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Les filières autorisées

(Publié le : 13 novembre 2014)

Le traitement des eaux usées peut se faire par le sol en place ou par une installation dont les caractéristiques techniques et le dimensionnement sont précisés dans les arrêtés relatifs aux prescriptions techniques applicables aux installations d’assainissement non collectif.

Les filières autorisées

Fosse et épandage souterrain dans le sol en place (tranchée d’épandage et lit filtrant)

L’épuration des eaux usées se fait en deux étapes : une phase de « prétraitement » et une phase de traitement par le sol.

► Traitement primaire (couramment appelé « prétraitement ») :

Il est constitué d’une fosse toutes eaux (anciennement appelée fosse septique). Si nécessaire, elle peut être complétée par un préfiltre et/ou un bac dégraisseur.

Une fosse septique toutes eaux est une cuve étanche qui reçoit l’ensemble des eaux usées brutes, c’est à dire les eaux-vannes et les eaux ménagères. Son rôle est de retenir les matières solides et les déchets flottants mais aussi de liquéfier les matières polluantes. Elle est équipée d’une ventilation assurant l’évacuation des gaz de fermentation.

 

Le préfiltre, quant à lui, piège les matières solides non retenues par la fosse. Il est constitué de matériaux filtrants (type : pouzzolane). Souvent intégré à la fosse, il est parfois indépendant et placé entre la fosse et l’épandage. Il n’a pas de fonction épuratoire mais une fonction de protection supplémentaire de l’épandage.

 

Le bac dégraisseur ou bac à graisses retient les matières solides, graisses et huiles contenues dans les eaux de cuisine, de salle de bain, de machines à laver (eaux ménagères). Compte tenu des contraintes d’entretien (nettoyage fréquent nécessaire), il n’est préconisé que dans les cas suivants :

  • si la longueur de canalisation entre l’habitation et la fosse est supérieure à 10 m ;
  • en cas d’activités spécifiques (type : restauration).

 

► Traitement secondaire :

Un épandage souterrain dans le sol en place est constitué de tuyaux d’épandage rigides (canalisations dont les perforations sont orientées vers le bas) disposés dans des tranchées ou dans un lit (en cas de terre trop meuble) de faible profondeur remplis de graviers.

 

► Évacuation :

Grâce à ses propriétés, le sol en place est utilisé comme support épurateur du fait des bactéries naturellement présentes et comme moyen d’évacuation des eaux usées traitées.

 

► Schéma :

Impression

Fosse et épandage souterrain dans un sol reconstitué (filtre à sable)

Plusieurs filières existent selon les cas :

  • Cas 1 : le sol naturel a une perméabilité trop importante pour traiter les eaux usées

Lit filtrant vertical non drainé (« filtre à sable vertical non drainé»)

  • Cas 2 : le sol naturel a une perméabilité insuffisante pour traiter les eaux usées

Lit filtrant vertical drainé (« Filtre à sable vertical drainé »)

  • Cas 3 : le sol naturel a une perméabilité insuffisante pour traiter les eaux usées et la parcelle (pente, topographie…) ne permet pas l’implantation d’un filtre à sable vertical drainé (pas assez de pente pour atteindre l’exutoire)

Lit filtrant à flux horizontal

Le principe de fonctionnement et les ouvrages assurant le traitement primaire sont les mêmes que dans le cadre d’un épandage souterrain dans le sol en place (cf. Ci-dessus).

 

► Traitement secondaire :

Un filtre à sable vertical est constitué d’un massif de sable siliceux lavé qui remplace le sol naturel. Des tuyaux d’épandage rigides (canalisations dont les perforations sont orientées vers le bas) sont placés dans une couche de graviers qui recouvre le sable répartissant ainsi l’effluent sur le massif. Les eaux usées sont alors traitées par les micro-organismes fixés aux grains de sable. Dans le cas où la nappe phréatique est trop proche de la surface du sol, le filtre à sable vertical peut être réalisé au-dessus du sol en place sous la forme d’un tertre.

