Lagunage aéré
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Etude inter-agences
3 4 1 . 1
79LA
a g u n a g e n a tu r e l
e t
l a g u n a g e a r e
WmmmMStw
-
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Etude inter-agences
1 > H \ I
LA-
l a g u n a g e n a t u r e l e t l a g u n a g e a r
p r o c d s d'puration d e s p e t i t e s c o l l e c t i v i t
MINISTERE DE L'ENVIRONNEMENT
ET DU CADRE DEVIE
AGENCE DE BASSIN LOIRE-BRETAGNE
JUIN 1979
MINISTERE DE L'AGRICULTURE
CENTRE TECHNIQUE DU GNIE
RURAL DES EAUX ET FORETS
Division Qualit des Eaux,
Pche e t P isc icu l ture
Section Gnie Rural
Groupement d 'AIXEN-PROVENCE
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LAGUNAG E NATUREL ET LAGUNAGE AR
PROCDS D'EPURATION DES PETITES COLLECTIVITS
SOMMAIRE
INTRODUCTION
CHAPITRE I
Pages
L'EPURATION DES EFFLUENTS DES PETITES COLLECTIVITES
CARACTRISTIQUES DES EFFLUENTS - EFFETS DES REJETS
SUR LES MILIEUX RCEPTEURS - PROCDS D'EPURATION
CARACTRISTIQUES DES EAUX RSIDUAIRES ISSUES DES
PETITES COLLECTIVITS . . . '.. 1
Origine et composition des eaux uses dom estiques 1
Par am tres dfinissant la pollution des eau x use s dom estiqu es 2
D o n n es d e b as e d u d im e ns io n ne m en t d es s ta tio ns d ' pu ra ti on . . . . . . . . . . . . . 3
EFFETS D'UN REJET D'EAUX USES SUR LES MILIEUX RCEPTEURS -
DTERMINATION DU DEGR D'PURATION PRALABLE 5
Rejet da ns le sol . . 6
Rejet da ns les eau x do uc es superficielles , 6
Rejet da ns le milieu marin ; . 10
PROC DS D'EPURATION APPLICABLES AUX PETITES COLLECTIVITS . . . . 11
Paramtres essentiels pour le choixd'unetechnologie 12
Exam en des proc ds d'puration , . 13
CHAPITRE II
L'EPURATION DES EAUX USES PAR LAGUNAGE
PRINCIPE DE L'EPURATION BIOLOGIQUE, LAGUNAGE NATUREL,
LAGUNAGE AER
PRINCIPE DE L'EPURATION BIOLOGIQUE - LES ORGANISMES VIVANTS ET
LEUR ROLE DANS L'EPURATION . 17
Prsen tation gn rale de l'difice biologique aqu atiq ue et son rle da ns l'puration 17
Les principaux organismes vivants, constituants des peuple men ts 18
Les germes patho gne s et les germes-test de contamination fcale 24
Les mcan ismes d'puration .
: . ...
2 4
APPLICATION AU LAGUNAG E NATUREL 29
Terminologie 29
Les perform ances de laguna ge naturel . . . . . 30
Conception des lagunes . \ . 3 4
-
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APPLICATION
A U
LAGUN AGE AR
. . . . . . . . . . . . . . . 3 8
Terminologie
3 8
Per formances - Considra t ions thor iques . . 3 8
Dimens ionnement d e souvrages et q u i p e me n t s 4 0
Domaine d'util isation -Elments d uchoix d ' u n lagunage ar . . . . . . . . . . . . . . . 4 2
CHAPITRE III
MISE EN OEUVRE DU LAGUNAGE
ETUDES PRALABLES . 45
Topographie ; 45
Reconnaissance des terrains . ... . . ....
-
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PREFACE
Qu 'il s'agisse de ma intenir les popu lations dans les petites collectivits ou de dve-
lopper les capac its d'accueil des comm unes touristiques, il est indispensable d'offrir
aux hab itants des zones rurales des conditions de vie qui correspondent au niveau co-
nomique et social de la Nation.
L'alimentation en eau potable pratiquement ralise partout rpond ce besoin.
La tche qu e nous devons assurer maintenant consiste vacuer et traiter les eaux
rsiduaires dans les meilleures conditions. Mais l'objectif va au-del de la satisfaction
des besoins immdiats des habitants puisqu'il prend en comp te la ncessaire protection
des milieux naturels.
Les solutions techniques et financires labores pour l'assainissement des villes ne
sont pas directement transposables aux petites collectivits locales.
Il tait donc opportun que nos administrations entreprennent une rflexion sur les
caractres spcifiques de l'puration des eaux uses des petites collectivits et prsen-
tent les procds qui paraissent apporter des solutions adaptes aux problmes rencon-
trs.
Le prsent docum ent, rdig en comm un par l'Agence de bassin Loire-Bretagne
et le Centre Technique du G nie Rural, des Eaux et des Forts, avec le concours de
nomb reux techniciens com ptents, concrtise la collaboration quotidienne des services
de nos dpartements ministriels.
Les solutions qu 'il expose prsentent l'intrt de concilier une technique fiab le, et
une exploitation sim plifie, avec un cot acceptable pour les petites com munes et une
intgration harmonieuse dans les paysages ruraux.Elles font appel l'intelligence et au
bon sens des techniciens et des lus qui ont la volont de tirer le meilleur parti de leurs
ressources financires limites.
En effet, ce document, destin aux techniciens qui ont pour mission de conseiller
les lus, reste accessible, pour l'essentiel, aux non spcialistes de l'puration des eaux
uses.
i . . .
Cet effort de simplicit et de clart ne manqu era pas d'tre apprci par les maires
des petites com munes. Il mritait d'tre soulign.
SUJUT^N
MICHEL D'ORNANO
MINISTRE DE L'ENVIRONN EM ENT PIERRE MEH AIGNERIE
ET DU CAD RE DE VIE MINISTRE DE L'AGRICU LTUR E
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INTRODUCTION
La desserte en eau potable permet aux habitants des petites collectivi-
ts l'utilisation des quipem ents m nagers et sanitaires modernes autrefois
rservs aux populations urbaines les plus favorises. Mais l'accroissement
des consommations
d'eau
troitement li la progression du niveau de viea pour c onsquence une production d'eaux uses dont il convient d'assu-
rer l'limination sans crer de nuisances ni de risques de pollution des
eaux. Les problmes d'assainissement ne sont donc plus limits aux gran-
des concentrations humaines mais proccupent galement les responsa-
bles de l'amnagement rural.
On a pu penser qu'il suffisait d'extrapoler (avec quelques adaptations)
les techniques ayant fait leurs preuves pour les grandes collectivits. Aussi
de nombreux rseaux et stations d'puration ont t mis en uvre dans
les petits bourgs ruraux ; dans la plupart des cas ils ont apport des solu-
tions satisfaisantes au prix il est vrai d'efforts financiers importants.
Cependant, les efforts d'adaptation des techniques aux conditions
spcifiques des petites collectivits,
s'ils
doivent tre poursuivis, risquent
toutefois de
s'avrer
insuffisants, et ce d'au tant plus qu e la
taille
des collec-
tivits restant desservir devient de plus en plus faible.
Dans certains dpartements la majorit des collectivits de plus de
1000 habitants sont quipesd'unestation d'pu ration et la desserte des
bourgs de taille trs infrieure parfois jusqu ' 2 0 0 habitants est env isage .
Pour ces quipem ents, l'adaptation des techniques classiques devient
alors trs hasardeuse. En outre, rapports l'habitant desservi les cots
d'investissement et surtout d'exploitation croissent trs vite et deviennent
insupportables pour la collectivit, mme
s'ils
peuvent tre parfois mas-
qus par les aides publiques. Les consquences en sont que
les
techniques
et les quipements mis en uvre ne sont pas toujours
d'une
qualit sou-
haitable et que leur exploitation n'en est que plus difficile raliser correc-
tement.
Danslecadre
d'une
tude inter-agences sur l'assainissement des peti-
tes collectivits, l'Agence de bassin Loire-Bretagne a recherch parmi les
techniques d'puration actuellement disponibles celles qui pouvaient le
mieux rpondre aux problmes spcifiques des petites collectivits. Lors
des premiers contacts tablis avec les diffrents services concerns,
il
est
apparu que le Ministre de l'Agriculture poursuivait la mme rflexion et
aboutissait aux mmes conclusions, savoir que les techniques du lagu-
nage naturel de prfrence, mais aussi du lagunage ar rpondaient bien
ces problmes.
Ce document est donc
le
fruit
d'une
troite collaboration entre les ser-
vices du Ministre de l'Agriculture - CTGREF- division pche et p iscicul-
ture - qualit des eaux et section gnie rural d'Aix-en-Provence, et ceux de
l'Agence de bassin Loire-Bretagne.
Il comporte quatre chapitres qui abordent successivement l'analyse
des caractristiques spcifiques aux petites collectivits, la description et le
dimensionnement des lagunages naturels et a rs, les problmes de mise
en uvre du lagunage et enfin quelques donnes concernant l'exploita-
tion.
Ce document a t soumis sous la forme
d'une
minute puis d'un
document provisoire de nombreux matres d'uvre dont certains ont
formul des remarques dont il a t tenu compte pour la rdaction dfini-
tive.
La Mission dlgue de bassin Loire-Bretagne a mis un avis favora-
ble sa diffusion, le 22 Novembre 1 9 7 8 , ainsi que la Mission interminist-
rielle
dlgue
de
l'eau
le 24 janvier 1979.
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CHAPITRE I
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CHAPITREI
L'puration des effluents des petites col lectivits
Caractristiques des effluents
Effets des rejets sur les milieux rcepteurs
Procds d ' purat ion
En collectant
les
eaux useset
en les
loignant
des
habitations,les
rseaux d'go uts assu rent la protection sanitaire des individus et participent
l'amlioration
de la
qualit
du
cadre
de
vie. Cepe ndan t, ils concentrent
en quelques points
les
eaux rsiduaires don t
le
rejet peut prsenter
une
menace srieuse pour la qualit
du
milieu naturel qui les reoit. Il est do nc
indispensable d'assurer une puration pralable qui aura pour objectif
de
rendre compatible ce rejet avec lemaintien d 'une certaine qualitdu
milieu rcepteur concern. Les procds d'puration qui devront tre mis
en uvre seront dfinis enprenant encompte:
lescaractristiquesdeseffluents,
lescapacits d'acceptation desmilieux naturels concer-
ns ,
lesmoyens techniques disponibles.
