Aging of French vertical flow treatment wetlands | Étude du vieillissement des filtres plantés de roseaux

English. There were 4,620 French Vertical Fow (VF) treatment wetlands of capacity larger than 200 peopleequivalents in operation in France in 2018. French VF treatment wetlands have become the mostcommon treatment technology used in rural areas. The aim of this study is to get a snapshot of currentdifficulties associated to this technology and to highlight the challenges associated to a larger numberof aging filters (the median age of French VF treatment wetlands is 10 years) and their forthcomingneed of rehabilitation or replacement.Fouling (porosity reduction that does not affect the functioning and efficiency of the treatment plant)and clogging (large reduction of infiltration capacity that leads to overflows and a non-respect oftreatment regulations) mechanisms occurring within and on the top of French VF treatment wetlandsare described along with a literature review on the current state of knowledge regarding thesephenomena.The results of a national survey on malfunctioning of French VF treatment wetlands are presented.The respondents are technicians of SATESE (regional organization in charge of supporting smallcommunities in the management of their wastewater facilities) Malfunctioning have been classified inthree categories depending on their source: design, management and influent. The major issuesassociated to treatment wetland design that were reported concern the drains and influent distributionsystem. Management issues are mainly associated to plants. Influent quality may affect treatmentwetland functioning in different ways but it seems that hydraulic overloads are the most common issueFrench VF treatment wetlands are facing. An analysis of all available 24 hours average samplesshows that more than 25% of the treatment plants have hydraulic loads that exceed 0.37 m.j-1.Clogging only affects a limited number of French VF treatment wetlands: 26 have been identified inthis survey. However, when it occurs, clogging put operators in a very tricky situation as there are onlyfew actions that can be taken that are either costly (dredging out the clogged layer) or harmful for theenvironment (by-pass of the entire treatment plant). Furthermore, if not dealt with adequately cloggingmay propagate from the first treatment stage to the second one.Research actions are therefore necessary to: (i) quantify fouling dynamics to be able to forecast theforthcoming needs in terms of rehabilitation and replacement, and (ii) to develop predictive andcurative tools to deal with early clogging as well as to release complementary recommendations onhow to deal with hydraulic overloads that last more that a couple of days.

French. Avec 4 620 installations recensées dans la base de données d’auto-surveillance, les filtres plantés deroseaux sont la technologie de traitement des eaux usées la plus répandue en milieu rural. L’objectifde cette étude est de faire un point sur les difficultés rencontrées dans la mise en œuvre de la filièreavec un recul de près de 30 ans aujourd’hui, ainsi que sur les enjeux liés au vieillissement desinstallations et à leur besoin de réhabilitation ou de remplacement sachant que l’âge médian desstations filtre planté de roseaux est de 10 ans.Le présent rapport décrit les mécanismes d’encrassement (réduction progressive de la porositén’entraînant pas de dysfonctionnement) et de colmatage (réduction des capacités d’infiltrationentraînant surverses et non-respect des normes de rejet), ainsi qu’une revue bibliographique sur l’étatd’avancement des connaissances sur ces phénomènes. La revue bibliographique aborde égalementla question de la réhabilitation et des différentes techniques qui ont été testées à cet effet.Les résultats d’une enquête réalisée auprès des SATESE sur les stations filtre planté de roseauxprésentant des dysfonctionnements sont également présentés. Ces dysfonctionnements sont del’ordre de la conception, de la gestion ou relatif à la nature de l’effluent d’entrée. Les problèmes deconception concernent principalement les drains et le système de distribution de l’effluent. Lesproblèmes de gestion se concentrent sur les végétaux et les tâches d’entretien qui y sont associées.En ce qui concerne l’effluent en entrée, différentes pistes ont été mise en évidence mais il ressortclairement que des épisodes de surcharges hydrauliques sur des périodes longues ont un effetdélétère sur le fonctionnement des filtres plantés de roseaux. Une analyse des bilans 24 heures surl’ensemble de la base de données dont dispose Irstea met en évidence que la charge hydrauliquedépasse la charge recommandée dans plus de 25 % des stations.Le colmatage n’affecte qu’un nombre réduit de station : 26 ont été répertoriées dans le cadre de cetteétude, mais conduit à des situations très difficiles à gérer car les ouvrages de by-pass sont souventabsents. Il n’est pas rare qu’un problème de colmatage rencontré sur le premier étage se propage ausecond.Des travaux de recherche sont donc nécessaires afin :• de quantifier la vitesse d’encrassement des filtres plantés de roseaux et ainsi prévoir lesbesoins en terme de réhabilitation et de remplacement ;• de mettre en place des outils préventifs et curatifs en cas de colmatage précoce, ainsi quedes recommandations sur la gestion des surcharges hydrauliques longues et lesaménagements constructifs à prévoir pour y faire face.