L'épuration des eaux usées mise en place à l'écohameau se base sur des filières ayant fait leurs preuves et bien décrites par ailleurs1.
Il existe maintenant de nombreuses stations correspondant au type général "bassins de collecte sans eaux apparentes plantés de végétaux" ayant prouvé que les rejets obtenus arrivent aisément à répondre aux normes exigées par la législation. Mais comme presque toutes les normes, celles-ci sont posées a posteriori pour correspondre aux possibilités techniques et non l'inverse.
Aucune autre installation de référence ne répond à la filière complète telle que nous l'avons conçue à l'écohameau par combinaison de techniques simples à mettre en oeuvre. C'est cette originalité qui fait que nous avons choisi de désigner la station par un terme particulier : SIRÉNE, Système Intégré de RÉgénération Naturelle des Eaux.
Bien que ne nécessitant aucun entretien, les végétaux peuvent si on le désire être collectés pour servir de combustible, de fourrage, de paillage (idéal pour le BRFlien vers un autre site), de litière, de fibre isolante en construction.
Visuellement, les bassins se présentent comme des bacs de plantations. Ils peuvent être hors sol ou enterrés et sont en eux-mêmes un élément esthétique pouvant être utilisés comme rideaux végétaux pour masquer ou cacher ou pour mettre en valeur un autre élément du jardin ou... être eux-mêmes un élément à mettre en valeur !
En comptant le terrassement, les matériaux, la main-d'oeuvre, les végétaux, pour une famille de référence de 5 personnes, le coût d'installation se situe aux environs de 700 €.
La station est constituée d'un bassin étanchéifié comportant des partitions intérieures augmentant la durée de séjour du flux.
L'intégralité de la charge polluante arrive brute, sans dégrillage ni dégraissage.
Dans la première partie du bassin les éléments carbonés sont compostés et les composés organiques azotés sont oxydés en nitrites ou nitrates.
Dans la deuxième partie, les nitrites et nitrates sont réduits en azote gazeux.
La troisième partie est optionnelle. Son rôle est d'éliminer les nitrites résiduels et surtout les phosphates. C'est la seule cuve du système à eaux apparentes.
Dans les trois parties, des végétaux spécifiques participent aux buts recherchés.
Le calcul de surface utile (hors maçonnage) de la SIRÉNE s'effectue en fonction du volume d'effluents à traiter. L'unité de base est l'EqH : "Équivalent Habitants".
En se basant sur le chiffre moyen de 150 l d'eau utilisés par jour par personne, on a l'égalité 1 EqH = 150 l quelle que soit par ailleurs la source de l'effluent, domestique ou industrielle : douche, machine à laver, WC, lavage de matériel, sérums issus de l'industrie laitière, vinicole...
La SIRÉNE se compose de trois parties. Chacune des parties a une profondeur de 60 cm et une surface de 1 m2 par EqH.
Ainsi pour une famille moyenne de 4 personnes, une SIRÉNE présentera une surface utile de 4 x 3 = 12 m2.
L'équipement est constitué d'une construction étanche. Si pour des contraintes locales, plusieurs bassins séparés sont construits, chacune des trois étapes peut se présenter en bassins successifs se jetant l'un dans l'autre.
Chaque partie contient un substrat différent adapté à sa fonction. Les massifs filtrants sont dans tous les cas implantés de végétaux.
A contrario des usages recommandés, les graviers sont purement calcaires pour maintenir un pH élevé favorable à la nitrification.
La cuve est implantée de
Les végétaux réellement importants sont les bambous, roseaux, typhas et scirpes. Ils ont de multiples fonctions :
Les saules agissent principalement au niveau de la réduction des nitrates, des phosphates et de la matière carbonée par le prélèvement organique.
Les autres végétaux complètent le biotope pour affiner la régénération de l'eau en émettant par les racines des substances favorisant les organismes souhaités aux dépens des pathogènes.