Caractristiques des eaux rsiduaires issuesdes petites collectivits
Les caractristiques
des
eaux rsiduaires dom estique s sont lies leur
origine
et
s'exprimen t
au
moyen de paramtres dont les valeurs sont utili-
ses pour
le
dimensionnement des dispositifs
de
traitement.
Origine et composition des eaux uses domestiques
O n distingue g n ra lem en t : ' . ' .
les eaux vannes,
les eaux mnagres.
Le s e a u x v a n n e s
sont issues
des WC
etreprsentent unvolume
journalier d'environ
301/usager,
elles contiennent essentiellementdes
matires organiques qui reprsentent environ 1/3 de lapollutionde
l 'ensemble des eaux uses domestiques.
La
dissmination dans
le
milieu
naturel
des
germes patho gnes issus de la flore intestinale et contenus
dans les eaux vannes peut trel'origine
de
contamination, soit directe
par contact, soit
le
plus souvent indirecte par l 'intermdiaire des aliments
et plus particulirement
de
l 'eau consomme.
L e s e a u x m n a g r e s trouvent leur origine dans lesautre s utilisa-
tions domestiques del'eau : cuisine, salle de bain, buanderie, ... Le
volume journalier de ces eaux pe ut varier dans de g randes proportions en
fonction
de
l 'quipement mnager
et
sanitaire
et
des habitudes d 'hygine.
Ainsi, une machine laver
le
l inge consom me
en
moyenne
par
lavage
1001 d 'eau, une machinelaverlavaisselle 70 1,unbain ncessite70
100 1,unedouchede 30
601
.
Dans les petites collectivits dont l 'approvisionnement
en
eau potable
est
rcent, les quipements sanitaires
et
mnagers
ne
sont mis
en
place
que
trs progressivement. Il s'ensuit que la consommation d'eau mnagre
est
-
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souvent faible,
en
moyenne
de 50
1
par jour
et
par usager.
On
peut cepen-
dant prvoir qu'elle s'accrotra progressivement pour atteindre
une
valeur
prochede 100 1.
Ces eaux contiennent
des
matires organiques ainsi
que des
produits
d'entretien mnagerset enparticulierdesdtergents.
En l'absencederseau, leseaux uses domestiques font l'objet d'unecol-
lecte
et
d'une puration sommaire
au
moyen
de
dispositifs d'assainisse-
ments individuels.Ladispersion deseaux dansle sol par unpandage
souterrain
faible profondeur assure ensuite l'limination
des
eaux
et de
l'essentiel
des
nuisances.
.
Lorsque
la
densit
de
l'habitat
le
justifie
ou que des
conditions parti-
culirement dfavorables conduisent
l'abandon
de
l'assainissement indi-
viduelet lamiseenplaced'unrseaucollectif,les fosses septiques doivent
tre court-circuites lors
du
raccordement
au
rseau.
Paramtres dfinissantlapollutiondeseaux usesdom es-
tiques
En plus
du
risque sanitaire,
les
eaux rsiduaires peuvent tre
l'ori-
gine d'une pollution desmilieux naturelsqui lesreoivent enraisondes
lments qu'elles contiennent.
La
nature
et la
composition
de ces l-
ments qui constituent des dchets
de
l'activit humaine peuvent tre extr-
mement varies,ce quirend leur caractrisation difficile etimplique l'utili-
sation
de
paramtres globaux
qui
sont
le
plus souvent rduits
deux
ter-
mes:
les matires en suspension (MES)
les matires oxydables (MO)
Les
matires
en
suspension
sont les particulesdetoutes taillesqui
peuvent tre extraites
du
liquide
qui les
contient
par
filtration
ou
centrifu-
gation. Elles reprsentent
la
forme
la
plus visible
de la
pollution.
On
en
diffrencie
la
fraction organique (dtruite
par une
combustion
550C) sous le terme dematires volatiles en suspension (MVS).
Les
matires oxydables
font appel
une
notion moins immdiate
qui estcellede ladgradation deslments organiques dans letemps.
Cette dgradation
qui
s'effectue
par
oxydation lorsque
le
milieu rcepteur
peut apporter de l'oxygne transforme lesmatires organiques instables
en
des
produits minraux. Le rejet
de
matires oxydables
se
traduit donc
pour
ce
milieu
par une
demande
en
oxygne dont
on
distingue classique-
ment deux expressions.
La demande biochimique en oxygne en cinq jours (DBO5)
quiest laquantit d'oxygne consommepar lesmicroorganismes conte-
nus dans l'effluent
au
bout
de
cinq jours dans des conditions exprimenta-
les dfinies (obscurit, temprature de20C).Lavaleurdecette mesure
permet d'valuer
la
quantit d'oxygne
que le
milieu rcepteur devra pou-
voir fournir pour assurer la dgradation arobie de l'effluent qui ysera
rejet. Ceparamtre dont la dtermination implique uneincubation de
cinq jours
est le
plus souvent complt
par une
mesure plus rapide
et en
gnral plus prcisequi est lademande chimiqueenoxygne
(DCO).
La
DCO
est la
quantit d'oxygne consomme lors d'une raction chimique
mettant en uvre un oxydant puissant (bichromate depotassium en
milieu sulfurique concentr
et une
temprature leve).
Cette mesure rend compte
de la
quantit
des
principaux lments
carbons-biodgradables
ou
non-susceptibles d'tre oxyds dans
le
milieu
naturel.
Le rapport permet de juger de labiodgradabilit d'un
DBO5
effluent
et par
voie
de
consquence
de
l'intrt
du
choix
d'un
procd
d'puration biologique. Pour une eau domestique, ce rapport mesur
aprs dcantation
est
gnralement voisin
de 2 et
dans tous
les cas
inf-
rieur 2,5.
-
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LU
D
L;:
J >
o
C
o
L'oxydation des matires organiques entrane la formationdegaz car-
bonique dont la plus grande partie rejoint l'atmosphre. Lesproduits
d'oxydation descomposs contenantdel'azoteet duphosphore contien-
drontdeslments minraux solubles capablesdefertiliser lemilieu natu-
rel.Ceslments fertilisants peuvent tre dans certaines conditionsl'ori-
gine d'une acclrationde
1
eutrophisation.L'eutrophisationest unph-
nomne complexe
qui
peut
se
dfinir comme
un
enrichissement
en l-
ments fertilisantsdeseaux induisant le plus souventunesriedemodifica-
tions systmatiques. Laproduction desalgueset desplantes aquatiques
augmente considrablement,
les
caractristiques
de
l'eau sont modifies
dans lesens d'une limitation sensiblede laplupart desusages auxquels
peuvent donner lieulesmilieux aquatiques (pche, captagesen vue de la
production d'eau potable, etc.).
Les additifs contenus dans lesdtergents du commerce constituent
pour leseaux uses domestiques laprincipale sourcedephosphore.
Il est indispensable d'apprcier les valeurs de ces param-
tres pour tablir les donnes de base qui serviront de base la
conception et au dimensionnement des stations d'puration.
Donnesdebasedudimensionnementdesstationsd'pu-
ration
Les donnes de base permettant de dimensionner les diffrents
ouvrages constitutifs d'une station d'puration sont:
la charge polluante reue value en fonction des para-
mtres voqus prcdemment,
le rgime hydraulique de l'effluent au dbouch du
collecteur d'amene des effluents.
Pourlacharge polluante,lestudes les plus rcentes montrent qu'au
niveau d'une habitation,leseaux rsiduaires rejetespar unindividucon-
tiennent de 35 55 g deDB05 etenviron 60 g deMESparjour.
On peut donc admettre comme valeurs debase pour lespetiteset
moyennes collectivits, enincluant uncoefficient descurit:
50 g de DBO5 par usager desservi et par jour,
60 g de MES comprenant 40 g de MVS.
Les rejets en azote sont environ de 15 g en N
par usager et par jour.
Les rejets en phosphore sont environ de 4 g en P
par usager
et par jour.
Lorsque le rseaudecollecteestde type unitaire, pour tenir compte
la fois
des
apports
ds aux
eaux
de
ruissellement
et des
phnomnes
de
rtentionds auxdpts dans les canalisationset leur remiseensuspen-
sion,onpeut admettreque cesdonnes doivent tre majoresde 20 %.
Pour les petites collectivits,
ce
coefficient de scurit permet de pren-
dreencompte les rejets des petits tablissements telsqueles cantines,co-
lesetrestaurants. Les chargesdepollution calculespartir de ces chiffres
ne sont pratiquement jamais atteintes lamiseenservice des installations.
En effet,
le
plus souvent le rseau d'assainissement
est
ralis
par
tranche,
la station d'puration tant construite aucoursde lapremire phasede
travaux. Deplus, on observe un dlai qui peut tre important entrela
construction des rseauxetle raccordement effectif des habitations.Cette
sous-utilisation des capacits nominales de traitement affecte
plus particulirement les petites installations.Ilconvient d'en tenir
compte danslechoixdesprocds d'puration.
Ence quiconcernelergime hydraulique, le volume journalier
(Ve)
est
estim
en
fonction
de la
quantit d'eau utilise
qui
varie actuelle-
mentde 60 1001 parusager. Onpeut donc penserque lavaleurde
1501 classiquement admise constitue unmaximum qu'il convientde ne
pas dpasser dans le cas des petites agglomrationset
qu'ons'entiendra
le plus souvent 100 1 par habitant.
-
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Le rythme sur lequel ce volume journalier parvient la station d'pu-
ration suit celui de l'activit des indiv idus. Il prs ente un e valeur minim um
entre 23 h et 6 h qui peut tre pratiquement nulle dans le cas des petites
agglomrations quipes de rseaux courts tanches. Le dbit horaire
s'accrot alors et passe par un maximum vers 13 h, dcrot dans l'aprs-
midi jusque vers 17 h, puis remon te vers 20 h une valeur de pointe inf-
rieure celle de 13 h pour diminuer ensuite.
