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POLYTECH Montpellier15 février 2016
Les filtres plantés adaptés à l’Assainissement Non Collectif
Alexandre CRAS et Didier GAUTRAND
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Systèmes à cultures fixées sur support finL’épuration est assurée par l’activité des micro-organismes aérobies et anaérobies qui se développent au sein de la rhizosphère
Les Filtres plantés : principe de fonctionnement
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Filtres en série : Chaque filtre est étanche, drainé et constitué de granulats où sont implantés des roseaux ou autres plantes des marais. On parle de Filtres Plantés de Macrophytes
Les Filtres plantés : principe de fonctionnement
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Action mécaniqueMaintien de la conductivité hydrauliqueDéveloppement de la diversité des microorganismesEffet protecteur (protection foliaire)EvapotranspirationAssimilation des nutriments (<5%)
Les Filtres plantés : rôle des macrophytes
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Rôle (fonctionne en aérobiose) :Filtration mécaniqueMinéralisation des MONitrification
Source : Cemagref
Avantages :Très robuste et peu sensible au gelInconvénients :Perte de charge importante > 1 m
Les Filtres plantés : Filtre vertical
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Rôle (fonctionne en anaérobiose):Tampon hydrauliqueAbattement bactériologiqueDénitrification
Source : Cemagref
Inconvénients :Sensible au gelRisque de colmatage à long terme
Les Filtres plantés : Filtre horizontal
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Ce système est largement utilisé en assainissement collectif.Apparu dans les années 80, réel développement dans les années 90 avec les travaux du Cemagref se basant sur ceux de Kate Seidel en Allemagne
Forte demande sur ce type de filière par les élus en raison « d’une image naturelle » et la simplicité d’exploitation (coûts bas)
Source : Cemagref
Les Filtres plantés : son développement en France
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Les filtres plantés adaptés au traitement des eaux usées et recevant - de 1,2 kg DBO5/j
Arrêté du 7/09/2009 et 07/03/2012 : Obligation de moyens
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« Les eaux usées domestiques peuvent être également traitées par des installations composées de dispositifs agréés par les ministères en charge de
l’écologie et de la santé, à l’issue d’une procédure d’évaluation de l’efficacité et des risques que les installations peuvent engendrer directement ou indirectement
sur la santé et l’environnement […] »
Section 2 – Art. 7:
Section 2 – Art. 8:« L’évaluation des installations d’assainissement non collectif est par les
organismes dits notifiés […] sur la base des résultats obtenus sur plateforme d’essai, selon un protocole précisé en annexe 2. »
Autres dispositifs de traitement
Arrêté du 7 septembre 2009 modifié parL’arrêté du 7 septembre 2009
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Respect des niveaux de rejet :
MES : 30 mg/L et DBO5 : 35 mg/L
Protocole d’évaluation
N°Séq.
DénominationDébit
nominalNombre de
mesuresDurée
(semaines)
1 Mise en service 100 % 0 X
2 Charge nominale 100 % 6 6
3 Sous-charge 50 % 2 2
4 Charge nominale 100 % 6 6
5 Faible occupation 0 % 2 2
6 Charge nominale 100 % 6 6
7 Surcharge 150 % 2 2
8 Charge nominale 100 % 6 6
9 Sous-charge 50 % 2 2
10 Charge nominale 100 % 6 6
11 Surcharge 200 % 200 % 4 4
12 Stress de non-occupation Variable 2 2
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Filières de FP agréées à ce jour
Source : MEDDE
AQUATIRIS : Jardin d’Assainissement FV-FH de 2 à 20EH et FV 5 EHAgréments n°2011-022 mod01, mod02 et 2014-014
EPUR NATURE : Autoepure 3000, 4000, 5000, 7000, 9000pour 5, 8, 10, 15, 20 EHAgréments n°2011-004, et 2012-03
JEAN VOISIN : Ecophyltre pour 4, 5, 7, 10 EHAgréments n°2014-007, et 2014-007 ext01 à ext03
RECYCL’EAU : Phytostation pour 6 EHAgrément n°2014-005
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Les Jardins D’Assainissement AQUATIRIS
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Les eaux domestiques sont dirigées vers un filtre à roseaux à écoulement vertical …
… auquel succède un filtre végétalisé à écoulement horizontal
Schéma page suivante
Filières AQUATIRIS :Jardin d’Assainissement FV-FH
Agrément n°2011-022 mod01 et mod02
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Prétraitement : filtre à roseauxà écoulement vertical (FV)
Traitement : filtre végétaliséà écoulement horizontal (FH)
Eaux ménagères+ eaux vannes
Eaux traitées
Semaine 1
Eaux prétraitées
Semaine 2
Vue de dessus
Eaux traitées
Vue en coupe
4 m²/PP1 PP = 1 EH
Source : Aquatiris
Filières AQUATIRIS :Jardin d’Assainissement FV-FH
Agrément n°2011-022 mod01 et mod02
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Filières AQUATIRIS :Jardin d’Assainissement FV
Agrément n°2014-014
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Filières AQUATIRIS :Jardin d’Assainissement FV
Agrément n°2014-014
