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Epuration sélective des eaux grises suivant le système TRAISELECT

Note: Les solutions techniques proposées dans ces pages sont à la porté des bricoleurs. Avant d'entreprendre les travaux, je leur conseille de consulter le site "brico.ecolo.free.fr"
Pour plus de détails techniques de la mise en place de ce système, consultez aussi le site: ec-eau-logis

La place du TRAISELECT dans la législation

L’épuration sélective des eaux grises n’a réellement de sens que pour ceux qui ne produisent pas d’eaux vannes (eaux fécales). Dans ce cas, on découvre que les problèmes liés à la pollution domestique des eaux fondent comme neige au soleil, les frais inhérents à l’assainissement aussi…

En attendant que le législateur adapte les lois dans le sens d’encourager l’usage des toilettes sèches, on peut envisager l’épuration sélective des eaux grises et conserver son W-C à chasse. Nous reviendrons encore sur l’épuration sélective des eaux vannes.

TRAISELECT n’est pas un système d’épuration par les plantes qui sera décrit à la page suivante. Le traitement sélectif des eaux grises est la technique de ceux qui veulent aller à la source des problèmes et prennent vraiment au sérieux le concept de gestion durable de l’eau.

En installant le système décrit dans ces pages en zone à épuration collective, l’usager doit s’attendre à être hors la loi. Dans le meilleur des cas, l’administration communale (la DDASS en France) consentira à tolérer officieusement le système installé, car la loi exclut formellement de telles pratiques de gestion responsable de sa pollution. Dans tous les cas, il faudra payer la taxe pour l’épuration collective. En somme, on payera pour la pollution des autres.

Pour comprendre la pertinence à épurer d’une manière sélective les eaux grises (eaux savonneuses), il faut prendre conscience de trois réalités analytiques :

Après la suppression des eaux vannes, les eaux grises produites par le ménage ne contiennent plus les éléments qui pèsent le plus dans l’environnement : nitrates et bactéries pathogènes.

Grâce à leur faible teneur en azote, l’infiltration des eaux grises seules dans le sol, même sans aucun traitement, aura un impact environnemental pratiquement nul et cela quelle que soit la qualité des produits détersifs (savons, poudres à lessiver, produits vaisselles, etc.) utilisés par le ménage [1].

A la limite, dans de bonnes conditions, on pourrait infiltrer les eaux grises dans le sol et même dans un puits perdant, sans aucune épuration. Cette pratique, extrêmement bon marché respecterait l’environnement. Ce qu’il faut éviter à tout prix, c’est le déversement des eaux usées, même bien épurées, dans un cours d’eau.

La législation va malheureusement dans le sens opposé de l’intérêt de l’environnement. Lire à ce sujet la page Normes de déversement. Au mépris du bon sens le plus élémentaire et des faits analytiques, la législation en vigueur en Région wallonne donne la priorité au déversement des eaux épurées « dans une voie naturelle ou artificielle d’écoulement ». Elle ne prévoit l’infiltration dans le sol que dans le cas où il n’est pas possible de déverser en eau de surface [2]. Suivant les normes établies pour les installations d’épuration individuelles, en dépit de son impact nul, l’infiltration d’une eau grise insuffisamment épurée n’est pas autorisée [3]. Cette disposition contraint les usagers du système TRAISELECT à investir dans leur système d’épuration plus que ne l’exigerait l’intérêt de l’environnement. Dans les régions sèches, cette disposition légale, en imposant l’épuration jusqu’au bout, fait perdre inutilement 40 à 80 % d’eau par évaporation.

Certains résolvent le problème en installant un réacteur à eaux grises d’une capacité supérieure à 1 m³ par personne. Dans ce cas, les eaux sortant du système ont beaucoup de chance de satisfaire aux normes de rejet en vigueur. Le ménage peut « aider » le système d’épuration en diminuant le nombre des lessives et la quantité de produits utilisés. Le nettoyage des assiettes avant la mise à la vaisselle à l’aide d’un racloir en caoutchouc diminue aussi la charge des eaux grises.