RYTHME D'ARRIVE DES EFFLUENTS
EAU * PARASITES
Le dbit moyen horaire Qm
24
n'a donc qu'une significa-
tion pratique trs limite et il est ncessaire de dfinir un d b i t d e p o i n te
qui devra pouvoir tre accept par l'installation sans que les performances
de l'puration en soient sensiblement affectes.
La dtermination de ce dbit est indispensable pour le dimensionne-
ment des quipements hydrauliques (traitements primaires, dcantation
secondaire).
On dfinit donc le dbit maximum qui sera le dbit de
p o i n t e d e
t e m p s s e c
p ou r les installations alimen tes par d es rsea ux sparatifs et le
dbit de p o i n t e d e t e m p s d e p l u i e dans le cas des rseaux unitaires.
Le dbit de pointe de temps sec (Qp) est traditionnellement estim en
fonction d'un coefficient de pointe Cp. par la formule suivante :
Qp = Cp x Qm avec Cp = 1,5
+
-L(Qm en litres /seconde)
V
Qm
Lorsque l'installation doit tre alimente par un rseau de type uni-
taire,
il est ncessaire de limiter le dbit entrant sur la station d'puration
au moyen d'un rservoir d'orage. Le dbit maximum conserv sera au
moins gal au dbit de pointe de temps sec valu prcdemment.
Cependant, il est souhaitable d'augmenter ce dbit afin de traiter une frac-
tion du premier flot d'orage gnralement charg en pollution. On sera
amen dans les cas o la sensibilit du milieu rcepteur l'exige prvoir la
construction de bassins d'orage.
Dans les autres cas, on augmentera le coefficient de pointe qui pourra
tre port 5 ou 6 dan s la mesu re o le procd d'puration choisi sera en
mesu re d'ac cep ter c es variations brutales de dbut (l 'adoption d 'un coeffi-
cient de pointe suprieur quatre, exclut pratiquement une puration par
boues ac t ives) .
En plus des eaux uses, les rseaux d'gouts collectent des
e a u x
p a r a s i t e s
dont l'origine ne justifie pas leur prsence dans ces rseaux,
-
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mais qui paraissent bien, l'exprience, difficiles liminer complte-
ment.Ilest en effet peu courant q u'un rseau d'gouts q uipant un e petite
collectivit soit parfaitement tanche ou puisse le rester. Il convient d on c,
tout en limitant au mieux par une mise en uvre soigne des rseaux,
l'intrusion des eaux de drainage ou de toiture, d'en tenir compte dans le
dimensionnement des installations d'puration et surtout dans le choix des
procds adopts.
On p eut considrer qu'un vo lume d'eau p arasite
VPa gal au volume d'eau use constitue la valeur maximale
admissible.
Au-del de cette valeur, il ne parat pas raisonnable d'esp-
rer une efficacit acceptable des dispositifs d'puration classiques.
En rsum, la prsentation des donnes de base techniques fixes
dans les devis-programmes en v ue de la consultation des entreprises sp-
cialises dans la construction des stations d'puration devrait rpondre au
tableau suivant :
DONNES TECHNIQUES DE BASE DU DEVIS-PROGRAMME :
Population desservie :
Charge de pollution exprime en :
DBO5 : 0,05 x nb hab. = -
MES : 0,06 x nb hab. = -
Charge hydraulique : '
Volum e journalier d'eaux us es (Ve)
V
e
= 0,10 x nb hab. =
Volume journalier d'eau parasite (Vpa)
Volume total reu par la station (Vt)
Vt = Ve + Vpa
Rgime hydraulique en rseau sparatif :
Dbit moy en d'eaux uses (Qm)
Qm
Coefficient de point e (Cp)
Cp - 1,5 + 2,5
Dbit de poin te E.U. (Qp)
Qp = Qm x Cp
Dbit moyen eaux parasites (Qpa)
Q p a =
Dbit de pointe reu : Qm + Q pa =
en rseau unitaire :
Dbit de pointe de temps de pluie
l'aval du dversoir d'orage =
habitants
. . . . k g / j
. . . . kg/j
..... mVj
. . . mVj
m V j
. . . . mVh
. . . . mVh
. . . m V h
. . . . mVh
Effets d'un rejet d'eaux us es sur les m ilieux r cep teurs, d terminatio n du
degr d ' p uratio n p r a lable .
L'assainissement collectif d'une agglomration se traduit ncessaire-
ment par le dversement en un point d'un volume d'eau pollue qui ant-
rieurement n'affectait pas le milieu rcepteur concern. Ce rejet va donc
entraner des modifications de la qualit du milieu.
L'puration prala-
ble au rejet aura po ur objectif de rendre ces m o dificatio ns co m-
p atibles avec le maintien d'une qualit suffisante jug e indisp en-
sable pour la conservation des usages de ce milieu ou sa restau-
ration dans les c as d'un rejet p rexistant insuffisamment p ur.
La dmarche d u technicien responsable du choix d'un degr d'pura-
tion puis de celui d'une technique perm ettant d'obtenir ce degr d'pura-
tion consistera donc en :
l'ap p rciatio n des caractristiques du milieu rcep teur
avant rejet,
-
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la prvis ion de l'incidence d'unrejet en fonct i on des
diffrentes hypothses d'puration.
Chaque milieu rcepteur prsente
des
caractristiques originales.
Cependant, pour les rejets concernant les petites collectivits,
on
peut
en
distinguer trois grandes catgories
:
les rejets dans le sol,
les rejets dans les eaux douces superficielles,
les rejets dans le milieu marin.
Rejets dans le sol
Dans certaines rgions, il n'est pas rare que de petites agglomrations
ne puissent disposer d'exutoires naturels conomiquement accessibles
dans lersea u hy drog raph ique superficiel. Leseaux uses, com meles
eaux
de
ruisselle me nt, s'infiltrent da ns
le
sol
et
intressent ainsi
le
rseau
hydrographique souterrain.
Il en est de
mme lorsque
les
rejets s'effec-
tuent dans les ruisseaux rgulirement
sec
en
t . L'objectif essentiel
de
l 'puration pralable estalorsde protger les eaux souterraines suscepti-
bles d'tre utilises pour l'alimentation eneau potable .
Dans la pratique,on distinguera deux modes de rejets dans le sol trs
sensiblement diffrents : . ,
diffusion dan s la cou che superficielle d 'un sol assurant un e perco la-
lation lente,
infiltration rapide dans
les
couches profondes
par des
gouffres
(btoires)
Dans le premier cas,
le
so l assurera une p uration co mp lm en-
ta ire
mettant
en
u v r e
des
phnom nes phys iques
de
filtration
et des
phnomnes biologiques principalement dans
les
co uc he s superficielles
arobies.
L'puration pralable
un rejet dans le sol sera donc surtout oriente
vers une limination des matires
en
suspension susceptibles
de
colmater
les dispositifs
de
dispersion. L'limination
de la
pollution soluble
ne
sera
pas prpondrante . Les germes pathognes seront retenus dans
le
sol
et
prsenteront peu de risques de contamination des nappes sous rserve du
maintien d'une distance suffisante entre les zones d'infiltration
et
les zon es
de captages (primtres
de
protection).
L'infiltration par des gouffres dans les couches profondes du
so l ne devrait p as tre retenue co m me une so lutio n satisfaisante.
Il para ten effet trs difficile de pouvoir apprcier l'incidence sur la qualit
des nappes souterraines
et
les risques sanitaires qu'entrane
le
choix d'un
tel mode
de
rejet.
On
cherchera donc
l'viter dans toute
la
mesure
du
possible en reconstituant unestructure de solpermettant un pandage
souterrain. Dans les cas o l'infiltration directe ne pourrait tre vite, l'li-
mination p ouss e des lments solubles y compris des formes o xydesde
l'azote et des germes devra entrer dans les objectifs de l'puration.
Rejets
dans les eaux douces superficielles
Les eau x dou ces superficielles con stituent les milieux naturels les plus
frquemment sollicits pour servir d'exutoire auxeaux uses. Ils sepr-
sentent sous desaspects extr m em ent diversifis. Ladtermination pr-
ciseducom portem ent de ces milieux rcepteurs en vers les lments orga-
niques constitutifsde lapollution deseaux uses dom estiques implique
une connaissance approfondie des paramtres hydrologiques
et
biologi-
ques qui rgissent
les
quilibres cologiqu es
de
ces m ilieux.
Dans la plupart des cas, cette connaissance n'est pas immdiatement
disponible. Son acquisition implique destudes globales, longues, dont
les dlais
de
ralisation
et
les co ts
ne
sont p as
en
rapport avec l'impor-
tance des problmes a rsoudre lorsqu'ils'agitderejets depetites ag glo-
mrations. Aussi, le projeteur peut-il tre tent parle choix systmatique
d'un degr d'puration rpondant au niveau4de l'arrt ministriel du13
mai 1975 avec pour seule justification le fait que ce niveau correspond au
-
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14/85
GRILLE EUROPEENNE
DE QUALITEDES E A U X
(EXTRAIT)
traitement qualifide normal
parlacirculairedu6 juin 1976duMinis-
trede laSant Publique.
On peut cependant concevoir que par une approche trs simplifie
prenantencomptedeslments aisment accessibles,onpuisse dansun
nombre important de casaboutir auchoix d'un degr d'puration plus
adaptetplus conomiquement judicieux.
Cette approche
va
consister
en une
caractrisation
du
milieu rcep-
teur et en une prvision grossire de l'volution probable de quelques
paramtres simples.
La caractrisation
du
rgime hydraulique fait intervenir de nombreux
paramtres telsque lanature du bassin versant, l'hydrologie, la pente
moyennede larivire. Elle peut-tre cependant apprhende par :
la vitesse d'coulement,
le dbit.
Les cours d'eau aufacis lotique seront considrs comme lents lors-
que leur vitesse d'coulement sera infrieure 30cm/setrapide pour des
vitesses suprieurescette valeur.
On distinguera d'autre part les plans d'eau (facis lentique
)
lorsquela
vitesse d'coulement sera infrieure
1 cm/s ou
lorsque
le
temps
de
sjour sera suprieur
quelques jours.