 

Un lit filtrant à flux horizontal est constitué d’une succession horizontale de matériaux graveleux et sableux. Les eaux usées sont réparties en tête du filtre par un drain rigide enrobé de graviers. Elles transitent ensuite à travers les différentes couches de matériaux de plus en plus fins où elles sont traitées par les micro-organismes, puis elles sont collectées à l’aval par un drain avant d’être rejetées dans le milieu superficiel.

 

Évacuation :

Selon la perméabilité du sol naturel, les eaux traitées sont :

  • Soit évacuées par infiltration dans le sous-sol ou utilisées pour l’irrigation de végétaux non destinés à la consommation humaine ;
  • Soit, à défaut et sur étude particulière, évacuées vers le milieu hydraulique superficiel ;
  • Soit, après avoir constaté l’impossibilité d’avoir recours aux modes d’évacuation précités, après une étude hydrogéologique et autorisation du maire de la commune, évacuées vers un puits d’infiltration.

 

► Schéma :

schéma filtre à sable

Fosse et lit filtrant drainé à flux vertical et à massif de zéolithe

Le principe de fonctionnement, les ouvrages assurant le traitement primaire et le mode d’évacuation des effluents traités sont les mêmes que dans le cadre d’un épandage souterrain dans un sol reconstitué (cf. Ci-dessus).

 

► Traitement secondaire :

Le massif est constitué d’un matériau filtrant à base de zéolithe naturelle de type chabasite, placé dans une coque étanche. Il se compose de deux couches, une de granulométrie fine en profondeur, et une de granulométrie plus grossière en surface.

Le système d’épandage et de répartition de l’effluent est bouclé et noyé dans une couche de graviers roulés lavés.

 

► Schéma :

massif zeolithe

Massif(s) filtrant(s) compact(s)

Ces dispositifs permettent d’assurer le traitement des eaux usées domestiques selon le principe de la culture fixée sur des supports filtrants. Les massifs filtrants compacts sont des massifs pour lesquels le matériau de filtration accompagnés de son système de distribution et de récupération des eaux usées traitées est mis dans une boîte qui l’isole du sol environnant. Les massifs filtrants compacts sont des dispositifs de traitement soumis à la procédure d’agrément ministériel.

Traitement primaire (couramment appelé « prétraitement ») :

Le traitement primaire dit « prétraitement » est le plus souvent une fosse septique toutes eaux équipée d’un préfiltre.

 

Traitement secondaire :

Le massif filtrant (zéolithe, copeaux de coco, laine de roche, sable, etc.) reçoit l’ensemble des eaux usées domestiques prétraitées (effluents septiques). Un système de distribution peut assurer leur répartition sur l’ensemble du média filtrant.Celui-ci est utilisé comme système épurateur, permettant le développement de l’activité bactérienne. Le traitement secondaire des effluents septiques s’y fait grâce à la percolation de l’eau dans le massif filtrant (rétention de la biomasse produite au sein du massif).Les eaux usées traitées récupérées en fond de massif filtrant sont ensuite rejetées.

 

► Évacuation :

Selon la perméabilité du sol naturel, les eaux traitées sont :

  • Soit évacuées par infiltration dans le sous-sol ou utilisées pour l’irrigation de végétaux non destinés à la consommation humaine ;
  • Soit, à défaut et sur étude particulière, évacuées vers le milieu hydraulique superficiel.

 

► Schéma :

massif filtrant compact

Massif(s) filtrant(s) planté(s) (avec ou sans fosse)

Ces dispositifs permettent d’assurer le traitement des eaux usées domestiques selon le principe de la culture fixée sur des supports filtrants. Les massifs filtrants plantés sont constitués d’un ou de plusieurs étages contenant un massif filtrant sur lequel des végétaux sont plantés. Le rôle de ce massif filtrant est prépondérant dans l’épuration et permet le développement du végétal. Le végétal n’a pas de rôle épurateur en tant que tel mais permet la bonne aération du massif filtrant et a un pouvoir décolmatant. Les massifs filtrants plantés sont soumis à la procédure d’agrément ministériel.

