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Monday, 19 August 2024

Les filtres plantés de roseaux en assainissement: de la compréhension des mécanismes vers l'optimisation des procédés et la diversification des domaines d'application. 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. Groupe de Travail EPNAC - Filtres Plantés de Roseaux. 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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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. Filtres plantés de roseaux cemagref cairn info free. 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. 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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Principe de fonctionnement du Filtre Planté de Roseaux: Le Filtre Planté de Roseaux est généralement composé de 2 étages de lits plantés successifs à travers lesquels les eaux usées s'épurent. Mais des variantes de planté de roseaux à un seul lit surdimensionné se sont développées depuis quelques années. Ce type de filière de traitement est bien adapté aux petites capacités de traitement (inférieur à 3 000 EH) et permet un stockage long et une minéralisation des boues sur filtre. Filtre planté de roseaux, traitement des eaux usées, station d'épuration. Cette filière permet d'atteindre les niveaux de rejet proposés tout en offrant une gestion et un entretien simplifiés du fait de sa rusticité. Par ailleurs, cette filière permet une bonne intégration des installations dans le milieu environnant. Le traitement: Le traitement physique et biologique des eaux usées s'effectue dès le premier étage puisque les effluents perdent jusqu'à 90% des matières en suspension en filtrant à travers un massif de granulats (sables/graviers) adaptés. Les boues retenues en surface du lit par les racines (dites « rhizomes ») des roseaux sont déshydratées et compostées sur place grâce à l'action conjuguée des bactéries et des plantes et se réduisent petit à petit en terreau.

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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. CEMOA : Filtres plantés de roseaux : limites hydrauliques et rétention du phosphore. 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. 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.

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