Phytoépuration & pédoépuration

Description

En l’état actuel de la technique et de la législation, l’épuration collective semble être une technique incontournable tant pour les centres urbains que moins urbanisés. On pourrait pourtant diminuer les impacts environnementaux de l’épuration collective actuelle en appliquant certains des concepts de base de l’assainissement intégré, c’est-à-dire l’assainissement écologique (ou SAINECO - voir eautarcie.org). Une des premières mesures serait la subdivision de la ville en plus petites unités (collectives ou non-collectives) pour la collecte et l’épuration. L’objectif étant d’éviter, autant que faire se peut, le rejet direct des eaux épurées dans une rivière (source: Eautarcie.org).

La phytoépuration, traitant les eaux grises, serait couplée avec une zone humide. Le principe de filtration par les plantes joue un rôle important dans le rétablissement des cycles de l’eau 

• (1) Les eaux grises épurées d’un quartier seraient déversées en sortie de station d’épuration (adaptée à cet usage) dans une zone humide aménagée à cet effet, et non pas dans un cours d’eau. 

• (2) La photo-épuration (L'exposition à la lumière et à l'air) achèvera l'épuration avant l’envoi définitif de ces eaux dans le cours d’eau le plus proche. Ces nouvelles zones humides peuvent ainsi devenir des zones de refuge écologique et des « poumons » des villes. On pourrait même envisager la valorisation de la biomasse végétale produite à l’aide de taillis à courte rotation, irriguée par les eaux clarifiées. Sur le plan collectif, certaines communes comme Saint-Apollinaire (07), Saint-Julien-de-Vouvantes ou Barbechat (44) ont déjà mis en place des systèmes de phytoépuration à l’échelle de quartiers.

A l’instar des autres systèmes d’assainissement des eaux usées (fosse septique, station d’épuration, microstation, fosses toutes eaux,…), la phytoépuration a pour principe général de séparer les matières organiques liquides et solides. S’ajoute à cela la dégradation des particules grâce aux bactéries. La phytoépuration s’appuie sur 3 piliers (Source: Low tech lab):

- les bactéries dégradent les particules organiques afin de les rendre assimilables par les écosystèmes naturels,

- le substrat (granulats ou graviers), qui joue un rôle d’enracinement pour les plantes et d’habitat pour les bactéries, mais aussi de filtre pour permettre de laisser passer l’eau tout en bloquant les éléments à volumétrie importante.

- les plantes, avec le développement de leurs racines et le mouvement de leurs parties aériennes, qui décolmatent le filtre qui, contrairement à toutes les autres solutions, s’auto-entretient. De plus, elles stimulent l’activité bactérienne autour de leurs racines : la rhizosphère. Elles jouent un rôle mineur dans la décontamination de l’eau en absorbant une petite proportion des minéraux.

La phytoépuration permet par conséquent de : 

• Traiter les grosses particules, stoppées et décomposées pour ensuite être transformées en compost.
• Traiter les polluants via des systèmes naturels (terrains sableux, plantes absorbantes et racines absorbantes, bactéries associées)
• Réaliser un traitement biologique, les composts et particules stockées au niveau des racines des plantes étant décomposés par les bactéries et transformés en nutriments permettant leur croissance.
• Obtenir une eau naturellement assainie et dépolluée en sortie, pouvant être déversée dans une zone humide ou dans un autre espace naturel. La phytoépuration régénère ainsi la biodiversité.
• produire du bois de chauffage ou du BRF. Par exemple, le bois de saule possède une molécule favorisant la pousse des plantes, idéal pour créer une pépinière/”bouturière” afin d’y développer des arbres et arbustes

