La Rhizosphère
Système naturel d'épuration des eaux
1 - Un procédé écologique, naturel et vieux comme le monde
Depuis 1992, la commune de Manspach en Alsace épure ses eaux usées grâce à un système dit Rhizosphère. Ce type d'assainissement collectif a d'ailleurs permis de redonner à la rivière toute proche « La Largue » sa qualité eau de baignade.
Qu'est ce qu'une rhizosphère ? Selon le dictionnaire Larousse : région du sol entourant immédiatement les racines des plantes et présentant de nombreuses particularités physiques, chimiques et biologiques. Ce sont ces particularités qui sont mises à contribution dans le système d'épuration des eaux par rhizosphère (dérivé de rhizome du grec rhiza = racine).
Ce procédé est pourtant loin d'être inconnu de notre histoire, car il était déjà utilisé par les grecs et romains pour l'élevage des poissons et même en Chine ancienne. Il a été aussi mis en ouvre en 1981 à San Diego aux États Unis et adapté en Afrique à Yaoundé, mais aussi à Dakar (système à macrophytes flottants comme la laitue d'eau). Le procédé d'épuration mis en jeu par cette technique se déroule déjà à l'état naturel dans les mares, les étangs et les étendues d'eau.
2 - Le système d'épuration classique et le problème des boues
Revenons en quelques lignes sur le système d'épuration des eaux usées habituellement utilisée. Il s'agit d'un système dit à boues activées. Comme l'explique de façon claire et imagée Dany Dietmann dans son ouvrage « Déchets ménagers, le jardin des impostures » : « Le traitement des effluents des eaux résiduelles rejetées dans les égouts, se fait dans des stations d'épuration qui sont en quelque sorte des étables où les vaches ont été remplacées par des bactéries, et leur fourrage par les matières en suspension ou dissolution apportées par les eaux usées ».Pourquoi à boues activées ? Le cycle biologique des bactéries de ces installations est souvent court, ce qui nécessite une injection régulière de nouvelles bactéries pour réactiver le système. Les cadavres des bactéries s'accumulent en fond de bassin formant des boues de station d'épuration en quantité importante. Les bactéries absorbent en les concentrant dans leur cytoplasme, les substances toxiques ou nuisibles à l'environnement contenues dans les eaux comme des métaux lourds, des molécules complexes pharmaceutiques issues de nos médicaments, des pesticides ou bien encore des hydrocarbures aromatiques polycycliques . etc Les boues sont évacuées vers des solutions permettant leur décomposition ou destruction : épandage agricole, méthanisation, décharge ou incinération. Dans le département du Haut-Rhin, à titre d'exemple, la masse de boue était évaluée à 125 000 tonnes/an en 2003. Du fait des produits toxiques ou nuisibles à l'environnement contenu dans les boues, elles deviennent impropres à tout usage agricole. Leur élimination pose problème. L'eau devient un bien précieux et rare à préserver, voyons les solutions apportées par les systèmes dit « rhizosphères ».
3 - Les systèmes d'épuration des eaux naturels : rhizosphères, lagunage naturel, microphytes, macrophytes. etc
Le lagunage naturel
Les eaux usées sont envoyées successivement dans 3 bassins. L'épuration se fait naturellement par l'action de plusieurs organismes vivant, des plantes aquatiques et des bactéries. Il en existe de 3 types :
- La station de lagunage microphytes ( = algues, micro-algues..)
- Le lagunage à macrophyte (roseaux, joncs, massettes, iris des marais..)
- Une lagune composite ou mixte regroupe une partie en lagunage microphyte et une partie en macrophyte
Physiquement, les racines des plantes dites macrophytes (roseaux, joncs, massettes, iris des marais..) qui poussent dans les bassins aèrent mécaniquement le milieu grâce à leur racines. Leur prise au vent, par un mouvement naturelle, empêche le colmatage en surface. Les racines dégagent de l'oxygène en profondeur et servent de support à une population bactérienne. Ces bactéries dites aérobies (se dit d'un organisme vivant nécessitant de l'oxygène pour vivre) ont un rendement épuratoire supérieure aux bactéries anaérobies. Elles dégradent la matière organique des eaux usées et vont fragmenter les molécules complexes non assimilables par les plantes. Ces molécules ainsi simplifiées sont ensuite assimilées par les plantes qui concourent ainsi au nettoyage du filtre. Concernant les germes pathogènes, germes de contamination fécale (coliformes et streptocoques fécaux), on constate que la formule du lagunage écologique permet de supprimer presque totalement ces germes et d'atteindre une qualité sanitaire de l'eau proche ou équivalente à celle des eaux de baignade. Les plantes améliorent la désodorisation et forment un agrément esthétique appréciable.
