Etude du fonctionnementde 3 Zones de Rejet Végétalisées

Frédéric TISSERAND Responsable du SATESE

Conseil Général du Haut-Rhin

Didier COLINDirecteur du Soutien

aux Interventions AdjointAgence de l’eau Rhin-Meuse

• Quatre fonctions principales des ZRV– Rétention des boues ou macro-déchets (rétention des MES

provenant du by-pass des ouvrages de traitement ou d’un départ de boues accidentel du clarificateur secondaire)

– Dispersion du rejet (limitation des flux de polluants via une réduction des volumes d’eau rejetés au milieu superficiel) : infiltration dans le sol et le sous-sol, évapotranspiration liée aux végétaux, évaporation

– Lissage hydraulique (atténuation des fortes variations journalières de débit afin d’éviter de perturber l’écoulement du milieu récepteur superficiel)

– Abattement complémentaire de la pollution (affinage de l’épuration des eaux traitées)

• Mécanismes mis en jeu dans les ZRV– Infiltration– Évapotranspiration– Mécanismes de dégradation microbiologique par culture

libre et fixée– Rétention et l’exportation de nutriments par les végétaux

(marginale)

– Photodégradation– Décantation des matières particulaires

• On cherche à obtenir une réduction des flux de pollution (MES, phosphore, azote, germes pathogènes et les substances émergentes et prioritaires)

• Abattements obtenus corrélés au temps de séjour hydraulique (TSH) – TSH = paramètre critique pour le dimensionnement des

ZRV

• Dimensionnement des ZRV– Des recommandations qui s’appuient

essentiellement sur le bon sens et les premiers retours d’expérience observés

– Approche empirique (utiliser le résiduel d’espace disponible autour de la station)

– Surfaces observées : 1 à 3 m² par EHIntégrer dans le dimensionnement la perméabilité du sol et du sous-sol

• Rôle des végétaux– Pas de rôle direct sur les processus d'épuration – Créent des conditions favorables au développement des

microorganismes et à leur niveau d'activité biologique qui dégrade la pollution organique

– Effet positif sur l'épuration au niveau des racines– Favorables à l'écoulement de l'effluent

Expressions "végétaux épurateurs" et "phyto- épuration" scientifiquement fausses

• Rôle des végétaux dans les procédés épuratoires– Rôles physiques

• Favoriser le passage de l'effluent à travers la couche de MES en surface

• Favoriser le cheminement de l'effluent au travers du substrat • Augmentent la surface de support des microorganismes épurateurs • Créer de l'ombre sur la zone de traitement

– Rôles biologiques• Rejeter de l'oxygène au niveau des radicelles dans le substrat • Rejeter des exsudats racinaires • Absorber les métaux lourds, dans certains cas particuliers• Évapotranspirer l'eau

• Etude de trois ZRV haut-rhinoises– STEP de type lits filtrants plantés de roseaux

• 2 étages à percolation verticale• 1 ZRV récupérant les eaux traitées et le trop plein

du poste de relevage (temps de pluie)– Calculs de rendements pondérés par

rapports aux charges mesurées lors des différentes visites

• Cas de LIEBSDORF• 2 noues plantéesalimentées en parallèle

• 350 EH• 96 m3/j

• 22 bilans :- 12 temps sec- 10 temps de pluie

Temps de séjour théorique:

Environ 12,5 heures

Volume d’une noue :

Environ 25 m3

- par temps sec

- par temps de pluie

- globalement

Sur ce site, on a régulièrement Qs > Qe

- Infiltrations d’ECP dans les noues

• Cas de LUTTER• 1 mare de profondeur

irrégulière

• 970 EH• 247 m3/j

• 21 bilans :- 15 temps sec- 6 temps de pluie

Volume de la zone humide :

Environ 425 m3

Temps de séjour théorique:

Environ 41 heures

- par temps sec

- par temps de pluie

- globalement

Qs < Qe

Environ 5 %

Diminution des charges

• Cas de WAHLBACH• 1 noue élaborée avec 2

alimentations possibles

• 900 EH• 288 m3/j

• 14 bilans :- 6 temps sec- 8 temps de pluie

Temps de séjour théorique :

Environ 3 heures

Volume de la noue :

Environ 36 m3

- par temps sec

- par temps de pluie

globalement

En général :