Attention ! Les normes ne font pas la distinction entre déversement en eau de surface et infiltration dans le sol [3]. Contrairement à celui de la loi, si votre objectif est de protéger l’environnement, les eaux grises sortant du réacteur ne peuvent en aucun cas être déversées dans un cours d’eau, même si elles répondent au normes en vigueur. A contrario, leur infiltration dans le sol, dans de bonnes conditions, n’aura pas d’impact environnemental, même si elles ne répondent pas aux normes.

La solution la plus simple

Elle consiste à envoyer ses eaux savonneuses dans une fosse à eaux grises d’une capacité de 15 à 20 fois le volume quotidien d’eaux usées produites par le ménage et d’infiltrer les eaux ainsi épurées dans le sol, à l'aide d'un drain dispersant ou un puits perdant. L’installation d’un bac dégraisseur (imposée par la loi) est non seulement inutile, mais franchement nuisible pour la suite de l’épuration sélective. Afin d’assurer une activité bactérienne intense pour dégrader la charge polluante, les eaux doivent être déversées aussi chaudes que possible dans le réacteur à eaux grises. Le bac dégraisseur n’aura d’autre effet que de refroidir l’eau avant de la soumettre aux bactéries du réacteur.

François Tanguay, dans son livre intitulé Petit manuel de l'auto-construction (Ed. Mortagne, Québec) préconise la dispersion directe des eaux grises dans le sol. Cette idée séduisante a été reprise par d'autres aussi. Probablement en raison du comatage du système de dispersion, cette technique s'emble avoir été abandonnée.      

Le fait est que ces eaux contiennent assez bien de graisses (vaiselles), de détergents et de savons susceptibles de colmater le système de dispersion. C'est ce qui est d'ailleurs signalé aussi par François Tanguay. Il nous semble que la fosse à eaux grises est nécessaire, précisément pour prévenir le colmatage. Dans cette fosse, après un séjour de l'ordre de 18 jours, de 60 à 80 % de la charge polluante (exprimée en DCO) est déjà dégradée. L'eau traitée de la sorte ne colmate plus le système de dispersion, ou le puits perdant.                            

Le réacteur (ou fosse) à eaux grises

Il s’agit, en fait, d’une simple fosse septique du commerce comportant deux compartiments. Il faut veiller à ce que le trop-plein soit équipé d’une jupe ou d’un coude tourné vers le bas pour empêcher la sortie du « chapeau » (la croûte surnageant formée de bactéries) [4]. La communication entre les deux compartiments se fait par le bas.

Le trop-plein peut être infiltré dans le sol ou déversé dans un bon puits perdant. D’une manière totalement incompréhensible [5], le législateur interdit l’usage d’un puits perdant même en cas d’infiltration sélective des eaux grises. Cette interdiction n’est justifiée – et encore pas dans tous les cas – que pour le rejet d’eaux contenant des eaux fécales.

Lorsque, après la suppression du W-C, le ménage récupère une ancienne fosse septique pour les eaux grises et disperse les eaux épurées dans une cavité de un à deux m³ remplie de gravier, les frais d’installation du système d’épuration sont moindres que le tuyau nécessaire au raccordement à l’égout. Un tel système élémentaire aura un impact nul [6] sur la qualité des eaux souterraines.

Attention ! La dispersion des eaux grises sortant d’un réacteur ne peut se faire ni en zone inondable (la nappe phréatique à fleur du sol) ni dans un sol composé de roche fissurée. Dans ces cas, il faut achever l’épuration à l’aide d’une tranchée végétale filtrante et d’un étang de finissage. Si le sol est compact (argileux), le système de dispersion doit être plus grand. Pour un ménage produisant environ 300 litres d’eaux grises par jour, il faut prévoir une tranchée d’au moins 10 m remplie de gravier et équipée d’un tuyau de dispersion. Dans le cas de la dispersion dans une tranchée, on peut se référer aux recommandations de l’administration. Toutefois, le dispositif peut être nettement plus petit, en raison de la quantité plus faible des eaux à disperser (il n’y a plus d’eaux vannes), et de la nature moins colmatante des eaux grises épurées dans un réacteur.

