soutenance de these kevin MACIEJEWSKI

Soutenance d'une thèse de doctorat de l’Université de Lyon Opérée au sein de l’INSA Lyon

MACIEJEWSKI Kevin

«Traitement des eaux usées dans les filtres plantés à écoulement vertical. Etude dynamique de l’azote dans les étapes du procédé et des limitations de la dénitrification»

Date et heure de soutenance

12 Juillet 2022 à 9h00

Amphi Claude Chappe – INSA Lyon – Campus la Doua

Les systèmes de traitement des eaux usées par filtres plantés de roseaux se sont imposés comme une référence sur le territoire national, notamment pour le traitement d’effluents domestiques ou agricoles en zone rurale. Le procédé AZOE développé par l’entreprise SCIRPE, est un procédé optimisé de traitement de l’eau végétalisé. Les bases sont celles d’un filtre planté de roseaux classique à deux étages et à flux hydraulique vertical, auquel a été ajouté un lit bactérien en tête. Ces travaux ont pour but d’enrichir les connaissances de la dynamique du carbone et de l’azote afin d’en optimiser le traitement. A ce titre, l’exploitation de données à différentes échelles a été réalisée. Une étude de données de terrain sur une période de 15 ans de fonctionnement de la filière AZOE a fait l’objet d’une publication scientifique. Cette étude pose les bases du fonctionnement et des performances du système selon les configurations et renseigne de la contribution relative de chaque étape du procédé.

L’exploitation de données ponctuelles et continues d’une station AZOE à l’échelle pilote a été réalisée au hall expérimental de la Feyssine. Ceci enrichie encore la compréhension des mécanismes de transformation de l’azote par nitrification et dénitrification. Quelle que soit l’échelle, réelle ou pilote, les résultats montrent l’importance de l’association du lit bactérien et du premier étage dans le traitement du carbone et l’azote. De plus, la maîtrise des besoins en carbone organique des communautés dénitrifiantes du second étage a été identifiée comme le principal axe d’optimisation du traitement de l’azote total. De fait, ces travaux explorent deux stratégies d’apport de carbone organique sur le second étage : la valorisation de végétaux et la dérivation de l’effluent brute. Les résultats de la dérivation de l’effluent brute sont notamment discutés au regard des performances d’abattement de l’azote, mais aussi des modifications de l’activité enzymatique de dénitrification des communautés de micro-organismes du système. Ce dernier point a fait l’objet d’une collaboration avec l’unité de recherche en écologie microbienne de l’université de Lyon et contribue à établir une cartographie par horizons de 5 cm sur toute la hauteur de filtration des deux étages. Enfin l’étude de la filière AZOE a fait l’objet d’un développement de méthode de traçage isotopique par azote marqué avec le laboratoire d’isotopie de l’Institut des Sciences Appliquées de Lyon.