Le document traite du lagunage à macrophytes, une technique d'épuration des eaux usées utilisant des plantes aquatiques pour favoriser le recyclage et la valorisation de la biomasse. Il aborde le dimensionnement des bassins de lagunage, présentant des calculs et des exemples pour assurer une efficacité optimale tout en examinant une station d'épuration spécifique. Enfin, il souligne les avantages et inconvénients de cette méthode, notamment la réduction des odeurs et le développement de moustiques.

1. Lagunage à Macrophytes
Génie Modélisation et Informatique Scientifique
Dans le cadre du cours de Modélisation en génie de l’environnement :
Réalisé par : HAJJI Saloua
BERRADA Imad
EL KASMI Saad
Encadré par : Mr. ABID Abdelilah
Année Académique : 2020 / 2021

2. 01
Généralités
03
Etude d’unestation
d’épuration
02
Dimensionnement duLagunage
04
Conclusion
2

3. Introduction
3

4. Avec l'industrialisation et l'évolution des modes de
consommations, les eaux potables s'épuisent plus
rapidement, augmentant le volume des eaux usées
chaque année.
4

5. 01
Généralités
5

6. Historique
Apparu à SAN DIEGO aux États Unis en 1981, il a été adapté
à
l'Afrique à l'aide de macrophytes flottants en 1986.
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7. • C’est une technique permettant l’épuration des
eaux usées pour leurs recyclage et pour de
multiples valorisations de la biomasse.
• Ce type de traitement nécessite des plantes
macrophytes, sur un support filtrant.
Lagunageà
Macrophytes
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8. Les Macrophytes
C’est un ensemble de plantes aquatiques macroscopiques, visibles à l'oeil nu.
Il existe plusieurs types de macrophytes :
• Plantes émergentes ( roseau, le scirpe ,la massette) ;
• Plantes à organes submergés et flottants (nénuphars) ;
• Plantes submergées (callitriche, pesse d'eau, renoncule);
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9. Exemplesdemacrophytes
Nénuphars Roseaux
Pesse d'eau
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10. Choixdelaplante
• Les macrophytes immergées sont moins utilisées car leurs
efficacité est liée à la transparence des eaux suffisante pour
assurer la photosynthèse.
• Les deux autres types de macrophytes sont beaucoup plus
largement utilisés .
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11. Les plantes interviennent alors
pour fixer les produits issus de la
Minéralisation.
Les nutriments présents et CO2 vont
être assimilés par les plantes pour
permettre leur croissance.
Les différents sels minéraux
et le CO2 seront transformés en
tissu organique pour la plante.
L'eau arrive au bassin avec une
profondeur moins importante.
La photosynthèse.
Principedefonctionnement
Cette faible profondeur est
importante pour permettre
l'action du soleil.
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2
3
6
5
4
11

12. Schémadefonctionnement
MACROPHYTES : LAITUE D’EAU
12
Schéma : Fonctionnement du lagunage à macrophytes

13. 02
Dimensionnement
du
Lagunage
13

14. Bassin deLagunage
• Il fait référence à un bassin de maturation.
• Avec une profondeur entre 0.5 et 1.5m
pour assurer la pénétration de la lumière
du soleil sur toute la profondeur pour
favoriser la photosynthèse.
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15. Pour éviter les infiltrations dans le sol, les
bassins devraient avoir un revêtement qui
peut être de l’argile, de l’asphalte, de la terre
compactée ou tout autre matériel
imperméable.
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16. Volumedes bassins
Le volume des bassins est calculé à partir de la formule :
V = Q * Ts
Ts : temps de séjour de l'influent dans le bassin(jours)
Avec
Q : le débit d'entrée (𝒎𝟑/jours )
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17. Surfacedes bassins
La surface des bassins est égale à :
S ≥
𝑸∗𝒙𝟎
𝑪𝒔
x0: concentration en substrat en entrée (kg de DBO/ 𝒎𝟑)
Avec
Cs: charge organique superficielle limite d'une lagune (kg de DBO/ 𝒎𝟐 /jour)
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18. Profondeur debassin
La valeur de la profondeur de bassin peut être déduite :
H = V / S
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19. Exemple
de
calcul :
Pour un débit d’entrée Q=200 𝒎𝟑 /jour, on aura :
• En prenant Ts= 60 jours :
V= 12 000 𝒎𝟑
• Si Cs= 0.25 kg de DBO/ 𝑚2 /j et x0= 350 mg/L :
S ≥ 280 𝒎𝟐
• Si on fixe la surface S= 10 000 𝑚2 , la profondeur du bassin :
H = V/S=1,2 m
19

