Brevet FR2934585A1 — publié le 20100205

Descriptif . L'objet du présent brevet concerne un procédé de restauration (ou de bioremédiation) du milieu aquatique basé sur l'effet conjugué d'une fixation ou captation par bio-digestion de composés organiques et ou chimiques polluants par des organismes filtreurs fixés sur des éléments filiformes notamment rugueux avec une sédimentation des fèces issues de cette digestion ainsi que des grosses particules non digérées par effet de haie derrière des épis d'éléments filiformes. Le procédé a pour but de concentrer une pollution diffuse en pleine eau en une matière prédigérée sédimentée sur le fond de la mer et facilement biodégradable dans la chaîne alimentaire. Le procédé s'appuie sur la capacité des organismes aquatiques filtreurs d'épurer l'eau en fixant la matière organique figurée ou dissoute, les micro-organismes et les molécules chimiques dissoutes ou fixées à un support organique. Ces matières sont utilisées pour la croissance des dits animaux filtreurs, la partie non digérée étant rejetée sous forme de fèces, ces matières sont parfois stockées chez les ascidies ou agglomérées en particules organiques lourdes capables de sédimenter rapidement comme les pseudo-fèces. La production de pseudo-fèces étant une réaction de rejet des mollusques lamellibranches devant un excès de matières organique dans l'eau. Une fois sédimentée derrière les épis à fonction d'effet de haie, cette matière 20 organique est digérée par la faune benthique, les micro-organismes, les fouisseurs, les poissons et crustacés.... Pour développer cette chaîne alimentaire dans des endroits précis (à proximité des émissaires, des sources de pollution en général) il est nécessaire d'utiliser des supports spécifiques pour les filtreurs. 25 Nous avons pu constater que les supports filiformes rugueux sont les plus performants en terme de fixation et de développement des organismes fixés. Les éléments filiformes notamment rugueux procurent aux larves des filtreurs un très bon support de fixation et donnent la possibilité aux dits filtreurs de se développer radialement de manière homogène sans limitation d'espace. 3o Techniquement, les supports filiformes sont intégrées dans des structures légères qui sont transportées et positionnées facilement aux endroits stratégiques, c'est-à-dire en épis perpendiculaires aux courantx et en aval de la source de pollution. Ce procédé aura notamment une utilisation pour traiter les effluents (16) des émissaires (18) d'eau pluviale ou de station d'épuration en mer ou en eau douce, 35 les effluents issus de fermes aquacoles ou de zones industrielles pour préserver, par exemple un milieu aquatique sensible ou une station balnéaire. Ce procédé peut être une application spécifique de l'utilisation des éléments filiformes décrite dans le brevet de Bordes-Süe Dominique, N° 0007957 (Nouveau procédé de réalisation de structures immergeables à partir d'éléments 4o filiformes, notamment dans la construction de récifs artificiels) associée à la capacité des récifs de type Haie de générer des zones de sédimentation des sédiments du fond enlevés par les courants et notamment, dans le cas présent, des particules organiques. (Demande de Brevet de Bordes-Süe Dominique û n° 0704238000). Le brevet n° 0007957 revendique la construction de récifs artificiels à l'aide d'éléments filiformes rugueux, structures pré-construites autoporteuses et autonomes présentant une base en béton dans laquelle sont fichés une pluralité d'éléments filiformes écartés d'un intervalle adapté au fouling maximal afin que la faune fixée sur toute la longueur des supports filiformes puisse profiter des apports nutritifs de la masse d'eau. Les éléments filiformes du présent brevet ne sont pas obligatoirement 1 o autoporteurs. Le second brevet n° 070423800 utilise � l'effet de haie � généré par la pluralité des éléments filiformes traversée par un courant, dans la lutte contre l'érosion marine, notamment en sédimentant les sédiments du fond, déplacés par les courants. 15 Comme exprimé précédemment, les éléments filiformes préférablement rugueux sont les meilleurs supports pour le développement radial de la faune fixée. Un mètre linéaire de corde à moule de 8mm peut générer un manchon de moules de 30cm de diamètre pesant 40kg. Cette performance exceptionnelle au centimètre carré de support n'est obtenue 20 qu'avec des supports filiformes. Par ailleurs, la capacité d'épuration d'un filtreur est liée à son taux horaire de filtration lequel varie en fonction des espèces (Mollusques bivalves, Ascidies, éponges...), de l'âge, du poids des individus, des paramètres saisonniers, de la taille des particules, de la vitesse du courant... . 25 La filtration peut varier de 15 à 150 litres par Kilogramme de filtreurs et par heure. Pour mieux imager cette capacité de filtration, un élément filiforme tel un jonc de 16mm de diamètre, garni de 20 kg de filtreurs pourra filtrer de 300 à 3000 litres par mètre linéaire et par heure. 