Le problème de l'épuration par les plantes

La phytoépuration est « la tarte à la crème » des environnementalistes. Nombreux sont nos correspondants qui nous demandent de les aider à installer un système d'épuration par les plantes. Par manque d'information, ils ne réalisent pas que dès le moment où l'on fait la démarche pour l'adoption d'une bonne toilette sèche, l'épuration des eaux grises (savonneuses) devient complètement inutile. La destination la plus logique de ces eaux est tout simplement l'irrigation des plantes du jardin. Malheureusement, la vision bucolique des « petites-plantes-qui-épurent-tout » occulte une réalité bien moins reluisante.

L'humus, les déjections et l’épuration des eaux

Pour comprendre les véritables enjeux de l'épuration par les plantes, il faut avoir une idée sur le fonctionnement des écosystèmes des continents. À la base de ces systèmes se trouve le sol, et dans celui-ci, l'humus. Le sol n'est pas un support minéral dans lequel les racines des plantes s'accrochent et se nourrissent des éléments qui se trouvent dissous dans l'humidité interstitiel. En réalité, les plantes saines vivent en relations complexes – et symbiotiques – avec la faune et la flore extrêmement riches et variées du sol. C'est l'humus qui offre un espace de vie à tout ce « beau monde ». Il s'agit d'une substance organique d'une grande complexité, de couleur brune, dont la présence dans le sol fait toute la différence entre la terre fertile et le désert. On l'appelle également « l'or brun de la terre » car sans lui, a vie sur les continents ne pourrait pas se développer. C'est l'humus du sol qui régule le régime hydrique d'un terroir. Un gramme d'humus est capable de stocker jusqu'à 50 g d'eau dans le sol et la mettre progressivement à la disposition des plantes et des réserves d’eau souterraines. Sans cette « éponge » l'eau des précipitations, au lieu de s'infiltrer dans le sol, ruisselle rapidement vers les cours d'eau. Résultat : disparition du sol par érosion, inondations, sécheresses et la non alimentation des nappes phréatiques. L'affirmation peut paraître surprenante, mais la majorité de nos problèmes d'eau dans le monde est imputable à la disparition de l'humus, suite aux activités humaines.

Il est décevant de constater le désintérêt général concernant une des conditions de la survie de l'humanité sur cette planète : le maintien (actuellement la restitution) de l'humus dans les sols. Les déjections de 7 milliards d'humains et celles de nos animaux sont indispensables au maintien de la teneur en humus des écosystèmes des continents. La non reconduction de cette biomasse dans le cycle de formation de l'humus est le point de départ de nos problèmes d'eau : pénurie, pollution, inondations, sécheresses. Ce sont autant de signes précurseurs qui devraient nous faire réfléchir. Nous ne pouvons pas répéter assez souvent : l'épuration, même par les plantes, est une destruction de la biomasse d'origine animale (en fait humaine) qui se manifeste dans les écosystèmes comme un facteur de manque et de déséquilibre. Donc, contrairement aux idées reçues erronées, le but principal de l'assainissement réellement durable n'est plus la « protection de la santé », ni « l'élimination de la pollution », mais la reconduction correcte de la matière organique de nos déjections dans le processus de formation de l'humus pour le sol. Cette phrase devrait être inscrite en grand et en lettres dorées dans le hall d'entrée des bâtiments des écoles ou des facultés où l'on forme des techniciens en génie sanitaire.

Pour la formation de l'humus, il faut la présence simultanée de biomasse animale riche en azote (fumier, lisier, déjections humaines) et de biomasse végétale riche en carbone (cellulose, lignine et produits dérivés, comme papiers cartons, caisses d'emballage, palettes de transport, etc.). Ces deux types de biomasse doivent être mis ensemble pour la formation de l'humus par différentes techniques de compostage (fertilisation, régénération, dépollution, thermogène, soit en tas, soit en surface). C'est ainsi que démarre un processus complexe, obéissant à des conditions strictes, pour former l'humus pour le sol. Il n'en n'est pas moins vrai, que grâce à la capacité d'adaptation de la biosphère, l'humus peut se former suivant des méthodes très différentes. Ce qui aboutit à des techniques adaptées aux conditions édaphiques (composition et structure du sol) et climatiques. Ces techniques sont également conditionnées par les matériaux et main d'œuvre disponibles ainsi qu'aux finalités à atteindre. Il y a cependant quelques erreurs à éviter, comme l'anaérobiose et l'introduction directe de la matière organique dans le sol. L'épuration par les plantes détruit et transforme, avec énormément de pertes de matière et de l'énergie, la biomasse animale précieuse en biomasse végétale, créant ainsi une série de déséquilibres. Les végétaux produits pendant l'épuration, ne peuvent malheureusement pas remplacer les structures (moléculaires) protéiques détruites des déjections. En ce sens, l'épuration par les plantes est un véritable gâchis environnemental.