Le fonctionnement du réacteur ou fosse à eaux grises

Les eaux grises produites dans la maison sont rarement froides, mais tièdes ou chaudes. Cette élévation de température assure le développement spontané rapide d’une flore bactérienne qui dégrade les graisses, les détergents et les savons. Les mesures en laboratoire montrent qu’après 18 à 21 jours, environ 80% de la charge polluante exprimée en DCO [7] est dégradée. Les eaux sortant du réacteur sont encore troubles, mais leur infiltration dans le sol ne présente plus de risque de colmatage du milieu récepteur. La DCO mesurée dans diverses installations varie entre 120 et 250 mgO2/l. La limite imposée par le législateur est de 180 mgO2/l.

L’infiltration des eaux grises épurées a été modélisée en laboratoire. La traversée de quelques centimètres de terre suffit pour les rendre limpide et inodore. Leur teneur en azote est beaucoup plus faible que celle de l’eau de distribution. De ce fait, si ces eaux devaient atteindre la nappe phréatique, dans l’écrasante majorité des cas, elles amélioreraient la qualité des eaux souterraines. Les résidus de savons et de détergents sont retenus par le sol et dégradés progressivement.
Les eaux grises sortant du réacteur (fosse à eaux grises) sentent l’œuf pourri [8]. Ceci provient de la réduction du soufre (sulfates, sulfonates) contenu dans les poudres à lessiver. Heureusement, cette odeur disparaît rapidement à l’air libre. Les eaux grises épurées ne contiennent que très peu de bactéries de contamination fécale. En tout cas trop peu pour être dangereuses pour la santé en cas d’utilisation comme eau d’arrosage.

Afin de diminuer les odeurs et aussi pour faciliter l’épuration, certains installent en aval du réacteur anaérobie une fosse d’aération. Dans ce bac enterré (souvent en plastique), d’une capacité de 50 à 100 litres par personne, on place le disperseur de bulles d’un aérateur d’aquarium. Le placement d’une fosse d’aération est facultatif, mais elle améliore les performances épuratoires du système.

Les bactéries qui dégradent les savons, graisses et détergents finissent par mourir et se déposer sous forme d’une boue au fond du réacteur. Le suivi scientifique d’une installation en grandeur nature a révélé qu’après avoir atteinte une épaisseur de moins de 10 cm, la quantité de boue n’augmente pas : il y a un état stationnaire. Dans un réacteur de laboratoire, on a pu mettre en évidence le fait que les boues ainsi formées fermentaient en anaérobie, dégageant un peu de méthane, du dioxyde de carbone et de l’azote atmosphérique. La dénitrification anaérobie explique par ailleurs la très faible teneur en azote des eaux épurées : même les nitrates contenus dans l’eau de distribution utilisée par le ménage disparaissent pendant le passage dans le réacteur (fosse) à eaux grises [9].

A propos du bac dégraisseur

Dans un réacteur à eaux grises, la décomposition de la charge polluante se fait plus rapidement que dans une fosse septique classique. En effet, les eaux grises produites dans un ménage sont presque toujours chaudes ou tièdes. De ce fait, les réactions biologiques ont lieu à une vitesse plus élevée grâce à ce supplément de température de quelques degrés.

De plus, les graisses provenant des vaisselles forment dans le réacteur un « chapeau » bactérien très utile pour l’épuration des eaux. La jupe ou le tuyau en coude tourné vers le bas qui équipe le trop-plein du réacteur empêche sa sortie de ce chapeau.