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Autoepure EPUR NATURE
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Filière EPUR NATURE:Autoepure Fosse + Filtre combiné FV-FH
Agrément n°2011-004 et 2012-03
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Filière EPUR NATURE:Autoepure Fosse + Filtre combiné FV-FH
Agrément n°2011-004 et 2012-03
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Ecophyltre JEAN VOISIN
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Filières JEAN VOISIN :Ecophyltre FV seul
4, 5, 7, 10 EH - Agrément n°2014-007
SUBSTRAT PARTICULIER : MAYENNITE
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Filières JEAN VOISIN :Ecophyltre FV seul
4, 5, 7, 10 EH - Agrément n°2014-007
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Phytostation RECYL’EAU
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Filière REYCL’EAU :Phytostation FV-FH
Agrément n°2014-005
Filtre à écoulement vertical (FV) sans alternance
SUBSTRAT PARTICULIER : POUZZOLANE
Filtre à écoulement horizontal (FH)
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Quelques exemples en images
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Filières AQUATIRIS :Jardin d’Assainissement FV-FH
Agrément n°2011-022 mod01 et mod02
Source : Aquatiris
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Filières AQUATIRIS :Jardin d’Assainissement FV-FH
Agrément n°2011-022 mod01 et mod02
Source : Aquatiris
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Mise en œuvre
des Jardins
d’Assainissement
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Filière REYCL’EAU :Phytostation FV-FH
Agrément n°2014-005
Filtre à écoulement vertical (FV)
Filtre à écoulement horizontal (FH)
Source : Recycl’eau
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Source : Jean VOISIN
Filières JEAN VOISIN :Ecophyltre FV seul
4, 5, 7, 10 EH - Agrément n°2014-007
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Quelles performances ?
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526,2
416,8
998,4
69,2 22,8
162,1
13,8 7,3 71,6
0
200
400
600
800
1000
1200
MES DBO 5 DCO
Brut
Prétraité (sortie FV)
Traité (sortie FH)Con
ce
ntr
ation
en
mg
/l
Valeur seuil
30 35
125
Analyses réalisées par le laboratoire EIBA
Résultats d’Analyse :concentrations
Source : Aquatiris
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0%
20%
40%
60%
80%
100%
MES DBO5 DCO
81%94%
78%
17%
5%
16%
98% 99% 93%
% d
'ab
atte
men
t
Paramètres
Abattements calculés sur 7 stations FV+FHfonctionnant en charge nominale
abattementinstallation
FH
FV
Source : Aquatiris
Résultats d’Analyse :Rendements épuratoires
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Aspects sanitaires
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« Les installations mettant à l’air libre ou conduisant au ruissellement en surface de la parcelle des eaux usées
brutes ou prétraitées doivent être conçues de façon à éviter tout contact accidentel avec ces eaux et doivent être
implantées à distance des habitations de façon à éviter toute nuisance.[…] »
Arrêté du 7 septembre 2009 (section 1 – Art. 2):
La Règlementation
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Présence de germes en surface => RISQUE
EXPOSITION : contrôlable. Plusieurs moyens d’éviter le contactentre l’usager et ses effluents
DANGER = RISQUE x EXPOSITIONPeut être nul
RISQUE/EXPOSITION/DANGER
Source : Aquatiris
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La problématique Moustiques
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Très invasifVecteur de la dengue et du chinkungunya
Les Moustiques …
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De 10 à 15 jours avant émergence
Aedes albopictus
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Décolmatage par les tiges de roseaux
Semaine 1
Semaine 2
Vue de dessus
Alternance hebdomadaire d’alimentation
Qualité du sableNorme DTU 64-1 + Test de
Grant
QUALITE DE LA MISE EN OEUVRE
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L’entretien
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FABRICANTAlternance
d’alimentation
Faucardage
DésherbageCurage vidange
AQUATIRIS
Alternance de lit
d’alimentation du 1er
étage (manuel ou
automatique) Faucardage après
l’ hiver : couper les
hélophytes à la
surface des filtres
Désherbage 2
fois/an
Curage du 1er étage : afin
d’enlever les dépôts humifiés
accumulés (20 cm environ sur
toute la surface) tous les 10
ans environ
RECYCL’EAU Pas d’alternanceCurage du 1er étage tous les
10 ans environ
EPUR NATURE Pas d’alternance
Vidange de la fosse tous les
4 ans ou 50% de la hauteur
de fosse
JEAN VOISINAlternance
automatique
Curage du 1er étage tous les
8-10 ans environ
Les Filtres plantés :L’entretien
+ NETTOYAGE DE L’HYDRAULIQUE (poste de relevage, chasse etc etc)
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Coûts des Installations sur 15 ans
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FABRICANT Modèle Chantier Entretien CurageRenou-
vellementCoût sur 15 ans
AQUATIRIS 5 EH 8250 €HT100 à
200€/an
200€/10
ans
~ 800-900 € HT/an
RECYCL’EAU 6 EH 7850 € HT100 à
500€/an
350€/10
ans
~ 800-900 € HT/an
