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Aménager et dimensionner une Zone Tampon Humide Artificielle

Placé à l’exutoire d’un réseau de fossés collecteurs, l’aménagement d’une Zone Tampon Humide Artificielle (ZTHA) constitue sans doute l’une des solutions les plus appropriées pour atténuer les transferts de contaminants par voie concentrée (qu’il s’agisse de ruissellement ou de drainage agricole). Sur la base de l’expérience acquise sur plusieurs sites expérimentaux, un guide publié par Irstea en 2014 fournit les éléments nécessaires pour aider les porteurs de projet à mettre en place ce type de dispositif.

Ces éléments concernent toutes les étapes de conception, depuis le diagnostic hydrologique qui permettra de bien dimensionner le dispositif jusqu’aux règles d’entretien et de gestion, en passant par un certain nombre de recommandations techniques (génie civil, conception du bassin et des ouvrages hydrauliques) et pratiques (mise en sécurité du site, réglementation et financement).

Parmi les critères de conception, trois aspects doivent être notamment étudiés avec attention :

Le dimensionnement qui doit être prévu pour assurer un temps de résidence suffisant de l’eau et des contaminants pour que le dispositif puisse jouer son rôle épurateur. Il est alors possible de jouer sur le volume utile du dispositif pour stocker les flux d’eau entrants. Le guide donne notamment quelques références pour un dimensionnement adapté à l’atténuation des flux de pesticides en sortie de drainage pour différents départements (en m3 par hectare drainé, données issues d’estimations fournies par le modèle SIDRA-RU sous différentes hypothèses).

La stratégie de positionnement et de gestion qui peut différer selon l’objectif recherché. En effet, si l'on cherche à réduire en priorité les concentrations en nitrates, dont le lessivage survient généralement tout au long de la période hivernale, la ZTHA sera placée de préférence en continuité avec l'exutoire (stratégie dite en série). Dans ce cas, l'ensemble des eaux drainées transite dans la ZTHA et le volume requis doit être assez important pour permettre un temps de résidence suffisant. Dans le cas où l'on s’attache à réduire les concentrations en pesticides, un dispositif placé en parallèle de l'exutoire (stratégie dite en dérivation) sera privilégié et associé à une gestion hydraulique appropriée, permettant de n’intercepter qu’une partie des flux d’eau. Le but est alors de ne collecter que les eaux les plus chargées en contaminants (par exemple lors des premières pluies suivant l’application des produits) et permettre ainsi de limiter le volume (et l’emprise) du dispositif.

La géométrie et la végétalisation qui doivent permettre de ralentir l’écoulement et favoriser les processus de rétention et de dégradation des contaminants au sein du dispositif (mise en place de diguettes par exemple). On rappellera en particulier que les végétaux sont essentiels au bon fonctionnement de tels dispositifs en permettant :

  • De constituer un support au développement des micro-organismes (biofilm),
  • D’apporter de la matière organique, nécessaire aux différents processus de biodégradation (dénitrification notamment),
  • De ralentir les écoulements, augmentant ainsi le temps de résidence de l'eau et favorisant la sédimentation des Matières en Suspension,
  • De stabiliser les berges par le dévelopement de leur système racinaire,
  • D’assurer un ombrage à la surface de l'eau, permettant de réguler la croissance des algues (limitation de l’eutrophisation qui survient en présence d’une eau riche en nutriments),
  • Une meilleure intégration paysagère.
Illustration de la dynamique de végétalisation d’une ZTHA durant les trois années après sa conception : un peuplement végétal qui évolue naturellement vers son équilibre écologique (Site expérimental de Villedomain en Indre et Loire, Irstea)

Pour en savoir plus :

  • www.artwet.fr

  • ArtWET (2010a). Réduction de la pollution diffuse due aux produits phytosanitaires et bioremédiation dans les zones humides artificielles - Guide d’accompagnement à la mise en œuvre : aspects techniques. 111 p. Télécharger

  • ArtWET (2010b). Réduction de la pollution diffuse due aux produits phytosanitaires et bioremédiation dans les zones humides artificielles - Guide d’accompagnement à la mise en œuvre : Aspects juridiques, économiques et sociaux. 63 p. Télécharger

  • Molina S., Berthault D., Tournebize J., Chaumont C. (à paraître). Guide technique à l'implantation des zones tampons humides artificielles (ZTHA) pour réduire les transferts de nitrates et de pesticides dans les eaux de drainage : cas du département de la Seine-et-Marne. Rapport Irstea-ONEMA, 35 p.

  • Tournebize J., Chaumont C., Marcon A., Molina S., Berthault D. (2015). Guide technique à l'implantation des zones tampons humides artificielles (ZTHA) pour réduire les transferts de nitrates et de pesticides dans les eaux de drainage. Rapport Irstea-ONEMA, 60 p. Télécharger

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