Pour ces deux raisons, le placement d’un bac dégraisseur en amont d’un réacteur à eaux grises est inutile, voire nuisible, car il refroidit les eaux à traiter et en élimine les graisses. Grâce à l’état stationnaire de la quantité des boues dans un réacteur à eaux grises, il n’y a pas d’entretien à prévoir. Il s’agit d’un système d’épuration qu’on enterre et on peut oublier aussitôt.
Il fonctionne sans consommation de courant et aussi sans risque dû à un mauvais usage. Contrairement à ce qui se passe dans un système d’épuration aérobie classique, le déversement de biocides comme l’eau de Javel n’a aucun effet sur la flore bactérienne. En effet, nous sommes en milieu chimiquement très réducteur. De ce fait, l’eau de Javel déversée dans le réacteur n’a même pas le temps de se mélanger à l’eau, elle est déjà réduite en ions chlorures (le sel de cuisine est un chlorure) inoffensifs. Le déversement d’un tel biocide dans une mini-station d’épuration commerciale provoque la mort de la flore bactérienne et l’arrêt de l’épuration pour plusieurs jours ou semaines.

Le trop-plein de la fosse à eaux grises est conduit dans une fosse d’aération. Suivant l’expérience de plusieurs utilisateurs, la fosse d’aération n’est pas indispensable au bon fonctionnement du système. L’eau sortant de la fosse à eaux grises peut directement être déversée dans la tranchée végétale filtrante.

La tranchée (ou plateau) végétale filtrante

Les utilisateurs du système TRAISELECT font souvent l’objet de tracasseries administratives. C’est particulièrement le cas des habitations en zone à épuration collective. Dans ce cas, afin d’obtenir au moins la tolérance du système par les autorités, il faut achever l’épuration dans un bassin (étang) de finissage, même au détriment de l’environnement [10]. On ne peut donc pas se permettre d’infiltrer dans le sol les eaux sortant de la fosse à eaux grises.

Les eaux sortant de la fosse à eaux grises transiteront dans la tranchée végétale filtrante pour être déversées dans le bassin ou étang de finissage.

Le trop-plein de la fosse à eaux grises se déversera ou sera pompé dans un plateau ou une tranchée végétale dont les dimensions sont surtout déterminées par la quantité d’eaux usées à traiter. Ce plateau sera en fait une tranchée large de 80 cm et profonde de 40 cm pour une longueur d’environ 50 cm par personne. On la rend étanche à l’aide d’une bâche en plastique. Le trop-plein est installé à une hauteur telle qu’il restera environ 15 cm d’eau dans le fond du système. C’est une sécurité contre le dessèchement en cas d’interruption de l’alimentation du système pendant les vacances par exemple.

Le plateau ou tranchée végétale filtrante sera remplie avec des galets lavés en plusieurs couches de granulométrie décroissante : 30-50 mm en dessus, puis des couches avec des galets ou de gravier de plus en plus fins [11].

On y installera des plantes aquatiques (roseaux, iris d’eau, etc.) dont les racines rempliront des interstices des galets pour constituer un filtre efficace. Des plantes spontanées y font également leur apparition.

Le trop-plein de la tranchée végétale filtrante

Il est installé à l’extrémité où se trouve un point bas. La sortie des eaux se fait à travers un tuyau en coude tourné vers le haut. Comme on le voit sur le schéma, en tournant ce coude, on peut régler le niveau d’eau dans la tranchée. C’est important dans le cas d’utilisation interrompue du système. L’eau du fond permet aux plantes épurantes de survivre les périodes de non utilisation. Le puits aménagé sous forme d’une grille dans la tranchée filtrante doit être abrité du gel.

Etang de finissage

Le trop-plein se déversera dans un étang décoratif d’un volume minimum de 3 m³. Il faut prévoir une superficie d’environ 1 m² par personne. Attention : ne pas commettre l’erreur fréquente de prévoir un étang trop grand. Dans ce cas, la production d’eaux grises du ménage peut ne plus compenser les pertes par évaporation. En été, le niveau de l’étang baissera dangereusement. Pour voir le schéma général cliquer ici.

