) permettra drsquoeacutevaluer lrsquoefficaciteacute des diffeacuterentes eacutetapes du

traitement

Lrsquoemprise au sol de cette plateforme est estimeacutee agrave environ 70 msup2 (largeur +- 10

m longueur +- 7 m) La profondeur maximale est estimeacutee agrave 35 m

422 Panneaux didactiques

Sur base des laquo Fiches filiegraveres raquo et des plans fournis en annexe des panneaux

didactiques pourront ecirctre reacutealiseacutes et serviront drsquooutil peacutedagogique et de support

aux modules de formation

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 45: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 44

423 Cubes mateacuteriaux

Pour les systegravemes de traitement par filtration des cubes en plexi transparent

remplis avec les diffeacuterents mateacuteriaux constituant le massif filtrant permettraient de

disposer drsquoun outil didactique avec un haut potentiel visuel

43 Public cibleacute

- Maicirctre drsquoœuvre public (SPGE OAA) ou priveacute

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

- Architecte paysagiste

- Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

- Terrassier

- Soudeur (soudures de membrane drsquoeacutetancheacuteiteacute)

- Eacutelectromeacutecanicien (pour lrsquoeacutepuration collective)

- Carriegravere ndash fournisseur de granulats

- Gestionnaire de station (OAA)

- Agent de terrain exploitant (faucardage annuel entretien des abords)

- Socieacuteteacute de vidange (pour les filiegraveres neacutecessitant un traitement primaire)

- Horticulteur

- Professeurs et eacutetudiants dans les domaines concerneacutes

44 Modules de formation

En fonction du public cible diffeacuterents modules pourraient ecirctre proposeacutes

1 Filiegraveres de traitement extensif ndash Conception et dimensionnement

Objectif Maicirctriser les principaux critegraveres de conception et de dimensionnement

de ces filiegraveres

Contenu

- Introduction

- Preacutetraitements rustiques deacutegrillage dessablage deacutegraissage

- Traitements primaires fosse septique toutes eaux deacutecanteur digesteur lagune

de deacutecantation

- Filiegraveres eacutetudieacutees Culture libre lagunage naturel Cultures fixeacutees sur support

fin infiltration-percolation et filtres enterreacutes filtres planteacutes de roseaux agrave

eacutecoulement vertical agrave eacutecoulement horizontal filiegraveres classiques et eacutevolution

technologique reacutecente

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 46: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 45

- Pour chaque filiegravere

- Principe de fonctionnement

- Ratios de dimensionnement

- Regravegles constructives et de conception

- Tacircches et contraintes dexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Avantages et inconveacutenients

- Coucirct investissement et exploitation

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

2 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif

Objectif Comprendre les meacutecanismes de base du geacutenie civil des stations

drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif Maicirctriser les points agrave surveiller lors des eacutetudes

preacutealables de conception des ouvrages de reacutealisation du CSC du suivi de

chantier et de reacuteception des ouvrages

Contenu

- Diffeacuterentes probleacutematiques du geacutenie civil

- Cadre reacuteglementaire de la construction

- Eacutetudes preacutealables

- Conception des ouvrages (systegraveme drsquoalimentation et de reacutecupeacuteration des eaux

mateacuteriaux mis en œuvre hellip)

- CSC

- Suivi de chantier

- Essais et eacutepreuves avant pendant et agrave lissue des travaux

- Exemple de mise en œuvre deacutefectueuse

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction architecte

paysagiste extracteur de granulats horticulteur

3 Mise en œuvre des stations drsquoeacutepuration par proceacutedeacute extensif ndash Volet plus

technique

Objectif Maitriser les techniques de mise en œuvre des diffeacuterents mateacuteriaux

intervenant dans la construction drsquoun systegraveme de traitement par filtration

Contenu

- Technique speacuteciale de soudure de membrane

- Recommandations pratiques pour la mise en place des diffeacuterentes couches

de mateacuteriaux en fonction de leurs caracteacuteristiques (granulomeacutetrie indice de

forme pourcentage de fines hellip)

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 47: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 46

Public cible Ouvrier et technicien exerccedilant dans une entreprise de construction

1 Exploitation des stations drsquoeacutepuration de type extensif

Objectif Connaicirctre les techniques drsquoeacutepuration extensives et les regravegles

drsquoexploitation Reacutealiser et valider un diagnostic Connaicirctre les dysfonctionnements

Contenu

- Objectifs et principe des techniques deacutepuration extensives

- Regravegles drsquoexploitation

- Dysfonctionnements potentiels

- Visites de sites

- Reacutealisation dun diagnostic sur la plateforme drsquoessai (filtre planteacute)

Public cible Exploitant de station drsquoeacutepuration personnes en charge de

lrsquoassistance technique des stations drsquoeacutepuration socieacuteteacute de vidange

2 Filiegraveres de traitement par filtre planteacute de roseaux

Eacutetant donneacute lrsquoessor que connaissent ces filiegraveres un module de formation pourrait

leur ecirctre entiegraverement consacreacute Lrsquoobjectif eacutetant drsquoacqueacuterir la maicirctrise des

meacutecanismes de base intervenant dans ces filiegraveres et drsquoapprofondir ses

connaissances au niveau des technologies existantes et en deacuteveloppement en

fonction des performances eacutepuratoires souhaiteacutees

Contenu

- Notions de base

o Hydraulique

o Eacutecosystegraveme (meacutetabolisme bacteacuterien veacutegeacutetation)

o Physico-chimie (transfert drsquoO2 tempeacuterature hellip)

- Preacutesentation des filtres planteacutes de roseaux

o Principes de fonctionnement

o Rocircle des diffeacuterentes composantes du systegraveme

o Les meacutecanismes drsquoeacutelimination et les performances eacutepuratoires

- Contraintes techniques

o Contraintes amont

o Contraintes de site

o Contraintes aval

- Dimensionnement et mise en œuvre

o Filtres horizontaux

o Filtres verticaux

- Exploitation et entretien

- Coucircts

o Coucircts drsquoinvestissement

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 48: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 47

o Coucircts drsquoexploitation

- Eacutevolution de la technologie solutions deacuteveloppeacutees pour augmenter les

performances

- Visites de sites

Public cible Maicirctre drsquoœuvre Ingeacutenieur et technicien exerccedilant en bureau drsquoeacutetude

Ingeacutenieur et technicien supeacuterieur exerccedilant dans une entreprise de construction

Gestionnaire de station

45 Information et sensibilisation

Une journeacutee (ou frac12 journeacutee) drsquoinformation visant agrave donner un eacuteclairage concret et

pratique sur les filiegraveres de traitement extensif des eaux useacutees devrait ecirctre

organiseacutee Elle preacutesenterait lrsquoeacutetat de lrsquoart de ces filiegraveres et leurs perspectives de

deacuteveloppement Lrsquointervention de personnes de terrain expeacuterimenteacutees permettrait

de preacutesenter leur retour drsquoexpeacuteriences (OAA)

Public cible

SPGE OAA professeurs et eacutetudiants de lrsquoenseignement universitaire technique

et qualificatif dans le domaine de lrsquoeacutepuration des eaux bureaux drsquoeacutetudes

traitement drsquoeau ensemblier traitement drsquoeau entreprises geacutenie civil

terrassement producteurs de granulats horticultures paysagistes hellip

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES

Page 49: Les filières de traitement extensif des eaux usées – Des procédés

R-14 -1355 Eacutetude 14110 48

5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS

OUVRAGES