Lignes directrices visant la conception des éléments d'un système BVF

| 3.2 Conception du bassin de stockage-décantation |
| 3.3 Détermination du débit sortant du bassin de stockage-décantation |
| 3.4 Réseau de captage-évacuation | 3.5 Réseau de transfert | 3.6 Conception du réseau d'épandage |
| 3.7 Conception de la zone d'infiltration | 3.8 Préparation de l'avant-projet |
| 3.9 Fonctionnement et entretien |

3.7 Conception de la zone d'infiltration

• 3.7.1 Détermination de la superficie de la zone d'infiltration
• 3.7.2 Éléments de la conception d'une zone d'infiltration

La zone d'infiltration est la destination ultime de l'effluent qui a été capté et stocké. Afin d'éliminer toute possibilité de rejet dans l'environnement, cette zone doit accueillir la totalité du volume d'écoulement (au débit sortant du bassin de stockage-décantation). La conception de la zone d'infiltration passe par :

• la détermination de sa superficie minimale, qui correspond à la plus grande des superficies déterminées par :
  • la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé et le volume d'écoulement provenant du bassin de stockage-décantation, et
  • la charge liquide maximale admissible sur la zone d'infiltration de 0,05 m (2 po) par semaine;
• la détermination du rapport largeur-longueur de la zone d'infiltration en fonction :
  • d'une durée de rétention de 15 minutes sur la longueur de la zone d'infiltration,
  • d'une profondeur maximale de l'effluent de 0,0127 m (0,5 po)

La zone d'infiltration doit être plane sur toute sa largeur, mais en pente sur le sens de la longueur. Cette pente doit être uniforme à la grandeur de la zone et se situer entre 2 et 12 %. Il est conseillé de repérer les champs qui présentent ces pentes et d'en étudier le potentiel comme éventuelles zones d'infiltration.

3.7.1 Détermination de la superficie de la zone d'infiltration

Pour éviter tout risque de rejet dans l'environnement, il faut tenir compte dans la détermination de la superficie de la zone d'infiltration de la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé et du volume de l'effluent que la zone recevra. Les lignes qui suivent expliquent l'importance de la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé et précisent comment la déterminer et comment déterminer la superficie de la bande filtrante à partir des résultats obtenus.

Conductivité hydraulique du sol en milieu saturé

Les caractéristiques du sol constituent les données les plus importantes dans la détermination de la superficie de la zone d'infiltration. La conductivité hydraulique du sol est une caractéristique pédologique qui renseigne sur la vitesse à laquelle l'eau se déplace dans le sol, cette vitesse étant exprimée en mètres par jour. La conductivité hydraulique du sol en milieu saturé est la vitesse d'écoulement de l'eau dans le sol lorsque celui-ci est entièrement saturé (lorsque le sol ne peut plus absorber l'eau qu'il reçoit) et que l'accumulation d'eau à la surface du sol est nulle ou minime. Les travaux des pédologues ont permis d'associer des valeurs de conductivité hydraulique du sol en milieu saturé à différents types de sol en fonction de leur classe texturale. Aux fins du présent guide, les valeurs estimatives de conductivité hydraulique du sol en milieu saturé sont celles qui sont associées aux classes de texture de sol. Il est important de confirmer ces valeurs par une analyse d'échantillons de sol prélevés sur place dans les zones d'infiltration envisagées.

La superficie de la zone d'infiltration est en lien direct avec la capacité du sol à absorber le volume d'écoulement. Les sols à texture fine possèdent généralement une conductivité hydraulique en milieu saturé plus faible, si bien que l'eau s'y déplace plus lentement que dans les sols à texture grossière. Pour la même charge liquide, la superficie de la zone d'infiltration devra être plus grande si elle se situe sur un sol à texture fine plutôt que sur un sol à texture grossière. Pour cette raison, il vaut mieux se doter d'un bassin de stockage-décantation intégré, car il est alors possible de retenir la totalité de l'eau laissée en 24 heures par un épisode de pluie à récurrence de 25 ans. La capacité du bassin permet d'évacuer l'effluent sur une longue période, ce qui, du coup, réduit la charge par unité de surface imposée à la zone d'infiltration et permet de réduire la superficie de la zone. Ultimement, la zone d'infiltration doit recevoir tout le volume d'écoulement sans qu'il y ait de rejets dans l'environnement.
Démarche menant à la détermination de la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé Une démarche en trois étapes est proposée ci-dessous pour déterminer la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé. Les étapes 1 et 2 utilisent les données sur les classes de texture de sol recueillies antérieurement ou fournies par des cartes pédologiques ou les données d'analyse de sol obtenues après prélèvement d'échantillons sur place. Ces deux étapes permettent de brosser un tableau général des caractéristiques du sol de la zone d'infiltration envisagée afin d'évaluer la pertinence d'utiliser ce sol dans un système BVF. Il est recommandé de procéder aux étapes 1 et 2 lors des études préliminaires. Si au terme des étapes 1 et 2, les sols s'annoncent convenables, passer à l'étape 3. Cette dernière consiste à faire évaluer les sols sur place par un spécialiste des sols qui a alors recours à des méthodes ou à des dispositifs plus précis. Voici des directives qui s'appliquent à chacune de trois étapes :