La nature ne produit pas de déchets. Les déjections animales et humaines ne sont pas des déchets à éliminer. Elles ont leur raison d'être et font partie des écosystèmes qui produisent notre alimentation. Notre alimentation vient de la terre, et pour boucler les cycles naturels, nos déjections doivent obligatoirement y retourner sous forme d'humus stabilisé. Ce retour dans le cycle naturel n'a pas lieu dès le moment où les déjections animales ou humaines: subissent une quelconque épuration. Avec celle-ci, le gâchis est consommé et devient irréversible. Toute déjection (animale ou humaine) soumise à un processus d'épuration, y compris avec les plantes, soustrait une matière azotée organique précieuse des processus de formation de l'humus et produit in fine de la pollution des eaux par les nitrates et les phosphates (à des degrés divers).

L'épuration des eaux, même par les plantes, détruit et déconstruit la matière organique azotée contenue dans les déjections. Le fait de faire assimiler l'azote et le phosphore inorganiques issus de cette dé-construction ne rétablit absolument pas l'équilibre. On court-circuite ainsi le processus de formation de l'humus en faisant disparaître la composante animale (humaine) du processus de compostage. La destruction de la matière organique des déjections sous prétexte d'épuration est une atteinte grave à la biosphère.

Le pouvoir épurant des plantes

Il est vrai que dans la nature, les plantes aquatiques ou non jouent un rôle considérable dans la purification des eaux naturelles. En fait, ce sont surtout les bactéries vivant en symbiose avec les racines ou celles qui s'y fixent qui font ce le travail. Les plantes assimilent aussi les nitrates et les phosphates libérés par l'épuration. Elles peuvent décomposer toute une série de polluants et fixer même certains métaux lourds. L'épuration par les plantes est donc un processus naturel reconstitué qui peut servir pour dépolluer nos rivières [1].

Les roches calcaires en contact avec l'eau contenant des suspensions colloïdales d'argile et d'humus clarifient également les eaux naturelles. Dans la nature non perturbée par l'homme, toute eau finit par se purifier par des processus spontanés. Ici, la lumière du soleil joue aussi un rôle important que le système SAINECO utilise pour le traitement des eaux grises. Les eaux déversées par les stations d'épuration dans les rivières y provoquent de nombreuses perturbations dont la plus spectaculaire est l'eutrophisation. Le processus spontané de l'auto-épuration des rivières tend à réparer les dégâts de l'épuration. Suite à la généralisation de l'égouttage et de l'épuration des eaux, le pouvoir auto-épurant de la plupart de nos rivières est déjà largement dépassé. L'azote nitrique et les phosphates issus de l'épuration sont en train de polluer les mers [2].

Lorsqu'on regarde le problème des eaux usées domestiques par la lorgnette des techniciens en génie sanitaire, l'épuration par les plantes apparaît comme une panacée qui ne présente pas les inconvénients des systèmes classiques d'épuration. C'est ce que les promoteurs de la phytoépuration mettent en avant.

Cette vision trouve son origine dans les principes identiques qui guident la conception des systèmes d'épuration classiques et par les plantes: épurer au mieux, sans réellement prendre en compte les impacts environnementaux.

Les problèmes techniques de la phytoépuration

Dès le moment où l'objectif n'est plus une bonne épuration, mais l'impact minimum sur l'environnement, on découvre que l'épuration par les plantes remplace simplement un système d'épuration classique. Les performances épuratoires sont comparables. Les systèmes mécaniques ont l'avantage d'évaporer moins d'eau tandis que la phytoépuration produit moins de boues.

Un autre inconvénient de ces systèmes est d'occulter les préoccupations relatives à la prévention de la pollution à la source. Dès le moment où l'on ne produit plus d'eaux fécales à épurer, la notion d'équivalent-habitant (telle qu'elle est définie par la loi) est dépourvue de signification (voir aussi les Normes de déversements). La prévention de la pollution devrait être la préoccupation principale de toute démarche en faveur de l'environnement. L'épuration n'est qu'une technique de réparation. De plus, ces systèmes sont toujours conçus pour épurer un mélange d'eaux-vannes et d'eaux grises. Nous ne pouvons pas répéter assez : quand on n'utilise plus de WC à chasse d'eau, l'épuration par les plantes n'est plus nécessaire. La solution alternative, la valorisation des eaux grises dans le jardin, offre des possibilités intéressantes.

De nombreux environnementalistes habitant dans des quartiers périurbains regrettent de ne pas avoir suffisamment de place pour installer un lagunage ou un autre système d'épuration par les plantes. Ils ne réalisent pas que la simple suppression des WC à chasse met à leur portée l'épuration sélective et la valorisation des eaux grises que même un très petit jardin peut accueillir.

