Lagunage à haut rendement : Caractérisation physico-chimique de l'écosystème : Etude de son aptitude à l'élimination de l'azote et du phosphore dans l'épuration des eaux usées

Abstract

Cette étude du lagunage à Haut Rendement (LHR) s’inscrit dans un programme pluridisciplinaire européen (français, italien, espagnol, portugais) qui consiste à étudier fondamentalement le fonctionnement de cet écosystème afin de préciser les possibilités et les limites d’application des lagunes à haute rendement en zone méditerranéenne. L’objectif de cette étude est de déterminer les principaux facteurs responsables de l’élimination de l’azote et du phosphore contenus dans les aux domestiques lors d’un traitement secondaire par LHR. L’expérimentation a été réalisée durant deux ans sur deux bassins expérimentaux de LHR de 50 m² de surface, le temps de séjour était maintenu constant (8 jours) dans l’un des bassins, et ajusté de 2 à 12 jours selon les saisons dans l’autre. Une étude hydraulique préalable des bassins nous a confirmé que le LHR se comporte comme un réacteur parfaitement agitée sont l’écoulement peut être décrit par “le modèle du mélange parfait”. Une analyse en composante principale réalisée sur l’ensemble des données collectées à un rythme hebdomadaire a mis en évidence l’importance des facteurs climatiques et des variables photosynthétiques (Chl a, O₂, pH) dans le contrôle des formes minérales de l’azote et du phosphore (N-NH₄ et P-PO₄). L’étude des évolutions temporelles par la méthode des groupements chronologiques a montré une tendance cyclique annuelle pour les variables photosynthétiques durant toute la période d’étude. Pour les variables caractéristiques de l’efficacité épuratoire la périodicité mise en évidence la première année à tendance à disparaître au cours de la deuxième année, conséquence de la stratégie adoptée consistant à changer le temps de séjour en fonction du rayonnement solaire. L’établissement des bilans entrée-sortie en azote et en phosphore a permis de quantifier l’assimilation des sels nutritifs et à révéler la présence de pertes en azote et en phosphore d’origines chimique : volatilisation ou “stripping” de l’ammoniaque pour les pertes en azote et précipitation chimique de phosphore de calcium pour les pertes en phosphore. Une étude de la solubilité des phosphates de calcium par la méthode du calcul conditionnel permet de penser qu’il s’agit de phosphate tricalcique amorphe et non de l’apatite comme s’est le plus souvent le cas dans les milieux naturels. Enfin nous avons utilisé la méthode du coefficient de direction ou ”path analysis“ (modélisation) dans le but de rechercher les relations entre les variables physico-chimiques et climatiques (rayonnement solaire) pour expliquer et (ou) prédire l’évolution des concentrations en N-NH₄ et en P-PO₄ en sortie du bassin du lagunage à haut rendement.