Mettre en place un système de phytoépuration

Depuis de nombreuses décennies, un grand nombre de personnes cherche des solutions pour un traitement des eaux de maison qui soient à la fois écologique mais aussi « efficace ».
C’est notamment le cas d’Anne Rivière et de l’association Eau Vivante qui a déjà accompagné plusieurs oasis dans la mise en place de solution de phytoépuration. Les textes ci-dessous sont une synthèse d'un livret édité par Eau Vivante dont voici les coordonnées :
Eau Vivante, Lieu-dit Larrebiou, 32220 Saint-Lizier du Planté
Email : eauvivante.larrebiou@laposte.net

Le principe épurateur dans une phytoépuration

Le processus épurateur est celui d’un filtre bactérien fonctionnant en aérobiose, c’est-à-dire grâce à l’oxygène de l’air.

Les plantes aquatiques qui poussent dans des bassins de phytoépuration développent rapidement un complexe racinaire important. Grâce à l’énergie solaire et lors de la photosynthèse, elles émettent de l’oxygène par leurs racines. Au voisinage du système racinaire, sur les milliers de m² de surface offerte par les pores du substrat de pouzzolane (gravier volcanique poreux), des milliards de bactéries aérobies (fonctionnant grâce à l’oxygène) s’activent et transforment alors la matière organique contenue dans les eaux usées en matière minérale assimilable par les plantes. Cela « nettoie » de l’eau, comme dans les stations d’épuration. Toutefois, ici, les bassins de plantes remplacement économiquement (car fonctionnent à l’énergie solaire gratuite) et esthétiquement des systèmes mécanisés et sophistiqués. Ces plantes aquatiques au réseau racinaire important (phragmites (roseaux), joncs, typhas, iris...) ont par ailleurs d’autres propriétés :

• En se balançant sous le vent, elles participent à l’aération mécanique du substrat et empêchent son colmatage
• Leurs racines produisent une grande variété de susbstances colloïdales qui sont capables de « casser » des molécules complexes des médicaments de synthèse et des détergents
• Elles abritent une faune d’animaux détritivores (escargots, vers…) et même des oiseaux.

Avantages / inconvénients des systèmes de phytoépuration

Avantages

• Ce sont des systèmes particulièrement efficaces au niveau de l’épuration, qui permettent de respecter les obligations réglementaires en vigueur.
• Les effluents sont accessibles à chaque niveau de bassin et donc facilement prélevables par les intéressés eux-mêmes et par les services sanitaires de contrôle.
• Ils rejettent des eaux recyclées que l’on peut réutiliser facilement en fin de parcours pour arroser le jardin (économie d’eau).
• Ils responsabilisent chacune vis-à-vis de ses rejets. Comme « tout se voit », chacun a à coeur de créer un système beau et efficace. C'est un écosystème complet et pédagogique qui est entretenu, avec une flore et une faune importantes (oiseaux, libellules, papillons, escargots…) !
• Le système fonctionne quelles que soient la situation et la pente
• L’emprise au sol est raisonnable en milieu rural ou périurbain (de 1 à 2 m² par équivalent habitant) et utilise plutôt les pentes que le plat
• C’est un investissement abordable, en moyenne de 2000 € (matériaux + terrassement en autoconstruction) à 5000 € (matériaux + main d’oeuvre) pour une famille de 4 personnes. Certains auto-constructeurs ont fait leur système pour moins de 600 € en faisant eux-mêmes le terrassement. Le coût est de 2 à 4 fois moins élevé qu’une installation conventionnelle.
• Cet écosystème humide crée un microclimat favorable au potager en période de chaleur.
• Il est possible de construire soi-même son système après avoir suivi une formation.
• L’entretien reste minime s’il est fait régulièrement (alternance des vannes, vidage du filtre à paille, désherbage, dédoublement des plantes au printemps) .

Inconvénients

• Ces systèmes sont encore peu reconnus par l’administration et leur mise en place peut demander beaucoup d’abnégation et de force de conviction auprès des instances comme le SPANC ou les préfectures !
• Il faut se former pour éviter les erreurs.
• Ce type de système n’est pas adapté aux personnes qui s’absentent longtemps de leur domicile (d'où l'intérêt de le faire dans une oasis pour garder un flux plutôt régulier à l'échelle d'un collectif).
• L’utilisation de ces systèmes reste réservée à des personnes soucieuses de leur empreinte sur l’environnement. Les familles et leurs invités doivent en effet s’engager à n’utiliser que les toilettes sèches et des produits respectueux de la nature.