Étape 1 — Utilisation de données antérieures relatives au site

Il se peut que le sol du site envisagé pour une éventuelle zone d'infiltration ait déjà été analysé. Ces résultats d'analyse peuvent fournir des renseignements sur la texture du sol, sa distribution granulométrique et sa conductivité hydraulique. En l'absence de données antérieures relatives au site, une évaluation de l'information fournie par les cartes des sols de l'Ontario peut servir à obtenir la valeur estimative de la conductivité hydraulique en milieu saturé du sol à l'étude par comparaison à des sols appartenant au même groupe hydrologique. Les cartes de sol fournissent des descriptions générales de la province. Dans certains cas, il peut être difficile de déterminer avec précision à partir de ces cartes le groupe de sol auquel on a affaire. Voici comment procéder :

1. Trouver la série de sol à partir d'une carte des sols de l'Ontario (qu'on peut se procurer auprès des centres de ressources du MAAARO).
2. Déterminer la texture de sol à l'intérieur de la série de sol, à partir de la carte des sols de l'Ontario ou à partir des données recueillies antérieurement au sujet de la ferme en consultant les centres de ressources du MAAARO ou les registres de forage de puits.
3. Si le site de l'éventuelle zone d'infiltration comprend deux séries de sol ou deux classes texturales différentes, utiliser par mesure de prudence le type de sol correspondant à la texture de sol la plus fine ou à la conductivité hydraulique en milieu saturé la plus faible afin de déterminer les exigences minimales que doit respecter la bande filtrante.
4. À partir du tableau 3.2, déterminer la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé en fonction de la texture de sol. Pour déterminer la superficie de la zone d'infiltration, toujours choisir la texture de sol qui présente la conductivité hydraulique en milieu saturé la plus faible.

Tableau 3.2 Valeur représentative de la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé en fonction de la classe de texture de sol

^a van Genuchten, M.Th., F.J. Leij, et S.R. Yates. The RETC Code for Quantifying the Hydraulic Factors of Unsaturated Soils (déc. 1991); Rawls et al (1982) pour toutes les textures de sol, sauf le limon, pour lequel les valeurs proviennent de Carsel et Parrish (1988).

Étape 2 — Détermination de la texture de sol à partir des résultats d'analyse en laboratoire

Afin de déterminer avec plus de précision la texture de sol dans la zone d'infiltration projetée, il faudra, en plus de tenir compte des données antérieures qui ont été colligées, procéder à un échantillonnage du sol et à l'analyse de la taille des particules de sol. La confrontation des données d'analyse aux données colligées antérieurement permet de confirmer ou d'infirmer les conclusions antérieures. Il faut à cette étape prélever des échantillons de sol et les expédier à un laboratoire accrédité afin que celui-ci procède à l'analyse de la distribution granulométrique et à la détermination de la texture de sol. Voici comment s'y prendre pour déterminer le nombre d'échantillons, la profondeur des échantillons et la méthode d'échantillonnage :

1. Circonscrire l'étendue de chaque zone d'infiltration envisagée et choisir un point d'échantillonnage pour chacune. Planter un piquet à l'emplacement du point d'échantillonnage pour en faciliter le repérage par la suite. Si les résultats d'analyse ne concordent pas avec les données antérieures, il peut falloir choisir éventuellement un second point d'échantillonnage.
2. Creuser un trou d'essai peu profond au point d'échantillonnage, de manière à déterminer la profondeur de chacun des horizons pédologiques présents, jusqu'à une profondeur maximale de 1,5 m (4,9 pi). Voir la figure 3.7 pour une illustration des horizons pédologiques. La profondeur d'excavation doit tenir compte de plusieurs facteurs dont l'élévation de la nappe phréatique, l'élévation du substratum rocheux et la variabilité du sol au sein de chaque horizon.
   
   

Figure 3.7 Horizons pédologiques

Source : Nyle C. Brady et Ray R. Weil. The Nature and Properties of Soils,11th ed., New Jersey, Prentice Hall, 1996.