Le dbit sera valuenfonction des mesures lorsqu'elles seront con-
nuesou parle calculpartir des dbits d'tiage spcifiques des bassins ver-
sants. Ces lments techniques sont en gnral disponibles auprs des ser-
vices rgionaux d'amnagement deseaux (S.R.A.E.)ou desagencesde
bassin.
La qualit des eaux peut tre caractrise sur la base de
une des gril-
les relatives auxdivers usages ouvocations dumilieu aquatique. Nous
retiendrons,en lalimitant certains paramtres,la grille adoptepar le
ConseildesCommunauts Europennesenmatire dedirective concer-
nant laqualit requisedeseaux douces pourlamiseenvaleurdupatri-
moine piscicole.
PARAMETRES
Temprature(C)
Saison chaude
Saison froide
Oxygne dissous
(mtjtyi)
Pourcentage
de
saturation
en oxygne
DBO5
(mg
0
2
/ l )
Ammonium total
(mgNH
4
+/1)
Nitrites
(mg NO
Z
/1 )
eaux salmonicoles
G
(valeur
guide)
I
(valeur
imperative)
eaux cyprinicoles
G
La variation detemprature due un rtjet thermique nedoit pas excder
1,5C
pou r les eaux salmonicoles
et C
pou r les eaux cyprinicoles,
tit
ne
doit
pas avoir pou r consquence
que la
temprature dans
la
zone situe
en
avaldu
point
de
rejet dpasse
les
valeurs suivantes.
En
ce qui
concerne
concentration
en
ox
ou
4
rng/l (eaux
c
norter prjudice
aux
50
%> 9
100
%>7
La valeur-guidedu
tre
de 98 % et la va
tion des salmonidst
-
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Dbit
du
cours d'eau
en 1/s
Trs sensible
Sensible
Peu sensible
Sans intrt piscicole
3 00 .
2 0 0 .
100.
150.
100.
5 0 .
7 5 .
5 0 .
2 5 .
DEGR D'PURATION
EN FONCTION DU DBIT D'ETIAGE
DE LA SENSIBILIT DU COURS D'EAU
ET DU NOMBRE D'HABITANTS
0 100 200 300 400 500 600 700 8 0 0 9 0 1000
N.B.
Paramtre limitant DBO5,ou NH4
8
nom bre d'habitants desservis
-
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16/85
On consultera galement les cartes dpartementales d'objectifs de
qualitdescours d 'eau.
En ce qui concerne l'volution du milieu rcepteur, l 'admission
d'eaux rsiduaires domestiques dans une rivire va provoque r u ne modifi-
cation des caractristiques physico-chimiques et biologiques du cours
d'eau
sur une
distance plus
ou
moins grande,
et en
particulier
une aug-
mentation
de la
D B O 5 ,
de la
D C O ,
de la
turbidit
et de
la teneu r
en
azote
ammoniacal
ds
l'aval immdiat
du
rejet.
Dans le cas
de
rejets domestiques
en
zo ne rurale,
gnralem ent isols
et
de
faible impo rtance (moins
de 50
kg
de
DBO5par jour),
et
dfaut
de
connaissances trs prcises
sur les
caractristiques hydrobiologiques
du
cours d 'eau, il parat raisonnable d'admettre que la qualit du milieu
rcepteur sera prserve si auniveaudurejet lesaccro issements de la
DBO5et del 'azote amm oniacalnedp assen t pas cer taines l imites.Ces
limites, fonction de la sensibilit du milieu rce pte uret de l'objectif de qua-
lit qu'on lui a fix, peuvent tre lessuivantes :
Pou r les cours d 'eau trs sensibles, tels que les ruisseaux , ppin ires
salmonids
et les
secteurs
de
qualit
1A de la
circulaire
du 17
mars
1978 , l'accroissement admissible serait
de :
+ 0,5mg/1en D B O 5
+ 0,125
mg/1
en
N - N H
4
+
Pour
les
cours d'eau sensibles,
de
premire catgo rie
piscicoleet les
secteurs de qualitIB de lacirculaire du 17 mars 1978, l 'accroissement
admissible seraitde :
+ 1
mg/1
en
D B O 5
+ 0,25
mg/1
en
N - N H
4
+
Pour
les
cours d 'eau moins sensibles,
de
seconde catgorie piscicole
et
les
secteurs
de
qualit
2 de la
circulaire
du 17
mars 1978, l'accroisse-
ment admissible serait
de :
+ 2
mg/1
en
D B O 5
+
0,5
mg/1
en
N-NH4
+
Pour les cours d'eau dj dgrads, sans intrt piscicole reconnu
et
les secteurs
de
qualit
3 de la
circulaire
du 17
mars 1978, l 'accroissement
admissible serait
de :
+ 4
mg/1
en
D B O 5
+ 1
mg/1
en
N-NH4
+
Niveau
de
rejet
par usagerdes-
servien grammes
par jourd e "
DBO5
40
25
10
5
10
5
N - N H
4
9
8
6
5
2
2
Types d'puration
susceptibles d'assu-
re rcesniveauxde
rejetde faon fiable
Dcantation
Floculation
dcantation
Epuration biologique
partielle
Epuration biologique
complte
Lagunage
Epuration biologique
complte et nitrification
Dbit minimum du cours d'eau rcepteur exprimenlitrespar seconde
les zones trs sensibles
o l'accroisse-
0,5 mg/1
en DBO5
93
58
2 3
12
23
12
0,125 mg/1
en N-NH4
83
74
56
46
18
18
las zones sensibleso
l 'accroissementest
1 mg/1en
D B O 5
46
29
12
6
12
6
0,25 mg/1
en N-NH4
42
37
28
2 3
9
9
les zonespeusensibles
o l 'accroissement
est
2 mg/1en
DBO5
23
15
3
6
3
0,5 mg/1
en N-NH4
21
18
14
12
5
5
les zones sans intrt
piscicoleol'accrois-
' 4 mg/1 en
DBO5
12
7
3
1,5
3
1,5
1 mg/1 en
N
NH4
10
9
7
6
2,5
2,5
N.B. :Les chiffres en bleus Indiquent le (acteur limitant.
9
-
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17/85
(On peut penser que dans ce dernier cas, la restauration de la qualit
de la rivire pass e par l'limination d es source s de pollution plus imp ortan-
tes que celles qui sont constitues par les rejets des communes de moins
de 1000 habitants).
Cette approche sommaire, qui ne saurait tre gnralise aux cas de
rejets plus importants ou de nature non domestique, ne peut tre appli-
que qu'avec prcaution pour des rejets multiples de faible importance.
Elle permet d'estimer le degr d'puration qui devra tre atteint par
l'installation de traitement des eaux uses en fonction du dbit minimum
du cours d'eau rcepteur.
Les courbes de la page 8 permettent de relier ce dbit au nom-
bre d'habitants dont les effluents peuvent tre rejets aprs un traitement
conduisant une qualit donne. Pour tracer ces courbes, nous avons
retenu des degrs d'puration classiques, pour une pollution unitaire cor-
respondant aux chiffres de la page 3 : le tableau page 9 indique dans ces
conditions le dbit minimum du cours d'eau rcepteur en fonction du
nombre d'usagers desservis et du procd d'puration envisag.
Il convient de rappeler que les processus de nitrification sont consid-
rablement ralentis lorsque la temprature de l'eau dans les stations d'pu-
ration s'abaisse au-dessous de 10C et que dans ces conditions climati-
ques qui ne concident gn ralement pas avec les tiages les plus svres,
le niveau de rejets en azote ammoniacal sera celui correspondant l'pu-
ration biologique sans nitrification.
Lorsque l'importance du dbit du milieu rcepteur offre une certaine
souplesse dans le choix du procd d'puration, des paramtres tels que
la facilit d'exploitation, le cot d'investissement et l'intgration au site
pourront tre dcisifs.
Enfin, d ans le cas d'un rejet da ns un milieu faible dbit de ren ouv el-
lement (lac, tang), une importance toute particulire sera apporte l'li-
mination des lments fertilisants. La plupart du temps, un abattement
important de la charge en phosphore sera recherch en utilisant des rac-
tifs coagulants appropris.
Rejet dans le milieu marin
Le milieu marin se diffrencie trs sensiblement des milieux aquati-
ques d'eaux douces en raison de son comportement vis--vis de la pollu-
tion et des usages auxquels il donne lieu. Il est particulirement sensible
aux lments toxiques rmanents ou non. Il supporte mal les matires en
suspension susceptibles de dgrader la qualit des fonds et les matires
flottantes qui prsentent des risques trs levs de retour la cte. Par
contre, la matire organique soluble est bien accepte en raison de
l'importance de la roxygnation de l'eau qui n'est pratiquement jamais
dans les mers mares le facteur limitant de la capacit d'auto-puration.
Le degr d'puration pralable au rejet dans le milieu marin sera
dfini essentiellement en fonction de la ncessit d'assurer une protection
renforce des zones utilises pour la conchyliculture et la baignade. Ces
usages sont particulirement sensibles aux rejets contenant des germes
pathognes. Pour les petites collectivits, la mise en uvre d'missaires
capables d'liminer les risques de retour des eaux uses sur des baignades
ou des parcs conchylicoles ne sera pas conomiquement envisageable.
On sera donc conduit prvoir un degr d'puration comportant une
dsinfection des eau x u ses cha qu e fois que les rejets seront susceptibles
d'affecter des plages ou des parcs conchylicoles.
Les rejets dans le milieu marin ont fait l'objet d'un document publi par l'Agence de B as-
sin Loire-Bretagne sous le titreAssainissement des agglomrationslittorales - Orientation
des choix technologiques
.