Un usage complémentaires des toilettes sèches

Il faut rappeler tout d’abord que l’eau utilisée dans les toilettes représente généralement de 30 à 45 % de la consommation d’eau totale d’un ménage et que celle-ci, issue du réseau d’adduction d’eau potable, a donc subi des traitements coûteux.

Nos déjections sont issues de ce que nous mangeons, c’est-à-dire qu’elles sont issues des produits fournis par la terre. Elles sont toujours constituées d'azote, de phosphore et de carbone. Ces éléments ont des cycles terrestres et doivent être logiquement rendus à la terre pour l'enrichir et perpétuer son cycle. Un déchet organique est toujours une ressource pour la terre.

En plus de l'énorme gaspillage d'eau engendré, c'est donc un non-sens écologique sans précédent que de mêler des déjections humaines ou animales à l'eau. L’homme est le seul animal à déféquer dans son eau de boisson ! Cette mauvaise gestion de la matière organique est la source de bien des altérations de nos écosystèmes aquatiques et de nos eaux souterraines, et un manque à gagner en humus désastreux pour nos sols de plus en plus dégradés. La toilette sèche et le compostage associé ont entièrement leur place dans tout concept global de gestion écologique d’un lieu et de son développement durable. Il est temps d’accepter son propre corps et ses rejets, de les assumer au lieu de s’en débarrasser au plus vite dans l’eau et le sous-sol via le tout-à-l’égout ou la fosse septique.

La toilette sèche rustique peut être recommandée pour sa simplicité de mise en oeuvre, son faible coût et la satisfaction générale des utilisateurs. Les déjections sont, après chaque utilisation, recouvertes de matière sèche carbonée (donc absence d’odeur) puis évacuées jusqu’à un tas de compost. Elles sont soigneusement compostées. La montée en température et un temps de maturation d’un an au moins garantissent la destruction des bactéries fécales pathogènes. On obtient au final un parfait humus pour nourrir à nouveau la terre. En conclusion, ni l’eau pure, ni l’air, ni le sol et ni la nappe phréatique ne sont pollués ; au contraire, il y a enrichissement général.

Dans le principe, il suffit d’habiller confortablement un seau (en inox de préférence pour un nettoyage efficace et une hygiène parfaite ou en plastique alimentaire) et de se procurer de la matière carbonée sèche fine qui sera versée après chaque usage. Tout ce qui est disponible localement convient : sciure de bois, copeaux, paille ou foin séché et broyé, chanvre en paillettes, balle d'avoine, branchages et tailles de haies broyés...( éviter d’ utiliser des bois exotiques ou traités) Certaines personnes ajoutent en mélange un peu de compost maturé riche en bactéries.

Cette toilette peut être placée à l’intérieur comme à l'extérieur de la maison. Rien à voir avec les cabanes au fond du jardin, leurs odeurs pestilentielles et leurs nuées de mouches que les plus âgées ont peut-être connues.

Bien que cette toilette puisse être placée n'importe où dans la maison, nous recommandons de prévoir, notamment pour les habitations récentes ou en rénovation, un accès direct sur l'extérieur pour évacuer le seau lorsqu'il est plein.

L’avenir de la toilette sèche est peut-être à la toilette à lombricompostage qui évite la manipulation.

Les schémas d’illustration, issus d’une étude, page ci-contre s’appliquent à une famille de 4 personnes. Les eaux grises de cette famille ne transitent pas par une fosse septique, mais par un simple filtre à paille avant d’arriver au niveau des bassins-filtres. La surface utile de filtres dans ce cas est de 2 m²/personne.
1. Le terrassement
On installe généralement une phyto-épuration au sud et loin des arbres. Si on est obligé de l’installer au nord, le système ne doit pas être placé trop près de la maison. Les plantes aquatiques sont des plantes qui ont besoin de soleil et l’ombrage les empêche de bien fonctionner.

Les niveaux sont pris très précisément en fonction du niveau de sortie définitive des eaux grises et du niveau du dernier bassin.

Il est toujours souhaitable que la sortie des eaux de l'habitation se fasse le plus haut possible pour gagner de la hauteur en amont, idéalement 20 à 30 cm au-dessus du niveau du sol. Cela peut être fait aisément si l’on surélève la douche.

Le creusement des tranchées et des trous recevant les bassins, la mare et les regards est généralement fait à la mini-pelle. La pente des canalisations est d’au moins 2% soit 2 cm par mètre pour que l’eau s’écoule par gravité.

