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Lorsque les nappes phréatiques sont épuisées, on peut introduire de l’eau recyclée dans les aquifères en la laissant filtrer progressivement à travers le sol

Lorsque vous entendez le mot « percolation », faire du café vous vient probablement à l’esprit. Ce n’est pas incorrect, mais de manière générique, le mot peut également être utilisé pour décrire le mouvement d’un liquide à travers un milieu.

Qu’est-ce que la percolation ?

Dans le contexte du cycle de l’eau, le Northwest River Forecast Center de la National Ocean and Atmospheric Administration décrit la percolation comme  » le mouvement de l’eau à travers le sol et ses couches, par gravité et par forces capillaires. »

C’est un processus naturel important que les scientifiques et les gestionnaires de l’eau peuvent calculer et exploiter pour garantir la pureté et la potabilité des eaux de surface et souterraines. C’est un processus particulièrement important dans la recharge gérée des aquifères.

La technologie de rétention des eaux de subsurface, un autre outil de gestion de l’eau, est essentiellement l’opposé de la recharge des aquifères. Selon Alvin Smucker, un professeur de l’université d’État du Michigan qui a travaillé sur ce système, il empêche l’eau de percoler dans les aquifères en installant une membrane barrière sous les terres cultivées. Cela permet non seulement d’améliorer la production agricole, mais aussi de protéger les réserves d’eau souterraine d’une contamination excessive par les engrais et les nutriments.

Modélisation de la percolation

L’eau percole généralement à travers le sol et les strates de limon jusqu’à ce qu’elle atteigne la roche solide, où elle s’arrête et reste dans un aquifère. Plusieurs caractéristiques du sol affectent la rapidité de passage de l’eau. Il s’agit notamment de la porosité du sol et du degré de saturation en eau que peut déjà présenter la terre. Le schiste et l’argile, par exemple, sont poreux, mais ils limitent généralement la percolation, tandis que le sable permet à l’eau de percoler rapidement.

La percolation dans ces différents milieux peut être modélisée mathématiquement et testée dans un test de percolation ou perc, qui détermine le taux de percolation en fonction de facteurs tels que la composition et le compactage du sol. Les informations glanées lors de ce test peuvent aider à situer avantageusement les installations de traitement des eaux usées.

Percolation de l’eau récupérée

La recharge gérée des aquifères (MAR) a été définie comme, « la recharge intentionnelle de l’eau dans les aquifères pour une récupération ultérieure ou un bénéfice environnemental. » Il s’agit d’une stratégie efficace pour améliorer la durabilité des eaux souterraines, et la percolation joue un rôle important, notamment dans les techniques d’infiltration pour la recharge des aquifères non confinés. Lors de la recharge des aquifères, l’eau est détournée vers des « bassins de percolation », des « fosses d’infiltration » ou des « bassins d’infiltration », d’où elle s’infiltre dans les eaux souterraines. L’eau source de ces programmes peut être constituée d’eaux pluviales, de l’excès de débit des rivières lors des années humides, ou même d’effluents hautement traités dérivés des eaux usées municipales.

Dans une étude de cas de 2015, la Clay County (Florida) Utility Authority a construit une série de bassins de percolation qui permettrait à autant de 2,2 MGD d’eau recyclée de percoler progressivement à travers le sol dans l’aquifère local peu profond. Le système élimine les problèmes potentiels liés au déversement direct de l’eau traitée dans les cours d’eau de surface.

En Californie, les hydrologues, les autorités de l’eau et les cultivateurs de la vallée centrale tentent,  » de capturer les rivières atmosphériques « , comme le dit Tim Quinn, ancien directeur de l’Association des agences de l’eau de Californie. Au lieu de laisser l’eau se précipiter en aval vers la mer, le plan consiste à détourner l’excès d’eau vers des « parkings », où elle peut s’infiltrer dans l’aquifère. En procédant ainsi, la Californie pourrait stocker de l’eau pendant les années exceptionnellement humides, lorsque les pluies torrentielles des tempêtes du Pacifique déversent de l’eau sur l’État, puis l’utiliser pour atténuer les sécheresses de plus en plus fréquentes et sévères.

Recyclage des eaux usées

En outre, au Codiga Resource Recovery Center (CR2C) de l’université de Stanford en Californie, une nouvelle technologie de traitement appelée réacteur à biofilm aéré à membrane (MABR) a récemment fait l’objet d’une période d’essai d’un an pour établir la conformité aux normes strictes du titre 22 de l’État. Le traitement MABR peut transformer même les eaux usées municipales en un effluent de haute qualité, sans danger pour la percolation dans les aquifères épuisés par l’agriculture de la vallée centrale.

Les unités MABR de Fluence Aspiral™ sont conditionnées dans des conteneurs d’expédition pour une manipulation facile et sont adaptées au traitement décentralisé, ce qui signifie simplement l’implantation de stations de traitement de petite ou moyenne taille à proximité de l’offre, de la demande, ou idéalement des deux, afin d’économiser le coût de longues canalisations.

Prédire la lixiviation

La percolation peut être utilisée pour prédire les facteurs de transport de l’eau tels que le taux de lixiviation, ou le flux de matériaux dans l’eau. Ceci est le plus souvent utilisé en agriculture pour déterminer le mouvement des engrais ou la teneur en sel du sol. La lixiviation fait également référence au mouvement de l’eau à travers des substances telles que les produits chimiques perturbés pendant l’exploitation minière, ou les déchets présents dans les décharges, qui peuvent affecter les réserves d’eau souterraine.

Le terme « percolation » est également utilisé dans le traitement de l’eau pour décrire une technologie connue sous le nom de filtre percolant, ou filtre à ruissellement. Les filtres à ruissellement sont un procédé de traitement biologique des eaux usées – l’eau est oxydée et purifiée par le processus de ruissellement à travers un média de filtration. Cette forme de traitement aérobie des eaux usées peut être utilisée à la place des bassins d’aération dans les usines de traitement des eaux usées emballées ou les usines d’aération plus importantes.

La percolation est un processus qui reconstitue les aquifères et, comme la Californie, de nombreuses régions commencent à traiter les aquifères comme de précieuses infrastructures naturelles de stockage de l’eau qui peuvent être gérées pour la sécurité de l’eau.

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