10
-
8/9/2019 Lagunage ar
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ANALYSE DU CHOIX TECHNIQUE
Milieu rcepteur
So l
Eaux douces
Mer
Conditions de rejet
terrain filtrant permable
terrain fissur
rivires
lacs et tangs
protection normale
protection renforce
(baignades - conchyliculture)
Degr d'puration
limination des matires en
suspension
limination des lments
fertilisants et de germes
pathognes
limination de la matire
organique
limination des lments
fertilisants
limination des matires en
suspension
limination des germes
pathognes
Remarques
pandage souterrain
rejet direct proscrire
ncessit de passer par un sol
filtrant reconstitu
degr d'limination dfini par
la dilution du rejet
risque d'acclration de l'eutro-
phisation du milieu
limination pousse des matires
flottantes
ncessit d'une puration trs
fiable (procd extehsif)
La prise en compte de la nature du milieu rcepteur pour
dfinir le degr d'puration pralable un rejet d'eau use traite
co nsti tue un des l men ts fondamentaux de la p o l it ique d 'objec-
t i f s de qual i t . Elle est base sur une bonne connaissance du milieu
naturel et en particulier sur les cartes de qualit des eau x tablies au niveau
dpartemental. L'utilisation des donnes existantes peut se rvler hasar-
deuse en raison de la complexit des phnomnes mis en jeu. Il convient
donc d'tre prudent et de prendre des marges de scurit en regard des
rsultats obtenus par les calculs. Nanmoins, cette procdure, quel que
soit son degr d'approximation, fournira toujours des rsultats suprieurs
ceux relevant d'un choix systmatique, conforme la rglementation
dans sa lettre mais oppos dans son esprit.
Les organismes spcialiss tels que les services rgionaux d'amnage-
ment des eaux et les agences de bassin sont en mesure d'apporter aux res-
ponsables du choix des degrs d'puration, les lments techniques qui
pou rraient leur faire dfaut.
Pro c d s d' p uratio n ap p l icables aux p e t i tes co l lec tiv i t s
Aprs avoir dfini le degr d'puration ncessaire la protection du
milieu rcepteur, le projeteur doit effectuer ]e choix d'un procd d'pura-
tion parmi les diffrentes techniques actuellement disponibles. Il existe en
effet de nombreux types d'installations qui sont susceptibles d'assurer une
puration convenable. Le choix d'une technologie d'puration devra
prendre en compte les conditions de mise en uvre et d'utilisation qui
peuvent varier trs sensiblement en fonction de plusieurs paramtres.
L'examen des diffrents types d'installations suivant ces principaux
paramtres a fait l 'objet d'une tude comparative des procds d'pura-
tion applicables aux effluents des petites et moyennes collectivits*. Nous
ne rappellerons d onc que les param tres essentiels et les technologies les
plus couramment employs pour les petites collectivits.
k Etude ralise pour le compte de l'Agence par le CTGR EF (Supplment N9 L'eau
en Loire-Bretagne ),
11
-
8/9/2019 Lagunage ar
19/85
Paramtres essentiels pourlechoixd'unetechnologie
Les paramtres essentiels qui doivent tre pris en compte pour le
choix d'une technologie seront relatifs :
aux caractristiques des eaux uses,
l'exploitation,
au site,
aux conditions conomiques.
Caractristiques
des
eaux uses
Les effluents issus des petites collectivits se caractrisent essentielle-
ment par :
une sous charge organiquepar rapport aux valeurs prises en compte
pour le dimensionnement des installations. Ce phnomne est li la
ralisation par tranche de rseaux de collecte et aux dlais apports
dans les raccordements des usagers.
une dilution importante
due aux intrusions d'eaux parasites d'origi-
nes diverses (rseaux non tanches, raccordements de gouttires,...).
La concentration moyenne s'tablit souvent 200 mg/1 en DBO5 et
25
des stations reoivent des effluents dont la concentration en
DBO5 est infrieure 100 mg/1.
desvariations brutalesdecharge
entranes
par des
dversements
dont l'importance est faible en valeur absolue mais importante en
valeur relative et qui peuvent provenir de petits tablissements indus-
triels (charcuteries, restaurants, levages).
des effluents septiques
issus des dispositifs d'assainissements indi-
viduels qui auraient d tre abandonns lors du raccordement l'gout.
Ces caractristiques ne sont sans doute pas inluctables lorsque les
rseaux neufs sont raliss avec soin. Par contre, lorsque la rcupration
de iseaux anciens se justifie pleinement pour des raisons conomiques
videntes, il convient d'en tenir le plus grand compte et de choisir la tech-
nique d'puration en consquence.
L'exploitation
Les contraintes relatives l'exploitation seront particulirement dci-
sives pour les petites collectivits qui disposent de moyens en personnel
trs limits et qui doivent souvent faire appel des socits de service.
Les
risques d'interventions lourdes
relatives au remplacement
d'un quipement coteux par exemple
doivent tre trs rduits,
les
budgets des petites communes pouvant rarement faire face des investis-
sements non programms.
Les rglages ncessitant l'intervention d'un technicien trs qualifi
doivent tre limits ceux pouvant tre dfinis par les services d'assistance
technique.
Par contre, on admettra que le passage quotidien d'un prpos cons-
titue une contrainte normale.
Le site
Les sites sur lesquels sont construites les stations d'puration se carac-
trisent gnralement par la proximit d'un milieu naturel agrable, cours
d'eau, tang, et une mdiocre qualit gophysique du terrain. La mise en
uvre d'ouvrages lourds se traduit souvent soit par des cots de construc-
tion levs, soit par une instabilit trs prjudiciable au bon fonctionne-
ment des ouvrages de dcantation. Par ailleurs, les superstructures en
bton s'intgrent mal dans ces cadres naturels non btis.
Les conditions conomiques
Les conditions conomiques doivent tre prises en compte tant pour
l'investissement que pour l'exploitation.
12
-
8/9/2019 Lagunage ar
20/85
Les diffrentes aides publiques dont peuvent bnficier les
dpenses de construction des stations d'puration ne doivent pas
masquer leurs cots levs.
Il
convient
de
rappeler
que ce
cot
exprimparhabitant desservi s'accrot trs rapidement lorsquelatailledes
installations diminue.
Il
en est de
mme pour les cots d'exploitation pour lesquels les pos-
tes relatifsauxfraisdepersonnel reprsentent laplus grande part.
De l'analyse rapide desprincipaux paramtres prisencompte pour
les choix technologiques concernant les petites stations d'puration, nous
retiendronsque lesprocds choisis doivent secaractriserpar :
une bonne tolrance des variations qualitatives et quan-
titatives des effluents,
la robustesse et la rusticit des quipements rendant
compatible une bonne fiabilit avec une exploitation
facile,
une intgration harmonieuse aux sites naturels,
des cots d'investissements et d'exploitation raison-
nables.
Examen des procds d'puration
Les procds d'puration peuvent se classer,enfonction des proces-
sus d'limination, encinq catgories:
procds physiques,
procds physico-chimiques,
procds biologiquesparcultures fixes,
procds biologiques intensifs
par
cultures libres,
:
procds biologiques extensifs.
Les procds d'puration physique
Ils
ont
pour objectif l'limination
de la
fraction
la
plus grossire
et la
plus nuisante
de la
pollution. Ils peuvent tre parfois suffisants pour assu-
reruneprotection minimumdumilieu rcepteur mais constituentleplus
souvent
une
phase primaire indispensable
au bon
fonctionnement d'une
installation d'puration plus complte.
Les grilles serontnettoyage manuel. Elles devront donc tre large-
ment dimensionnes
(L
~>
lm)
pour autoriser
un
nettoyage tous les
2 ou
3 jours. L'cartement
des
barreaux sera compris entre
30 et 50 mm.
Les ouvrages assurant
le
dgraissage
et le
dessablage seront
le
plus souvent intgrs dans
le
dcanteur primaire lorsqu'il existera.
On
vitera ainsi surtout pour ledessableur, les quipements traditionnels
qui
se
rvlent
l'exprience trs difficiles
exploiter
et
par consquent
peu efficaces.
Les boues seront gnralement traites dans
un
digesteur anaro-
bie situ
la
base
du
dcanteur. Leur temps
de
sjour sera
sur la
base
d'un volume utilede 100 1501parusager, suprieur 100jours.
Les boues font l'objet d'une concentration
et
d'une minralisation plus
ou moins pousse
en
fonction notamment
des
conditions climatiques
(temprature).
Dans les cas d'implantation surdes solsdemauvaise qualit,lacons-
truction
d'un
dcanteur-digesteur peut
se
rvler coteuse. D'autre part,
l'intgrationausite est difficile lorsqu'onnepeut enterrer les ouvrages.Des
quipements nouveaux, encore peuutiliss, demicrotamisage (mailles
infrieures
1 mm)
pourraient pallier
ces
inconvnients lorsque
les
effluents sont dilus
par des
eaux parasites permanentes.
La dcantation primaire ou le microtamisage peuvent liminer
jusqu'80 % desmatires en suspension dcantables (40 50 % des
MES).
Le
rendement d'limination
de la
pollution organique pourra
atteindre
de 25 30 %
mais sera
le
plus souvent voisin
de 20 %.
13
-
8/9/2019 Lagunage ar
21/85
L'intrt essentiel de ces procds rside dans la facilit et le fa ib le
cot de leur exploitation et leur fiabil it qui seront des lments
dcisifs de leur choix lorsque le milieu rcepteur prsentera une tolrance
suffisante envers la pollution.
Proc d s d 'p uration p hys ic o -chimique
Ces procds ont pour objectif d'liminer en plus des matires en sus-
pension une fraction importante de la pollution collodale. Ils mettent en
uvre une coagulation-floculation par adjonction de ractifs minraux et
organiques suivie d'une dcantation ou une flottation permettant d'limi-
ner une fraction importante des matires en suspension et collodales. Ces
procds assurent un rendement puratoire variant de 50 70 % de la
DBO 5 et 80 90 % des ME S. Ils impliquent un et e c h n o l o g i e l a b o r e ,
ce qui se traduit par des c o t s d ' e x p l o i t a t i o n l e v s . Ils seront donc
peu adapts aux petites collectivits, sauf dans les cas particuliers des col-
lectivits fortes variations de population tels que les campings par exem-
ple .
Procds d' purat ion bio logique par cul tures f ixes
Dans l'tat actuel des techniques, le recours aux procds de traite-
ment biologique s'impose lorsqu'il est ncessaire d'liminer une partie dela pollution organique soluble.
Les procds par cultures fixes utilisent un matriau support fixe (lits
bactriens) ou des lments rotatifs (disques biologiques) sur lesquels se
dveloppent des cultures bactriennes.