Entre deux bassins horizontaux, le dénivelé est de 15 cm minimum. On protège l’arrivée de l’effluent avec des galets comme le préconisent les textes des arrêtés de 2012. Pour des bassins enterrés, l’excavation est de 60 cm environ, on peut également avoir des bassins semi-enterrés ou hors-sol en tenant compte des risques de gel (en remblayant le haut des bassins).

2. Les canalisations
Elles ont un diamètre de 50 mm. Elles sont généralement en PVC, mais elles peuvent être réalisées en polyéthylène (plus cher mais plus résistant) ou même en terre cuite. Les tuyaux de PVC sont toujours collés entre eux et reposent sur un lit de sable qui leur assure la stabilité. Il faut buser et enterrer à 60 cm les canalisations qui passent sous les voies carrossables.

La règle de base est que toutes les canalisations doivent être accessibles en tout point. Des culottes de curage (voir schéma) de les déboucher à l’aide d’un furet. Elles sont constituées d’un morceau de tuyau raccordé à la canalisation par un manchon en forme de Y. Elles sont placées tous les 10 à 15 m ou à proximité des changements de direction et impérativement s'il y a des angles à 90° (mieux vaut 2 coudes à 45°).

3. Le filtre à paille

Les eaux grises de la maison subissent un pré-traitement dans un filtre à paille (mieux qu’un bac dégraisseur) de manière à récupérer le maximum de matières solides en suspension, ce qui prévient le colmatage de l’entrée du système.
Un filtre à paille peut consister en une simple passoire avec une poignée de foin ou de paille à l'intérieur. La passoire est placée dans un petit regard situé le plus près possible du bâtiment. Les eaux grises brutes arrivent au-dessus de la passoire et déposent les particules grossières, des savons et des graisses avant de s’écouler par le fond. La paille chargée du filtre est vidée régulièrement (chaque semaine) sur le compost. Un couvercle, léger, en bois par exemple, fermera le regard tout en le laissant facilement manipulable.

4. Le regard de distribution

Il se place juste après le filtre à paille, avant les bassins. Deux tuyaux, munis chacun d’une vanne, repartent pour alimenter en alternance les deux bassins du 1er niveau, qui sont ceux où l'eau réside le plus longtemps.

C'est une opération hebdomadaire qui prend quelques dizaines de secondes que va demander un système de phytoépuration.

5. Le bassin horizontal

3 ou 4 niveaux de bassins-filtres à plantes aquatiques, placés en cascade le long d’une pente de terrain, vont recevoir et épurer les eaux usées. Tous les bassins ont une forme ronde ou ovale, sans angles aigus où l’eau pourrait stagner.

Il est indispensable d’utiliser des bassins rigides et non des bâches.

Chaque bassin est rempli d’un matériel filtrant, idéalement du gravier volcanique de pouzzolane.

A l’entrée du bassin, une colonne et autour du regard de sortie, une couronne de galets permettent à l’effluent une distribution homogène par effet piston. L’effluent arrive en surface par le dessus du bassin, percole horizontalement à travers le substrat et ressort par trop-plein, 10 cm en dessous de la surface, à l’autre extrémité du bassin.

Des végétaux aquatiques spécifiques sont plantés directement dans la pouzzolane. Le système sera en pleine productivité lorsque le système racinaire aura atteint le fond du bassin. Cela peut prendre une à deux années.

Un regard intérieur en sortie du bassin est généralement à prévoir.

6. Les plantations
Elles ont lieu de préférence au printemps. Si on prend le risque de planter à l’automne, il faut pailler.

On plante directement dans le substrat de pouzzolane après avoir réglé le niveau d’eau à 5 cm sous la surface des graviers.

L’agencement des plantes se fait en fonction des plantes choisies et de leurs caractéristiques d’habitat. En général, on met 7 plantes/m².

Nous utilisons couramment les 3 espèces suivantes considérées comme particulièrement actives :

• Phragmites communis (Roseau commun) : en exclusivité dans les bassins du premier niveau ;
• Scirpus lacustris (Scirpe commun) : en mélange dans le second niveau
• Iris pseudo-acorus (Iris jaune des marais) : en mélange dans le ou les niveaux suivants.

Les autres plantes qui peuvent être incorporées au système sont : les Juncus (joncs) des lieux humides, Caltha palustris (populage des marais), Epilobium hirsutum (épilobe), Filipendula ulmaria (reine des près), Glyceria maxima (Glycérie aquatique), Lythrum salicaria (salicaire), Mentha aquatica (menthe aquatique), Mimulus guttatus, Typha latifolia (massette à larges feuilles), etc…

On peut utiliser des plantes plus ornementales comme les cannas et la sauge bleue.

