Comment l'aération améliore-t-elle la qualité de l'eau?

L’aération offre plusieurs avantages pour les étangs-réservoirs et les étangs.

Elle contribue à prévenir les problèmes de goût et d'odeur en faisant en sorte que les concentrations d'oxygène demeurent suffisamment élevées dans l'ensemble de la colonne d'eau, ce qui prévient l'apparition de conditions caractérisées par une faible concentration d'oxygène ou par l'absence d'oxygène (conditions anaérobies).
Elle aide à prévenir la libération du phosphore contenu dans les sédiments. Cette pratique limite la croissance des algues et réduit la quantité de matériel végétal présent qui, tôt ou tard, finira par mourir et se décomposer.
Elle prévient la libération du fer contenu dans les sédiments et les problèmes associés aux concentrations élevées de fer, comme des dommages causés aux installations de traitement de l'eau, aux réseaux de distribution de l'eau et aux systèmes d'irrigation goutte-à-goutte.

L'aération artificielle renforce le processus naturel de renouvellement de l'oxygène. Pour ce faire, on injecte de l'air dans la partie la plus profonde de l'étang-réservoir, ce qui provoque le mélange non turbulent en apportant l'eau de fond pauvre en oxygène jusque dans les couches supérieures où elle se mélange à l'eau oxygénée.

Apparition de conditions anaérobies

En été, les températures chaudes engendrent de très hauts niveaux d'activité biologique, ce qui se traduit par des besoins accrus en oxygène. Le taux de diffusion de l'oxygène ne peut soutenir le rythme du taux de consommation de celui-ci. Il en résulte une réduction rapide de la concentration d'oxygène dans l'eau. Cela se produit le plus souvent lorsque, en raison des températures chaudes, l'activité biologique atteint de très hauts niveaux susceptibles d'entraîner une consommation rapide de l'oxygène.

Il s'agit de la cause la plus fréquente de morts de poissons dans les étangs-réservoirs et les lacs en été.

En hiver, une fois que la glace s’est formée à la surface d’un étang-réservoir, celle-ci couvre cette surface de façon suffisamment hermétique pour que très peu d’oxygène neuf puisse se diffuser dans l’eau. Dans ces conditions de couverture quasi hermétique, les algues se décomposent rapidement, consommant tout l’oxygène disponible.

Une fois que la concentration d'oxygène est faible, des organismes anaérobies prennent le relais du processus de décomposition, ce qui entraîne la libération de gaz odorants désagréables, comme le méthane et le sulfure d'hydrogène.

L'absence d'oxygène dans l'eau permet également aux éléments nutritifs des végétaux (azote, phosphore) et aux métaux (fer, manganèse) qui sont piégés dans les sédiments des étangs-réservoirs de se dissoudre dans l'eau. Une couche d'eau de piètre qualité, qui affiche des concentrations élevées en éléments nutritifs et en métaux, commence à se former au fond de l'étang-réservoir. Tant que les conditions anaérobies perdurent, le volume d'eau de piètre qualité augmente rapidement et remonte vers la surface.

En été, les conditions anaérobies peuvent passer inaperçues si la prise d'eau se trouve près de la surface. Toutefois, les conditions de l'eau près du fond peuvent être anaérobies. En hiver, la présence de conditions anaérobies est révélée lorsque l'eau vire au noir (ce qui peut être causé par la présence de fer ou de manganèse dissous ou, encore, par d'autres matières dissoutes ou décomposées) et qu'elle dégage une odeur d'œuf pourri (causée par la présence de sulfure d'hydrogène).

**Qualité de l'eau habituelle d'un étang-réservoir en hiver**
Paramètre (milligramme par litre, mg/L)	Aérée	Non aérée
Oxygène dissous	14,3	0,4
Fer	0,04	1,5
Phosphore	0,05	0,15

Pour une eau de qualité toute l’année

Une aération effectuée en continu tout au long de l'année produit une eau de qualité optimale. En fait, les données montrent que la qualité de l'eau continue de s'améliorer sur une période allant jusqu'à cinq ans après qu'un système d'aération fonctionnant en continu a été installé dans un étang-réservoir.

L’aération des étangs-réservoirs aide à faire circuler l’oxygène et les nutriments, ce qui améliore la qualité de l’eau dans les réservoirs tout au long de l’année.