Maintenues d ans d es conditions arobies, ces cultures se nourrissant
de la matire organique liminent une fraction importante de la pollution.
L'excs de culture est limin au niveau de la clarification finale.
Ces procds prsentent des avantages certains de fiabilit et de faci-
lit d'exploitation en raison de l'autorgulation de la flore bactrienne pu-
ratrice. Ils consomment peu d'nergie et sont donc particulirement adap-
ts aux petites collectivits. Ils prsentent cependant deux inconvnients :
un cot d'investissement assez lev,
une intgration au site trs mdiocre en raison des superstructures
peu esthtiques des ouvrages. Les lits bactriens faible charge
sans dcanteur secondaire permettent de ne rejeter que 10 g de
DBO5 par usager dans les conditions standard d'utilisation. Les lits
bactriens peuvent conduire un rejet de 5 g de DBO5 par usager
mais laisseront 5 10 g d'azote ammoniacal.
Pro c d s d' p urat ion bio lo gique de type intensif cul tures l ibres
Ce sont les pro cd s utilisant la techniq ue des bo ues actives. Utiliss
dans de bonnes conditions, ces procds permettent d'obtenir les rende-
ments puratoires les plus levs.
Cependant, pour les petites stations, seuls les procds trs faible
charge (aration prolonge) sont susceptibles de prsenter une fiabilit
acceptable sans exiger une exploitation trop dlicate.
Ces procds sont particulirement sensibles aux surcharges hydrau-
liques qui se traduisent par des rejets de la culture biologique avec
l'effluent trait.
La rgulation du tau x de b ou es, les rglages relatifs la fourniture d'oxy-
gne impliquent des interventions relativement frquentes de techniciens
qualifis.
Enfin, les
consommat i ons en nerg ie sont g nra lement l e -ves surtout pendant les pr iodes de sous-ut i l i sat ion.
En con squ ence , ces procd s ne p euv ent se justifier que si la protec-
tion des milieux rcepteurs exige l'obtention d'un degr d'puration trs
lev.
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Procds d 'puration bio logique de type extensi f
Les procds d'puration de type extensif sont reprsents par les
techniques de lagunage dont la dfinition et la mise en uvre font l'objet
des chapitres suivants.
Ils permettent d'atteindre un degr d'puration correspondant aux
niveaux 3 et 4 suivant les modes utiliss.
Ils prsentent de nombreux avantages de fiabilit, d'conomie, de
mise en uvre et d'exploitation, d'intgration aux sites. Leur inconvnient
majeur qui rside dans l'importance des surfaces qu'ils occupent peut tre
facilement surmont dans le cas des petites collectivits en milieu rural.
PRINCIPAUX ELEMENTS DU CHOIX D'UN PROCEDE D'EPURATION POUR LES COLLECTIVITES
\ Elments
N^l'apprciation
Procds \ ^
puration physique
(primaire)
puration
physico-chimique
biologique
cultures fixes
(lits bactriens)
biologique
cultures libres
(boues actives)
biologique
extensif
lagunage
Caractristiques
de l'effluent
brut
dilution
bonne
mauvaise
bonne
mdiocre
bonne
pointes
de
pollution
moyenne
bonne
mdiocre
mdiocre
bonne
Construction
facilit
de mise
en
uvre
mdiocre
moyenne
mauvaise
bonne
moyenne
int-
gration
mdiocre
moyenne
mauvaise
moyenne
moyenne
Donnes
conom iques
investis-
sement
mdiocre
mauvaise
mdiocre
mdiocre
bonne
exploi-
tation
bonne
mauvaise
bonne
moyenne
bonne
Qualit de
l'puration
perfor-
m ance
mdiocre
moyenne
moyenne
bonne
moyenne
bonne
fiabi-
lit
bonne
moyenne
bonne
mdiocre
bonne
bonne
Apprciation globale
sujet au niveau 1 souvent
suffisant pour les trs petites
installations avant rejet dans
le sol.
ne se justifie que dans le cas
d'utilisation temporaire (cam-
ping...).
facile exploiter, comportant
peu d'organes mcaniques
implique une exploitation dli-
cate et coteuse en sous-
charge - ne se justifie qu e d ans
les cas de milieux rcepteurs
trs exigeants.
de trs loin le mieux adapt
lorsque les surfaces ncessai-
res sa mise en oeuvre sont
disponibles
En conclusion, le choix par une collectivit de faire bnficier ses usa-
gers d'un systme d'assainissement collectif doit tre assum jusqu' son
terme qui consiste protger le milieu naturel des dgradations suscepti-
blesd'tre provoques par le rejet des eaux uses. Il est donc indispensa-
ble que le traitement des eaux uses soit assur efficacement par une sta-
tion d'puration. Cette installation ne sera en mesure de fonctionner cor-
rectement que si elle fait appel des techniques adaptes aux contraintes
spcifiques des petites collectivits qui se diffrencient sensiblement des
installations de taille plus importante.
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Le niveau de performance ne sera donc pas ncessairement
considr comme un l ment dterminant du choix des techno-
l og i e s m e t t r e e n u v r e .
Il faut noter, par ailleurs, que ce niveau de
performance est souvent fallacieux dans la mesure o il implique des suj-
tions trs fortes au n iveau de l'exploitation, souv ent incom patibles avec les
possibilits techniques ou financires des petites collectivits. En cons-
que nce, les choix technolog iques se porteront chaq ue fois qu e cela sera
possible sur des procds rustiques, trs fiables et dont l'exploitation est
facile et peu cote use. L es procds par lagunage rpo nde nt particulire-
ment bien des critres et constitueront d onc les procds les mieux a dap -
ts l'puration des petites collectivits.
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CHAPITRE II
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CHAPITRE II
L'p uratio n d es eaux us es p ar lagunage
Principe de l 'puration biologique, lagunage naturel,
lagunage ar
Principe de l ' purat ion biologique - Les organis-
mes vivants et leur rle dans l 'puration
Prsentation gnrale de l'difice biologique aquatique et
son rle dans l'puration
Le schma page 18 donne des Cycles biologiques dans une lagune une
image simplifie, tablie sur les bases d'une classification des organismes.
Elle ne tient pas compte des variations dans le mode nutritionnel de cer-
tains organismes impliqus. Ainsi, les dcomposeurs peuvent tre consi-
drs comme des producteurs (par dgradation), ou comme des consom-
mateurs (de matire organique). En toute rigueur, ce schma c om me les
considrations qui suivent devrait tre fond sur les fonctions des divers
maillons du rseau trophique, telles que : respiration, assimilation chlo-
rophyllienne, bio-rduction, bio-oxydation, e t c . , ce qui impliquerait des
dveloppements hors de proportion avec l 'objet du prsent expos.
Le rayonnement solaire est la source d'nergie
qui permet la
production de matire vivante par les chanes alimentaires (dites chanes
trophiques) aquatiques.
Le s s u b s t a n c e s n u t r i t i v e s
(nutriments des auteurs de langue
anglaise) sont app orte s par les effluents so us forme de sels minraux dis-
sous,
de matire organique l'tat dissous, collodal ou particulaire.
Les vgtaux sont les producteurs du systme qu'ils alimentent en
nergie sous la forme de matire consommable constitue de leur propre
biomasse. Ils synthtisent la matire organique grce la fonction chlo-
rophyllienne, partir du gaz carbonique et des sels dissous. Cet te ac t i -
vit absorbe du gaz carbonique et fournit la majeure partie de
l 'oxygne ncessaire aux bactries minralisantes du milieu
dans le lagunage naturel.
Cette production primaire est mise la disposition des consommateurs,
dont le rgime nutritionnel comprend par ailleurs diverses particules orga-
niques.
Les dchets organiques (organismes morts, matire organique exo-
gne,...) sont dgrads, assimils et mtaboliss par les saprophages et les
dcomposeurs (bactr ies , champignons) .
Le cycle ainsi esquiss n'est pas ferm, ni limit aux seuls maillons
voqus, du fait de l'existence :
- d'un a pp ort continu el de mati res nutritives par l'effluent et d'un
rejet de l'eau traite,
- de prdateurs divers, notam men t de la masse bactrienne, tels
que les protozoaires (flagells, cilis),
- d'u n co ntr le artificiel de l'difice biologiqu e (faue ardge de la
vgtation, enlvement des boues et ventuellement de poissons et mol-
lusques,...) et naturel (evaporation, infiltration,...).
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CYCLES BIOLOGIQUES
Des complmentarits ainsi que des antagonismes s'tablissent entre
les espces et leurs groupements (phnom nes d e comptition, de p rda-
tion, de sym biose, de parasitism e,...). Les analyses physico-chimiques ne
donnent qu'une vue imparfaite (par dcomposition en paramtres qui
sont en fait interdpendants) et.limite par les possibilits d'investigation
de la qualit des eaux.
ENERGIE SOLAIRE
ENTREE
D E
L'EFFLUENT
SORTIE DE
L'EFFLUENT
TRAIT
La p ro ductivit et la stabilit de l 'difice b io lo gique et do nc sa
capacit de transformation, sont d'autant plus leves qu'i l est
diversifi et abondant.
La capacit d'absorption est limite par les
apports eux-mmes qui modifient les conditions du milieu. Elle dpend
galement des caractristiques d e l'habitat (espace, granu lomtrie et confi-
guration des fonds et des berges, prsence ou non de vgtation,...). Le
fonctionnement
d'une
installation de lagunage est donc fonction
d'une
part de la charge spatiale, d'autre pari de la diversit de l'habitat.
Les pr inc ipaux organismes vivants , const i tuants des peu-
p l e m e n t s
La flore microscopique
Les bactries
Quel que soit le procd biologique mis en uvre, les bactries assu-
rent toujours la part prpo ndran te, voire la totalit de la dgradation de la
matire organique. La ralisation d'installations d'puration biologique
repose donc toujours sur la cration d'une culture bactrienne grande
chelle.
