les filières de traitement extensif des eaux usées – des procédés
TRANSCRIPT
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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
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de
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Filt
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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
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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
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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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
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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
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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
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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
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Source wwwnovintisscom
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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)
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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
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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
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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
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- 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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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)
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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
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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
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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
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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)
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(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
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32 Grille de synthegravese
Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
nteacute
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ro
seau
x
Filt
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ori
zon
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
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Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
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cal
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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
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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
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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
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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)
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(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
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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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
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Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
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cal
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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
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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
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Source wwwnovintisscom
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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
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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
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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)
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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ori
zon
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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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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)
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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
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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
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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
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
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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
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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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
nteacute
de
ro
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Filt
re h
ori
zon
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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
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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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)
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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
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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
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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
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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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)
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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
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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
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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
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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
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
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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
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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
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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)
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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
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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)
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(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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
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de
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de
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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)
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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
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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
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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
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- 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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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
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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
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Source wwwnovintisscom
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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
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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
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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)
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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
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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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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Synoptique de fonctionnement (Source AERM - Proceacutedeacutes deacutepuration des petites collectiviteacutes du
bassin Rhin-Meuse ndash juillet 2007)
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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
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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
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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
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Source wwwnovintisscom
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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
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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
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Source wwwnovintisscom
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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)
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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
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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
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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
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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)
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(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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
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de
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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)
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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nteacute
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
nteacute
de
ro
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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
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
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Lom
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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
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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)
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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Source wwwnovintisscom
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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
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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)
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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
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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)
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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
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- 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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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)
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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)
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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
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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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
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de
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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
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)
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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)
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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)
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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
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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- 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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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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
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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
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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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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)
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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
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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
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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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ori
zon
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pla
nteacute
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
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de
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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)
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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)
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Exploitation
Source Proceacutedeacutes extensifs drsquoeacutepuration des eaux useacutees adapteacutes aux petites et moyennes collectiviteacutes (waterguide_frpdf)
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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
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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
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
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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
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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
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
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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
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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
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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
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Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
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x
Taill
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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
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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
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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
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
ure
l
Filt
re agrave
sab
le
Filt
re v
erti
cal
pla
nteacute
de
ro
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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
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
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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)
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(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
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re h
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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
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cal
pla
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de
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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
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
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Filt
re v
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cal
pla
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ro
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Filt
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ro
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
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Filt
re v
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cal
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Taill
is agrave
tregrave
s
cou
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Lom
bri
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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)
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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
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
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Proceacutedeacutes
Lagu
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Filt
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Taill
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s
cou
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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
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- 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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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)
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(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
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32 Grille de synthegravese
Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
nat
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Filt
re agrave
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Filt
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cal
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cou
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Lom
bri
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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
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Proceacutedeacutes
Lagu
nag
e
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Filt
re agrave
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Filt
re v
erti
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Filt
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Taill
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tregrave
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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
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
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x
Filt
re h
ori
zon
tal
pla
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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
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
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ori
zon
tal
pla
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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
R-14 -1355 Eacutetude 14110 41
Proceacutedeacutes
Lagu
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Filt
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is agrave
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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
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
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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
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- 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)
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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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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
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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
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
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
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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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
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES
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5 ANNEXE ndash PLANS DrsquoIMPLANTATION ET COUPES DES DIFFEacuteRENTS
OUVRAGES