Le lagunage ou l'usage des filtres plantés peut donner l'illusion que les plantes aquatiques prennent en charge l'eau polluée par les déjections, rétablissant par la même occasion le cycle de l'azote. C'est ce que les défenseurs de la phytoépuration affirment. Nous avons vu plus haut que la réalité scientifique est beaucoup plus complexe.

L'erreur d'appréciation vient du fait qu'on évalue ces systèmes d'épuration avec les mêmes critères que ceux qu'on utilise pour les systèmes classiques. On se contente de mesurer les « performances épuratoires », sans tenir compte des autres impacts.

D’autres impacts environnementaux

Les eaux épurées par les plantes sont en gros de même qualité que celles sortant d'un bon système mécanique classique équipé d'unité de dénitrification et de déphosphatation. Elles contiennent encore trop de nitrates et de phosphates pour être déversées sans dommage dans une rivière naturellement propre [3].

C'est au niveau de la production des boues que les avantages des plantes apparaissent. Celles-ci sont moindres et de meilleure qualité que celles produites par les systèmes mécaniques. Cela tient à l'assimilation par les plantes d'une partie de la pollution.

Les pertes d'eau par évaporation sont aussi un des aspects de l'épuration par les plantes. Ceci est particulièrement important dans les pays à climat chaud et sec. Au Moyen-Orient, en Afrique du Nord ou dans le Sud de l'Europe, les pertes peuvent aller jusqu'à 60, voire même 80 % de l'eau à épurer. C'est dommage dans une région où la quantité d'aliments que l'agriculture peut produire est directement proportionnelle à la quantité d'eau disponible pour l'irrigation. Malheureusement, dès le moment où les eaux usées contiennent aussi les eaux-vannes, l'irrigation des cultures vivrières devient problématique même après une bonne épuration. Le danger sanitaire reste présent.

S'entêter à utiliser l'épuration par les plantes au lieu d'envisager le traitement sélectif des eaux-vannes est d'autant plus regrettable que le fameux « péril fécal » est éliminé par le traitement sélectif des eaux-vannes [4] et la totalité des eaux usées (eau grises) devient disponible, sans pertes, et même sans le moindre traitement préalable, pour l'agriculture. À cela, ajoutons le fait que l'amendement agricole obtenu par le compostage direct des déjections augmente d'une manière considérable le pouvoir de rétention hydrique des terres et diminue les besoins en eau d'irrigation, en engrais de synthèse et en pesticides.

Dans ce contexte, on ne peut que s'étonner de voir le placement des systèmes de lagunage en plein désert avec une perte d'eau allant jusqu'à 80 %. Même les promoteurs reconnaissent qu'en raison de la présence des œufs des parasites intestinaux (helminthes), le 20 % d'eau épurée qui sort du système de lagunage n'est plus tout à fait sans danger sanitaire lors de la valorisation agricole. Au mépris du bon sens le plus élémentaire, ces systèmes ont été placés en Afrique par des spécialistes de réputation mondiale [5].

Même en zone tempérée, la place occupée par un tel système est énorme par rapport à un système d'épuration classique ou par rapport à un système de traitement sélectif des eaux grises.

Les frais d'installation et d'entretien sont également considérables. Une installation familiale pour 5 personnes mobilisera environ 100 m² au sol et demandera un relief bien déterminé du terrain. Les systèmes de traitement sélectif des eaux grises décrits dans le chapitre précédent occuperont bien moins de place dans le jardin. Outre la plus-value d’une valorisation des eaux grises pour l'irrigation du jardin, les frais d'installation sont également moindres.

L'entretien du système d'épuration par les plantes demandera la coupe annuelle des plantes, leur compostage, l'enlèvement régulier des boues déposées dans les bassins, leur élimination, le remplacement des plantes après 5 à 10 ans. Après la replantation des macrophytes, le système cesse d'épurer pendant plusieurs mois.

L'entretien des systèmes de traitement sélectif, décrit aux chapitres précédents, est nul. C'est le genre de système que l'on place et qu'on peut l'oublier. Le « revers de la médaille » est évidemment l'évacuation au jardin des effluents de la toilette sèche et leur compostage. Le surplus de travail est minime pour ceux qui compostent déjà leurs déchets au jardin. Cependant, dans le système SAINECO, en zone rurale ou périurbaine, on pourra maintenir l'usage des WC à chasse économique dont les eaux seront stockées dans des fosses à vidanger ou collectées par un réseau d'égouts réservé uniquement aux eaux-vannes. Les eaux grises produites seront valorisées dans les jardins ou dispersées dans le sol.

Pour continuer la lecture, aller au chapitre sur Le système TRAISELECT dans le commerce

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