1. Constituer un échantillon de sol distinct pour chaque horizon pédologique présent. La taille de l'échantillon doit correspondre au volume d'un prisme d'environ 5 × 5 × 10 cm (2 × 2 × 4 po). Sur chaque échantillon, indiquer le lieu et la profondeur de prélèvement. Dessiner un croquis représentant une coupe transversale du trou d'essai montrant le profil pédologique observé, les horizons présents (en précisant leur profondeur sous le niveau du sol) et l'endroit précis où chaque échantillon a été prélevé.
2. Expédier les échantillons de sol prélevés de chaque horizon à un laboratoire d'analyse de sol en demandant une analyse de la distribution granulométrique. Pour obtenir une liste des laboratoires d'analyse de sol accrédités, consulter le site Web du MAAARO ou communiquer avec le centre des ressources de ce ministère.
3. Déterminer la texture de sol en comparant à la figure 3.8 les résultats de l'analyse granulométrique de chaque horizon fournis par le laboratoire. Déterminer ensuite à partir du tableau 3.2 la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé correspondant à la texture de sol. Pour l'ensemble de la zone d'infiltration, se fier à la texture de sol affichant la conductivité hydraulique en milieu saturé la plus faible.
   

Figure 3.8 Texture de sol en fonction de la distribution granulométrique

Étape 3-Évaluation sur place

L'étape 3 sert à confirmer la viabilité du système BVF à partir des données recueillies aux étapes 1 et 2. Elle permet d'appuyer les décisions qui sont prises relativement à la conception du système BVF. À cette étape, un professionnel compétent doit, au moyen d'un perméamètre Guelph, d'un infiltromètre cylindrique ou de tout autre appareil équivalent, mesurer sur place la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé et ce, dans l'horizon le plus contraignant (soit celui qui affiche la conductivité hydraulique la plus faible) selon les résultats d'analyse de sol obtenus à l'étape 2.

Détermination de la superficie minimale de la zone d'infiltration

Deux calculs sont nécessaires à la détermination de la superficie minimale que doit avoir la zone d'infiltration du système BVF. Le premier calcul détermine la superficie de la zone d'infiltration à partir de la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé et à partir du débit sortant du bassin de stockage-décantation. Le deuxième calcul détermine la superficie de la zone d'infiltration en fonction d'une charge liquide maximale admissible sur la zone d'infiltration de 0,05 m (2 po) par semaine ou moins. La superficie minimale de la zone d'infiltration correspondra à la superficie la plus grande déterminée par ces deux calculs.

Calcul 1 — En fonction de la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé Ici, on détermine la superficie minimale de la zone d'infiltration en divisant le débit sortant du bassin de stockage-décantation par la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé. Voici comment procéder :

1. Trouver une valeur représentative de la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé pour la texture de sol (étape 3 ci-dessus).
2. Déterminer le débit sortant du bassin de stockage-décantation.
3. Déterminer la superficie minimale que doit avoir la zone d'infiltration en divisant le débit sortant du bassin de stockage-décantation par la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé.

Exemple : Si l'on divise un débit de 5,3 × 10^-3 m³/s (0,19 pi³/s) par une valeur de conductivité hydraulique du sol en milieu saturé de 0,3168 m/j (1,04 pi/j) pour un loam, le calcul serait le suivant : (5,3 × 10^-3 m³/s) / (0,3168 m/j × 1/86 400 s/j) = 1 445 m² (15 559 pi²). La superficie minimale serait donc de 1 445 m² (15 559 pi²).

Selon le tableau 6.3, si le débit est de 5,5 × 10^-3 m³, la superficie de la zone d'infiltration dans un loam est de 1 500,27 m² (16 149 pi²).

Calcul 2 — En fonction de la charge liquide maximale admissible La charge liquide maximale admissible sur la zone d'infiltration est de 0,05 m (2 po) par semaine. Voici la marche à suivre pour déterminer la superficie minimale de la zone d'infiltration en fonction de la charge liquide maximale admissible. Trouver à l'aide du tableau 3.3 la valeur correspondant aux précipitations mensuelles maximales selon l'endroit en Ontario, de manière à établir la capacité d'accueil de la charge liquide que doit avoir la zone d'infiltration.

Tableau 3.3 Précipitations mensuelles maximales pour différentes stations en Ontario

Source : Service de l'environnement atmosphérique. Valeurs des précipitations mensuelles maximales en 2002. Pour les données à jour, voir : http://www.climate.weatheroffice.ec.gc.ca/climate_normals/index_f.html

1. À partir des valeurs mensuelles fournies dans le tableau 3.3, déterminer la valeur des précipitations hebdomadaires maximales normales enregistrées à la station la plus proche (en divisant par 4 les précipitations mensuelles).
   
