Traitement des Eaux Usées en Milieu Rural

Principe / Rappel Théorique :

Le débit journalier total d'eaux usées est le produit du nombre d'équivalents-habitants par la dotation journalière en eaux usées par EH.

Formule(s) Clé(s) :

Données Spécifiques pour cette Question :

• Nombre d'EH : \(5 \, \text{EH}\)
• Dotation en eaux usées (\(Dot_{EU}\)): \(150 \, \text{L/EH/jour}\)

Calcul et Développement :

Conversion en \(\text{m}^3\text{/jour}\) (sachant que \(1 \, \text{m}^3 = 1000 \, \text{L}\)) :

Principe / Rappel Théorique :

La charge organique journalière en DBO5 est le produit du nombre d'équivalents-habitants par la charge organique par EH.

Formule(s) Clé(s) :

Données Spécifiques pour cette Question :

• Nombre d'EH : \(5 \, \text{EH}\)
• Charge organique par EH (\(DBO5_{\text{EH}}\)): \(60 \, \text{g DBO5/EH/jour}\)

Calcul et Développement :

Principe / Rappel Théorique :

La réglementation (par exemple, en France, l'arrêté du 7 septembre 2009 modifié) fixe des volumes minimaux pour les fosses toutes eaux en fonction du nombre d'équivalents-habitants (ou de pièces principales, souvent converties en EH). Pour cet exercice, nous utilisons la règle donnée.

Règle de Dimensionnement (selon énoncé) :

Pour une habitation jusqu'à 5 EH, le volume minimal est de \(3 \, \text{m}^3\). Au-delà de 5 EH, ajouter \(1 \, \text{m}^3\) par EH supplémentaire.

Données Spécifiques pour cette Question :

• Nombre d'EH : \(5 \, \text{EH}\)

Calcul et Développement :

L'habitation a 5 EH. Selon la règle, pour une habitation jusqu'à 5 EH, le volume minimal est de \(3 \, \text{m}^3\).

Principe / Rappel Théorique :

La surface d'infiltration nécessaire dépend du nombre d'EH et de la surface d'infiltration requise par EH, qui est elle-même fonction de la perméabilité du sol.

Formule(s) Clé(s) :

Données Spécifiques pour cette Question :

• Nombre d'EH : \(5 \, \text{EH}\)
• Surface d'infiltration requise par EH (\(S_{\text{inf,EH}}\)): \(5 \, \text{m}^2\text{/EH}\)

Calcul et Développement :

Principe / Rappel Théorique :

La longueur totale des tranchées est obtenue en divisant la surface d'infiltration totale nécessaire par la largeur d'une tranchée.

Formule(s) Clé(s) :

Données Spécifiques pour cette Question :

• Surface d'infiltration totale (\(S_{\text{infiltration}}\)): \(25 \, \text{m}^2\)
• Largeur des tranchées (\(l\)): \(0.5 \, \text{m}\)

Calcul et Développement :

Cette longueur peut être répartie en plusieurs tranchées parallèles (par exemple, 2 tranchées de 25 m ou 3 tranchées d'environ 16.7 m, en respectant les espacements réglementaires entre tranchées).

Explication :

Une maintenance régulière est indispensable pour assurer le bon fonctionnement et la pérennité d'une filière d'ANC de type "fosse toutes eaux + épandage". Les principales opérations comprennent :

