INTRODUCTION : Le lagunage naturel a une action d'auto-épuration de l'eau.
La méthode consiste à organiser, en utilisant une technologie simple, la dégradation et l'élimination des éléments organiques par des processus naturels dans l'espace et dans le temps.
La technique consiste à localiser et à favoriser les actions de la nature sans apport d'énergie, ni de moyens mécaniques ou chimiques.
Ce sont les organismes vivants naturellement dans les bassins qui sont les épurateurs.
La " surface miroir " (surface du plan d'eau d'un lagunage laissant filtrer la lumière) a une très grande importance puisque les plantes et les algues utilisent la lumière du soleil comme source d'énergie pour réaliser la photosynthèse.
L'EXEMPLE DU LAGUNAGE D'OOST-CAPPEL
Le lagunage d'Oost-Cappel est composé de deux bassins ou lagunes, il a été réalisé sur une ancienne zone humide.
Les eaux usées arrivant au lagunage proviennent des villages d'Oost-Cappel et une partie du village d'Alveringhem.
Le lagunage a une dimension de 1 Ha 33 a 29 ca. La capacité du lagunage permet d'épurer les eaux usées pour 1000 habitants, en réalité lors de sa construction, seulement 500 habitants composaient les deux villages.
I LES GRANDES ETAPES DE L'EPURATION
LE PRETRAITEMENT
Il est constitué d'un dégrilleur et d'un débitmètre. Le dégrilleur est composé d'une grille qui permet de retenir les gros déchets.
Le débitmètre permet de contrôler la quantité d'eaux usées qui arrive chaque jour au lagunage, il s'agit d'un volume d'eau exprimé en m3/ jour.
LE DESHUILAGE
Cette zone est située dans la première lagune. Il s'agit d'un demi-cylindre métallique appelé aussi lame siphoïde. Celle-ci permet de séparer les huiles et les graisses du reste des eaux.
LA LAGUNE A MICROPHYTES
C'est le premier bassin du lagunage où vivent les bactéries, des algues microscopiques et quelques plantes aquatiques flottantes.
· Les bactéries ont un rôle essentiel car elles réalisent la minéralisation de la matière organique en gaz carbonique, eau, nitrates et phosphates .
· Les algues se nourrissent des éléments libérés par les bactéries, elles utilisent la lumière du soleil comme source d'énergie, de là se produit une série d'autres réactions qui entraînent la fabrication de leur propre matière organique : les tiges, les feuilles, et les fleurs.
C'est le principe de la PHOTOSYNTHESE.
Elles libèrent enfin, de l'oxygène dans l'eau, indispensable à la vie dans les lagunes.
Les eaux séjournent environ 50 jours dans le bassin à microphytes.
LA LAGUNE A MACROPHYTES
C'est le second et dernier bassin du lagunage d' Oost-Cappel.
· Un lagunage naturel peut comporter deux bassins à macrophytes, ce qui est d'ailleurs recommandé. · Dans cette lagune vivent des algues macroscopiques ce qui veut dire qu'elles sont visibles à l'œil nu, vivent aussi, dans le bassin, des plantes aquatiques.
· Les algues ont toujours le même rôle. Les plantes aquatiques puisent également les sels minéraux indispensables à leur croissance et permettent aussi le développement de micro-organismes qui se nourrissent des plantes elles-mêmes, et des éléments dissous dans l'eau.
· Ainsi, se développent des chaînes alimentaires de végétaux et du phytoplancton (algues microscopiques) vers les animaux aquatiques puis aériens, puis terrestres. Les eaux séjournent ici environ 40 jours et ainsi elles se libèrent des impuretés restantes. Enfin, c'est au niveau du collecteur que les eaux épurées se dirigent vers l'extérieur du lagunage pour aboutir dans un affluent de l'Yser : la Zwuyne Becque.
Quelques espèces présentes au lagunage d'Oost- Cappel :
Bactéries aérobies et anaérobies.
Espèces végétales : phytoplancton : algues microscopiques, macroscopiques (lentilles d'eau, myriophylles…) et végétaux supérieurs : élodées du Canada, Iris des marais, joncs, joncs fleuri, massettes, roseaux, scirpes.
Espèces animales : zooplancton : daphnies, aselles, cyclops. Invertébrés : limnées, hémiptères ou punaises (notonectes, nèpes), diptères (larves de chironomes, d'eristales), odonates (les larves d'odonates ou libellules vivent dans l'eau).
Vertébrés : foulques, canards colverts, la tadorne de Belon en période de nidification (année 2001 et 2002).
Liste non exhaustive
Equivalent - habitant : quantité moyenne produite en un jour par une personne ; fixée par la directive européenne à 60 g de DBO 5.
MeS : Matière en Suspension ; C'est la masse de matières particulaires mesurée après filtration et séchage en étuve à 105 °, on obtient une masse que l'on exprime en mg/l.