EPUR NATURE 5 EH Non communiqué
JEAN VOISIN 5 EH 9500 € HT 160 €/an250 €/10
ans
Pompe :
370€/7 ans
~ 800-900 € HT/an
Les Filtres plantés :Coûts des installations sur 15 ans
Sources : guides de l’usager pour le modèle retenu de chaque Fabricant
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Dispersion et valorisationdes eaux usées traitées
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Valorisation des Eaux usées traitées
Filière performante, fiable et adaptée à l’habitat individuel
Possibilité de prélever un échantillon pour analyse en sortie de filière
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Exemple de fossé végétalisé (noue d’infiltration)
Dissipation et Infiltration des Eaux usées traitées
Noue plantée d’hélophytes
Saulaie
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La mise en œuvre
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La Mise œuvre d’un filtre planté en ANC :Qui réalise la mise en œuvre d’un filtre planté ? Les entreprises de terrassement Les entreprises du paysage Les usagers
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :
L’implantation : Normalement, l’étude à la parcelle devrait déterminer l’implantation du dispositif sur la parcelle. Il est toutefois important de souligner l’intérêt de l’intégration paysagère du filtre planté sur la parcelle. Cette étape permet la matérialisation sur le sol des différents éléments de terrassement à effectuer.
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :
Le terrassement : L’entreprise doit avoir une maîtrise parfaite de ces terrassements (données techniques figurant dans l’étude à la parcelle) car ils vont permettre de positionner les ouvrages, de définir l’altimétrie d’entrée et de sortie des canalisations, de définir les revanches.
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :Le terrassement :
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :
Mise en place d’éléments d’étanchéité : Pour les filtres plantés créés in situ, une géomembrane est mise en place sur le fond de fouille prise entre deux géotextiles anti-poinçonnements.Tous les éléments étanches de type « passage de paroi » permettent de garantir l’étanchéité des canalisations entrantes dans le filtre.
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :
Mise en place d’éléments d’étanchéité : Pour les filtres plantés préfabriqués, des ouvrages permettant de garantir l’étanchéité seront posés sur le fond de fouille ou l’on aura mis en place un lit de pose réalisé avec du sable ou de la gravette.
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :
Mise en place des canalisations de collecte/ventilation :
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :
Mise en place des différentes couches de granulats : La granulométrie peut avoir une certaine différence d’un dispositif à l’autre (définie par le rapport d’étude du dispositif)
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :
Mise en place des éléments permettant l’alternance des différents casiers :
Mise en œuvre
Délimitation des casiers réalisée avec des éléments béton
Vannes guillotines permettant d’effectuer l’alternance
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Les différentes étapes :
Mise en place des canalisations permettant l’alimentation les différents casiers Des canalisations « pression » sont disposées sur la couche de graviers, une canalisation de diamètre supérieur est utilisée pour la colonne d’alimentation. Ce dispositif est alimenté par un poste de relevage.
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :
Mise en place de la couche de sable
Une couche de sable compatible avec le DTU 64-1 est mise en place.Il est disposé, autour des colonnes d’alimentation, une couche de graviers de granulométrie 20/40 qui aura pour rôle d’éviter l’affouillement et de favoriser la répartition des eaux usées brutes.
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :Mise en place des végétaux
Mise en œuvre
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les différentes étapes :
Mise en place des différents dispositifs de protection et de sécurité
Mise en œuvre
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Les différentes étapes :Dispositifs en fonctionnement depuis environ un an :
Mise en œuvre
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Conclusions et perspectives
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La Filière de filtres plantés est globalement : Très performante Bonne intégration paysagère D’un entretien simple et de type jardinier (peu coûteux)
Ses limites :CouteuseTraitement de l’Azote et du PhosphoreAbattement bactériologique sur les filières avec filtre vertical seul
Possibilité de valorisation des eaux usées traitées sur de l’irrigation souterraine des végétaux
Conclusions et perspectives
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Alexandre CRAS et Didier GAUTRAND
Association EAU FIL DE L’EAUwww.eaufildeleau.fr
« Promouvoir les métiers de l’ANC par la Formation,l’Education, l’Information, la Recherche & Développement »
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