Supprimez l'épandage des eaux peu chargées avec des MFV

Massifs filtrants végétalisés.

Les massifs filtrants végétalisés (MFV) peuvent être utilisés  en traitement tertiaire des filières d'épuration, ou en traitement  secondaire-tertiaire pour de petites charges polluantes.

Le 24 janvier 2007, après une période d'étude par  l'institut de l'élevage, le CEMAGREF, et les chambres d'agriculture, une  nouvelle filière de traitement des eaux peu chargées à été validée: les  massifs filtrants végétalisés (MFV).

Ils ne peuvent traiter qu'une  charge journalière de moins de 15 Kg de DGO* (demande globale en  oxygène) par jour. Ils sont donc utilisables directement après un filtre  à paille ou un bassin tampon et de sédimentation si la charge est  faible. Pour des charges plus importantes ils sont implantés comme  traitement tertiaire après une lagune ou un filtre planté de roseaux  avec recyclage.

Que peut-on traiter ?

Les massifs filtrants  végétalisés (MFV) permettent de traiter :

• Les lixiviats (purin dilué  des fumières découvertes)
• Les  eaux brunes (aire d'exercice extérieure et aire de raclage découvertes  des déjections).
• Les eaux  blanches issues du lavage du matériel de traite et de fromagerie
• L'ensemble des eaux vertes (quais de  traite et aire d'attente).
• Les  effluents domestiques, après passage dans une fosse toutes eaux  spécifique et sous réserve de l'accord des autorités compétentes.

Ils ne  permettes pas de traiter :

• Le lisier (bouses de l'aire d'attente,  raclage des aires d'exercice).
• Le  purin de fumière couverte.
• Le  lait non commercialisable et le lactosérum.
• Les jus de silo.

Un  fonctionnement simple : ouvrez et fermez une vanne une fois par semaine

Cette filière permet de traiter la charge azotée et carbonée des  effluents.

Les massifs filtrants  végétalisés (MFV) permettent la nitrification de l'azote ammoniacal sur  le premier mètre en profondeur d'un sol qui doit être assez perméable  (limon- sableux), puis une dénitrification plus en profondeur avec des  sols moins perméables (limons-moyens à argiles limoneuses).

Les MFV s'insèrent dans un ensemble d'une filière  de traitement.

Si la charge à traiter  est inférieure à 15 kg de DGO*/jour après traitement primaire, ils  peuvent êtres utilisés directement après un filtre à paille ou un bassin  tampon et de sédimentation.

Si la  charge à traiter après traitement primaire est supérieure à 15 kg de  DGO*/jour, ils sont utilisés en traitement tertiaire après une lagune ou  un filtre planté de roseaux avec recyclage.

• Le traitement primaire est    réalisé soit par un filtre à paille (FAP) si le dénivelé est suffisant,  soit par un bassin tampon et de sédimentation (BTS). Le but de cette  première étape est principalement de piéger les matières grossières,  mais également de neutraliser le pH de l'effluent, de traiter  partiellement l'effluent, de stocker les boues, et d'assurer un tampon  hydraulique en cas de forte pluie (orage notamment). Vous pouvez vous référer à l'agriculteur de l'Aisne du  14/09/2007.
• Le traitement secondaire est nécessaire si la charge  à traiter après traitement primaire est supérieure à 15 kg de  DGO*/jour. Il est réalisé par 3 lagunes (voir l'agriculteur de l'Aisne  du 28/09/2007) ou un filtre planté de roseaux à un étage avec recyclage  (voir l'agriculteur de l'Aisne du 02/11/2007). Dans ce cas l'utilisation  d'un MFV permet de réduire la surface épandue et le travail de  l'éleveur.
• Le traitement tertiaire (ou secondaire si la charge  est inférieure à 15kg de DGO*) est réalisé par 3 massifs filtrants  végétalisés constitués d'une plantation de roseaux en pleine terre  entourée d'une haie d'eucalyptus. Chacun des massifs est alimenté en  alternance une semaine sur 3 par une pompe ou une chasse à auget. L'épuration de l'effluent est réalisée à 85%  par le sol et à 15% par les végétaux. Les eucalyptus ont un feuillage persistant, ce qui évite contrairement  au saule un apport de matière organique supplémentaire par le  feuillage.

