Filtres plantés de roseaux : une solution intéressante pour le « petit collectif »

Située à une soixantaine de kilomètres d'Aurillac, la commune de Roffiac, 560 habitants, a fait le choix en 2004 de moderniser son réseau d'assainissement et de s'équiper d'une station d'épuration de type filtres plantés de roseaux (FPR). Car certaines plantes aquatiques ont la propriété d'épurer les eaux qui les irriguent. Ces eaux qui passent sur des filtres de roseaux au travers de graviers subissent un traitement physique, chimique et biologique appelé phytoépuration. A Roffiac, les eaux brutes sont acheminées vers la station d'épuration par une canalisation PVC de diamètre 200 mm. Par temps de pluie, le débit est régulé grâce à un déversoir d'orage. Après dégrillage (entrefer 2 cm), les eaux usées sont stockées dans une chasse à clapet automatique. Lorsque le volume stocké atteint 4,7 m3, la chasse se déclenche automatiquement et envoie l'effluent par le biais d'un regard de répartition, vers l'un des 4 casiers étanchés par une géomembrane PEHD. L?effluent est ensuite uniformément répandu dans le casier à l'aide d'un H de répartition en inox. Les effluents percolent en une vingtaine de minutes à l'intérieur du filtre dans lequel une épuration biologique, principalement aérobie, se produit. Les boues se trouvent piégées en surface des filtres et se minéralisent avec le temps. Leur évacuation sous forme de terreau valorisable en agriculture dans le respect des plans d'épandage préfectoraux s'effectue tous 10/15 ans environ. Le bon fonctionnement du système repose sur une maîtrise parfaite de quelques paramètres. Respecter les paramètres de base pour assurer le bon fonctionnement de la step Ces paramètres dépendent directement de la nature de l'effluent. André Coellho du bureau d'études EACS est chargé de la coordination et du pilotage du chantier. Il explique :« Trois critères sont particulièrement importants : le dimensionnement des bassins, la granulométrie et la qualité des matériaux et leur mise en ?uvre. En l'occurrence, les matériaux on été déposés à la grue dans les bassins et répartis par couche au râteau, aucun engin ne devant pénétrer à l'intérieur des massifs ». Chacun des quatre casiers du premier étage de traitement développe une surface de 156 m². Ils sont constitués de 4 couches de granulats formant une couche filtrante de 100 cm. Les massifs sont constitués de la façon suivante : 1er étage (en partant du fond) : 20 cm de galets 30/60, 30 cm de graviers 10/20, 30 cm de gravillons 4/10, 30 cm de gravillons 2/4. 2ème étage : 10 cm de galets 30/60, 15 cm de graviers 10/20, 20 cm de gravillons 2/4, 30 cm de sable 0.2/4 alluvionnaire, contenant ? de 3% de fines (éléments < 80 microns). Le sable utilisé est un sable alluvionnaire roulé et non concassé, il ne peut se compacter et ne contient pas de calcaire, l'effluent dégradant ce dernier. « Autre caractéristique importante, ajoute André Coelho, tous les matériaux, pas uniquement ceux de surface ne doivent pas contenir plus de 3% de fine (ndlr 80 microns), sinon celle-ci descendrait avec l'effluent et provoquerait un colmatage ». A la surface des bassins, des Phragmites Australis sont plantés à raison de 4 plans au mètre carré. Contrairement à ce que l'on pourrait croire, ces plantations n?ont pas pour vocation de consommer la pollution. Leur rôle est principalement mécanique : le développement dense des tiges aux pieds de la plante provoque un craquement de la couche de dépôts superficiels et évite le colmatage du filtre. Les rhizomes de la plante qui peuvent s'enfoncer jusqu'à 80 cm de profondeur véhiculent l'oxygène nécessaire au dispositif. En effet, l'oxygénation est un phénomène primordial dans ce type de filière. Elle est assurée à la fois par les roseaux mais également par des chapeaux de ventilation. L?alimentation des casiers en effluents par bâchées crée un phénomène de convection lors des déplacements d'eau dans le massif filtrant, et joue également un rôle important dans l'oxygénation du filtre. Les effluents sont ensuite acheminés dans un poste de refoulement en polyester armé de type Salmson SIR Delta. Ce poste, d'un débit de 45m3/h alimente le 2ème étage de filtration par bâchées d'environ 1 m3. Le deuxième étage de filtration fonctionne de façon identique au premier, si ce n?est que la surface de chacun des 4 bassins est inférieure à ceux du premier étage (84 m²). En sortie, la présence d'un canal de mesure permet de contrôler le débit en sortie de station d'épuration. Un regard de prélèvement permet quant à lui de procéder aux analyses de rejet, avant que l'effluent traité ne s'infiltre dans le sol par le biais d'une tranchée d'infiltration, évitant alors tout rejet direct dans le ruisseau voisin. Sur l'ensemble de la chaine d'assainissement, Salmson a équipé 3 postes avec des Stations Intermédiaires de relevage : - 2 postes de collecte des effluents provenant des zones d'habitation pour les rapprocher de la station de traitement, (SIR Delta Polyester et SIR polyéthylène) ; - 1 poste d'arrivée des effluents en tête de station avant traitement (SIR Delta Polyester) Les SIR Salmson mises en place sont des cuves de grande capacité, résistantes et dotées de pompes et de flotteurs. Chaque poste comporte 2 pompes, 1 pompe de marche et 1 pompe de secours. Des coffrets de commande et de protection, également fournis par Salmson, gèrent les pompes par microprocesseur, surveillent les niveaux et protègent les moteurs contre les surintensités, les surcharges thermiques et la marche à sec. Une solution intéressante pour la gestion des eaux usées domestiques des petites communes Mise en ?uvre en France depuis plus de 10 ans, la phytoépuration s'avère être une solution intéressante pour la gestion des eaux usées domestiques des petites communes (< 600 eq/hab). Suite à une enquête conduite par le Cemagref, avec les Satese et les agences de l'eau, la synthèse des bilans obtenus sur 53 filtres plantés de roseaux à flux verticaux laisse apparaître des résultats très satisfaisants. Les performances sont bonnes sur la matière organique, la nitrification est satisfaisante. En revanche, l'élimination du phosphore reste limitée en absence de matériaux appropriés et la dénitrification ne peut s'installer du fait des conditions aérobies. Si l'emprise foncière s'avère importante (prévoir 3 m² de surface de roseaux par habitants), l'intégration paysagère de ce type de filière et l'absence de nuisances olfactives sont des atouts non négligeables. De même, une station d'épuration de ce type permet de réaliser une économie de l'ordre de 20 à 30% sur les coûts d'investissement, et de l'ordre de 40 à 50% sur les charges de fonctionnement, par rapport aux systèmes d'épuration intensifs.