En cette année internationale de la biodiversité, l'épuration des eaux usées par filtres plantés provoque l'engouement des professionnels de l'eau. Ils étaient à l'ordre du jour de la formation du Centre National de Formation aux Métiers de l'Eau (OIEAU), suivie le 21 octobre dernier par une soixantaine de professionnels. Ce dispositif, aux avantages reconnus mais aux qualités de fonctionnement inégales, correspond à la phase de traitement biologique des eaux usées, dite par culture fixée sur support fin (comme les filtres à sable, les lits de séchage de boue plantés de roseaux etc.).Un dispositif de lagunage naturel repose quant à lui sur une culture libre. Dans trois bassins en série, des algues (microphytes) se développent sous l'effet de la lumière par photosynthèse de l'oxygène qui est utilisé par les bactéries aérobies afin d'oxyder la pollution organique en suspension dans les eaux usées entrées dans le système. Les matières particulaires véhiculées par ces eaux ainsi que celles produites lors de ce processus d'épuration décantent au fond des bassins, qu'il faut curer au bout de plusieurs années de fonctionnement.
Comprendre le mécanisme d'épuration par filtres plantés de roseaux...
L'épuration par filtres plantés de roseaux est un des dispositifs extensifs de traitement biologique des eaux usées par macrophyte. Il existe des dispositifs à écoulement vertical, avec une alimentation intermittente, et des dispositifs à écoulement horizontaux avec alimentation en continu, en quasi saturation du support granulaire. Selon les cas, les plantes peuvent être du typha latifolia, typha angustifolia, scirpus lacustris, spharnagium erectum, phalaris arundinacea, glyceria maxima, et bien sur de phragmites australis plus communément appelés « roseau ». Ces macrophytes sont plantés sur des filtres à graviers fins, à travers lesquels diffusent les eaux usées entrées dans le système. Par leur croissance et leur développement racinaire, ils assurent un faible colmatage et une grande perméabilité des filtres. Les matières particulaires produites par le processus s'accumulent en surface sans colmater les filtres et s'oxydent pour se transformer petit à petit en matière minérale.
Autres solutions d'une filière de traitement des eaux usées utilisant des lits et/ou des filtres plantés : le lit bactérien (procédé Rhizopur de Suez Environnement) et les biodiscs (procédé Ecodisk M de MSE, groupe Veolia Eau). Ils reposent sur l'arrosage par les eaux usées d'un matériau peu poreux, sur lequel les bactéries se développent en digérant la matière organique. Les boues produites sont fréquemment séparées du système et suivent une filière de traitement et d'élimination.
… et savoir le dimensionner en se mettant en conformité avec la DERU
Durant cette journée de formation, l'attente de nombreux participants était de réussir à dimensionner un tel système épuratoire. Il a été fait référence à des niveaux de traitement épuratoire D1 à D4 qui reposent sur la circulaire du 17 février 1997 (arrêté du 21 juin 1996), voire NK1 et NK2 qui eux font référence à une réglementation encore antérieure, datant des années 80. Plus le rapport population/débit d'étiage de la rivière était important, c'est-à-dire plus la pression polluante sur le milieu était importante, plus le degré d'épuration devait être poussé (niveau D4).
Mais aujourd'hui, la réglementation a changé et oblige à se conformer à de nouvelles exigences définies par l'arrêté du 22 juin 2007, qui transpose la Directive 91/271 sur les eaux résiduaires urbaines (DERU). Celui-ci fixe les nouvelles performances minimales que doivent respecter les stations. Pour les stations d'épuration de moins de 2000 Eq/Hab (équivalent habitant), devant traiter une charge brute de pollution organique inférieure ou égale à 120 kg/jour de DBO5, la concentration en DBO5 concentration ne doit pas dépasser 35 mg/l dans les eaux de rejet, ou permettre un rendement de flux minimum de 60%. En ce qui concerne la DCO, le rendement minimum à atteindre est de 60%, et de 50% pour les MES.
Cet arrêté n'impose pas la surveillance des concentrations en azote et en phosphore des eaux rejetées dans le milieu naturel, qui sont les deux paramètres de qualité d'un rejet, ni la présence de germes ou de micropolluants dans les eaux rejetées. "Le volume et la charge organique des eaux usées entrant dans un tel système étant très variable, il est difficile de raisonner en terme de concentration. C'est pourquoi il y est fait mention de rendement de flux, c'est-à-dire de différence entre la charge brute en entrée et la charge filtrée en sortie, divisée par la charge brute en entrée", remarque Jacques Lesavre, chef du service technologie à la direction des collectivités et de l'industrie de l'Agence de l'Eau Seine Normandie (AESN).
Ainsi, le dimensionnement d'un dispositif d'épuration par filtres plantés repose aujourd'hui sur des surfaces de filtres par équivalent habitant. Par exemple, pour une performance idéale du filtre en terme d'élimination des germes pathogènes, il a été précisé qu'avec une arrivée en eaux usées de 3 m2/habitant, il faut compter un temps de séjour de 9h pour un volume d'eaux usées stockées de 56 litres, soit une lame d'eau de 55 mm/jour. "Ce sont des ordres de grandeur qui permettent de chiffrer les emprises au sol du dispositif, de telle sorte qu'il respecte la qualité du milieu, selon le débit de la rivière en aval, la population environnante, etc.", souligne Jacques Lesavre, chef du service technologie à la direction des collectivités et de l'industrie de l'Agence de l'Eau Seine Normandie (AESN).
En effet, une installation de moins de 2 000 Eq/Hab est dite conforme à la DERU si son fonctionnement n'entraine pas de dégradation du milieu aquatique. C'est-à-dire si elle respecte les critères de bon état écologique définis par la Directive Cadre sur l'Eau (DCE), et traduits dans les faits par les arrêtés préfectoraux d'autorisation de rejets basés sur les préconisations du SDAGE. En ce qui concerne la conformité des installations d'épuration de moins de 20 équivalents habitants, dites Assainissement Non Collectif (ANC), depuis la dernière réglementation les dispositifs à filtres plantés ne sont plus à l'ordre du jour. On est en train de végétaliser les petites stations tout en mécanisant l'ANC. Attention, méfiance !