DBO5 : demande biologique en oxygène pendant 5 jours. C'est la quantité d'oxygène consommée par les micro-organismes pour la dégradation des matières organiques d'une eau sur 5 jours. Elle est exprimée en mg d'oxygène par litre.
DCO : Demande chimique en oxygène. C'est la quantité nécessaire à la dégradation chimique des matières organiques.
NK : azote kjeldhal, Il représente la somme de l'azote organique et ammoniacale (et non les composés oxydés c'est-à-dire nitrites et nitrates), il est exprimé en mg d'azote par litre.
Pt : Phosphore total ; Il représente l'ensemble du phosphore, il est exprimé en mg de phosphore par litre.
La surface des bassins du lagunage doit être 10 fois supérieur au nombre d'habitants.
Il est même conseillé de prévoir dans le Nord, non pas 10, mais 15 m2 de surface de lagune par habitant.
Le premier bassin ou bassin à microphytes : Sa profondeur doit se situer entre 0,9 et 1 mètre. Cette hauteur évite la pousse des végétaux supérieurs tels que les macrophytes.
Deuxième et troisième bassin ou lagunes à macrophytes Leur profondeur est comprise entre 0,9 et 1,1 mètre avec des zones peu profondes de 30 - 40 cm permettant aux macrophytes de pouvoir s'installer.
Il peut y avoir 2 ou 3 lagunes à macrophytes. Il est conseillé d'en réaliser au moins deux. Leur forme peut être variable en fonction notamment de la topographie du terrain.
- La tenue d'un cahier d'exploitation permet d'indiquer les observations, les mesures et opérations d'entretien.
- La surveillance générale : ~ érosion des digues ~ Présence de rongeurs ~ Obstruction des ouvrages de communication ~ Développement des lentilles d'eau
L'exploitant devra surveiller en particulier : ~ Le bon écoulement de l'eau ~ L'absence d'odeurs ~ L'état des digues ~ La couleur de l'eau.
- L'entretien du prétraitement : c'est le pompage des graisses au niveau de la zone de déshuilage. - L'entretien des abords : le fauchage des berges - Lutte contre les rongeurs - Curage des bassins lutte contre les lentilles d'eau - Faucardage des macrophytes
- Coût relativement faible pour l'exploitation, pas de compétences de haut niveau. - Intégration paysagère propice au développement d'une avifaune spécifique.
- Simplicité de l'exploitation car bien adapté au personnel des petites collectivités.
- Qualité des eaux traitées : * Bons rendements épuratoires * Fiabilité du procédé * Bonne épuration bactériologique * Bonne élimination des nitrates et phosphates.
- Bons comportements avec des eaux diluées et des forts débits en période pluvieuse.
- Grande adaptabilité en été pour les populations estivales car la photosynthèse est plus importante.
INCONVENIENTS
- Grande emprise : volume important de 10 m2/ hab.
- Mais développement de moustiques si défaut d'entretien.
- Opération lourde de curage des boues tous les 5 à 10 ans.
- Qualité de l'eau épurée inférieure par rapport aux procédés conventionnels performants sur la matière organique : * Rendement en flux carboné limité à cause des rejets d'algues. * Epuration moins efficace en période de froid.
- accepte mal les effluents concentrés non domestiques : agro-alimentaires type industriel.
- Le système du lagunage est un système très intéressant car n'utilisant aucun produit chimique, ni aucun moyen mécanique, il utilise comme source d'énergie essentielle, l'énergie lumineuse.
- Le lagunage naturel s'intègre parfaitement dans le paysage et permet l'installation d'une flore et d'une faune diversifiée.
- Son principal inconvénient est sa grande emprise.
- L'épuration dans la lagune résulte en définitive de 3 actions essentielles :
- La décantation des éléments en suspension. (MES).
- La minéralisation des composés organiques par l'action des bactéries aérobies en sels minéraux : nitrates et phosphates (principalement dans le premier bassin).
- L'absorption par les végétaux supérieurs des nitrates et des phosphates, éléments minéraux produits par les bactéries ou présents dans la lagune. ( dans la deuxième lagune d'Oost-Cappel ou la lagune dite à macrophytes ).
SOURCES :
- Revue NORD-NATURE par Emile VIVIER - le lagunage naturel. Numéro Hors-Série 1994 Université des Sciences et Technologies de Lille 59 655 VILLENEUVE D'ASCQ
- Documents de l'Agence de l'eau et du Conseil général du Nord.
POUR D'AUTRES RENSEIGNEMENTS CONCERNANT : l'exploitation et la conception du lagunage.
SATESE du Nord
( Service d'assistance technique aux exploitants de stations d'épuration ) Direction de l'environnement 43, rue Gustave Delory 59 047 LILLE CEDEX Tél : 03 20 63 57 45 · Monsieur ROUSSEL
À titre d'exemple, le lagunage d'Oost-Cappel a été financé en 1991 à hauteur de : 20 % Par la D.D.A 20 % par le Conseil Général 20 % par l'Agence de l'eau.