Qs = Qe

Rendements dépendent des teneurs résiduelles

• Suivis particuliers

- Diminution du volume maximal horaire

- Lissage du débit dans le temps

Qe

Qs

- Restitution hydraulique en cas d’orage

• Suivis particuliers– Traitement des eaux

issues du trop plein

• Réel intérêt pour le traitement de la pollution carbonée

• Suivis particuliers (traitement des eaux issues du trop plein)– Problèmes

• Emplacement du point réglementaire : dans ce cas, la STEP ne respectait pas l’arrêté du 22 juin 2007, ce qui pénalise la commune alors qu’un effort de traitement supplémentaire a été réalisé

• Engorgement plus rapide des noues. Or on ne connaît pas la composition de ces « boues » ni la fréquence d’extraction

ZRVVolume utile

théorique (m3)

Volume accessible au fluide

(m3)

Volume mort(m3)

Temps de séjour théorique

(h)

Temps de séjour mesuré

(h)

Commentaires

Liebsdorf 50 10 40 12,5 2,5Comblement de la ZRV,

encombrement de la végétation

Wahlbach 36 10 26 3 2,7Modifications

topographiques liées à l’inondation de

juin2013

Lutter 425 75 350 41 19Envasement,

comblement par les végétaux

• Comparaison des volumes/temps de séjour théoriques et mesurés (Source : ENGEES - Evaluation de l’hydrodynamique de trois ZRV par opération de multitraçage)

• Suivis particuliers– Traitement du Pt

A part cette campagne de mesure réalisée en juin….

Diminution du rendement après passage dans la ZRV

On constate généralement une augmentation de la concentration en Pt durant la période hivernale

• Suivis particuliers– Traitement du Pt

• Relargage par certains végétaux ?• Faut il faucarder les ZRV ?

– Permettrait en outre, de limiter le risque d’engorgement rapide dans le cas de noues

– Par contre, risque de destruction du biotope de la faune locale ?

• Critique des résultats et limites de l’étude– Nombre de visites

• Il reste faible à l’échelle d’une année• Conditions météorologiques très changeantes

– Situation des collectivités• Evolution du taux de raccordement• Déconnection en cours des fosses toutes eaux• Caractère de « villages dortoirs »

• Critique des résultats et limites de l’étude– Fonctionnement des stations

• Abattement déjà important de la pollution carbonée• Générateur de nitrates, ce qui favorise l’effet de

dénitrification dans les ZRV : à vérifier sur le long terme

– Analyses des paramètres• Faibles concentrations mesurées• Proches, voire inférieures, aux limites de

quantification définies par les normes AFNOR

• Critique des résultats et limites de l’étude– Analyses des paramètres

• Méthode utilisée : le titrage permet d’avoir un résultat précis

• Sur de faibles concentrations, une simple variation peut entraîner une différence importante en terme de rendement

• Critique des résultats et limites de l’étudeGain en terme de concentration après

passage en ZRV, en moyenne.

Résultats influencés par plus de bilans par temps de pluie et moins de campagnes de mesures que les autres sites

• Conclusion– En efficacité

• Même faiblement, amélioration de tous les paramètres• Dénitrification intéressante et amélioration du

traitement du Pt• Effet tampon lors d’évènements pluvieux• Bon traitement de la pollution carbonée des eaux

issues du by-pass station

Solution intéressante derrière certains DO ?

• Conclusion– Interrogations

• Evolution dans le temps ?• Curage / faucardage ?• Prise en compte au niveau réglementaire?

– Sinon y faire transiter les différents by-pass sans passer par l’ouvrage de comptage des effluents.

– Des premières observations intéressantes sur les bénéfices des ZRV qui ne doivent cependant pas être extrapolées…

• Conclusion– ZRV = Zone humide artificielle aménagée entre la station

d’épuration et le milieu récepteur– Ne constitue pas une étape propre du dispositif de

traitement mais contribue, dans une certaine mesure, à la réduction des impacts des rejets sur le milieu récepteur

– Également propice à l’accueil de la biodiversité– Ne peut se substituer à un traitement tertiaire

conventionnel : abattements obtenus difficiles à quantifier car faibles

Merci de votre attention

Frédéric TISSERAND Conseil Général du Haut-Rhin

03 89 30 10 46tisserand.f@cg68.fr

Didier COLINAgence de l’eau Rhin-Meuse

03 87 34 47 82didier.colin@eau-rhin-meuse.fr

Pour en savoir plus :http://www.eau-rhin-meuse.fr/

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