   Exemple : Les précipitations hebdomadaires maximales normales enregistrées à l'aéroport de Trenton sont de (91,2 × 10^-3 m)/4 = 22,8 × 10^-3 m (0,90 po).
   
   
2. Calculer le volume d'écoulement que produit chaque semaine la surface revêtue de l'enclos ou de la structure de stockage de fumier solide (m³).
   Le volume d'écoulement hebdomadaire (m³) = superficie de l'enclos ou de la structure de stockage de fumier (m²) × précipitations hebdomadaires maximales normales (m).
   
   Exemple : Le volume d'écoulement hebdomadaire produit par l'enclos ou la structure de stockage de fumier = (1 000 m²) (22,8 × 10^-3 m) = 22,8 m³ (805 pi³).
   
   
3. Calculer le maximum de précipitations que peut recevoir chaque semaine la BVF.
   Le maximum de précipitations que peut recevoir chaque semaine la BVF = charge liquide maximale admissible/semaine (m) - précipitations hebdomadaires maximales normales (m).
   
   Exemple : Le maximum de précipitations que peut recevoir chaque semaine la BVF = 0,05 m (2 po) - (22,8 × 10^-3 m) (0,90 po) = 27,2 × 10^-3 m (1,07 po).

4. Calculer la superficie minimale que doit avoir la BVF (m²).

La superficie minimale que doit avoir la BVF (m²) = volume d'écoulement produit chaque semaine par l'enclos ou la structure de stockage (m³)/maximum de précipitations que peut recevoir chaque semaine la BVF (m).

Exemple : La superficie minimale que doit avoir la BVF = 22,8 m³/(27,2 × 10^-3 m) = 838 m² (9 023 pi²).

Par conséquent, la superficie minimale que doit avoir la zone d'infiltration compte tenu de la charge liquide maximale qu'elle peut accueillir égale 838 m² (9 023 pi²).

Il ressort des calculs 1 et 2 ci-dessus que la BVF doit avoir une superficie minimale de 1 445 m² (15 550 pi²), ce qui correspond au résultat obtenu au calcul 1 qui repose sur la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé.

La superficie que doit avoir la zone d'infiltration étant maintenant établie, il s'agit de s'assurer que cette superficie est bel et bien disponible. Dans le cas contraire, l'emplacement envisagé ne se prête tout simplement pas à l'aménagement d'une BVF.

Détermination des dimensions de la zone d'infiltration Voici les facteurs à prendre en considération dans la détermination des dimensions de la zone d'infiltration :

• la zone d'infiltration doit posséder dans le sens de la longueur une pente de 2 à 12 % qui soit uniforme sur toute la largeur du terrain;
• la zone d'infiltration doit avoir une longueur suffisante pour que l'effluent mette au moins 15 minutes à la traverser de haut en bas;
• la zone d'infiltration doit avoir une largeur suffisante pour que la hauteur de l'eau s'écoulant en nappe ne dépasse pas 0,127 m (0,5 po).

Voici la méthode à employer pour déterminer la longueur et la largeur de la zone d'infiltration.

Longueur minimale

On se sert de l'équation de Manning (équation 3.9) pour déterminer la longueur de la zone d'infiltration. On utilise l'équation en isolant la vitesse d'écoulement. Les variables à inclure sont la pente de la zone d'infiltration envisagée (S), la profondeur du volume d'écoulement (R) et le coefficient de Manning (n) qui est de 0,24 pour un canal enherbé. Une fois la vitesse d'écoulement établie, on détermine la distance parcourue par l'effluent en multipliant cette vitesse par la durée d'écoulement minimale de 15 minutes (900 secondes). Le tableau 3.4 indique, pour un volume d'écoulement d'une profondeur d'au plus 0,0127 m (0,5 po), la distance que parcourra l'effluent en 15 minutes sur des pentes allant de 2 à 12 %.

Exemple : Pour une pente de 0,04 m/m (0,04 pi/pi) (4 %), un volume d'écoulement d'une profondeur de 1,27 × 10^-2 m (0,5 po) et un coefficient de Manning de 0,24, la vitesse d'écoulement dans la zone d'infiltration envisagée est de (1,27 × 10^-2 m)^2/3× (0,04 m/m)^1/2/0,24 = 45,4 × 10^-3 m/s (0,149 pi/s). Pour trouver la distance que doit parcourir l'effluent, on multiplie la vitesse d'écoulement de 45,4 × 10^-3 m/s par la durée minimale d'écoulement de 900 secondes comme suit : 45,4 × 10^-3 m/s (900 s) = 41 m.