20. 03
Etude d’une
station d’épuration
20

21. Présentationdelastation
La station d'épuration de l'EIER est située
dans l'enceinte de l'école et comprend un lit
bactérien, deux filières de lagunage à
microphytes et une filière de lagunage
macrophytes à laitues d’eau.
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• Cette station va permettre de traiter la totalité des eaux usées
de cet établissement(dortoirs, cuisine et bureaux).
• La population desservie est
estimée à 220 habitants,
rejettent en moyenne 35 à 40 𝒎𝟑
d'eaux par jour via un réseau
séparatif.
Présentationdelastation
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23. DÉCANTEURPRIMAIRE
• Il assure le prétraitement des eaux usées avant leur admission dans les bassins
de lagunage .
• Les eaux sont réparties de façon gravitaire grâce à un système de répartition par
cloisonnement au niveau du décanteur.
• Les boues soutirées par siphonnage sont acheminées dans un épaississeur-
digesteur avant d'être évacuées sur des lits de séchage.
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24. Lagunageàlaitued'eau
• Cette filière est alimentée par les effluents du décanteur primaire et comprend 5
bassins (B1, B2, B3, B4a, B4b), disposés en deux stades de traitement.
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Figure :Schéma descriptif des filières d’épuration de la station de l’EIER.

25. lafilièreàlaitues d’eau
• DP : Décanteur primaire;
• B1: Bassin 1, avec ou sans plantes;
• B2: Bassin 2, avec laitue d’eau;
• B3 : Bassin 3, avec laitue d’eau;
• B4a : Bassin 4a, filtre gravier ou avec plantes;
• B4b : Bassin 4b, sans plantes;
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Figure : Description des bassins d’expérimentation.

26. Paramètres dedimensionnement
 Profondeur des bassins :
La profondeur des bassins est fixée à 70 cm pour favoriser une meilleure diffusion de
l'oxygène.
 Charges admissibles :
Il est conseillé d'adopter une charge maximale admissible de 500 kg DBO5/ha/j (400 mg DBO5/l),
pour éviter tout risque de remontée excessive de boues.
 Temps de séjour :
L'optimisation du procédé pour l'abattement de la pollution carbonée recommande de
limiter le temps de séjour à deux semaines(Ts=14 jours).
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27. Eliminationdelapollutioncarbonée
• La DBO5 (Demande Biochimique en Oxygène) est un des paramètres physico-chimiques
d'estimation du carbone organique biodégradable dans une eau.
• L'élimination de la matière organique dans les bassins à macrophytes flottants est basée sur
une relation plantes-bactéries.
• Bactéries + O2 (photosynthèse) dégradation du carbone organique.
• En retour, les sous-produits de cette réaction tels que NH4+ et le CO2 sont utilisés par la plante.
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28. Elimination del’azote
• L'azote se trouve sous la forme organique d'ammonium (NH4+) et de nitrate (NO3-, dans de
faibles proportions) dans les eaux usées.
• La nitrification/dénitrification contribue pour une grande part à l'élimination de l'azote dans les
bassins à macrophytes.
• Lorsque les concentrations d'azote sont suffisantes et que les conditions du milieu le
permettent, la nitrification/dénitrification peut représenter plus de 60 % de l'azote perdu dans les
bassins
• Le rôle des plantes aquatiques dans l'élimination de l'azote semble être
prépondérant soit par stockage dans ses tissus, soit par stimulation des réactions de
nitrification/dénitrification.
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29. Eliminationduphosphore
• La présence des plantes crée un environnement physico-chimique favorable à l'absorption et à la
complexation du phosphore inorganique.
• Elle s'accroît avec les concentrations d'azote et peut donc être freinée par une carence
en azote.
• L’élimination du phosphore dans les bassins à macrophytes est principalement contrôlée par le
prélèvement des plantes et les réactions de complexation.
• La vitesse d’élimination du phosphore varie avec les concentrations initiales. La totalité du
phosphore est éliminée en moins d’une semaine.
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30. • Les mécanismes réactionnels des bassins à macrophytes influencé par les paramètres
physico-chimiques du milieu.
• L'oxygène est fournit au milieu par les racines des plantes.
Mécanismes épuratoires
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31. 04
Conclusion
31

32. Intérêts duLagunageàmacrophytes
Source de production et de
fibres (fourrage, biogaz,
compost,…)
Réduction de la biomasse
algale
Fertilisation des terres
cultivées
Atténuation des odeurs
1
2
3
4
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33. Inconvénientsdu Lagunageàmacrophytes
1
Développement des
moustiques
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2
Problème de fortes
charges polluantes
3
Grande surface
d’emprise au sol

34. Merci pour
votre
attention 34