39 Dans le procédé présent, tout support filiforme peut être utilisé pour fixer la faune aquatique (Pluralité d'éléments filiformes souples ou rigides, trames ou filets) pourvu qu'il soit adapté aux condition physiques des sites sur lesquels ils sont utilisés. (Structures auto porteuses positionnées sur le fond, structures souples ancrées sur le fond avec flotteurs et ou supports, structures rigides et flexibles 5 suspendues, structures filiformes plantées directement des le sol). Les éléments filiformes utilisés sont généralement rectilignes mais pas exclusivement. Les éléments filiformes sont de préférence en matériaux imputrescibles tels que les matériaux composites, plus généralement mais pas exclusivement des résines 4Q époxy / fibre de verre, des matériaux ou alliages tels le fer, l'acier, l'aluminium, liste non exhaustive et des matières plastiques rigides, semi rigides ou souples. La section des éléments filiformes est généralement cylindrique ou parallélépipédique mais aussi de toute forme géométrique telle que ellipse, triangle, pentagone, hexagone, T, double T, la liste présentée n'étant pas exhaustive. La surface de l'élément filiforme est de préférence rugueuse, elle peut être aussi rainuré ou lisse. La structure filiforme à section cylindrique est d'une manière générale appelée jonc. Le diamètre ou de manière plus générale la � largeur � des éléments filiforme peut varier de 1 millimètre à 1 mètre, leur hauteur de 10 centimètres à 100 mètres, dimensions non limitatives, on parlera alors de lanières qui pourront être plus ou moins ajourées. Ces lanières en matière plastique de préférence aimée pourront être dotées 1 o d'éléments rugueux cousus ou incrustés dans la masse permettant une meilleure fixation et un meilleur développement de la faune. Les structures de restauration qui sont relativement faciles à positionner aux endroits stratégiques sont juxtaposées en lignes continues ou épis (3) qui sont orientés de manière oblique ou plus généralement perpendiculaire au courant. 15 Le procédé a la capacité technique d'utiliser toute structure récifale filiforme telles que celles décrites dans le Brevet D. Bordes-Süe 0007957 en maintenant un écartement adéquate pour permettre au courant de passer en situation de fixation animale et / ou végétale maximale. Il est intéressant d'utiliser des éléments filiformes suspendus en pleine eau pour 20 restaurer toute la tranche d'eau. Ces éléments filiformes seront positionnés dans les profondeurs où se trouvent les eaux polluées par un système de longues lignes de pleine eau. A cet effet, des longues lignes de surface ou de pleine eau (7) seront utilisées pour être positionnées sur la tranche d'eau où les eaux sont les plus polluées. 25 Le procédé utilisera pour la première phase de restauration par filtreurs, un épi de restauration par filtreurs (3) ou une pluralité d'épis composés d'éléments filiformes (2). Cette phase peut être effectuée , soit en pleine eau avec des éléments filiformes suspendus sur des longues lignes (7 et 7') Figure 2, en fonction de la localisation 30 des eaux polluées dans la tranche d'eau. Pour la seconde phase du procédé de restauration par sédimentation, des épis (4) d'éléments filiformes (2) disposés sur le fond (4). Figure 2. Le premier épi d'éléments filiformes à fonction de captation de la matière organique peut jouer aussi la fonction d'épi de sédimentation. 35 Les épis d'éléments filiformes pour la sédimentation peuvent eux-mêmes être colonisés et les fèces et pseudo-fèces vont sédimenter derrière les dits épis. Les deux phases de traitement, la bio-captation et la sédimentation sont effectuées par des épis ou massifs constitués d'une pluralité d'éléments filiformes notamment rugueux tels que des joncs, des cordes, des maillages ou des lanières, 40 rigides, semi-rigides ou souples. La Figure 1 représente le principe du procédé avec en (1) le courant vecteur de pollution, en (2) un élément filiforme chargé de filtreurs d'un épis (3) représenté en coupe, en (4) un élément filiforme d'un épis de sédimentation, en (5) le courant chargé de fèces atteignant l'épis (4), en (6) le courant de sédimentation derrière l'épis (4), en (8) la matière organique sédimentée (fèces, grosses particules) La Figure (2) représente en (7, 7') une structure de pleine eau colonisée par les filtreurs, en (5) le courant chargé de fèces, en (4) les épis de sédimentation et le 5 courant de sédimentation en (6), la matière organique sédimentée en (8) et la surface de la mer en (9). L'écartement entre les épis de filtration et de sédimentation est fonction du courant, l'écartement entre les épis de sédimentation est généralement égal à dix fois la hauteur des structures filiformes des dits épis. 1 o Des séquences de lignes de structures suspendues ne touchant pas le fond (7, 7') et de lignes de structures de fond (3) peuvent être utilisées pour agir dans toute la masse d'eau et créer des zones de sédimentation localisées. Figure (2) L'utilisation de longues lignes de culture n'étant souvent pas adaptées aux conditions des sites de restauration, des moyens de mise en oeuvre du procédé de 15 restauration des milieux aquatiques ont été réalisés. Ces moyens de mise en oeuvre consisteront en containers généralement mais pas exclusivement de forme parallélépipédique (10), Figure 3 û 1, ou de base rectangulaire supportant une armature triangulaire (11), Figure 3 û 2, ou trapézoïdale 12, Figure 3 û 3. 20 Ces containers peuvent être gerbables. Les éléments filiformes peuvent être directement suspendus sur les containers ou fixés sur des cadres (13) qui seront eux-mêmes suspendus aux containers. Cette seconde option permettrait de changer les cadres et les éléments filiformes en cas de nécessité. 25 Afin de filtrer la masse d'eau passant au dessus du container, des cadres (14) munis de flotteurs (15) seront fixés de manière souple aux containers pour augmenter la surface de filtration. La Figure 5 représente une vue apicale du positionnement du procédé en aval du courant (1) d'un émissaire d'effluents pollués (16) avec en (3) un épis d'éléments 30 filiformes supportant les organismes filtreurs, en (5) le courant transportant les fèces et me macro-particules vers les épis de sédimentation (4) et en (8) la zone de dépôt des macro-particules et des fèces. Le procédés de restauration trouve une utilisation dans le traitement de toutes les sources de pollution des milieux aquatiques véhiculées par les courants. 35 C'est un procédé complémentaire qui devrait être associé à toute implantation de d'émissaires ou de sources de pollution comme les cages aquacoles.