7. La mare

En aval des bassins il est souvent utile de prévoir, avant la mare, un ou deux bassins qui pourront être transformés en bassins filtrants en cas d'agrandissement.

Dans un sol non argileux, donc perméable, la mare terminale peut être maçonnée ou réalisée à l’aide d’une bâche plastique ou d’un bassin préformé. L'étanchéité est toujours le problème majeur des mares.

Pour des raisons de sécurité, pensez aussi qu'une mare doit être entourée d’une barrière ou de buissons denses.

La profondeur de la mare doit atteindre 80 cm à 1 m pour accueillir des poissons qui se nourriront des larves de moustiques tout en animant l’espace.

8. Le rejet en fossé ou en tranchée d’infiltration
Le fossé ou la tranchée d’infiltration reçoit les eaux épurées du dernier bassin ou le trop-plein de la mare. La tranchée longe idéalement une haie d’arbustes aimant l’humidité, noisetiers, saules…

Entretien et pérennité du système

L’entretien du système est indispensable pour assurer le bon fonctionnement et assurer la pérennité du système :

• Vider le filtre à paille chaque semaine,
• Alterner les bassins du premier niveau en ouvrant et en fermant les vannes toutes les semaines,
• Chaque année, au début du printemps ou de l’été, les plantes aquatiques sont nettoyées et dédoublées. Elles peuvent être compostées sans danger. On enlève systématiquement toutes les autres herbes qui ont envahi le substrat de pouzzolane,
• Les regards et les canalisations sont inspectés et débouchés si nécessaire (s’ils ne sont pas correctement fermés, vous ferez une excellente récolte d’escargots !).

Etude de cas d'une maison individuelle

Le schéma ci-contre montre l'évolution du mur ouest de leur maison en 2 jours de chantier (à gauche avant l'installation, au centre avec l'installation des bassins mais sans les plantes et l'habillage et à droite après l'ensemble des travaux).

Alain et Nadège ont acquis une petite maison au coeur du Marais Poitevin. Ils l’ont rénové eux-mêmes de la façon la plus écologique possible. Ils y cultivaient un jardin en permaculture et utilisaient des toilettes sèches. Ils ont déménagé depuis. Cette installation, toujours existante , est intéressante par sa compacité.
La propriété est en site isolé. Elle n’est pas raccordable aux réseaux. Ils y sont autonomes en électricité et en eau. Ils ont contacté Eau Vivante en mars 2008 puis ont fait réaliser une étude personnalisée de phytoépuration et ont souhaité accueillir un stage pratique pour finir d’installer leur système en juillet 2008.
Le terrain d’une surface très réduite (370 m²) se trouve en zone inondable. Il a fallu concevoir une installation compacte et hors sol. Le dessus du dernier bassin devait être au dessus du niveau maximum des crues de la Sèvre Niortaise qui passe juste devant la maison.
A leur arrivée à Magné, Alain et Nadège ont très rapidement installé une toilette sèche dans leur maison qui n’était pas équipée de toilette à chasse d’eau. Ils se procurent, gratuitement, de la sciure dans une scierie de la région.

Ce système est dimensionné pour 2 à 3 équivalents Habitants. Il est composé de trois niveaux de traitement successifs de bassins horizontaux d'1.2 m de diamètre et d’un bassin mare de même diamètre. Dans l’avenir, celui-ci pourra être transformé en bassin filtrant si le nombre d’habitants augmente .

Le manque de pente naturelle et la situation en zone inondable nous a obligés à utiliser une pompe de relevage qui se situe en dessous du filtre à paille de la cuisine.

Un filtre à paille dans lequel d’autres effluents arrivent (salle de bains, machine à laver) est placé en hauteur juste avant les vannes de distribution. Tous les bassins sont posés en cascade le long du mur ouest.

Les deux premiers bassins du 1er niveau sont montés en parallèle. Ils fonctionnent en alternance une semaine sur deux. Les 2ème et 3ème niveaux sont composés de deux bassins en série. Alain et Nadège, ayant une démarche très écologique en consommant peu d’eau et en utilisant des produits respectueux de l’environnement, peuvent accueillir du monde de façon passagère sans problème.