Tableau 3.4 Distance parcourue par l'effluent en 15 minutes pour un volume d'écoulement d'une profondeur de 0,0127 m (0,5 po) (coefficient de manning = 0,24)

Si l'emplacement envisagé n'offre pas la longueur nécessaire, une solution consiste à réduire la profondeur du volume d'écoulement en fonction de la longueur disponible pour la zone d'infiltration. Il faudra pour ce faire augmenter la largeur minimale de la zone d'infiltration.

Largeur minimale

On se sert de l'équation 3.10 pour calculer la largeur minimale que doit avoir la zone d'infiltration. Les variables à inclure sont le débit sortant du bassin de stockage-décantation (qp), la profondeur du volume d'écoulement (d) et la vitesse d'écoulement (V). La largeur est égale au débit sortant du bassin de stockage-décantation divisé par le produit de la profondeur du volume d'écoulement par la vitesse d'écoulement.

Équation 3.10 Équation servant à déterminer la largeur minimale de la bande filtrante

W = q_p/(d)(v)

où :

W = largeur minimale de la BVF (m)
q_p = débit de pointe (m³/s)
d = profondeur du volume d'écoulement (m)
V = vitesse d'écoulement (m/s)
Exemple : Pour un débit de 5,3 × 10^-3 m³/s (0,19 pi³/s) à la sortie du bassin de stockage-décantation, un volume d'écoulement d'une profondeur de 1,27 × 10^-2 m (0,5 po) et une vitesse d'écoulement de 45,4 × 10^-3 m/s (0,15 pi/s), la largeur minimale que doit avoir la zone d'infiltration =
[(5,3 × 10^-3 m³/s) / (1,27 × 10^-2 m) (45,4 × 10^-3 m/s)] = 9,2 m (30,16 pi).

Déterminer les dimensions définitives de la zone d'infiltration Les dimensions définitives de la zone d'infiltration doivent être égales ou supérieures aux longueur et largeur calculées et doivent en même temps respecter les exigences de superficie minimale établies à l'aide des calculs 1 et 2. La superficie minimale requise est ici celle qui repose sur la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé (calcul 1). Les longueur et largeur minimales ont été calculées à l'aide des équations 3.9 et 3.10, respectivement.

Comparer la superficie minimale que doit avoir la zone d'infiltration à la superficie disponible. Si la superficie minimale est plus grande que la superficie disponible, l'emplacement envisagé ne convient probablement pas à l'aménagement d'une BVF.

Exemple : La superficie la plus grande, soit celle que donne le calcul 1 (reposant sur la conductivité hydraulique du sol en milieu saturé), représente la superficie minimale que doit avoir la BVF. La zone d'infiltration doit donc avoir une superficie de 1 445 m² (15 559 pi²), une longueur de 41 m (135 pi) et une largeur de 35 m (115 pi).

3.7.2 Éléments de la conception d'une zone d'infiltration

Pentes non uniformes

Lorsque le dénivelé n'est pas uniforme, mais que la moyenne des pentes convient à une zone d'infiltration, il faut modifier le profil du terrain. Les opérations doivent se faire par temps sec pour éviter l'orniérage et le compactage du sol. Utiliser de la machinerie dotée de pneus à basse pression qui répartissent la charge sur une plus grande surface. Retirer et réserver la couche arable avant de travailler le sol sous-jacent pour donner au terrain la pente voulue. Travailler le sol le moins possible et réduire au minimum le compactage lors des opérations. Après le profilage du sol, remettre en place la couche arable et la stabiliser le plus tôt possible par de la végétation pour éviter qu'elle ne soit soumise à l'érosion.

Si le terrain comporte des pentes multiples qui sont uniformes, éviter de remodeler le terrain. Effectuer plutôt les calculs menant au dimensionnement de la zone d'infiltration pour chaque section de pente uniforme et les additionner jusqu'à obtenir la distance que parcourra l'effluent en 15 minutes.

Préservation de l'écoulement en nappe

Les eaux de ruissellement ont tendance à converger au fur et à mesure de leur progression dans la zone d'infiltration. Si la pente se situe entre 2 et 5 %, il est difficile, sans une intervention particulière, de préserver l'écoulement en nappe sur plus de 30 à 50 m (100 à 160 pi). Le nivelage de la zone d'infiltration sur toute sa largeur favorise l'écoulement en nappe. Des diguettes faites de roche ou de gravier, de quelques centimètres au-dessus du niveau du sol, favorisent aussi l'écoulement en nappe et évitent la formation de flaques d'eau. Prévoir le nivellement périodique de ces diguettes au moment de leur conception, de leur aménagement et de leur entretien.

