Utilisation des plantes aquatiques enracinées pour le traitement des eaux usées urbaines : cas du roseau - Abissy, M.; Mandi, L. (Revue des sciences de l'eau / Journal of Water Science)

(untitled) (Université du Québec - INRS-Eau, Terre et Environnement (INRS-ETE), 1999)
La présente étude consiste à tester les potentialités d'un hélophyte : le roseau (Arundo donax) à épurer une eau usée urbaine sous un climat aride. Le pilote expérimental est constitué de bacs de 115 litres de capacité, remplis sur une épaisseur de 5 cm de gravier et de 30 cm de sol (texture : limono-argilo-sableuse). Deux bacs sont plantés de jeunes tiges de roseaux. Deux autres bacs non plantés sont pris comme témoins. L'alimentation du système se fait exclusivement par des eaux usées urbaines en bâchées de 25 litres/jour et ce avec une fréquence régulière d'une fois par semaine. L'écoulement se fait par translation verticale à travers le substrat. L'eau de percolation est récupérée au moyen d'un drain placé à la base de chaque bac. L'étude du fonctionnement hydrologique des pilotes testés, a montré que le débit moyen à la sortie du lit planté (254 ml/min) est cinq fois plus élevé par rapport au lit non planté (51 ml/min). Ce qui permet soit de traiter un volume d'eau usée plus important ou bien de réduire la superficie nécessaire par équivalent habitant. En plus, il apparaît que la présence du roseau aide d'une part à prévenir le colmatage qui est un problème fréquent dans le sol non planté et d'autre part de maintenir une porosité suffisante pour assurer la percolation des eaux en traitement. Le suivi des performances épuratoires du système à roseau montre que ce dernier assure une élimination importante de la charge organique (MES : 91%, DCO : 72%). Il fournit des eaux épurées claires et limpides. Ces résultats sont comparables à ceux du sol non planté. La réduction de NTK est de l'ordre de 53% pour le lit planté contre 41% pour le sol nu. En général, le lit planté est plus efficace dans l'élimination de l'azote. Concernant l'élimination des ions ammoniums, le taux d'abattement moyen pour le lit planté est de 24%. Le sol non planté présente une surcharge de l'effluent à la sortie en ammonium (-17%). Le phosphore total et les orthophosphates subissent globalement un faible abattement avec des phases de relargage et d'autres d'abattement. L'abattement moyen obtenu par le système planté ne dépasse pas 28% et 10% respectivement pour le PT et les PO4. Dans le système non planté, il se produit un relargage de phosphore qui se maintient sur une longue période durant la 1ère année et qui se répète également en 2ème année de fonctionnement avec une intensité moins importante. L'abattement moyen obtenu est de -8% et -33% respectivement pour le PT et les PO4. En tenant compte des pertes d'eau par évapotranspiration, la correction effectuée a montré une nette amélioration des performances épuratoires surtout pour le sol planté où les pertes de volume sont considérables. Dans ce cas l'abattement moyen obtenu pour le lit planté est de 68%, 48%, 52% et 39% respectivement pour NTK, NH4, PT et PO4. Pour le sol non planté, les abattements sont plus faibles (NTK : 51%, NH4 : 3%, PT : 12%, PO4 : -8%). La présence du roseau dans le système planté assure donc une nette amélioration de l'abattement de la charge organique et des nutriments par rapport au sol nu. Cette amélioration est faible (3 à 7%) pour la DCO et les MES, par contre pour les nutriments, elle est beaucoup plus importante (17 à 48%). Concernant la charge parasitaire, les deux systèmes planté et non planté, assurent une élimination totale des œufs d'helminthes parasites. Pour les kystes de protozoaires, le système planté assure une réduction de 99,8%. Avec l'épaisseur du substrat testée, les risques de détecter des kystes de protozoaires à la sortie des systèmes plantés est à appréhender. Selon la norme de l'OMS, l'effluent de sortie du système est classé en catégorie B. Le roseau produit une biomasse importante qui atteint 176,5 tonnes/ha. La biomasse aérienne facilement éliminée par faucardage est de 85,3 T/ha. Le taux d'azote et de phosphore exporté avec cette biomasse atteint 98,54 et 4,15 g/m2 respectivement. Ces taux retenus au niveau des parties aériennes représentent 12% de la charge reçue par le système en azote et 3% de la charge reçue en phosphore.