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Résumé :
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Dans le système des filtres plantés de roseaux (Reed Bed Treatment System, RBTS), il est admis que les roseaux n’ont pas une action directe, significative sur l’élimination de la matière organique et des nutriments. Les deux fonctions importantes unanimement reconnues pour les roseaux sont le maintien de la conductivité hydraulique du filtre et le fait de servir de support à la biomasse bactérienne épuratrice. Malgré la relation directe qui doit lier ces deux fonctions à la densité des roseaux dans le filtre, cette dernière ne semble pas retenir l’attention des spécialistes et chercheurs ni d’ailleurs la partie souterraine correspondante constituée des racines et des rhizomes. Le présent travail est consacré à cet aspect de la question. Il vise à déterminer l’impact de la densité des roseaux et du volume racinaire correspondant sur la dynamique d’infiltration et sur les performances épuratoires d’un filtre planté à écoulement vertical, type étage 1 Cemagref. L’approche expérimentale consiste à comparer trois filtres du pilote RBTS construit au campus de l’IAV en 2007. Ces trois filtres sont identiques et ne se distinguent que par la densité des roseaux. Les résultats ont montré qu’une forte densité de roseau est corrélée positivement à un volume de racines et rhizomes élevé, ce volume est désigné sous l’appellation volume racinaire. Cette forte densité induit une dynamique d’infiltration similaire à celle d’un filtre colmaté et que cet effet semble dépendre de l’importance de la fraction du volume du filtre occupée par les racines et rhizomes. En revanche, le filtre ayant une faible densité exhibe une dynamique d’infiltration similaire à celle d’un filtre fonctionnant normalement, sans colmatage. Ainsi, une valeur-seuil de la fraction du volume du filtre occupé par les racines et rhizomes a été déterminée; elle est égale à 0,15 (ou 15%). Au-delà de cette valeur-seuil, le volume racinaire commence à gêner le ressuyage du filtre ce qui se traduit par une dynamique d’infiltration similaire à celle observée sur un filtre colmaté. Le suivi de la dynamique d’infiltration et des performances épuratoires des trois filtres sur une période d’alimentation de 4 jours, soit l’application de 20 bâchées consécutives, a montré que le filtre à forte densité de roseaux voit sa conductivité hydraulique se détériorer et ses performances d’abattement de la DCO et des matières en suspension (MES) diminuer dès le deuxième jour d’alimentation. La diminution du taux d’abattement de la DCO est cependant plus accentué comparée à celle des MES. Ceci indique que la forte densité semble agir au niveau de l’aération du filtre probablement en ralentissant la vitesse de ressuyage et donc la capacité du filtre à maintenir les processus aérobies en état de fonctionnement. En revanche, le filtre, ayant une faible densité, maintient sa conductivité hydraulique tout au long de la période d’alimentation mais voit son taux d’abattement de la DCO et des MES baisser, lui aussi, à partir du deuxième jour d’alimentation. Nous en avons conclu qu’il était plus judicieux d’arrêter l’alimentation après 2 jours pour garder les performances d’abattement à leur niveau maximum. Ceci, correspond à un cycle alimentation/repos de 2/4 jours plus court que ceux généralement appliqués par le Cemagref. Il serait toutefois plus prudent d’opérer avec un cycle 2/8 en saison froide ce qui obligerait à diviser la superficie réservée à l’étage 1 en 5 filtres parallèles au lieu des 3 actuels.
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