Les dispositifs d’assainissement autonome sont destinés au traitement des effluents (eaux vannes, eaux ménagères) issus des habitations isolées.
La filière la plus couramment utilisée pour une habitation isolée est la suivante :
- collecte des eaux usées,
- prétraitement dans une fosse « toutes eaux » ayant une capacité voisine de 3 m³,
- traitement principal : dans la majorité des cas (sol moyennement perméable, absence de nappe, terrain plat, etc.), c’est le sol qui épure.
Dans les autres cas, le dispositif d’épandage traditionnel est remplacé par un « sol reconstitué » : tertre filtrant, filtres à sable, etc.
De tels équipements ne sont pas sans poser de problèmes :
- mauvaise ventilation : apparition d’odeurs,
- risques de colmatage par entraînement de matières en suspension et/ou croissance bactérienne.
Certains constructeurs proposent des solutions permettant, en principe, de s’affranchir de telles contraintes par l’utilisation de préfiltres ou « décolloideurs », ventilateurs, indicateurs de fonctionnement, alarmes.
MATÉRIELS PROPOSÉS POUR PROTECTION DES ÉPANDAGES :
a) Le dégraisseur :
Certains fabricants proposent d’utiliser cet équipement pour le prétraitement des eaux ménagères, afin de piéger des graisses non solubilisées. Sa contenance moyenne est d’environ 500 l. Un tel matériel ne se justifie que rarement (restaurants) pour les raisons suivantes : rendement insuffisant, odeurs, contraintes d’exploitation.
La fosse septique toutes eaux assure à la fois les fonctions de dégraissage et de piégeage des matériaux en suspension.
Tableau 1 Extrait de l’étude de M. CATHELAIN et J.-P. DEMIAUTÉ (août 1981) Sortie de dégraisseur en polyester de capacité 0,5 m³ équipé de 2 tubes plongeurs en PVC (Ø 100 mm) sans cloison siphonoïde
| Dates | Entrée | Sortie | MES mg/l | Matières grasses |
|---|---|---|---|---|
| --- | --- | --- | --- | --- |
| Juillet 1980 | E 35 | S 30 | 60 | |
| 6 août 1980 | E 20 | S 3 | 85 | |
| 4 septembre 1980 | E 275 | S 135 | 30 | 13 |
b) Le « décolloideur ou préfiltre » :
Les termes « décolloideur » et « préfiltres » désignent souvent les mêmes types d’appareils.
Le Ministère de l’Environnement en donne la définition suivante : « le décolloideur ou préfiltre grossier a pour but de protéger l’épandage contre une arrivée massive et continue de matières en suspension due à l’absence de vidange périodique de la fosse septique ». De tels appareils de capacité réduite (0,5 m³ environ) ne peuvent assurer complètement les fonctions d’élimination des particules colloïdales et des matières en suspension décantables. (Voir fig. 1, page suivante).
Élimination des colloïdes :
Les solutions colloïdales sont les plus difficiles à traiter. Il s’agit de dispersions ayant une vitesse de sédimentation très faible et d’un diamètre compris entre 10⁻³ et 10⁻¹ micron (protéines, lipides, produits tensioactifs, etc.) ; certaines atteignent jusqu’à 10 microns
et ne peuvent pas sédimenter par suite de phénomènes parasites (turbulence, convection). Ces particules chargées négativement sont observables par diffusion de la lumière (turbidité).
Les traitements physico-chimiques et biologiques permettent de traiter les dispersions colloïdales :
- — les agents utilisés sont des floculants d'origine minérale (tel que le sulfate d’alumine) et organique (polyélectrolytes),
- — l’épuration biologique repose essentiellement sur les bactéries fixées qui réalisent la « digestion » des colloïdes.
Élimination des matières en suspension décantables :
Les matières en suspension décantables ne sont pas toutes piégées par la fosse « toutes eaux ».
| Chiff. mg/l | DBO₅ | DCO | MES | N |
|---|---|---|---|---|
| Eaux brutes | 350 à 500 | 800 à 1 000 | 200 à 400 | 70 à 100 |
| Sortie fosse septique | 160 à 280 | 300 à 500 | 70 à 140 | environ 75 % NH₄ |
On constate fréquemment des départs massifs de boues à la sortie des fosses septiques non vidangées régulièrement.
La plupart des préfiltres commercialisés ne retiennent que peu de matières en suspension, ces filtres étant remplis de matériaux grossiers. L’emploi des granulométries fines entraîne régulièrement le colmatage de ces dispositifs.
Les équipements installés à l’aval des fosses toutes eaux créent des nuisances : odeur, entretien pénible.
| Dates | Entrée/Sortie | MES mg/l | ||
|---|---|---|---|---|
| Août 80 | entrée 95 | sortie 120 | 50 | |
| Septembre 80 | entrée 160 | sortie 60 | 65 | |
| Octobre 80 | entrée 165 | sortie 105 | 150 | 50 |
| Novembre 80 | entrée 160 | sortie 75 | 85 | 76 |
| Décembre 80 | entrée 53 | sortie 45 | 68 | 51 |
| Janvier 81 | entrée 148 | sortie 83 | 69 | 35 |
L’AVENIR DES MATÉRIELS ET MATÉRIAUX DESTINÉS À LA PROTECTION DES ÉPANDAGES
L’amélioration de la protection des épandages apparaît indispensable pour éviter toute intervention de rénovation, opération coûteuse. Les solutions proposées interviennent à différents niveaux de la chaîne de traitement :
a) Amélioration du prétraitement :
L’association de deux fosses septiques ou un dispositif de cloisonnement intérieur augmentent le rendement de piégeage des matières en suspension. L’incorporation d’un préfiltre dans une fosse toutes eaux a l’avantage de faciliter la mise en œuvre de tels équipements et d’améliorer leur rendement par ses propriétés :
- — d’amortisseur hydraulique,
- — de piège à matières en suspension.