Enjeux relatifs à la mise en place

• Expertise/ nombre d’acteurs/ complexité : la mise en place d’une station de phytoépuration non-collective nécessite une étude de nivologie et de perméabilité du terrain, puis un agrément du service public d’assainissement non collectif (SPANC). L’installation peut être réalisée soit en auto-construction, soit par une entreprise spécialisée. La mise en place d’une station de phytoépuration collective nécessite quant à elle un certain nombre d’étapes incompressibles (cf. points d’attention ci-dessous). En matière d’assainissement collectif, le choix de la filière de traitement des eaux usées appartient à la collectivité qui détient cette compétence, dans le respect des modalités prévues par le code des marchés publics. La technique de traitement retenue doit notamment permettre de répondre aux normes de rejets fixées par les services de l’État en charge de la police de l’eau au regard de la sensibilité du milieu naturel dans lequel vont être rejetées ces eaux traitées, aux contraintes d’implantation des installations et à la taille de l’agglomération concernée. Les pouvoirs publics n’ont donc pas vocation à encourager eux-mêmes le recours à une filière de traitement particulière. En revanche, des documents techniques sont mis à disposition des collectivités pour les aider à retenir les options techniques adaptées à leurs besoins et éventuelles contraintes (techniques, financières, …). Pour les guides techniques, voir sur le portail national eaufrance. Par ailleurs, l’article L. 3232-1-1 du code général des collectivités territoriales prévoit également que les départements mettent à disposition des communes ou établissements publics de coopération intercommunale une assistance technique pour aider les communes rurales à mettre en place et gérer dans les meilleures conditions possibles leurs installations de traitement des eaux usées.
• Durée : pour les stations non-collectives, entre les études préalables, l’agrément du SPANC et les travaux, plusieurs mois voire plusieurs années peuvent être nécessaires. Compter également plusieurs années pour les stations collectives, qui nécessitent la préemption d’un terrain par la collectivité territoriale compétente, une étude de faisabilité et d’impact, la recherche d’aides publiques, la passation et l’adjudication d’un marché, et la mise en place d’un calendrier de travaux et de livraison.
• Coût : pour une installation collective, environ 700 000 € pour 1 000 habitants (exemple de la commune de Barbechat). Pour une installation à l’échelle d’un foyer (pour une famille de 4 à 5 personnes, il faut environ 24m² de bassin de phytoépuration), compter moins de 10 000 € pour le terrassement, les matériaux et la pose (ces coûts pouvant être réduits dans le cas d’une auto-construction).
• Equipement : le système consiste en un ou plusieurs bassins étanches remplis de substrats (pouzzolane, sable, gravier...) sur lesquels sont implantées des plantes épuratrices, principalement des roseaux phragmites. La pose de cet équipement nécessite des travaux de terrassement, puis la pose de gravier (granulométrie 12/20 ou 20/40mm), de gravillons (granulométrie 4/8, 4/12 ou 6/10 mm), de sable siliceux lavé (granulométrie 0/4 mm), de toile géotextile anti-poinçonnante, de bâches EPDM, de tuyaux PVC, ainsi que de raccords, drains, vannes et passe-parois.
• La création de cette station de phytoépuration répond à un besoin du territoire : l’assainissement écologique des eaux usées.

Contributions à la résilience

• Traitement naturel des eaux usées, évitant l’utilisation de gros dispositifs de traitement - à l’instar des stations d’épuration classiques
• production de bois de chauffage et/ou de BRF
• Préservation et renforcement de la biodiversité, les eaux usées alimentant les plantes dépolluantes ainsi que les zones humides en aval, et les matières fécales étant utilisées comme compost
• Émulation des acteurs locaux (élus, personnels administratifs, citoyens, associations, entreprises locales) autour d’un projet de transition écologique
• Vecteur pédagogique : permet de comprendre comment sans utiliser d’énergie ni de grosses infrastructures, il est possible de dépolluer naturellement et recycler l’ensemble des eaux usées