Il y a une autre erreur à éviter : compenser l’évaporation par adjonction d’eau de ville, de source, de puits ou de rivière. Ces eaux ne sont pas suffisamment pures pour un étang à eaux grises. Après y avoir déversé quelques centaines de litres d’eau de ville, un ménage belge a vu son étang se transformer en cloaque vert : l’eau était visqueuse, verdâtre et putride. L’eau de l’étang, initialement limpide et cristalline avait été envahie d’algues filamenteuses. Au cas où il est impératif de compenser l’évaporation, seule l’eau de pluie convient pour cette opération. Malheureusement, en cas de sécheresse, on a souvent trop peu d’eau dans la citerne. Lors de l’installation de l’étang à eaux grises, il faut donc éviter de voir trop grand.

Pour l’hiver, pas de souci. Si l’étang de finissage abrite des poissons, pour leur survie, il vaut mieux y placer une petite pompe de 20 à 40 Watts qui alimente une cascade ou un autre élément décoratif qui retourne dans l’étang. L’eau puisée dans le fond gardera une partie de l’étang libre de glace. Le plateau végétal filtrant continue à fonctionner même en hiver.

L’aménagement de l’étang de finissage pour eaux grises peut être confié à une entreprise spécialisée dans l’installation des plans d’eau décoratifs [12]. La solution la moins chère pour rendre le bassin étanche est la bâche en PVC posée sur une couche de feutre placée sur un lit de sable. La bâche doit être un peu plus grande que l’étang. Les bords seront dissimulés sous terre quelques centimètres au-dessous du niveau du sol. On y disposera des briques en tourbe qui constitueront le trop-plein sur tout le pourtour. L’eau se perdra dans le sol par capillarité.

Le centre de l’étang sera profond de 80 cm afin de permettre aux poissons de bien passer l’hiver. Autour de cette profondeur, on aménagera un plateau où l’eau n’aura que 30 cm. On y installera les plantes aquatiques décoratives de son choix.

L’épuration des eaux grises s’achève grâce à la lumière du jour, même en hiver. Les plantes et des moules d’eau douce y contribuent aussi. L’eau devient limpide, inodore, proche de l’eau potable. Sa composition minérale dépendra de celle utilisée par le ménage. On peut y installer des cascades, des fontaines, etc. Afin de préserver la limpidité de l’eau, il est préférable d’éviter la visite des canards ou oies.

Où commander votre système TRAISELECT?

En raison de sa simplicité, le système TRAISELECT peut être installé par soi-même. On peut aussi avoir recours à des hommes de métier. En France, où la dispersion des eaux épurées dans le sol est une pratique courante et autorisée, le système le plus simple consiste à installer une fosse à eaux grises et disperser les eaux dans le sol et les conduire dans un puits perdant. Si l'on tient absolument à avoir un étang décoratif dans le jardin, on peut installer le système complet décrit plus haut.

En France, la société SALUBREM semble avoir adopté la philosophie d'approche du système TRAISELECT. Pour le moment, Salubrem s'occupe surtout des expertises concernant la construction des habitations respectueuses de l'environnement. En France, il n'y a pas encore d'entreprise qui vend "clef sur porte" un systèpe TRAISELECT ou PLUVALOR.

Qualité de l’eau sortant de 6 installations TRAISELECT
Valeurs moyennes obtenues par quatre mesures ponctuelles espacées d’un mois pour chaque installation.

Paramètres Unités Eaux grises épurées Normes de déversement
PH (acide-base) - 7,9 Pas de norme
Conductivité électrique µS/cm 463 Pas de norme
DCO (Demande chimique en oxygène) mgO2/litre 18 180
DBO5 (Demande biochimique en oxygène) mgO2/litre 2,5 70
MES (Matières en suspension) mg/litre 4 60
Turbidité Unité FNU 1,7 Pas de norme
NK (Azote organique) mgN/litre 1,2 Pas de norme
NO3- (Azote nitrique) mgN/litre 0,2 Pas de norme
NH4+ (Azote ammoniacal) mgN/litre 0,9 Pas de norme
NO2- (Azote nitrite) mgN/litre 0,01 Pas de norme
PT (Phosphore total) mgP/litre 1,7 Pas de norme
PO43- (Phosphates) mgP/litre 1,4 Pas de norme

Le lecteur pourra également se documenter en consultant les ouvrages suivants :