L'puration arobie est assure par des bactries, qui dans la quasi
totalit des cas, et de faon certaine pour les effluents domestiques, se
trouvent dans l'effluent brut. Ces bactries essentiellement htrotrophes,
sont des
dcomposeurs
du systme. Les espces les mieux adap tes
se dvelopper sur un substrat,
s'en nourrir , c'est--dire en assurer
l'puration, prennent le pas sur les autres espces grce une vitesse de
croissance plus leve. La priode initiale de fonctionnement
d'une
instal-
lation d'puration correspond une p hase de croissance bactrienne pen-
dant laquelle les espces les mieux ad apte s raliser l'puration se slec-
tionnent naturellement. Dans les systmes extensifs, caractriss entre
autres par l'absence de recyclage de la culture bactrienne, il y a rgula-
tion naturelle du dveloppement des bactries, en fonction de la nourri-
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ture qui leur est apporte et des autres conditions de dv eloppem ent, pH ,
temprature...
En lagunage ar, lorsque les dpts dans les lagunes d'aration sont
en quilibre dterminant au-dessus d'eux la zone d'action des arateurs,
la concentration en bactries est identique en tous points et donc en sortie
de la lagune d'aration. Cette homognit caractrise le fonctionnement
en mlange int gral .
En lagunage naturel, on considre que ls vitesses de croissance sont
diffrencies en fonction de la situation et notamm ent d'un bassin am ont
un bassin aval. La rgulation d e la masse bactrienne est un quilibre en tre
sa croissance et les sorties du systm e, soit par dpart avec l'effluent, soit
par sparation physique par dcantation. La phase liquide reste le lieu de
la dgradation de la matire organique en solution ou collodale.Les bac-
tr ies arobies transforment, en prsence d'oxygne dissous, la
charge o rganique , l e s mat ires azo t e s e t pho sp hat e s d i sso utes
en ce l lules bactr iennes (protoplasme et rserves) , matires
minrales, et gaz.
L'intrt de la transformation rside dans le fait que le dveloppe-
ment des bactries n'est pas ralis sous forme de culture disperse (bouil-
lon de culture) mais que l'on assiste des p h no mnes de f loculat io n
plus ou moins marqus. Les bactries s'agglutinent entre elles par l'inter-
mdiaire de scrtions (mucilage, sorte de gel constitu de grosses mol-
cules) pouvant semble-t-il tre utilises par les bactries comme rserve
dans certaines conditions dfavorables. Cette forme de vie est favorise
par l'action de la microfaune prdatrice d es bactries libres. Les grains de
floc, en systmes extensifs, n'atteignent cependant pas les tailles observes
en boues actives classiques. De fait, les dimensions de ces grains sem-
blent toujours infrieures 10 ou 15/u. On assiste une sorte de flocula-
t i o n i nc o m p l t e limite entre autres raisons par la faible densit des
microorganismes dans le milieu, ce qui favorise le maintien en suspension
de la culture bactrienne.
Les bactries anarobies ralisent la minralisation de la
matire organique des d p ts
(transformation de la matire organique
en matires minrales et gaz (CH4, NH4). Dans ces dpts de fond de
lagune, se d veloppent les mm es processus que dans les digesteurs des
stations d'puration conventionnelles. En effet, l'ensemble des dpts,
l'exception de leur surface, se trouve priv d'oxygne, l'eau interstitielle n e
se renouvelant pas. La vitesse d'volution de la matire organique dpo-
se est troitement lie la temprature. L'activit bactrienne anarobie
est faible en hiver et les priodes de rchauffement de l'eau, si elles sont
brutales, peuvent aboutir des rsolubilisations massives de la charge
stocke dans les boues (phnomnes de relargage). Les temps de sjour
trs longs des dpts entranent une minralisation pousse des boues qui
pourront donc trouver facilement une utilisation agricole.
Les a lgues micro scop iques
(microphytes)
Ces organismes sont soit planctoniques (disperss dans la masse
d'eau) soit priphytiques (fixs sur des supports immergs) ou pipliques
(dposs la surface des sdiments).
Ils sont reprsents dans les lagunes essentiellement par les groupes
suivants :
algues bleues (cyanophyces) plus proches des bactries que des.
algues,
algues vertes (chlorophyces),
algues brunes (chrysophyces, diatomes),
euglniens.
Les peuplements varient en fonction de la charge en matire organi-
que et en sels nutritifs et en fonction des saisons. Certains groupes sont
susceptibles de prolifrer trs rapidement, formant des fleurs d'eau
(blooms), en l'absence de p rdateurs app artenant aux niveaux trophiques
suprieurs ou de comptition exerce par des espces concurrentes. Les
19
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C H L O R O C O C C A L E S
conditions dterm inantes de ces ph no m ne s ne sont pas totalement dfi-
nies ; on sait cependant que les concentrations en matire organique et
sels nutritifs, ainsi que les conditions de temprature jouent un rle essen-
tiel. De no mb reuses algues rencontres da ns les lagunes (euglnophytes,
chloroco ccales, volvocales) p euv ent utiliser la fois les substan ces minra-
les (nutrition au totroph e) et les substance s organiq ues (nutrition ht rotro-
phe ) .
DIATOMES PLANCTONIQUES
W .
:
-
1
' ' ' - - :
> .
La comptition entre espces ou groupements algaux traduit leur
rponse rapide aux conditions de milieu, les microphytes les mieux adap-
ts se dveloppant et se multipliant au dtriment des autres.
S 'y superposent des phnomnes d 'antagonisme notamment entre
algues pryphytiques et planctoniques qui font intervenir entre autres des
metabolites produits par les organismes concerns. En particulier, nombre
de cyanophyces scrtent des substances toxiques, susceptibles de per-
turber gravement l 'difice biologique.
Les organismes du plancton ont un e vie brve ; apr s leur mo rt (pour
la partie non consomme par les niveaux trophiques suprieurs) ils sdi-
mentent et se dcomposent dans les zones profondes dont la teneur en
oxygne tend ainsi diminuer. Suivant la turbidit des eaux (dpendant
elle-mme de la densit du plancton et des autres matires en
suspension), la lumire pntre plus ou moins profondment ; un cer-
tain niveau, les consommateurs d'oxygne par respiration et dcomposi-
tion quilibrent les apports par la photosynthse.
En dfinitive, les microphytes :
assurent l 'oxygnation du milieu (photosynthse) en priode diurne,
avec un maximum gnralement situ aux alentours du midi solaire,
assimilent certains composs azots, phosphores,
contribuent aux variations de pH (absorption de gaz carbonique)
qu'ils peuvent lever des valeurs voisines de 9.
Les vgtaux macroscopiques (macrophytes)
Les macrophytes comprennent des formes fixes et des formes
libres ; ils'agit essentiellement, dans les lagunes, d'algues et de vgtaux
suprieurs.
Nous nous attarderons plus prcisment ici sur les vgtaux sup-
rieurs fixs qui seront dnomms (abusivement), sans autre prcision,
dans les chapitres suivants : macrophytes.
Les macrophytes prsentent divers avantages : i ls augmentent la
diversit de l'habitat, Us jouent un rle trs important de support
p o ur d'autres o rganismes p ermettant ainsi l ' tablissement d'une
culture fixe trs active p o ur l' p uration (bactries, algues priphyti-
ques).
Ils assurent en outre leurs changes nutritionnels avec le sol, les
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SCIRPES
MASSETTES
sdiments et l'eau. Ils peuvent tre rcolts et contribuer ainsi l'exporta-
tion d'une fraction des lments fertilisants. Mais surtout, leur bon dve-
loppement permet l'installation d'une forte densit d'algues priphytiques,
qui d'une part vont assurer l'oxygnation du milieu, et d'autre part vont
l iminer une part importante des matires en suspension.
En effet, les macrophytes et les algues fixes vont trs fortement
concurrencer le phytoplancton et entraner ainsi une clarification impor-
tante de l'effluent.
En raison de leur capacit coloniser rapidement le milieu et des faci-
lits qu'ils offrent po ur leur plantation et leur fauc arda ge, ce sont les vg-
taux rhizomes qui prsentent le plus grand intrt. Ils sont hlophytes
c'est--dire qu'ils conservent leurs appareils souterrains dans un sol gorg
d'eau et dveloppe nt des organ es vgtatifs et reproducteurs ariens. Cer-
tains d'entre eux tels que les scirpes parviennent coloniser le milieu dans
une tranche d'eau relativement consquente. Il semble toutefois qu'ils
supportent mal des charges organiques leves.
Les Phragmites (roseaux) aquatiques ou semi-aquatiques, s 'accomo-
dent parfaitement d'une submersion temporaire mais peuvent aussi se
dvelopper dans une tranche d'eau permanente et profonde. Toutefois,
leur dveloppement et leur densit dcroissent avec la profondeur.
Les Typhas (massettes) colonisent volontiers les zones aquatiques
perm ane ntes et peu profond es. Ils sont intermdiaires entre les deux grou-
pes prcd ents en ce qui concerne la tolrance une certaine charge orga-
nique et leur place dans la zonation vgtale des lagunes.
Les formes libres sont essentiellement les lentilles d'eau (Lemna) ;
elles apparaissent priodiquement dans certaines installations et forment
frquemment un voile superficiel. Leur contribution positive est vraisem-
blable (contrle du phytoplancton, conditions favorables certains
consommateurs tels les Cladocres,.. .). Par contre, elles peuvent pertur-
ber plus ou moins gravement le milieu lagunaire :
en rd uisant la diffusion de la lumire da ns le milieu avec rp ercussion
sur le photopriodisme et la photosynthse,
- en perturbant le rgime therm ique et en diminuant la frquence des
inversions dans la stratification thermique.
Lorsqu'on veut utiliser les macrophytes, il n'est pas souhaitable
de laisser faire la nature. Les phnomnes de comptition signals
propos des microphytes sont applicables aux vgtaux suprieurs ; il en
rsulte que ceux qui se dveloppent naturellement dans une lagune
mn ageraient d es zones plus ou m oins colonises et plus ou moins perfor-
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mantes du point de vue de l 'puration. De plus, leur dvelop pem ent opti-
mal demanderait 2 3 annes, voire davantage, i l f a u t d on c p l a n t e r .
La faune
Son importance dans les lagunes est frquemment sous-estime.