 

Traitement primaire, secondaire et évacuation :

Le traitement des eaux usées brutes ou prétraitées (le plus souvent avec une fosse septique toutes eaux équipée d’un préfiltre), se fait grâce à la succession de deux étages : un premier à écoulement vertical et un second à écoulement horizontal. Dans le massif à écoulement vertical, constitué d’un ou plusieurs casiers, se produit une filtration mécanique des particules sur le support filtrant avec une dégradation biologique de la pollution par les micro-organismes aérobies (bactéries) qui s’y développent. Le massif à écoulement horizontal fonctionne, avec des mécanismes épuratoires aérobies avec oxygène) et anaérobies (sans oxygène). Les eaux usées traitées récupérées en fond de massif filtrant sont ensuite rejetées.

► Schéma :

massif filtrant planté

Microstation à culture libre

Ces dispositifs permettent d’assurer le traitement des eaux usées domestiques selon le principe de la dégradation aérobie (avec oxygène) de la pollution par des micro-organismes (bactéries) en culture libre. Les micro-stations fonctionnent grâce à une oxygénation forcée qui permet un fort développement de bactéries aérobies (ou biomasse) qui dégradent les matières polluantes. Un système d’aération (surpresseur, compresseur, turbine, etc.) permet l’oxygénation et la mise en suspension de la biomasse dans les eaux à traiter. Les micro-stations à culture libre de type boues activées sont des dispositifs de traitement soumis à la procédure d’agrément ministériel.

 

Les micro-stations à culture libre de type boues activées fonctionnent avec de l’énergie, selon un schéma commun qui comprend dans la grande majorité des cas, trois phases (dans une ou plusieurs cuves).

 

Traitement primaire (couramment appelé « prétraitement ») :

Le traitement primaire, appelé « prétraitement » ou « décanteur primaire » assure la séparation des phases (solides et flottantes) des eaux usées domestiques brutes pour délivrer un effluent (liquéfié) adapté au traitement secondaire placé en aval. Cette cuve ou compartiment peut également assurer le stockage des boues en excès extraites depuis le clarificateur. Cette phase de traitement est présente dans la majorité des systèmes à culture libre de type boues activées ou parfois combinée avec la phase de traitement secondaire.

 

Traitement secondaire :

Le traitement secondaire, appelé « réacteur biologique » est réalisé dans une seconde cuve ou un deuxième compartiment. Les eaux usées prétraitées ou décantées sont aérées par un générateur d’air assurant également le brassage du volume concerné. La mise en contact des bactéries épuratrices en suspension dans l’eau, de l’oxygène dissous apporté et de l’effluent à traiter permet l’abattement de la pollution. Cette dégradation génère notamment de l’eau, des gaz et des boues. La séparation des boues produites par le traitement secondaire de l’eau usée traitée est réalisée dans un compartiment ou une cuve spécifique appelée clarificateur ou décanteur secondaire. Ces boues accumulées dans le clarificateur sont généralement recirculées vers le réacteur biologique. L’excès de boues produites est extrait pour être stockés dans le prétraitement ou décanteur primaire avec les boues primaires. Cette extraction permet d’éviter la surcharge du réacteur biologique et le relargage de matières en suspension (boues) vers le milieu naturel. Les eaux usées traitées sont ensuite rejetées. Dans le cas des micro-stations de type SBR (Sequencing Batch Reactor/Réacteur Biologique Séquentiel), la réaction biologique et la clarification se font dans un même compartiment par le biais d’une succession de phases de traitement répétées.

 

► Évacuation :

Le choix du mode d’évacuation des effluents traités est identique à celui envisageable pour les massifs filtrants compacts (cf. Ci-dessus).

 

► Schéma :

microstation culture libre

Microstation à culture fixée

Ces dispositifs permettent d’assurer le traitement des eaux usées domestiques selon le principe de la dégradation aérobie de la pollution par des micro-organismes en culture fixée. Les micro-stations fonctionnent grâce à une oxygénation forcée qui permet un fort développement de bactéries aérobies (ou biomasse) qui vont dégrader les matières polluantes. Un système d’aération (surpresseur, compresseur, turbine, etc.) permet l’oxygénation de la biomasse et les supports favorisent le développement de cette dernière dans les eaux à traiter. Ce sont des dispositifs de traitement soumis à la procédure d’agrément ministériel.