Les diguettes artificielles n'ont pas besoin d'une aussi grande protection structurale que le réseau d'admission d'eau, mais elles doivent quand même conserver leur intégrité structurale lorsqu'elles sont soumises à de forts écoulements.

Couverture végétale

La zone d'infiltration doit être peuplée d'une végétation dense, composée d'un mélange d'espèces locales ou indigènes qui tolèrent les sols saturés et les sols secs, qui forment un système racinaire dense (pour la protection contre l'érosion) et qui s'adaptent aux conditions de sol et de climat locales. Éviter les espèces envahissantes.

Conserver le peuplement de graminées existant si le terrain n'a pas à être remodelé. Il peut être nécessaire d'ensemencer le terrain en conservant un peuplement de graminée sur pied de manière à introduire une espèce ou un mélange qui répond mieux à l'attente.

Choisir les espèces en fonction de l'utilisation qui doit être faite de la végétation peuplant la zone d'infiltration. Dans certains cas, la zone d'infiltration peut servir à produire du foin ou de l'ensilage. Le cas échéant, un mélange de semence destiné à procurer une culture fourragère de longue durée est recommandé pour limiter la nécessité des ressemis. Le type de culture fourragère dépend de la région; demander conseil à la coopérative ou au fournisseur de semence local. Dans d'autres cas, la zone d'infiltration servira strictement à recevoir le volume d'écoulement provenant de l'aire de captage; le choix se portera alors sur des espèces de graminées et de légumineuses.

Qu'il s'agisse de cultures fourragères ou autres, le choix doit tenir compte des considérations suivantes:

• Tolérance à des périodes prolongées de sols inondés ou gorgés d'eau. Si l'effluent provenant du bassin de stockage-décantation doit séjourner dans la zone d'infiltration pendant une période prolongée (de 4 à 10 heures), la zone devra être peuplée de végétaux qui supportent les sols détrempés.
  
  
• Tolérance aux sels. Choisir des cultures fourragères ou des graminées tolérant les sels. Il est parfois préférable d'utiliser une espèce de graminée ou de fourrage distincte sur une bande de 10 à 15 m (30 à 50 pi) au sommet de la zone d'infiltration, là où les matières solides se déposent et s'infiltrent le plus.
  
  
• Tolérance à l'ammoniac. Nombreuses sont les espèces végétales qui ne tolèrent pas du tout les teneurs élevées en ammoniac. En général, les eaux de ruissellement provenant des parcs d'engraissement peuvent renfermer des concentrations d'ammoniac de l'ordre de 400 à 700 mg/L, qui sont supérieures à ce que les végétaux peuvent tolérer. Les concentrations d'ammoniac peuvent varier considérablement. Les teneurs les plus élevées sont associées aux enclos les plus densément peuplés et aux enclos qui ne sont pas raclés souvent. Si l'effluent renferme des concentrations d'ammoniac supérieures à celles que tolèrent les végétaux, ces derniers mourront. Si l'on s'attend à ce que l'effluent ait une forte teneur en ammoniac, il faudra peut-être le diluer avec de l'eau " propre " pour abaisser cette teneur à environ 200 mg/L. L'ajout d'eau obligera peut-être à agrandir la zone d'infiltration.
  
  
• Taux d'évaporation élevés. Les espèces (fourrages ou graminées) affichant des taux d'évapotranspiration élevés contribuent à réduire le volume d'eau total. À ce chapitre, les cultures de pleine saison offrent l'avantage d'assimiler les éléments nutritifs et d'assurer l'évapotranspiration.
  
  
• Vivaces. Les zones d'infiltration devraient être peuplées d'espèces vivaces qui commencent leur croissance tôt au printemps et la poursuivent jusque tard l'automne, afin d'assurer une assimilation maximale des éléments nutritifs et une évapotranspiration maximale. La combinaison de graminées de saison chaude et de graminées de saison fraîche permet souvent d'allonger la saison de croissance. Les graminées à gazon sont préférables aux graminées qui poussent en touffes, car elles assurent un recouvrement uniforme et facilitent l'écoulement en nappe. Les espèces de graminées et de légumineuses qui prospèrent dans le type de sol qui caractérise la zone d'infiltration procurent un couvert végétal persistant et efficace. Choisir le mélange en fonction des conditions de sol propres à la zone d'infiltration. Éviter les espèces envahissantes ou de faible longévité.
  