Points d’attention

• Il est très important d’utiliser des produits biologiques au quotidien (vaisselle, ménage, douche, lessive, sanitaires) car ces derniers se retrouvent ensuite dans le système de filtration naturel.
• Pour les stations de phytoépuration non-collectives :
  • L'aspect réglementaire : il est nécessaire de réaliser une étude de nivologie et de perméabilité du terrain, étape obligatoire et indispensable pour le dimensionnement et l'implantation. Les installations non-collectives doivent également être déclarée au service public d’assainissement non collectif SPANC, l'organisme officiel en charge de l’agrément des matériels et des systèmes. Selon la taille de l'installation, qui est calibrée en équivalent-habitant, le SPANC impose soit une obligation de résultat (installations supérieures à 20 équivalent-habitant), soit une obligation de moyens.
  • Le dimensionnement, qui doit être réalisé en m² de surface d'épuration par équivalent-habitant. Selon les systèmes, on compte entre 1 à 3 m² par équivalent-habitant, modulé par le nombre de pièces.
  • Les nécessités d’entretien périodique (en général un entretien annuel, et un contrôle périodique de la qualité des eaux en sortie de processus - cf. loi Grenelle II)
• Pour les stations d’épuration collectives :
  • Les étapes classiques inhérentes à la construction d’un équipement public : préemption d’un terrain par la commune, délibération de l’assemblée locale, étude de faisabilité et d’impact, procédure de passation de marché, budget, suivi de la maîtrise d’ouvrage et de la maîtrise d’œuvre.
  • Le budget relativement élevé (environ 700 000 € pour 1 000 habitants dans la commune de Barbechat), et donc une nécessaire recherche de cofinancements.
  • Sur la question des contrôles, certaines communes prennent des arrêtés les rendant obligatoires soit en se fondant sur l’article L 2224-12 du Code général des collectivités territoriales, soit par une délibération précise (ce qui est souvent le cas). L’absence de réelle base juridique concernant le diagnostic d’assainissement collectif explique en grande partie l’absence de sanctions lorsque ce dernier n’est pas réalisé.

Exemples inspirants

Exemple 1: système de phytoépuration du centre agroécologique “Les Amanins”.

• Lieu : La Roche-sur-Grane (26)
• Source(s) : https://www.lesamanins.com/

Description :

Le projet des Amanins est un bel exemple concret de lieu modèle en termes de gestion de l’eau. Le centre a mis en œuvre plusieurs solutions afin d’y parvenir comme le recours aux mitigeurs pour limiter la consommation, l’installation de toilettes sèches à séparateur, la création d’une station de phytoépuration pour traiter les eaux grises et les urines, la construction d’un lac collinaire pour récupérer les trop pleins des sources sur le domaine mais aussi les eaux pluviales afin d’irriguer de façon écologique les parcelles maraîchères, ainsi que la création d’une mare, zone humide tampon permettant aussi un îlot de biodiversité.

Plus précisément, les toilettes sèches des Amanins sont à séparation, afin de traiter différemment les matières fécales et les urines. Les urines intègrent les eaux usées et sont traitées par la phytoépuration, alors que les matières fécales sont compostées. Pour maintenir l’humidité nécessaire aux lombrics rouges qui digèrent les matières organiques et les transforment en terreau, ces derniers sont protégés des intempéries et arrosés ponctuellement. Il faut environ 6 mois à un an pour obtenir un bon terreau que l’on pourra utiliser en arboriculture.

S’agissant de l’épuration des eaux usées, le circuit des urines et des eaux sanitaires (eaux grises) mène à une cuve de 4 000 litres. Les eaux de cuisine (eaux grasses) passent par un filtre à paille puis un dégraisseur. L’ensemble des eaux (grises et grasses) se rejoignent ensuite dans un siphon auto-amorceur de 200 litres, qui lorsque son niveau est atteint, se vide. Les eaux passent alors dans un aérateur, puis sont déversées dans le premier bassin par un système de “bâchées”, c’est-à-dire par à-coups. Elles recouvrent alors la moitié du premier bassin (alternance une semaine sur deux, réalisée grâce au répartiteur). Le premier bassin (filtre à écoulement vertical) est constitué au fond d’une couche d’environ 15 cm de gravier, avec un drain qui alimente le deuxième bassin, et au-dessus d’une couche de sable d’environ 80 cm sur laquelle ont été plantées des phragmites. Ce sont leurs racines qui digèrent et transforment les matières organiques et nutriments contenu.es dans l’eau s’infiltrant dans le sable. Le deuxième bassin (filtre à écoulement horizontal) est constitué de plantes aquatiques et de roseaux à massette. Il termine le recyclage de l’eau. Enfin, le troisième bassin, avec des plantes plus petites, sert de stockage et finalise totalement le filtrage de l’eau. L’eau y est alors conforme à la législation : de qualité baignade. Le trop plein du troisième bassin repart dans la nature.

