Qu'est-ce qu'un biofiltre, au fond ?
Un biofiltre est un lit de matériau (le « média ») sur lequel des micro-organismes se fixent et se développent en formant une couche vivante : le biofilm. On parle de procédé à film fixé. Le biofilm rassemble bactéries, champignons, levures, protozoaires englués dans une matrice gélatineuse ; son aspect est visqueux et boueux.
L'eau (chargée de polluants ou de nutriments) traverse le média ; les composés diffusent dans le biofilm où ils sont dégradés. Un biofiltre met ainsi en jeu trois phases : solide (le média), liquide (l'eau) et gazeuse (l'air / l'oxygène).
La grandeur reine : la surface spécifique
Plus il y a de surface colonisable, plus il y a de bactéries, donc plus la capacité de traitement est grande. On mesure cela par la surface spécifique, en m² de surface par m³ de média (m²/m³).
C'est LE critère de performance : un bon média maximise la surface dans un volume réduit. Quelques ordres de grandeur : un lit ruisselant simple ≈ 200 m²/m³ ; un média plastique de lit mobile ≈ 300 à 600 m²/m³ ; certains supports type Hel-X atteignent ~850 m²/m³.
Un procédé aérobie : l'oxygène est vital
La plupart des micro-organismes utiles respirent de l'oxygène : le procédé est aérobie. Sans aération suffisante, le biofiltre « crashe » — les bactéries nitrifiantes meurent. L'oxygénation se fait par pompe à air + diffuseurs, par ruissellement de l'eau dans l'air, ou par le mouvement de l'eau.
Les trois fonctions = une chaîne de traitement
Un biofiltre low-tech remplit, dans l'ordre, trois fonctions :
- mécanique — retenir les solides ;
- biologique — transformer le toxique (la nitrification : le cœur) ;
- chimique — affiner par adsorption / tamponner le pH.
Ces trois mécanismes font l'objet des trois prochains épisodes.
À retenir : un biofiltre = un média + un biofilm + de l'eau + de l'oxygène. Sa puissance dépend avant tout de sa surface spécifique.