Le coût total de l’installation du système d’assainissement des eaux grises a été d’environ de 1700€ TTC.
Les plantes ont été récupérées auprès d’amis. Alain et Nadège ont isolé les bacs avec de la paille et les ont habillés de planches, de galets et feuilles de zinc. Le résultat est esthétique.

Aspects législatifs

Voici quelques conseils pour votre demande d’agrément pour un système d’épuration des eaux grises ménagères par filtres plantés associé à des toilettes sèches.
La législation en vigueur (arrêté du 14 mai 2012) ne reconnaît pas encore comme assainissement autonome ce genre de système de phytoépuration eaux grises associé à l’utilisation des toilettes sèches.
Les toilettes sèches sont acceptées (article 17 de l’arrêté du 7 septembre 2009) mais ce n’est pas encore le cas pour la phytoépuration. Sous le terme de phytoépuration, on entend généralement le traitement par bassins filtres des eaux usées, grises et vannes mélangées.
Hors, comme nous l’avons explicité, la présence des eaux vannes dans les bassins filtres des particuliers est source de risques sanitaires élevés et tout le monde sait qu’un grand nombre de personnes répugnent à entretenir leur système comme il se doit. Ce n’est pas du tout le cas pour la phytoépuration des eaux grises où les risques sanitaires sont nuls et où la majorité des personnes entretiennent leur système.
Il faut vous appuyer sur les résultats des analyses des systèmes déjà mis en place.
L’article 7 de l’arrêté stipule que les installations doivent garantir un taux de concentration maximale en sortie de traitement (donc dans le dernier bassin) de « 30 mg/l en matières en suspension (MES) et 35 mg/l pour la DBO5. »

Nous vous conseillons, dans le cas d’un permis de construire ou d’une demande d’autorisation de travaux, de rencontrer personnellement les personnes responsables de l’assainissement autonome de votre secteur. C’est le Maire ou un membre de la Communauté de Communes, et le technicien du SPANC ou du service des eaux, ou même l’ingénieur du service Santé-Environnement de votre département qui reste en fait la seule autorité compétente pour les cas particuliers.

Vous pourrez présenter l’étude préalable qui est à faire faire par un bureau d’études (comme l’association Eau Vivante le faisait). Insistez sur l’absence de risques sanitaires, cela rassurera votre interlocuteur parce qu’il sentira que vous pourrez entretenir votre système.
Soyez bien conscient que c’est très difficile pour une personne de l’administration de ne pas faire appliquer des arrêtés en vigueur, même si cette personne pense, ainsi que sa hiérarchie et tous ses collègues, que l’arrêté de 2012 n’est pas en accord avec les avancées écologiques de respect de l’eau comme la phytoépuration des eaux grises.
Une convention tripartite entre vous, la mairie et le SPANC peut aider à l’acceptation de votre installation. Les administrations ont en effet peur, à juste titre, des plaintes de futurs acquéreurs (en cas de vente).
Le conseil qui a été entendu des dizaines de fois de la part des responsables d’administrations est celui ci :
« Je suis bien d’accord avec vous et votre démarche me semble cohérente…Ceci dit, je ne peux pas vous donner un avis favorable comme ça, à cause de cet arrêté. Ecoutez, faites moi parvenir sur papier un modèle d’assainissement classique de type fosse toutes eaux – filtre à sable…et faites ce que vous voulez, je ne veux pas le savoir. De toutes façons tant que vous ne polluez pas, personne ne pourra vraiment vous ennuyer » Plus tard, lors des visites de contrôle, vous entrerez dans la catégorie : « Système non conforme à la législation en vigueur mais satisfaisant de par ses analyses de rejet, bien entretenu et ne présentant aucun signe de pollution » une sorte d’acceptation de fait !
D’autre responsables sont allés beaucoup plus loin dans leur soutien de projets pilotes puisque nous avons eu des avis favorables et même plusieurs dérogations préfectorales… Aujourd’hui, les choses changent vite.
Ce qui peut rester déterminant actuellement, pour faire accepter votre projet, c’est un courrier d’engagement, signé, que vous remettrez à la mairie et au service responsable de l’assainissement. Le formulaire et les exigences peuvent varier d’une municipalité à l’autre. Nous vous proposons un modèle-type ci-dessous, sans pouvoir vous garantir que ça marchera à tous les coups.
Vous pouvez, s’il y a plus de réticences signer une convention avec le maire et le SPANC.

Quelques vitrines réalisées par Eau Vivante

Vous trouverez des exemples de sites en phytoépuration sur une page du wiki en cliquant ici.