Certains organismes (rotifres, coppodes, cladocres) concentrent et li-
minent les lme nts figurs (bactries, algues, substances o rganiq ues parti-
culaires) par filtration. Les protozoaires liminent les bactries et en parti-
culier les bactries libres contrib uan t d e ce fait la floculation. To us partici-
pen t trs activemen t l'puration ; directemen t par l'ingestion directe et la
floculation ; indirectement par le contrle qu'ils exercent sur les popula-
tions algales. En concentrant ainsi les substances stockes , ils contri-
bue nt l'claircissement du milieu. .
Nous nous limiterons dans ce qui suit aux organismes pour lesquels
nous disposons du plus grand nom bre de don nes.Ilconvient toutefois d e
garder prsent l'esprit que de nombreux autres tres vivants compltent
la chane trophique du milieu (nmatodes, larves d'insectes, mollusques,
crustaces,...) mais les donnes leur sujet sont mal connues.
L e s p r o t o z o a i r e s (flagells, cilis)
Certaines espces bactriophages et dtritivores sont abondantes
dans les eaux les plus charges et dans les sdiments. D'autres sont algivo-
res et microphages.
Leur densit est troitement lie la charge organique du milieu. Ils
participent l'limination des germes de contamination fcale.
Les rotifres
Certaines espces, algivores, suivent l'apparition des fleurs d'eau.
D'autres,,galement algivores, sont volontiers bactriophages.
Rotifres et cilis s'avrent cependant incapables de juguler la pro-
duction algale (leur rle dans les processus de lagunage naturel semble
relativement rduit).
Les c ladocres
Les plus abondants appartiennent au genre Daphnia. Prdateurs du
phytoplancton, ils peuvent l'tre aussi des coliformes que l'on trouve dans
leur dfcation. La digestion de ces germes est toutefois plus importante
que la fraction restitue. Au demeurant, les fortes concentrations de daph-
nies correspondent au minimum de celles des coliformes.
CLADOCERE
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Le rle des cladocres dans la biocnose lagunaire est :
p o s i t i f :
- par leur large contribution l'abattement de s taux de m atire organi-
que ,
des coliformes et des protozoaires, ainsi que des matires en
suspension. Leur capacit de filtration est leve, de l'ordre de plu-
sieurs centilitres par individu et par jour
- en agissant sur les algues de p etite taille, ils favorisent indirectem ent
la croissance du priphyton lorsque celui-ci est prsent (par rduction
de la comptition : algues priphytiques - algues planctoniques)
- en prov oq ua nt, d u fait de la filtration, un claircissement du milieu ce
qui amliore la pntration de la lumire.
n g a t i f
:
- en abaissant le taux d'oxy gn e dissous par la prda tion qu 'ils exer-
cent sur les microphytes (photosynthse), voire mme par leur propre
respiration
- en s'attaqu ant aux algues les plus petites, qui sont aussi les plus
efficaces dans l'limination des substances nutritives. Il en rsulte
gnralement en l 'absence de priphyton un e augmentation des taux
en ammoniaque et phosphate dans la masse liquide
- par leurs excrtion s.
Les cladocres s'accom odent de charges organ iques initiales leves,
de faibles taux d'oxygne, de la prsence de toxines bactriennes, de l'ion
N H
4
et de H
2
S, et sont relativement peu sensibles aux conditions de
temprature du milieu aquatique.
Les daphn ies sont par contre trs sensibles la prsen ce d'amm onia-
que et tendent disparatre en cas de prolifration algale au profit du
genre Moina, dont l'intrt est moindre : des dveloppements excessifs de
microphytes ont en effet pour consquence l'lvation du pH (*) qui
contrle la dissociation de l 'ammoniaque.
L e s c o p p o d e s
Leur spectre alimentaire est tendu (algues, proies vivantes, jeunes
larves d'insectes, cladocres, rotifres ou cilis, organismes en dcomposi-
tion). Ils sont apparemment peu abondants et leur dveloppement semble
limit dans le temps.
Cas particul ier des po issons
Leur prsence rsultera trs gnralement d'un acte volontaire
encore qu'ils puissent tre introduits sans intervention humaine (transport
des ufs par les oiseaux).
Les Cyprinids tels que carpes et tanches sont apparemment les plus
adapts aux conditions prsentes du milieu. Ils ont au stade adulte un
rgime mixte (algues, larves d'insectes, oligochltes,...).
La prsence et le choix des poissons doivent tre en relation directe
avec un objectif de niveau de traitement et de contrle donn. Il importe
avant tout que les conditions favorables leur survie soient runies (habi-
tat, qualit de l'eau, ...) pralablement leur introduction ventuelle.
Dans ce cas, les poissons peuv ent pe rmettre un certain traitement com pl-
mentaire de l 'effluent. Dans une lagune fonctionnant dan s de bon nes c on-
ditions, les Cyprinids ont leur disposition une nourriture abondante et
relativement varie. Ils exercent alors une slection active (lie leur per-
ception visuelle) des organismes vivant dans l'eau et les sdiments. De
plus,
une slection passive s'effectue par filtration du plancton au niveau
de leurs branchies. Il en rsulte qu'ils s'alimentent des organismes les plus
gros et contribuent ainsi une amlioration de la productivit gnrale du
milieu. Il est possible que les poissons ingrent des particules organiques.Ils remettent plus ou moins partiellement en suspension les vases et favori-
Le rapport
NH4-
23
NH4OH
est fonction de la temprature et du pH.
-
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sent la redissolution des lments nutritifs, ce qui constituera tantt une
gne, tantt un avantage, selon les conditions du milieu. Ils sont aisment
extractibles d'une lagune et permettent ainsi l 'exportation hors de l'ins-
tallation d'lments fertilisants.
Quoi qu'il en soit, il est encore prmatur de se prononcer sur l'intrt
et l 'efficacit rels des poissons dans les processus de lagunage. Les don-
nes ce sujet sont encore trs rares et fragmentaires. Il est permis de
redouter un mauvais contrle du phytoplancton de leur part, et l 'appari-
tion de brusques explosions algales entranant les nuisances que l'on sait
(100 mg d'algues induisent lors de leur dcom position u ne DB O ultime de
150 mg d'oxygn e). Les rsultats obtenu s lors d'exprimentations venir
permettront sans doute de prciser l'intrt et les modalits d'utilisation
des poissons. On peut cependant admettre que dans l 'ultime bassin d'un
lagunage naturel ils peuvent jouer un rle d'indicateur d'un traitement
satisfaisant et surtout d'une absence de toxiques. L'introduction et le
dfaut d'un contrle rigoureux d'espces vivantes ne possdant pas de
prdateur ou prsentant une aptitude particulire un dveloppement
explosif dans leur aire de transplantation font courir des risques graves
l'quilibre gnral des cosystmes.
Il est par ailleurs gn ralem ent difficile, voire impossible, d'ap pr hen -
der l'impact et l 'intrt (notamment compar celui de ses semblables
autochtones) rels de l'action d'un organisme en quelque sorte greff
dans un milieu et introduit en raison de certaines particularits relatives
son rgime alimentaire, sa valeur commerciale, son mode de dveloppe-
ment, etc.. . Le ragondin, le rat musqu, le poisson-chat, la
perche-soleil... ont ainsi, dans un pass rcent, t l'origine des pertur-
bations dont nous ne cessons de dcouvrir l 'ampleur. I l e s t p a r c o n s -
quent fortement dconseil l au matre d'oeuvre et aux exploi-
tants de lagunes d'avoir reco urs, en l' tat actuel des ch o ses, la
jacinthe d'eau ainsi qu'aux carpes dites chinoises.
Les mcanismes de l ' puration
Mcanisme global
Du point de vue de l 'puration, le fonctionnement d'un lagunage
simple peut tre dcrit par les schmatisations suivantes :
Eaux uses + 0
2
bactries ^ bou e bactrie nne + effluent trait
l 'apport d'oxygne est assur par les changes avec l 'atmosphre au
niveau du plan d'eau et par les vgtaux chlorophylle.
Sels minraux + C O
2
+ lumire vgtau x ^ Masse vgtale + 0
2
Dan s le lagun age ar , f oxy gne est appo rt artificiellement par les
arateurs.
Du point de vu e des substances ap porte s la lagune , le sens gnral
des transformations par voie arobie est le suivant :
acide s am in s (sauf lysine)
*~
CCT
+
acide organique + NH
3
(C H
2
O) n + n O
2
- n C O
2
+ n H
2
O
N organique -> . NH
3
- ^ N O ^ -
S orga nique *- SO
4
~~
P organique *- H
3
P O
4
~ P O
4
"
Cycle du carbo ne
La dgradation des matires carbones intervient comme nous
l'avons vu sous l'action des micro-organismes arobies. On considre que
24
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50 % du carbone organique peuvent tre convertis en cellules bactrien-
nes,le reste formant du gaz carbonique. Le seuil d'limination possible de
la charge carbone est fonction du temps de sjour. Pour les processus
extensifs la charge rsiduelle soluble (DBO soluble) se situe des niveaux
trs faibles (mais fonction de la temprature). Pour mmoire, la conver-
sion de la charge organique peut tre ralise aussi par certains champi-
gnons susceptibles de se dvelopper en lagunage simple ; l 'absorption de
matire organique par les macrophytes reste quantitativement ngligeable
(changes prpondrants ce niveau avec le sol et les sdiments). Les
sdiments seraient le sige de phnomnes tantt de stockage, tantt de
relargage de matire organique comme de composs minraux, ou de
micro-organismes : c 'est l une donne importante de la question pour
laquelle nous ne disposons malheureusement que de renseignements
rares et fragmentaires. Enfin, signalons que la production vgtale,
lorsqu'elle existe, repr sente une part no n ngligeable de la DBO rsi-
duelle, ce qui rend le faucardage ncessaire et pose tout le problme de
l'limination des algues.
CYCLE DU CARBONE
ENTRE
LAGUNE
CHtf
-* >
c
i
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o.
.V- . 'V- ' - ;
%.artt oea
SORTIE
LAGUNE
Cycle du p hosp hore
Deux formes du phosphore intressent la production de matire
vgtale dans les lagunes :
- le pho sph ore soluble P O
4
' " ,
- le phosphore hydrolysable (dont les polyphosphates associs en
particulier aux dtergents).
Le cycl
