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Thursday, 8 August 2024

Les axes de développement sont liés soit à l'amélioration des performances (niveaux de rejet plus stricts, optimisation de l'emprise au sol, du coût …) soit au développement de nouveaux domaines d'application (eaux urbaines de temps pluie, matières de vidange …). La difficulté, à l'instar de tout procédé biologique, réside dans le fait que les filtres plantés sont des écosystèmes complexes qu'il n'est pas possible d'étudier par le biais d'une seule discipline. L'hydraulique, la chimie, la microbiologie, la physiologie végétale, sont autant de domaines scientifiques qu'il convient de prendre en compte pour comprendre les mécanismes et équilibres qui gèrent ces systèmes. Groupe de Travail EPNAC - Filtres Plantés de Roseaux. L'objectif était de faire évoluer la recherche d'une analyse pragmatique des systèmes (de type essais-erreurs), vers une approche déterministe pour préciser les mécanismes ainsi qu'une approche mécaniste par la création de modèles dynamiques complexes. Le rapport montre comment les recherches menées ont permis de faire évoluer la filière pour répondre à des problématiques non maîtrisées jusqu'alors (réseau unitaire, azote, phosphore, association de procédés, réduction de l'emprise au sol, traitement des boues et matières de vidange, traitement des rejets urbains de temps de pluie…).

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Les filtres plantés de roseaux en assainissement: de la compréhension des mécanismes vers l'optimisation des procédés et la diversification des domaines d'application. Filtres plantés de roseaux cemagref.fr. Subsurface flow constructed wetlands: from mechanism studies to process optimisation and field of application diversification Molle, P. Type de document HDR Langue Français Affiliation de l'auteur IRSTEA LYON UR MALY FRA Année 2015 Résumé / Abstract L'usage des végétaux aquatiques dans les filières de traitement des eaux provient de l'observation du rôle des zones humides naturelles dans la préservation de la qualité des milieux aquatiques. En France l'expérience a démarré en 1978. Depuis les premières réalisations jusqu'au début des années 2000 la filière a été évaluée principalement par des bilans 24 h à chaque étape de traitement. Si cette méthode considère les systèmes comme une boîte noire et ne donne pas accès à la quantification des mécanismes impliqués au sein du système, elle a permis néanmoins de poser les premières règles de dimensionnement.

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Nous avons, pour différents matériaux spécifiques, expliqué leur comportement vis-à-vis de la rétention du phosphore et mis en avant leur adéquation ou non-adéquation avec une utilisation dans ces filières extensives. A partir de tests en batch, réacteurs ouverts, ainsi que d`observations par microscopie électronique, nous avons mis en avant la forte potentialité fixatrice des apatites et discuté un éventuel dimensionnement d'une filière déphosphatante. CEMOA : Filtres plantés de roseaux : limites hydrauliques et rétention du phosphore. A partir des connaissances issues de l`hydrodynamique des sols en milieu insaturé, l'étude des limites hydrauliques des filtres plantés à écoulement vertical a fait ressortir la robustesse de la filière à accepter les surcharges. Par l'intermédiaire d'expérimentations à l'échelle pilote et en taille réelle, et en suivant les différents flux (débits, polluants, vitesses d'infiltration, profils tensiométriques), de nouvelles limites ont été proposées avec les règles de conception et de gestion qui s'accompagnent suivant la hauteur de dépôt sur les filtres.

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Le traitement biologique de la matière organique dissoute se poursuit dans le deuxième étage et les composés azotés sont oxydés. Ce système rustique est d'autant plus adapté dans le cas présent que le terrain d'implantation de la station dispose d'une pente naturelle. Des terrassements importants seront néanmoins nécessaires pour la mise en place des lits et la circulation des engins de curage des boues et de faucardage des roseaux. Vue en coupe de la constitution des bassins plantés de roseaux: Le bassin du 1 er étage sera composé des matériaux filtrants de granulométrie suivants: Le bassin du 2 eme étage sera composé des matériaux filtrants de granulométrie suivants: Dimensionnement de la station d'épuration Il n'y a pas de règle officielle applicable au dimensionnement des filtres à macrophytes. L'étude la plus récente du CEMAGREF et de l'Agence de l'Eau RMC (réf. 5. 1) recommande de prendre un total de 2, 0 m²/EH dont 1, 2 m²/EH sur le 1 er étage et 0, 8 m²/EH sur le 2 ème étage. CEMOA : Les filtres plantés de roseaux en assainissement : de la compréhension des mécanismes vers l’optimisation des procédés et la diversification des domaines d’application.. Ces valeurs sont des maximas.

Pour cela, une forte évolution des approches de recherche a été nécessaire pour étudier plus finement les mécanismes hydrauliques, chimiques et biologiques des ouvrages de traitement. Cette approche fait intervenir la modélisation mécaniste et le transfert de ces connaissances via des outils d'aide au dimensionnement des ouvrages pour l'ingénierie. Les pistes futures sont présentées aussi bien sur les problématiques opérationnelles à court terme pour les eaux usées domestiques (Intensification des filières pour le traitement des eaux usées domestiques, usage de matériaux alternatifs, problématique du colmatage …) les eaux pluviales et les boues que, à moyens et longs termes, des champs d'application nouveaux pour l'application dans les pays du sud ou s'adapter à l'évolution de la gestion des eaux dans la ville. Filtres plantés de roseaux cemagref. Ces problématiques opérationnelles sont à associer avec des problématiques scientifiques pour mieux comprendre les mécanismes impliqués (dynamique de la matière organique, transferts d'oxygène …) et intégrer ces connaissances des différents processus dans la modélisation mécaniste.

Cette approche pragmatique a permis de fiabiliser le dimensionnement et de crédibiliser la filière classique. Cependant, certaines questions restaient en suspens comme le comportement des filtres dans des conditions extrêmes (limites hydrauliques, limites organiques) et la nécessaire évolution de la filière pour l'amélioration des performances (dénitrification, phosphore …). De même, le succès de la filière a généré des intérêts à associer les filtres à d'autres systèmes de traitement (lagunage naturel, lits bactériens, disque biologiques …) ou de développer la filière pour d'autres types d'applications comme le traitement des boues ou les surverses de déversoir d'orage. Mon activité de recherche a reposé sur l'objectif de développer et d'encadrer le développement des systèmes extensifs de traitement des eaux et des boues d'épuration. La démarche mise en ½uvre associe différents niveaux. Un niveau structurel (comment organiser la recherche et l'appui technique face à une demande très forte) ainsi qu'un niveau scientifique (quelles méthodologies développer pour lever les verrous scientifiques).

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