4 - Les avantages de ces systèmes :
• un coût d'installation inférieur aux stations d'épuration classiques
• facilité d'adaptation et d'exploitation
• élimination de la pollution microbienne
• absence de consommation d'énergie et de produits chimiques
• une production moindre des boues et une gestion différée plus souple
5 - Exemples et applications concrètes
A titre d'exemple voici un document annexe présentant une lagune mixte ou rhizosphère présenté par la FEVE dans son dossier - « Contribution pour un plan départemental d'élimination des déchets sans incinérateurs - révision du schéma d'élimination et de gestion des déchets du département Vendée - février 2004 » - soumis au Conseil Général de la Vendée.
Annexe VI
Définition du Larousse. Rhizosphère : région du sol entourant immédiatement les racines des plantes et présentant de nombreuses particularités physiques, chimiques ou biologiques. Par extension, on appelle rhizosphère un ensemble de bassins utilisant les propriétés de filtration des plantes, notamment des roseaux phragmites, pour épurer des eaux usées. Le principe est simple et se situe dans une démarche éco-citoyenne. Il peut s'appliquer aussi bien à des villes de 15000 habitants qu'à une maison isolée. En préambule, on doit d'abord économiser l'eau et utiliser des produits ménagers non polluants. De plus, les circuits de récupérations des eaux vannes (WC), des eaux grises (cuisine, salle de bains, buanderie) et des eaux pluviales doivent être séparés. L'idéal étant d'avoir deux fosses septiques, l'un pour traiter les eaux vannes, l'autres pour les eaux grises. A la suite de ces fosses, on fait trois types de bassins étanches, se déversant les uns dans les autres.
1 - La roselière sur ballast :
Superficie de 5 m² par usager, profondeur 80 cm , substrat de gravier de 20/40 mm, espèces végétales comme le roseau, l'iris de marais, le jonc chaisiers, laîches, rubanier.
2 - La lagune à microphytes (planctons)
Superficie de 2 m² par usager, profondeur de 50 cm , substrat de terre argileuse ( 15 cm ), microphytes présents sont les daphnies, rotifères, algues.
3 - Le marais reconstitué
Superficie de 2 m² par usager, profondeur de 50 cm , substrat de terre, sable et grenailles.
Le trop plein de cette troisième lagune est collecté vers une mare ou peuvent vivre des poissons. Pour ces bassins, on peut utiliser des buses bétonnées au fond. Le seul entretien nécessaire sera ensuite de tailler les plantes de la roselière chaque hiver et d'enlever la couche de compost qui se sera formée sur les bassins tous les 7 ans environ ( 10 cm ). |
Quelques exemples d'applications concrètes :
- Voir à Pougny (58) près de Cosne sur Loire où fonctionne une station d'épuration à lits macrophytes.
- Voir le lagunage naturel de Mèze-Hérault près de l'étang de Thau et centre de recherche Mèze-Hérault (CEREMHER).
- Voir lagunage à macrophytes à Rufisque près de Dakar (Sénégal).
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Voir lagunage à macrophytes à partir de lentilles d'eau à Mirzapur (Bangladesh)
- Voir épuration des eaux par rizosphère de la société de cosmétiques BODY NATURE (Deux Sèvres), projet unité de production CYPRES
Application concrète en Vendée, à la Gourinière Treize Septiers présenté par Paul Arrivé président de la FEVE .
C'est une maison neuve : elle a une fosse toutes eaux (qui nécessite une vidange tous les 4 ans), un bassin (bief) planté de macrophytes à écoulement horizontal et d'un lieu de rejet : une mare.
Les caractéristiques du bief planté : Surface de 18 m2 pour 5 personnes.
L'étanchéité du bassin est assurée par une géo-membrane entre deux géotextiles.
Le bassin contient 9 m3 de gravillons. 4/8 et le liquide se situe à 10 cm sous les granulats (pas d'odeurs ; pas de danger pour les enfants). La pente en fond est de 1 %. Les plantes sont variées (massette, jonc des chaisiers, menthe aquatique, rubanier, iris des marais acore) à raison de 4 pieds au m2 Le bassin doit être faucardé en hiver.
En pratique que faut-il ?
La demande préalable nécessite une étude d'assainissement par un organisme spécialisé . La durée des travaux n'a pas excédé une journée ; le coût de 2300 € auquel il faut une fosse toutes eaux et les plantations 2 à 3 € le plant chez Aquatique de la Moine à Gétigné.
Ce type d'assainissement peut être adapté à beaucoup de maisons individuelles ou d'ilôts d'habitations : peu d'espaces, peu de pente nécessaire, pas d'odeurs, pas de danger pour les enfants, esthétique et une bonne épuration !
Bibliographie complémentaire :
- Déchets Ménagers : le jardin des impostures de Dany Dietmann - Edition l'Harmattan - 2005
- Le lagunage écologique de Yves Piétrasanta et Daniel Bondon, Ed.Economica 1994
- CTGREF « Lagunage naturel et lagunage aéré-procédés d'épuration des petites collectivités », agence de bassin Loire-Bretagne 1979
- Manuel du lagunage à macrophyte en région tropicale de Charbonnel Yves 1989
- Voir aussi les fiches et documentation officielle du CEMAGREF et de la S.A.U.R sur le procédé rhizophyte |
