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Phytodépuration : qu'est-ce que c'est et comment ça fonctionne

La phytodépuration est un système de purification naturelle des eaux usées domestiques et agro-industrielles qui utilise le principe d'autodépuration

La phytodépuration est un système de purification naturelle des eaux usées domestiques et agro-industrielles qui utilise le principe d'autodépuration typique des environnements aquatiques. La purification s'effectue à travers des interactions spécifiques entre le sol, les bactéries et les plantes.

Le système de phytodépuration, pour optimiser ses processus de purification, nécessite des traitements primaires installés en amont de l'installation pour le prétraitement des eaux usées noires et des eaux usées grises, tels que fosses septiques, fosses biologiques bicamérales, fosses biologiques tricamérales, fosses Imhoff et dégraisseurs.

Le texte unique sur l'environnement, décret législatif 152 de 2006, partie troisième, encourage les installations de purification naturelle répondant aux critères de “traitement approprié”
Les traitements appropriés sont indiqués par le d.lgs 152/06 ainsi que par les régions qui sont habilitées à légiférer par les articles 100 et 101 du décret législatif 152 et doivent avoir indicativement les caractéristiques suivantes :

  • basse simplicité d'installation
  • simplicité de gestion et de maintenance
  • supporter au mieux les variations de charge hydraulique, organique et de l'ensemble de la pollution des eaux usées, garantissant une efficacité de purification tant à court qu'à long terme
  • être économiquement compatibles avec les avantages qu'ils apportent à l'évacuation des eaux usées purifiées, qu'il s'agisse d'eau de surface ou de sol

Les installations de phytodépuration, si correctement dimensionnées, conçues et entretenues, peuvent ne pas nécessiter le remplacement des plantes aquatiques, à l'exception de causes indépendantes du système intégré de purification des eaux usées.

En ce qui concerne leur dimensionnement, la surface requise varie en fonction des caractéristiques auxquelles il faut faire parvenir l'effluent en sortie (évacuation dans un cours d'eau, évacuation dans le sol, réutilisation à des fins d'irrigation ou réapprovisionnement de chasses d'eau, etc.), ainsi que de la zone d'installation, comme par exemple, zones arides, zones côtières, zones montagneuses, etc.
En général, pour un évacuation de type domestique, la surface de la phytodépuration peut varier de 2 à 10 m² par habitant équivalent.

Les installations de phytodépuration sont des systèmes assimilables à ceux à biomasse adhérente de type aérobie (filtres percolateurs). Les plantes mises en terre sur le lit de phytodépuration ont la capacité naturelle de transporter l'oxygène et de le conduire, à travers la tige, jusqu'aux racines (rhizomes) situées en profondeur (typiquement pas plus de 1 m). La surface de celles-ci, déjà après quelques mois de mise en service de l'installation, sera recouverte d'un film bactérien de micro-organismes, les véritables responsables du processus de purification des eaux usées. Le choix approprié du matériau de remplissage du lit de phytodépuration, effectué par des professionnels, permettra une oxygénation naturelle et constante, de sorte que les micro-organismes pourront toujours être efficaces et adaptés à la purification des eaux.

La construction des installations de phytodépuration consiste en l'excavation et la pose de cuves qui peuvent être préassemblées en béton, en polyéthylène haute densité, en résine polyester et/ou en bâches en HDPE imperméabilisantes de différentes épaisseurs, remplies de substrat perméable (généralement gravier/sable de différentes granulométries). Sur les surfaces ainsi obtenues, des tuyaux pour la distribution de l'effluent sont positionnés, soit avec un système à charge verticale, soit avec un système à charge horizontale, et les plantes aquatiques sont mises en terre.

Les deux types d'installation, horizontale et verticale, peuvent également être utilisés en association pour une meilleure efficacité de purification, en particulier pour la réduction de l'azote.

Bonne norme d'utilisation

Le lit de phytodépuration, par bonne norme, devra être utilisé dans des environnements adaptés à la croissance constante des plantes mises en terre. La nécessité de purifier les eaux usées tout au long de l'année conseille de ne pas installer ce système dans des sites où les températures hivernales trop rigides ne permettent pas le développement et la végétation des plantes.

Il est toujours conseillé d'installer les lits non à proximité des habitations.

Domaines d'application

Grâce à la phytodépuration, toutes les typologies d'eaux usées domestiques et/ou assimilées, provenant de petits établissements pour 4 habitants jusqu'à des utilisateurs beaucoup plus grands au service même de petites communes (idéal jusqu'à un seuil indicatif de 2000/2500 ae ou avec une forte discontinuité de charge) peuvent être traitées. Il est également possible de traiter :

 

  • les effluents d'hôtels, de campings, de villages de vacances, d'agritourismes et d'autres activités de type réceptif.
  • les eaux usées provenant d'élevages de poissons et de chenils
  • les eaux usées provenant d'exploitations agricoles en général
  • les eaux usées de fromageries et de caves de vinification, ainsi que des champignonnières, le lavage routier, les cours d'eau eutrophisés

Étant un système passif, il est cependant conseillé de faire appel à des professionnels du secteur pour l'étude de l'ensemble de l'installation, y compris les traitements primaires, en fonction des besoins, afin que l'installation puisse donner les résultats de purification escomptés. Pour les effluents urbains, il est conseillé d'utiliser la phytodépuration comme traitement de finition à installer en aval des épurateurs à boues activées, même de forte capacité.
Il est rappelé que les eaux pluviales ne doivent absolument pas arriver à l'intérieur de la phytodépuration.

Références normatives

La phytodépuration est indiquée comme système de traitement approprié, par le d.lgs 152/06 et rapportée dans les différents règlements régionaux, à utiliser en complément d'autres systèmes, nécessaires pour diminuer la charge polluante des eaux usées et les restituer à l'environnement aussi purifiées que possible.

Maintenance

Les seules maintenances dans les installations de purification avec phytodépurateur comme traitement secondaire prévoient la coupe des plantes macrophytes mises en terre (exemple phragmites australis, carex spp, scirpus spp, shoenoplectus spp, caltha palustris, alisma – plantago aquatica, lithrum salicaria, ceratophyllum demersum, miriophyllum spicatum, etc.), le contrôle périodique de l'évacuation par le biais d'analyses chimiques, ainsi que pour les phytodépurations en milieu humide, la nécessité d'arrosages en cas d'absence prolongée des clients et donc le manque d'apport hydrique et nutritionnel aux racines des plantes. Il faut également considérer la maintenance des cuves en amont du système (cuve Imhoff, dégraisseur, etc.), en effet un mauvais fonctionnement du système de traitement primaire peut causer des anomalies au système de purification des eaux éventuellement installé en aval, comme par exemple une phytodépuration, un filtre percolateur, un épurateur à boues activées.

Liste indicative des avantages

  • économie d'achat
  • simplicité et économie d'exploitation
  • maintenance réduite
  • excellent intégration environnementale
  • meilleure résistance aux fortes discontinuités de charge organique et hydraulique

Liste indicative des inconvénients

  • installation pas toujours simple
  • nécessité de surfaces planes relativement larges
  • fortes baisses de rendement en dessous de certaines températures d'exploitation
  • système passif difficilement modifiable dans les rendements de purification
  • coûts d'installation généralement plus élevés que le système lui-même