Lutte contre le transfert de polluants par ruissellement et drainage : les zones tampons humides artificielles

Les écoulements dit hydrauliquement concentrés comme le drainage ou certains ruissellements peuvent être collectés ou interceptés par des zones tampons humides artificielles. À condition qu’elles soient bien dimensionnées et positionnées. Explications.

Le rôle des zones tampons humides

À savoir

Tout comme les zones tampons sèches, les zones tampons humides artificielles jouent un rôle majeur dans la lutte contre la pollution diffuse par drainage et par ruissellement de l’eau.

Le principe ?

Elles interceptent et stockent temporairement des flux d’eaux venant des parcelles en amont afin de les débarrasser des contaminants. Lorsqu’elle traverse la structure, l’eau est en contact avec un milieu naturel favorable à son épuration. Le temps de résidence de l’eau contaminée, la taille du dispositif, et l’activité biologique contrôlent la rétention et la dégradation des molécules au sein du dispositif. Ces critères contribuent à quantifier l’efficacité des zones tampons humides.

Les zones tampons humides peuvent être naturelles ou artificielles : mares, étangs, prairies et forêt rivulaire régulièrement inondées, bassin de rétention, etc. Les fossés végétalisés constituent un dispositif intermédiaire entre les zones tampons humides et sèches. Ils ralentissent les écoulements des eaux, retiennent les sédiments érodés et contribuent à la dégradation des substances polluantes hors période de crue. En période de crue, les vitesses de l’eau sont trop importantes pour laisser le temps de la rétention.

La présence d’eau stagnante favorise l’implantation rapide d’espèces végétales spécifiques. Des macrophytes, comme le roseau, le scirpe, la massette, ou encore les nénuphars sont adaptés pour leur résistance aux grandes variations d’eau. Ces végétaux vont aider à dégrader les particules polluantes.

Quel que soit le dispositif retenu, il doit être positionné après un diagnostic approfondi.

Les étapes pour créer des zones humides artificielles

  • Définir des objectifs précis de qualité des eaux
  • Dimensionner en fonction des volumes d’eau attendus. La capacité de rétention doit être suffisante pour capter les eaux de ruissellement et les sédiments érodés. Le temps de passage de l’eau dans la structure de rétention peut être optimisé en installant des petits barrages en cascades vers d’autres dispositifs de rétention.
  • Volume : Les zones humides doivent pouvoir collecter au moins 5 à 10 mm d’eaux de ruissellement par hectare. En cas d’épisodes de ruissellement supérieurs à 5 mm, il faudra une capacité de rétention plus importante.
  • Profondeur d’eau : entre 0,2 et 1 m, avec une profondeur moyenne de 0,5 m. Elle sera régulée par un déversoir (ou ouvrage hydraulique régulateur) à la sortie de bassin.
  • Longueur : maximiser en donnant une courbe sinueuse à l’aide de diguettes.
  • S’assurer qu’elle est sans danger pour les espèces qui seraient localement en voie de disparition et la préservation de la biodiversité.

Les zones tampons humides retiennent souvent les eaux de ruissellement de plusieurs parcelles appartenant à différents propriétaires : une gestion commune est donc nécessaire pour leur installation et leur entretien.

« Dans les régions de cultures intensives, en dédiant 4% de la SAU aux zones tampons humides, on pourrait atteindre 60% d’efficacité pour dépolluer l’eau. Néanmoins ces actions semi curatives sont complémentaires des bonnes pratiques de traitement et ne peuvent en aucun cas les remplacer. »

Julien Tournebize
Ingénieur chercheur Irstea

Le cas de la zone tampon humide de Rampillon

Sur un bassin versant de 400 ha localisé à Rampillon, en Seine et Marne, Irstea et l’association AQUI’Brie ont créé en 2010, un ensemble de 4 aménagements sur plus de 2 hectares pour épurer l’eau. Une ancienne mare a été aménagée pour recevoir les eaux de drainage. Deux zones artificielles ont été installées plus en amont chez deux autres agriculteurs pour compléter le dispositif. Une quatrième aire de 1,4 ha traite l’ensemble des eaux du bassin. Des espèces macrophytes locales comme le roseau, massette, jonc, carex jouent sur chaque zone le rôle de filtre.

Les résultats montrent que sur 600 gr par ha et par an de molécules, 120 g se retrouvent en moins dans les eaux ; soit 30% sur les herbicides, 60% sur les fongicides, 10% sur les insecticides.

Ainsi, sur 100 pesticides analysés, la réduction des concentrations en molécules est en moyenne de plus de 50% et celle en nitrates de 20 mg/l, avec une forte variabilité selon les saisons.

Pour en savoir plus : http://zonestampons.onema.fr/