La sortie de la cuve de digestion est plus basse que le niveau du sol intérieur afin de permettre au massif filtrant de se maintenir en aérobie.
Pour atteindre le but fixé de dénitrification, nous jouons sur le phénomène biochimique que les agronomes appellent "la faim d'azote" : lorsque on apporte à un sol un compost trop riche en carbone, les bactéries utilisent tout l'azote disponible pour leur propre usage et celui-ci n'est plus disponible pour les végétaux.
Pour forcer la capture de l'azote contenu dans les influents, cette partie de la SIRÉNE à comme substrat est une matière carbonée quelconque : paille, copeaux...
Il est préférable ici de maintenir un degré suffisant d'anaérobiose. Pour cela, on maintient une couche d'eau permanente dans la partie inférieure de la cuve. L'évacuation est modulable pour varier le niveau d'eau en fonction de données biologiques, chimiques, saisonnières...
Les matières carbonées disponibles sont suffisantes pour maintenir un pouvoir de réduction élevé.
À l'étude : après quelques années de fonctionnement, il est probablement possible d'implanter les mêmes végétaux que dans la cuve de digestion pour compléter le processus de dénitrification par prélèvement.
La sortie des deux premières parties est plus basse que le niveau du sol intérieur des bassins afin de permettre au massif filtrant de se maintenir en aérobie.
C'est la seule fraction ne contenant pas de substrat solide.
Le bassin est implanté de végétaux bien connus pour leur potentiel élevé de phytoépuration : Ceratophyllum demersum, Chara, Elodea, Hydrocotyle natans, Nelumbo lutea, Nelumbo nucifera, Pontederia lanceolata, Sagittaria japonica flore pleno, Sagittaria latifolia.
La capacité épuratrice de ces plantes vient pour une part de l'oxygène qu'elles rejettent directement dans l'eau. De plus elles se nourrissent des mêmes minéraux et nutriments que ceux utilisés par les algues pour leur développement et entrent donc en compétition avec elles.
Notre préférence va vers Ceratophyllum demersum qui absorbe de grande quantité de nitrates et phosphates.
Dans le bassin aquacole, l'eau est apparente. Pour cette raison, nous ne le préconisons pas dans la plupart des installations pour des raisons de sécurité relative aux enfants ou aux animaux et également pour le potentiel "d'élevage de moustique" que cela représente bien que ce dernier problème soit relativement contrôlable pas l'introduction de Gambusia affinislien vers un autre site.
Le coût d'une réalisation dépend des spécificités de chaque site : nature du terrain et topographie déterminent les coûts éventuels de terrassement et la possibilité de travailler ou non en écoulement gravitaire. Climat et nature exacte des rejets déterminent le substrat et les végétaux utilisés.
Pour exemple d'étude, supposons une implantation pour une famille de 5 personnes avec des rejets non spécifiques sur un terrain présentant idéalement une légère pente évitant tout travail de terrassement.
La solution la moins coûteuse est la construction d'un bassin d'un seul tenant en parpaings étanchéifié par un enduit additivé.
Pour 5 personnes la surface intérieure est de 15 m2. Supposons une largeur intérieure de 2 m, la longueur sera donc de 7,5 m.
La construction d'un tel bassin nécessite :
| 152 parpaing de 20 | 130 € |
| 15 m2 treillis 20 /20 et 30 m fer à béton 8 mm | 40 € |
| 20 sacs de ciments 35 kg et 1 m3 de sable | 125 € |
| matériaux de remplissage | 200 € |
| total matériaux TTC | 495 € |
Pour les végétaux, en comptant une densité d'implantation suffisante pour une efficacité immédiate dès le démarrage :
| 10 souches d'arundinaria | 140 € |
| 10 souches de phragmites | 19 € |
| 6 plants de saules | 20 € |
| 10 plants de végétaux de compléments | 30 € |
| total végétaux TTC | 209 € |
| TOTAL TTC matériaux et végétaux sans main d'oeuvre | 704 € |