Contrainte d'implantation : un sol perméable en surface  et imperméable en profondeur

• Le sol doit être perméable sur au moins un mètre de profondeur (1 à 4 m  pour une efficacité maximale) afin de permettre une nitrification de  l'azote sans accumulation d'eau, et imperméable en dessous pour assurer  une dénitrification efficace. Les eucalyptus ne supportent pas la  présence de calcaire actif, des pH supérieur à 7 et les situations  hydromorphes. Une étude du sol par un agronome-pédologue est donc un  préalable indispensable.
• Il ne  doit pas y avoir de remontée de nappe phréatique.
• La filière de traitement doit être installée à proximité  des bâtiments pour en faciliter la surveillance et la maintenance, et  limiter la longueur de tuyaux.
• Evitez dans la mesure du possible la proximité d'arbres à feuilles  caduques pour ne pas avoir une accumulation de feuilles sur les massifs.
• Les systèmes de traitement font  partie des annexes des bâtiments d'élevage. A ce titre, ils doivent être  implantés à distance réglementaire des tiers et des cours d'eau.
• Seul le BTS peut dans certains cas êtres  générateurs d'odeurs.

Triangle des textures et  perméabilité du sol

Exemple d'un  sol avec 14% d'argile, 42% de limon, 42% de sable, donc de classe B,  adapté comme sol de surface d'un MFV.         Combinaisons des sols  favorables à l'implantation de MFV.

Un entretien limité mais  indispensable

• Une fois par semaine à jour fixe: alternez  l'alimentation des MFV. Chaque massif est alimenté en effluents peu  chargés une semaine sur trois.
• Au  cours de la première année bien taluter les digues en fonction du  développement des eucalyptus.
• Une  à deux fois par an:
  • Videz le BTS  2 fois par an ou curez le FAP (en fin d'été).
  • Fauchez l'herbe des digues. Au bout de 2 à 3 ans de pousse  des eucalyptus l'herbe poussera peu et l'entretien sera réduit.
  • Fauchez (à 30 cm de hauteur) et enlevez  les roseaux en fin d'hiver.
• Au  bout de 5 à 6 ans, coupez chaque année un pied tout les cinq plants  d'eucalyptus (rotation de 5 ans) à 15-20 cm de hauteur. Etêtez  l'ensemble des eucalyptus à une hauteur de 3-5m pour éviter la prise au  vent et leur déracinement. Le bois collecté pourra alors être utilisé en  bois de chauffage.
• Au bout de 5 à  10 ans: un éclaircissage des roseaux semble nécessaire. Les rhizomes  doivent êtres broyés avant épandage en saison sèche pour éviter leur  prolifération.

