Lagunage

Le lagunage est une technique biologie d’épuration naturelle des eaux usées. Le traitement est assuré par la végétation aquatique qui sert de support à des procédés aérobies et anaérobies impliquant un large éventail de microorganismes.

Il s’agit en quelque sorte de reproduire le procédé naturel d’autoépuration des eaux que l’on rencontre dans les lacs et rivières.

Principe

Le lagunage consiste en une succession de trois à cinq bassins peu profonds (0,4 à 1,2 m) dans lesquels l’eau s’écoule gravitairement de lagune en lagune. Il peut s’avérer nécessaire (pour les grosses installations) d’utiliser des bassins de prétraitement (dégraisseurs, déshuileurs, dessableurs) qui sont chargés d’éliminer les particules solides et les graisses. Ces déchets extraits seront éliminés par incinération ou revalorisés (le sable pourra être utilisé en tant que remblais routier et les huiles pourront être soit régénérées soit incinérées). Les premiers bassins sont des bassins à micro-organismes, où est dégradée la matière organique contenue dans les eaux usées. On trouve dans ces bassins un écosystème constitué de végétaux qui, par photosynthèse produisent de l’oxygène qui nourrit le phytoplancton qui à son tour nourrit le zooplancton.

L’action naturelle du soleil, qui fournit chaleur et lumière, favorise une croissance rapide des microorganismes aérobies et anaérobies qui consomment la matière organique en suspension. Le premier bassin (de décantation) est le plus profond, et le volume global de l’ensemble doit être très important : soit de 60 à 80 fois plus que la quantité d’effluent reçu, ce qui permet une dilution considérable et d’assurer, le cas échéant, de fortes variations de charge à assainir. L’eau transite ensuite dans des bassins moins profonds, à macrophytes (iris, roseaux, joncs…). Ceux-ci absorbent les éléments minéraux issus de la dégradation de la matière organique pour leur croissance. Ce bassin est deux fois plus petit avec une profondeur moins importante (1,10 m en moyenne). Cette faible profondeur est importante pour permettre l’action du soleil : Rôle bactéricide des ultra-violets, mais surtout, ici, pour permettre la photosynthèse et donc favoriser les phénomènes aérobies. Les nutriments présents (sels minéraux, dérivés des lessives et dans une moindre mesure des engrais minéraux issus de l’agriculture) et le CO2 (déchet de la respiration de certaines bactéries) vont être assimilés par les plantes pour permettre leur croissance.

Les micro-algues (phytoplancton) seront consommées dans les derniers bassins par le zooplancton (animaux microscopiques). A la fin de cette étape (80 jours environ après l’entrée dans le premier bassin). Le rôle du zooplancton est d’assurer la finition de l’épuration des eaux. Ils vont jouer un rôle important comme consommateur de micro-algues, et donc comme régulateur de ces populations phytoplanctoniques.

Les eaux sont aptes à être rejetées dans le milieu naturel.

Organismes vivants impliqués

Le principe du lagunage repose essentiellement sur la dégradation de la matière organique contenue dans les eaux usées, par une chaîne alimentaire de micro-organismes colonisant successivement les différents bassins. Les espèces varient en quantité et en nature selon les caractéristiques du milieu : nature des effluents à traiter, charge organique, conditions climatiques, profondeur d’eau.

Algues

Les algues sont des plantes microscopiques contenant de la chlorophylle permettant la photosynthèse (possible jusqu’à une profondeur de 50 cm). Elles utilisent les substances minérales et le gaz carbonique rejetés par les bactéries, pour édifier leur matière et évacuer de l’oxygène. Il s’agit des algues bleues, vertes, brunes et des eugléniens.

Bactéries

Les bactéries assimilent la matière organique et rejettent du dioxyde de carbone et des substances minérales. Au fond du bassin les bactéries sont anaérobies (zone anoxique : absence d’oxygène) et à la surface aérobies (présence d’air). Ces dernières consomment l’oxygène provenant des échanges entre l’air et l’eau et celui généré par la photosynthèse.

Les bactéries exogènes, sont les bactéries qui arrivent avec les effluents : elles sont de bonnes indicatrices de la pollution micro-biologique. Malgré une très grande diversité, certaines de ces bactéries peuvent être pathogènes (c’est-à-dire porteuses de maladies) ; il convient donc de les éliminer au fil de l’épuration afin d’éviter toute contamination bactériologique en aval. Les bactéries endogènes, présentes naturellement dans les bassins grâce à l’ensemencement naturel, vont jouer un rôle pour dégrader la matière organique. Selon les caractéristiques physico-chimiques des eaux, les espèces les mieux adaptées à leur mi lieu de vie vont rester présentes dans les bassins. La grande diversité des espèces de bactéries présentes dans les bassins correspondent à des adaptations des micro-organismes aux changements de conditions : qualité de l’eau, résistance à la pollution….

Zooplancton

Le zooplancton est une faune microscopique (de quelques dizaines de micron à quelques millimètres) se nourrissant de bactéries, de phytoplancton, de matière organique et parfois de jeunes larves d’insectes.

Macrophytes

Les macrophytes ont un rôle de support filtrant et d’assimilation des formes minérales de l’azote et du phosphore notamment. Les phragmites (roseaux) sont le plus souvent utilisés. Il s’agit généralement de toutes les plantes que l’on trouve au bord des étangs et des lacs et qui ont la capacité à la fois de transformer la matière organique et de fixer les métaux lourds et produits dérivés des détergents. Si l’on y rejette uniquement les eaux grises, 1m2 par personne suffit, sinon, 10m2 sont conseillés. Les lentilles d’eau sont aussi efficaces pour l’épuration, de plus elles sont très riches en protéines (35 à 50% du poids sec) et constituent un bon aliment pour les animaux.

Avantages et inconvénients

Ses avantages par rapport aux procédés classiques sont nombreux :

• Faible coût d’exploitation ;
• Bonne intégration paysagère ;
• Système respectueux de l’environnement ;
• Bonne élimination des pathogènes, de l’azote et du phosphore ;
• Production de boues moins importante (qu’une station classique de type «  » boues activées «  »), très minéralisées et donc peu fermentescibles ;
• Curage peu fréquent (1 fois tous les 10 ans dans les premiers bassins) et boues plus facilement valorisables ;
• Bien adapté pour les petites communes ayant des fortes augmentations de population estivale ;
• Hormis les coûts fonciers pour l’achat des terrains, les coûts de fonctionnement sont faibles (peu ou pas d’électricité) ;
• Bien adapté au réseau unitaire (les eaux pluviales jouant un bon rôle de dillution pour de fortes charges ponctuelles : vendanges par exemple) ;
• Faible technicité requise pour l’exploitant, surveillance régulière mais uniquement hebdomadaire du fait de la rusticité du système.

Plusieurs inconvénients sont toutefois à noter :

• Forte emprise au sol (en France 10 m2 par habitant) limitant l’installation aux grandes communes ;
• Contrainte possible si l’installation nécessite une imperméabilisation du sol (argile ou géomembrane) ;
• Matière en suspension importante en rejet (organismes planctoniques) problématique pour de petits milieux récepteurs ;
• Variations saisonnières de la qualité d’eau de sortie ;
• Adapté pour un type de pollution organique : n’apprécie pas les grandes concentrations ponctuelles, et les pollutions chimiques ;
• Difficulté et coût important de l’extraction des boues ;
• Faucardage au moins une fois par an pour les lagunages à macrophytes ;
• En cas de mauvais fonctionnement ou de mauvais entretien : risque d’odeurs, de développement d’insectes (moustiques), de dysfonctionnement (perforation des digues par les rongeurs).