Été

Description de l'image ci-dessus

Aérée

Les rayons du soleil réchauffent les eaux de surface, mais le système d’aération et le vent assurent le remuement de l’eau, une teneur en oxygène (O₂) élevée et une température uniforme.
Une petite quantité d’éléments nutritifs pour les végétaux limite la prolifération des algues près de la surface de l’eau, permettant à la lumière d’atteindre le fond de l’étang-réservoir. Cela favorise la croissance de plantes enracinées au fond.
Une petite quantité d’algues finit par mourir et tomber au fond de l’étang-réservoir où elle se décompose et consomme de l’oxygène. Toutefois, le système d’aération maintient une teneur en oxygène élevée et remue bien l’eau de l’étang-réservoir.
La qualité de l’eau demeure bonne.

Non aérée

Les rayons du soleil réchauffent les eaux de surface. Celles-ci restent au-dessus des eaux profondes, plus froides. La capacité du vent de remuer l’eau au fond de la mare-réservoir en est réduite, limitant l’action du vent à une profondeur de quelques pieds.
Les conditions favorisent la croissance des algues. Une couche de fleurs d’eau (algues) épaisse se constitue à la surface. La lumière ne peut se rendre jusqu’au fond et la présence de plantes enracinées n’est observée qu’aux bords de l’étang-réservoir.
Les algues vertes consomment l’azote disponible, meurent, puis s’accumulent au fond de l’étang-réservoir où elles se décomposent et consomment l’oxygène. Cet oxygène n’est pas remplacé.
L’absence d’oxygène dans l’eau permet aux éléments nutritifs pour les végétaux (par exemple, azote et phosphore) et aux métaux (par exemple, fer et manganèse) contenus dans les sédiments de se dissoudre dans l’eau. Du sulfure d’hydrogène se forme et produit une odeur « d’œuf pourri ».
La qualité de l’eau se détériore au fond.

Automne

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Aérée

La température de l’eau tombe. Les algues meurent et s’accumulent au fond de l’étang-réservoir.
Grâce au système d’aération et au vent, l’eau de l’étang-réservoir a toujours une forte teneur en oxygène (O₂).
Les algues se décomposent dans un environnement bien oxygéné.
La qualité de l’eau demeure bonne.

Non aérée

Les eaux de surface se rafraîchissent, ce qui uniformise la température de l’eau dans l’étang-réservoir.
Les algues meurent et s’accumulent au fond de l’étang-réservoir, où elles consomment l’oxygène en se décomposant.
Grâce à la température uniforme, le vent remue toutes les eaux de l’étang-réservoir, ce qui fait croître la concentration en oxygène et améliore temporairement la qualité de l’eau.

Hiver

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Aérée

L’eau circule et transporte l’oxygène (O₂) au fond de l’étang-réservoir. Les matières organiques se décomposent par voie aérobie au fond de l’étang-réservoir, mais le système d’aération et l’atmosphère remplacent l’oxygène.
La qualité de l’eau demeure bonne.

Non aérée

Très peu d’oxygène traverse la glace de surface. La qualité de l’eau demeure bonne près de la surface.
Au fond, les algues en décomposition consomment rapidement l’oxygène disponible et les conditions deviennent anaérobies. La qualité de l’eau se détériore au fond de l’étang-réservoir.
Les éléments nutritifs (par exemple, azote et phosphore) et les métaux (par exemple, fer et manganèse) passent des sédiments à l’eau.
Du sulfure d’hydrogène (H₂S) se forme et produit une odeur « d’œuf pourri ».
La qualité de l’eau continue de se détériorer. Le volume d’eau de mauvaise qualité au fond augmente rapidement et remonte vers la surface, se répandant dans l’étang-réservoir.

Printemps

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Aérée

Les rayons du soleil font fondre la glace et aident à uniformiser la température de l’eau dans l’étang-réservoir.
L’oxygène de l’atmosphère se diffuse dans l’eau qui circule et se retrouve au fond de l’étang-réservoir.
Les éléments nutritifs et les métaux (par exemple, azote, phosphore, fer et manganèse) sont piégés dans les sédiments.

Non aérée

Les rayons du soleil font fondre la glace et aident à uniformiser la température de l’eau dans l’étang-réservoir.
Le vent à la surface remue l’eau et facilite le mouvement de l’eau de piètre qualité du fond de l’étang-réservoir.
Les éléments nutritifs contenus dans les sédiments montent à la surface.
La senteur du sulfure d’hydrogène (H₂S), qui s’est développée pendant l’hiver, continue de se répandre.

Liens connexes

Alimentation du système d’aération
Composants d’un système d’aération et méthode d’installation
Étangs et étangs-réservoirs
Gestion de l’eau de surface en zone rurale