Une réalisation des MFV assez simple

• Ils  peuvent êtres réalisés entièrement en auto-construction.
• Trois massifs filtrants entourés de digues sont  plantés de roseaux. Deux haies d'eucalyptus Gunnii résistants à un gel  de –18°C bordent les massifs. Si les massifs sont placés en parallèle,  ils sont séparés par des digues de 30 cm de haut plantées d'eucalyptus.  S'ils sont positionnés en séries les digues intermédiaires ne font que  20 cm de haut et ne sont pas plantées.
• Une prairie borde les massifs, pour assurer une sécurité en cas de  débordement.
• La taille des  massifs est déterminée par la valeur la plus élevée entre l'apport  maximum par m² et par jour d'effluent (20 litres/m²/jour pour un sol de  classe B, et 7 litres/m²/jour pour un sol de classe C) et une charge à  traiter maximale de 70 g de DGO/m²/jour.
• Cette valeur est divisée par trois pour obtenir la surface de  chaque massif. La largeur utile des massifs est de 5m, pour une largeur  totale avec les digues de 7m.
• Le  volume de la bâchée doit assurer une hauteur de lame d'eau de 3 cm pour  une bonne répartition de l'effluent. Celle ci peut être obtenue avec une  pompe d'un débit minimum de 0,6m3/m² d'un massif/heure ou une chasse à  auget si le dénivelé est suffisant. Dans les élevages ou il y a une  période sans approvisionnement en effluents, le débit de pompe doit être  supérieur afin de pouvoir alimenter les 3 massifs simultanément en eaux  pluviales.
• Travail du sol: le  terrain est labouré sur 20 à 40 cm de profondeur, sur au moins 7 m de  large, sans semelle de labour, du centre vers l'extérieur pour former  les digues. Puis un outil à dents ou à disques est passé sur les 7 m de  large. Un godet ou un tractopelle permet de faire les digues  périphériques de 1m de large et 30 cm de haut. Puis des diguettes de 20  cm de haut et de 0,5 à 1m de largeur sont réalisées pour séparer les 3  massifs. En cas de pente, ces diguettes sont réalisées et plantées de la  même manière que la digue périphérique, et les massifs sont labourés  perpendiculairement à la pente.
• Juste après le travail superficiel du sol (un second passage peut être  nécessaire) paillez ou mettez des copeaux de bois blanc sur les 5m de  large des massifs à raison de 3 à 5 kg par m² afin d'obtenir une  épaisseur d'environ 10 cm. Cela évitera le développement des adventices.
• Puis immergez les plants de  roseaux et d'eucalyptus dans de l'eau durant 15 minutes. Eliminez la  motte si elle est en tourbe, puis plantez les plants en positionnant  correctement le rhizome. Recouvrez de terre, tassez, arrosez et remettez  de la paille au pied. Les eucalyptus doivent êtres protégés par une  gaine à gibier et être munis d'au moins 3 tuteurs. Il est nécessaire la  première année et en période sèche d'arroser ces derniers. Si vous ne  pouvez pas les planter dès réception vous pouvez les mettres dans un tas  de sable arrosé régulièrement pour les conserver.
• Les roseaux (phragmites communis ou phragmites  australis) sont plantés à un mètre des berges, sur les 3 m de large  restant (7 lignes séparées de 50 cm), à une profondeur de 10 cm. Sur  chaque ligne les roseaux sont séparés de 28 à 40 cm (30 cm) pour obtenir  une densité de 5 à 7 pieds/m².
• Les eucalyptus âgés de 2 à 4 mois (15 à 40 cm) sont plantés au milieu de  la digue (à 1,5m de la première ligne de roseaux) et à 30 cm de  profondeur. Les pieds sont séparés de 2 m de distance. Les plants  d'eucalyptus sont des Eucalyptus gunnii résistant au gel (-18°C selon  l'AFOCEL qui les produit). Néanmoins une incertitude demeure quand au  risque de gel, l'effet du froid étant complexe et ne dépendant pas  uniquement de la température minimale. Les eucalyptus peuvent êtres  plantés en automne, ou au printemps pour limiter le risque de gel, et  les roseaux au début du printemps avec la mise en charge des massifs. Il  peut être nécessaire d'arroser les pieds d'eucalyptus le premier été.  Il est nécessaire de protéger les jeunes plants d'eucalyptus en hiver  contre le gel. Ils sont plus sensibles au froid les 2-3 premières  années.
• Les digues sont  ensemencées en herbe pour mieux fixer le sol.
• Trois vannes d'alimentation sont situés en sortie du poste  de relevage ou au pied des massifs. Une canalisation de 50 à 100 mm de  diamètre relie le dispositif d'approvisionnement aux 3 tuyaux  d'épandage.
• Les tuyaux d'épandage  sont en polyéthylène haute densité rigide ou semi-rigide, de 50 à 60 mm  de diamètre. Chacun des 3 tuyaux est placé dans l'axe des massifs. Ils  sont perforés tous les mètres de trous (de 4 à 8mm sur le 1° tiers, de 6  à 10mm sur le 2° tiers, et de 8 à 12 mm en bout de tuyau)  diamétralement opposés, en quinconce. Les tuyaux sont fermés par un  bouchon amovible. Un parpaing est positionné en amont des tuyaux pour  les surélevés, et un petit trou est réalisé face au sol à l'autre  extrémité juste avant le bouchon amovible. Ce dispositif en permet la  vidange des tuyaux et limite le risque de gel.
• L'ensemble des MFV est clôturé pour éviter l'intrusion du  bétail.

Si le MFV est utilisé en  traitement tertiaire et que la profondeur de sol superficiel est  insuffisante, il est possible de réaliser un tertre pour obtenir une  profondeur de sol perméable de 1 m. La construction de ce tertre induit  des règles spécifiques précises de réalisation des MFV.

Schéma  de massifs filtrants végétalisés

Exemple de dimensionnement  d'une filière

A titre indicatif, 3 situations vous sont présentées  en zone moyennement pluvieuse (Vervins), avec une vidange de la fumière  une fois par an.  

Ce type de filtre en traitement  secondaire-tertiaire semble bien adapté pour les élevages de taille  modérés. En cas d'agrandissement, avec une production après traitement  primaire supérieure à 15Kg de DGO/jour, la réalisation de lagunes ou  d'un filtre planté de roseaux avec recyclage sera indispensable.  L'emprise de ce type de filière de traitement est assez conséquente  lorsque le sol n'a pas une perméabilité optimale.

Conclusion:

Les massifs filtrants végétalisés (MFV) forment le dernier élément des  deux ou trois constituants d'une filière de traitement des effluents  peu chargés. Ils permettent de limiter considérablement la contrainte  d'épandage. Ils nécessitent pour leurs réalisations d'un sol non  calcaire perméable sur au moins un mètre de profondeur en surface, puis  d'un sol imperméable en dessous. Pour éviter tout risque de colmatage,  il est essentiel que le sol soit bien adapté, que le traitement primaire  soit efficace, et qu'il n'y a aucun effluents concentrés dirigés vers  cette filière.

MFV: des  roseaux entourés d'eucalyptus et d'une prairie.

* DGO: Demande Globale en Oxygène. Elle correspond à  la quantité d'oxygène nécessaire pour dégrader la matière organique et  oxyder l'azote de l'effluent.