  
• Densité de la masse racinaire. Une masse racinaire et un feuillage denses sont propices à l'activité microbienne. Un milieu biologique actif est nécessaire à la décomposition aérobie des solides organiques, à la minéralisation et à la nitrification de l'azote contenu dans l'effluent. Les végétaux dotés d'une masse racinaire imposante contribuent à créer un milieu biologique actif. Il faut éviter les espèces qui forment des racines pivotantes, car celles-ci favorisent l'écoulement préférentiel et éventuellement, la pénétration rapide des liquides dans le profil pédologique jusque dans la nappe phréatique.

Une stratégie de gestion intensive de la végétation consisterait à établir différentes zones végétatives au sein de la zone d'infiltration. Normalement, les sels s'accumulent au sommet de la zone d'infiltration. Le choix d'espèces résistantes aux sels à cet endroit contribue à accroître la survie de la végétation. De même, le choix de cultures qui assimilent davantage d'azote et de phosphore près du sommet de la zone d'infiltration contribue à réduire au minimum l'accumulation d'éléments nutritifs.

Voici un aperçu des espèces communément utilisées en fonction du type de sol :

Sols mal drainés (limoneux)

• Alpiste roseau. Cette graminée souvent utilisée prospère dans des sols mal drainés. Cette espèce, très persistante, livre une telle concurrence à toutes les autres espèces qu'elle finit par s'imposer comme monoculture. Il s'agit d'une espèce à gazon qui offre une bonne protection contre l'érosion. Elle forme un couvert végétal dont la densité extrême peut même aller jusqu'à freiner l'écoulement. Il existe sur le marché un cultivar indigène, mais la plupart des stocks de semence offerts appartiennent à une variété agricole non indigène (européenne).
  
  
• Pâturin des prés. Voilà une autre espèce gazonnante beaucoup utilisée. C'est une espèce de saison fraîche qui se comporte bien dans des sols au drainage imparfait. Le pâturin des prés préfère les sols fertiles. Il est assez peu tolérant à la sécheresse et entre en dormance si le temps sec se prolonge. Il reverdit toutefois quand la sécheresse prend fin. Ce gazon produit des racines denses mais superficielles qui se propagent par rhizomes. Le feuillage est dense et assez court. Il s'agit d'un bon candidat pour les sites peu accessibles qui feront l'objet d'un minimum d'entretien.
  
  
• Dactyle pelotonné. Cette graminée de saison fraîche qui croît en touffes pousse bien dans des sols quelque peu mal drainés. On doit semer le dactyle pelotonné en mélange avec d'autres espèces gazonnantes de saison fraîche.
  
  
• Fétuque élevée. Voilà une autre espèce gazonnante de saison fraîche qui prospère dans des sols au drainage imparfait. La fétuque élevée se prête mal à des mélanges avec d'autres graminées de saison fraîche; il vaut mieux la semer seule. Elle possède une excellente tolérance à la chaleur et à la sécheresse, qui est attribuable en partie à ses racines profondes. Elle préfère les sols fertiles, mais tolère les sols pauvres. Ne pas utiliser de cultivars de fétuque élevée renfermant des endophytes si les animaux sont appelés à brouter l'herbe. La toxicose causée par la fétuque élevée se traduit par une mauvaise performance des animaux, qui conduit à des problèmes de santé. Si les animaux doivent brouter la zone d'infiltration, il faut absolument se procurer de la semence exempte d'endophytes.
  
  
• Ray-grass vivace. Cette espèce à croissance rapide recouvre rapidement le sol durant la période de germination initiale. Cette espèce de graminées est de courte durée en Ontario. Elle doit être jumelée à d'autres graminées auxquelles elle sert de culture-abri. Le ray-grass vivace peut renfermer des endophytes. Il faut éviter ces cultivars si des animaux doivent brouter la zone d'infiltration.
  
  
• Brome inerme. Cette graminée à gazon possède des racines superficielles. Elle se propage par rhizomes et par graines. Elle donne des plants de haute taille.
  
  
• Phléole des prés. La phléole des prés est une graminée qui pousse en touffes et qui doit être semée en combinaison avec des espèces gazonnantes.
  
  
• Légumineuses. Il existe un éventail d'espèces de légumineuses qui se plaisent dans des sols limoneux et détrempés. Mentionnons le trèfle d'alsike, le trèfle des prés et le trèfle blanc. Ces espèces ont une durée de vie relativement courte et doivent être semées en combinaison avec des espèces de graminées ayant une plus grande longévité. Elles préfèrent les sols fertiles. Toutes ont une grande valeur nutritive et doivent être intégrées au mélange de semence si les animaux doivent brouter la zone d'infiltration.