• Fosse toutes eaux :
  • **Vidange périodique :** Elle doit être réalisée par un professionnel agréé lorsque le volume des boues atteint 50% du volume utile de la fosse (ou au minimum tous les 4 ans en général, mais la fréquence dépend de l'occupation et de l'usage). Une vidange trop tardive peut entraîner un colmatage du système d'épandage.
  • **Vérification du préfiltre (si existant) :** Nettoyage régulier du préfiltre (situé en sortie de fosse) pour éviter le passage de matières solides vers l'épandage. Fréquence : tous les 6 mois à 1 an.
  • **Contrôle des regards :** Vérification de l'accessibilité et de l'état des regards de la fosse.
• Tranchées d'épandage (ou système d'infiltration) :
  • **Contrôle visuel :** Surveillance de la surface de l'épandage pour détecter d'éventuels signes de colmatage (humidité excessive, stagnation d'eau, mauvaises odeurs, végétation anormalement dense et verte).
  • **Entretien de la végétation :** Éviter la plantation d'arbres à racines profondes à proximité des tranchées qui pourraient les endommager. Maintenir une couverture végétale herbacée.
  • **Contrôle des regards de répartition et de bouclage (si présents) :** S'assurer de la bonne répartition des effluents et de l'absence d'obstruction. Nettoyer si nécessaire.
  • **Protection de la zone d'épandage :** Éviter le passage de véhicules ou le stockage de charges lourdes sur la zone d'épandage pour ne pas tasser le sol et endommager les drains.
• Général :
  • **Respect des consignes d'utilisation :** Ne pas jeter de produits toxiques, lingettes, graisses en excès dans les canalisations, car cela peut perturber le fonctionnement de la fosse et colmater le système.
  • **Contrôles réglementaires :** Se conformer aux contrôles périodiques obligatoires réalisés par le Service Public d'Assainissement Non Collectif (SPANC).

Explication :

Lorsque le sol n'est pas apte à l'infiltration (trop argileux, trop perméable avec risque pour la nappe, pente excessive) ou que la surface disponible est insuffisante, d'autres filières de traitement doivent être envisagées après la fosse toutes eaux. Deux alternatives courantes sont :

1. Filtre à sable (drainé ou non drainé) :
   • Principe : L'effluent prétraité par la fosse toutes eaux percole à travers un massif de sable et de gravier. Les micro-organismes qui se développent sur les grains de sable assurent une épuration biologique complémentaire.
     • **Filtre à sable vertical drainé :** L'eau traitée est collectée par un drain en fond de filtre et peut être rejetée vers un exutoire de surface (cours d'eau, fossé) si sa qualité le permet et si la réglementation l'autorise, ou infiltrée si un exutoire n'est pas disponible et que le sol sous-jacent le permet à une plus grande profondeur.
     • **Filtre à sable vertical non drainé (ou tertre d'infiltration) :** Utilisé lorsque la nappe est proche ou le sol peu perméable en profondeur. Le massif filtrant est construit en hors-sol ou semi-enterré, et l'eau traitée s'infiltre dans le sol support sous-jacent ou est dispersée en surface.
   • Avantage : Bonne performance épuratoire, moins sensible à la nature du sol en place que l'épandage direct (surtout pour le filtre drainé).
   • Inconvénient : Plus coûteux à installer que l'épandage, nécessite une surface dédiée, et le sable peut se colmater à long terme (nécessité de remplacement).
2. Filtre planté (ou jardin d'assainissement) :
   • Principe : L'effluent prétraité s'écoule à travers un massif de granulats (graviers, sables) planté de végétaux spécifiques (roseaux, joncs, massettes, etc.). L'épuration est assurée par une combinaison d'actions : filtration physique par le substrat, dégradation biologique par les micro-organismes fixés sur les granulats et les racines des plantes, et assimilation de certains nutriments par les plantes. Il existe des filtres plantés à écoulement vertical ou horizontal.
   • Avantage : Bonne intégration paysagère, bonne performance épuratoire (y compris parfois sur l'azote et le phosphore selon la conception), faible consommation d'énergie, production de biomasse valorisable (compost).
   • Inconvénient : Nécessite une surface plus importante que certains autres systèmes compacts, demande un entretien régulier des plantes (faucardage), et la performance peut être influencée par les conditions climatiques (surtout en hiver pour certaines conceptions).

D'autres filières compactes existent également (micro-stations d'épuration à boues activées, à cultures fixées, filtres compacts à base de matériaux naturels comme la zéolithe ou la fibre de coco), qui peuvent être des alternatives lorsque l'espace est très limité, mais elles sont souvent plus coûteuses à l'achat et nécessitent une maintenance plus technique et régulière.