Son dimensionnement et sa granulométrie doivent alors être adaptés au rôle de préfiltre (barrière) et non plus à celui d’élément épurateur par percolation de l’effluent en sortie de fosse. Un tel dispositif mis au point au CEREDE est diffusé sous la marque PURFLO.
seul appareil, les différentes fonctions nécessaires à l'assainissement : Fosse + Dégraisseur + Filtre.
b) Indicateur de fonctionnement ou alarme :
Les indicateurs de fonctionnement sont soit intégrés à la fosse, soit installés en amont de l’épandage. Leur rôle est double :
- — créer une perte de charge en cas de départ massif de boue (détection physique de la variation de niveau d'eau avec ou sans visualisation électrique),
- — arrêter les matières en suspension sortant de la fosse septique non équipée d'un préfiltre.
Ces appareils ont souvent l'aspect d’un regard de répartition de faible dimension. Seule une bonne conception de l'ouvrage évite des interventions d’entretien fréquentes (1 à 2 mois).
c) Mini-filtre
La fonction d'un tel équipement est de piéger la quasi-totalité des matières en suspension sortant du prétraitement. Son volume, voisin de 1 m³, est divisé en trois zones :
- — zone d'alimentation et de stockage facilement exploitable,
- — zone de filtration,
- — zone de reprise de l’effluent filtré.
Son utilisation est limitée à la protection des réseaux d'épandage traditionnels.
d) Gestion des nouveaux épandages :
L'épandage traditionnel utilisé sur les sols favorables présente de nombreux inconvénients :
- — il est sensible au colmatage. Un départ massif de boues peut entraîner l’obligation d’une réhabilitation du réseau (coût élevé),
- — il nécessite une emprise au sol importante,
- — il entraîne des dépenses de mise en œuvre excessive : transport, coût des matériaux, main-d’œuvre. (Voir fig. 2, page suivante).
Tableau 4
Efficacité des traitements — Référence : « L'Assainissement individuel » A.B.L.B. octobre 1980
| Paramètres | Eau brute | Sortie fosse septique | Prélèv. effectués sous l'épandage à 0,30 m | Prélèv. effectués sous l'épandage à 0,90 m | |
|---|---|---|---|---|---|
| DBO₅ (mg/l) | 270 – 400 | 140 – 175 | 0 | 0 | |
| MES (mg/l) | 300 – 400 | 45 – 65 | 0 | 0 | |
| Coliformes fécaux NPN 100 ml | 10⁶ à 10⁸ | 10³ à 10⁵ | 0 à 10¹ | 0 | |
| Virus PFU/ml | non dét. | 10⁵ à 10⁸ | 10³ à 10⁷ | 0 à 10¹ | 0 |
| Azote total (mg/l) | 100 à 150 | 50 à 60 | traces à 40 | traces | |
| N-NH₄ (mg/l) | 50 à 120 | 30 à 60 | traces à 60 | traces | |
| N-NO₃ (mg/l) | 1 | 1 | traces à 40 | traces à 20 | |
| Phosphore total (mg/l) | 10 – 40 | 10 – 30 | traces à 10 | traces à 1 |
Une autre conception de l'épandage est possible pour faciliter sa gestion et diminuer les coûts de réalisation :
- — résolution des problèmes de colmatage,
- diminution de l’implantation au sol,
- limitation du temps de main-d’œuvre (1/3) par utilisation de nouveaux matériaux mis en place directement par tranchage de sol.
Les nouveaux matériaux proposés (études en cours) viendraient remplacer ceux utilisés dans les tranchées d’infiltration : sable, gravier, drain, feutre synthétique (voir Figure 2).
Des équipements associés permettent de diminuer la longueur des canalisations, de gérer les dépôts de boues, de s’affranchir de la contrainte « sol » (texture, saturation en eau, topographie, etc.).
CONCLUSION
L’évolution des techniques d’assainissement autonome est possible et souhaitable, car les solutions actuellement proposées ne sont pas entièrement satisfaisantes au niveau de l’efficacité et du coût de la mise en œuvre.
Il est possible d’évoluer vers une notion d’assainissement tout terrain, offrant de nombreux avantages : adaptation à différentes contraintes (perméabilité, pente, nappe, surface réduite, rationalisation des fabrications, etc.).
Les nouveaux matériaux et matériels proposés faciliteront la réalisation et la gestion des réseaux d’épandage.
Un certain nombre de dispositifs traditionnels peu performants ou trop coûteux devront être abandonnés au profit des techniques de pointe actuellement expérimentées en plateforme d’essais, en particulier au CEREDE.