Sols bien drainés (sols sableux)

• Panic raide. Le panic raide est une graminée de saison chaude qui pousse surtout pendant les mois d'été. Il tolère les conditions de sécheresse et les sols relativement peu fertiles. Son établissement est difficile et peut prendre plusieurs années. Semer le panic raide avec d'autres espèces de graminées.
• Légumineuses. Il existe un éventail de légumineuses qui préfèrent les sols secs, entre autres, la luzerne et le lotier corniculé. Comme les légumineuses ont toutes une grande valeur nutritive, elles devraient être intégrées aux mélanges de semences quand les animaux sont appelés à brouter dans la zone d'infiltration.

Une fois le mélange de semence choisi, il reste à analyser la fertilité du sol. Prélever un échantillon composite du sol de la zone envisagée comme BVF et l'expédier à un laboratoire pour une analyse de sa fertilité (pH, azote bioassimilable, phosphore, potassium, magnésium et matière organique). Le laboratoire produira des recommandations de fertilisation basées sur les résultats d'analyse de l'échantillon de sol.

Si le profil du terrain est remodelé, il faudra préparer un lit de semence. Celui-ci devra être travaillé, fertilisé (au besoin) et tassé avant les semis. Dans la mesure du possible, faire circuler la machinerie en travers de la zone d'infiltration. En circulant ainsi dans le sens de la largeur, on évite de créer dans le sens de la pente des crêtes qui risqueraient de s'accentuer sous l'effet du ruissellement.

Il faut aussi étudier soigneusement la méthode employée pour ensemencer la zone d'infiltration, afin de ne pas déranger la surface du sol (par des ornières ou le compactage du sol). Si la zone d'infiltration est suffisamment petite, les semis peuvent se faire à la volée à l'aide d'épandeurs manuels. Si la superficie est trop grande, l'opération peut être mécanisée pourvu que la machinerie utilisée dérange le sol le moins possible. On utilisera par exemple à cette fin des pneus à basse pression qui répartissent uniformément le poids de l'appareil sur une surface plus grande. On peut avoir recours au semis direct pour intégrer des espèces de graminées qui conviennent davantage à la zone d'infiltration. Avec cette méthode, toutefois, le semis devra être répété plusieurs fois. Si la végétation existante convient à une éventuelle zone d'infiltration (p. ex. parce qu'elle tolère un sol détrempé), il faut la conserver, quitte à l'améliorer, au besoin.

Le moment indiqué pour l'établissement des graminées varie d'une région à l'autre, en fonction des conditions climatiques. En général, le semis printanier doit se faire entre le dégel et la mi-mars, et le semis d'automne, entre le 1er août et la fin septembre. Se renseigner auprès des fournisseurs de semence locaux sur le moment le plus indiqué pour procéder aux semis. Coordonner les semis de manière à endommager le moins possible la surface du sol de la zone d'infiltration. Dans la mesure du possible, ne faire circuler la machinerie que sur des sols secs, de manière à réduire au minimum les risques de compactage.

Digues ou talus de retenue

Afin de s'assurer que la superficie consacrée à la zone d'infiltration retient les eaux de ruissellement et exclut les eaux s'écoulant en amont, ériger, au besoin, tout autour de celle-ci des diguettes (d'environ 0,3 m [1 pi] de hauteur). Ces diguettes offrent aussi l'avantage de permettre un repérage rapide de l'emplacement de la zone d'infiltration.

Clôtures et accès

Des clôtures doivent obligatoirement interdire l'accès aux zones d'infiltration.

Considérations de sécurité liées aux éléments d'un système BVF

Le bassin de stockage et le puisard représentent des dangers quand ils sont remplis d'eau. Il faut par conséquent en interdire l'accès par des clôtures et prévoir des couvercles sécurisés, bien qu'amovibles, qui empêchent quoi que ce soit d'y tomber.

Fonctionnement durant l'hiver

En principe, les éléments qui sont soumis à un écoulement constant et ceux qui se drainent entièrement ne sont pas la proie du gel. Chaque tuyau doit donc être en pente, de manière à se drainer complètement quand l'écoulement cesse. Selon le type d'installation, il peut être nécessaire d'installer un isolant et un câble chauffant autour des tuyaux. Dans la mesure du possible, enfouir les tuyaux souterrains sous le niveau du gel.

Pour empêcher le siphon ou la pompe de geler dans le puisard, celui-ci doit être aménagé de manière que la pompe se trouve à au moins 1,2 m (4 pi) sous le niveau du sol (ou plus selon la profondeur de gel dans la région). Durant l'hiver, recouvrir le puisard d'un couvercle amovible plein.

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