 

Les micro-stations à culture fixée fonctionnent avec de l’énergie, selon un schéma commun qui comprend dans la grande majorité des cas, trois phases (dans une ou plusieurs cuves).

 

Traitement primaire (couramment appelé « prétraitement ») :

Le traitement primaire, appelé « pré traitement » ou « décanteur primaire » assure la séparation des phases (solides et flottants) des eaux usées domestiques brutes pour délivrer un effluent adapté au traitement secondaire placé en aval. Cette cuve ou compartiment peut également assurer le stockage des boues en excès extraites depuis le clarificateur

 

Traitement secondaire :

Le traitement secondaire, appelé « réacteur biologique » est réalisé dans une seconde cuve ou un deuxième compartiment. Les eaux usées prétraitées sont aérées par un générateur d’air. La mise en contact des bactéries épuratrices (biomasse) fixées sur les supports avec de l’oxygène dissous et avec l’effluent à traiter permet l’abattement de la pollution. Cette dégradation génère notamment de l’eau, des gaz et des boues. La clarification est réalisée dans un compartiment ou cuve spécifique appelé clarificateur ou décanteur secondaire. Les boues en excès sont extraites vers le traitement primaire pour y être stockées avec les boues primaires. Cette extraction des boues permet d’éviter le relargage de matières en suspension (boues) vers le milieu naturel. Les eaux usées traitées sont ensuite rejetées.

 

► Évacuation :

Le choix du mode d’évacuation des effluents traités est identique à celui envisageable pour les microstations à culture libre (cf. Ci-dessus).

 

► Schéma :

microstation culture fixée

Toilettes sèches et traitement par compostage

Fonctionnant sans eau de dilution ni de transport, les résidus des toilettes sèches sont traités sur la parcelle par compostage. L’utilisation de toilettes sèches doit être associée à une filière de traitement des eaux ménagères.

 

D’un point de vue pratique on distingue deux principaux types de toilettes sèches : les toilettes sèches sans séparation dites « unitaires » et celles avec séparation à la source des urines et des matières fécales.

 

► Les toilettes unitaires :

Le principe des toilettes unitaires repose sur la récupération et le traitement conjoint des urines et des fèces.

–  Dans les toilettes unitaires à sciure ou Toilettes à Litière Biomaîtrisée (TLB), les excréments (urines et matières fécales) tombent par gravité dans une chambre de compostage ou un réceptacle. L’ajout de litière avant la mise en service ainsi qu’après chaque utilisation a notamment pour effet d’absorber les liquides et de bloquer les odeurs.

–    Dans le cas des toilettes unitaires à séparation gravitaire, les excréments tombent aussi par gravité dans une chambre de compostage ou un réceptacle. Les urines percolent vers le bas du composteur où elles sont évacuées vers un dispositif de traitement (aires de compostage ou filière de gestion des eaux ménagères). Les matières fécales sont hygiénisées par compostage ou lombricompostage à l’intérieur du réceptacle ou de lachambre de compostage ou sur une aire extérieure.

 

Les toilettes à séparation à la source :

Les urines sont récupérées séparément des matières fécales par des cuvettes spécifiques. Les toilettes à séparation à la source permettent d’espacer les fréquences de vidange en ne nécessitant pas d’ajout de matière carbonée (litières) et en évacuant par gravité les urines qui représentent environ 90 % du volume de nos excréments. Les urines sont évacuées vers une zone de traitement (aire de compostage ou dispositif d’assainissement des eaux ménagères) ou vers un réservoir de stockage (bidon, cuve). Les fèces sont collectées dans un réservoir de stockage, à vidanger sur une aire de compostage. Les urines peuvent être valorisées seules ou traitées par compostage en les (ré)-associant aux matières fécales.

► Schéma :

toilettes sèches