Exemple 2 : commune de Barbechat.

• Lieu : Barbechat
• Source(s) : https://www.ouest-france.fr/pays-de-la-loire/barbechat-44450/les-eaux-usees-de-la-commune-sont-traitees-par-phytoepuration-2985079

Description :

Doté historiquement d'un seul réseau qui alimentait trois lagunes, le système de traitement des eaux avait été équipé, il y a une dizaine d'années, d'un filtre à sable, lors de la construction du lotissement des Roches. « Ce dispositif ne répondait pas à l'éventuelle augmentation de la population », précise Jacky Bannwarth, déjà en charge du projet, sous l'ancienne municipalité.

La nouvelle unité de traitement des eaux usées, d'une surface de 2,5 ha, est dimensionnée pour 1 000 habitants. « À ce jour, 630 habitants sont raccordés. Cette installation répondra à la croissance de notre commune et intègre la prolongation du réseau de collecte vers des habitations existantes », indique le maire, Loïc Jamin.

100 000 l d'eau traités chaque jour.

La technique de traitement s'effectue, à la fois, par des filtres plantés de roseaux et un bassin de lagunage. « La particularité de notre station réside dans le rejet des eaux épurées vers le milieu naturel, précise Jacky Bannwarth. 100 000 litres d'eau sont traités quotidiennement. »

Selon les saisons, l'eau traitée se déverse soit vers la Divatte, quand la rivière a suffisamment de débit, soit vers une zone d'absorption, composée de saules (saulaie) en période sèche. « Les intérêts sont multiples : l'écosystème est ainsi préservé et permet également une production de bois qui sera transformée, en partie, en granules de chauffage », conclut l'adjoint.

La société Sinbio a été retenue pour la partie maîtrise d'oeuvre et Sogreah, pour l'assistance à maîtrise d'ouvrage. Le coût du projet s'élève à 694 543 € TTC. La part communale représente 35 % et provient de deux sources : 13 650 € issus du budget communal, et 232 475 € issus de l'agence de l'eau, grâce à un emprunt à taux zéro.

Ressources

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Bibliographie

• Une visite d'un dispositif sur l'utilisation des saules et du peuplier en phytoremédiation. - YouTube

• La généralisation de la phytoépuration pour les bassins de décantation des petites communes rurales est-elle envisagée ? (lagazettedescommunes.com)
• Eaufrance: www.eaufrance.fr
• A qui s’adresse la phytoépuration, l'assainissement par les plantes ? (lacompagniedesforestiers.com) : https://www.lacompagniedesforestiers.com/amenagements-exterieurs/assainissement-ecologique-par-les-plantes/a-qui-sadresse-la-phytoepuration/
• La phyto-épuration, solution d'avenir ? (hebdo-ardeche.fr) ; https://www.hebdo-ardeche.fr/actualite-8997-la-phyto-epuration-solution-d-avenir
• Les eaux usées de la commune sont traitées par phytoépuration (ouest-france.fr)
• Vaunaveys-La-Rochette. À la découverte de la phyto-épuration (ledauphine.com)
• La ressource en eau : le nouvel eldorado - Les Amanins
• Une technique d'assainissement écologique au Perthuis-Churin (ouest-france.fr)
• Arrêté du 27 avril 2012 relatif aux modalités de l'exécution de la mission de contrôle des installations d'assainissement non collectif - Légifrance (legifrance.gouv.fr)
• Phytoépuration — Wikipédia (wikipedia.org)
• Phytoépuration eaux usées — Low-tech Lab (lowtechlab.org)
• Phytoépuration : qu'est-ce que c'est et comment ça fonctionne ? (citizenpost.fr)
• Phytoépuration : prix et intérêt | Ecofoyer.fr : le guide pour réussir votre éco construction
• Assainissement : adopter la fosse toutes eaux ou la phytoépuration ? (ooreka.fr)
• Reglementation en autoconstruction. Phytoepuration (jsjenvironnement.fr)