Le décapage est une technique de nettoyage dont le but est de redonner la profondeur initiale au milieu. Il s'effectue en général à l'aide de bulldozers et d'engins racloirs après baisse du niveau d'eau du lac. Ce dernier point constitue la faiblesse de cette technique; en effet, pour faire baisser le niveau de l'eau, celle-ci doit être drainée ou pompée. Ces inconvénients ajoutés à ceux liés au transport par camions des sédiments extraits font que le décapage ne constitue pas la solution la plus intéressante pour l'extraction de sédiments. On ne s'y intéressera donc pas outre mesure dans la suite de cet exposé.
Le dragage consiste, lui, à extraire des
matériaux alluvionnaires (vases et graviers) à l'aide de dragues mécaniques
ou hydrauliques. Cette technique permet d'éviter le relargage d'éléments
nutritifs favorables au développement des végétaux. Le dragage traite
directement le problème du comblement du lac. Il a pour but:
- de rendre au milieu sa profondeur d'origine (a).
- d'éliminer les végétaux fixés (b).
- d'éliminer un sédiment riche en substances indésirables (c).
Non disponible actuellement
Schéma de principe du dragage
Il est cependant nécessaire de prendre des
précautions:
- éviter l'emploi d'un matériel susceptible de mettre en suspension une partie
des sédiments.
- disposer les sédiments dragués sur des sites ne présentant pas d'intérêt
écologique particulier avant de le traiter (voir schéma de chantier de
traitement des sédiments ci-dessous ).
Non disponible actuellement
Schéma d'un chantier de traitement des sédiments
Il existe différentes sortes de dragues
Elles ont l'avantage de pouvoir être transportées facilement et de pouvoir travailler en atmosphère confinée. Malgré cela, leur rendement est faible, elles sont peu efficaces lorsque le sédiment est très fin et visqueux comme c'est le cas dans les lacs et elles provoquent une mise en suspension importante d'une partie des sédiments. Pour toutes ces raisons, on leur préfère souvent les dragues hydrauliques qui sont mieux adaptées à une utilisation en milieux lacustres.
On en distingue plusieurs types:
# les dragues à trémies: elles ne sont pas utilisées dans le cas de petits lacs.
# les dragues suceuses traditionnelles: elles
possèdent une espèce de tête qui est en contact avec les sédiments. A l'aide
d'une pompe, ces sédiments sont aspirés puis refoulés. Ils sont transportés
à l'intérieur de pipelines jusqu'à l'aire de stockage. Ces dragues sont
souvent préférées aux autres types de dragues. En effet, elles présentent de
nombreux avantages:
- elles sont bien adaptées aux milieux peu profonds.
- elles sont relativement silencieuses.
- elles aspirent le sédiment en limitant les remises en suspension.
- elles possèdent un cycle de charge-refoulement en continu ce qui permet le
dragage d'une quantité de sédiment plus importante.
- grâce à des pompes-relais, elles peuvent fonctionner avec une station de
traitement située à deux ou trois kilomètres.
# les dragues suceuses à tête coupante: la différence avec les dragues suceuses traditionnelles provient de la tête; dans ce cas-là, elle est équipée de ciseaux coniques qui tournent et permettent d'arracher le sédiment compacté et ensuite de l'aspirer (voir schéma ci-dessous). Le reste des opérations est identique. Elles possèdent les mêmes qualités que les dragues suceuses classiques; seule la technique d'arrachage diffère.
En conclusion, les dragues hydrauliques, par leur fonctionnement en continu, permettent la collecte de quantités importantes de sédiments. Mais leur grande faiblesse, c'est que le sédiment dragué ne contient que 10 à 20% de particules solides ce qui revient à stocker sur l'aire de traitement 80 à 90% d'eau. Des recherches ont donc été effectuées pour augmenter la teneur en particules solides dans le sédiment récolté; en effet, cela aurait deux avantages: diminuer encore plus la turbidité lors de la collecte et amortir les coûts d'exploitation (le sédiment est souvent revendu à cet effet). Pour cela, de nombreux fabriquants proposent aujourd'hui des dragues suceuses plus petites, plus mobiles et à meilleur rendement.
Ellicott Machine Corp. a mis au point le MUDCAT (voir figure ci-dessous).
Non disponible actuellement
La drague MUDCAT Ce type de drague possèdent une tête de coupe horizontale qui disloque le sédiment et l'envoie au centre de la tête suceuse (2.4 m de largeur). Il est alors aspiré par une pompe et refoulé à travers un pipeline de 20.3 cm de diamètre. Avec le Mudcat, la turbidité due au dragage reste confinée dans un rayon de 6 m autour de la drague et les sédiments récoltés présentent 30 à 40% de particules solides. Les qualités de cet engin font qu'il est idéal pour les projets de restauration de petits lacs; il a déjà été utilisé avec succès sur de nombreux petits lacs de l'état de New-York (USA) dont le lac de Collins Park et dans l'Ontario (voir annexes p. 3 et 4).
La littérature cite différents exemples de dragues de ce type et dont la mise au point remonte à moins de 10 ans. On en verra trois cas: dragues Oozer, Cleanup et Pneuma. Ces dragues représentent le futur en ce qui concerne le dragage de sédiments contaminés par des métaux lourds (voir également le chapitre traitement des pollutions par les métaux lourds). Initialement, elles furent créées pour la maintenance des ports (japonais en particulier) et présentent des qualités spécifiques lorsque les sédiments sont très fins et contaminés. Or, les sédiments lacustres sont également très fins et de nature molle et visqueuse; c'est pourquoi des essais ont été effectués (avec succès) sur des lacs et que ces types de dragues sont aujourd'hui de plus en plus utilisés.
- dragues Pneuma: De fabrication italienne, ce système est basé sur le principe que l'eau et le sédiment, sous l'effet de la pression hydrostatique (pression à une certaine profondeur p), vont être forcés de rentrer à l'intérieur du corps de la pompe qui, lui, est maintenu à pression atmosphérique. Le remplissage sera donc meilleur à de grandes profondeurs (>10 m). Ces dragues sont peu utilisées dans les lacs, où la profondeur généralement inférieure à 10 m, ne permet pas un rendement optimal de l'appareil.
- dragues Oozer (voir schéma ci-dessous):
Non disponible actuellement
Schéma de principe d'une drague Oozer
De fabrication japonaise, cette drague a résolu le problème du travail à faibles profondeurs en créant un vide partiel à l'intérieur du corps de pompe lors de la phase de remplissage. Cela permet également un remplissage plus rapide à grandes profondeurs. Les corps de pompes sont en général couplés par trois ce qui permet un cycle aspirage-refoulement en continu. L'utilisation de vide partiel pour remplir le corps de pompe et d'air comprimé pour le refoulement des sédiments permettent la production de sédiments mous qui conservent la densité qu'ils possédaient in-situ. Par conséquent, les sédiments dragués peuvent contenir de 50 à 70% de particules solides ce qui trois fois plus qu'avec une drague hydraulique. Ces fortes teneurs en particules solides confèrent de nombreux avantages à ce type de drague: les taux de production sont plus importants, la resuspension des sédiments est minime et les quantités d'eau envoyées sur l'aire de stockage sont bien moins importantes.
- dragues Cleanup (voir schéma ci-dessous):
Non disponible actuellement
Schéma de principe d'une drague Cleanup
Cette drague de fabrication japonaise, se caractérise par la forme particulière de sa tête suceuse. De plus, cette drague permet de recueillir le méthane et le sulfate d'hydrogène, gaz qui se libèrent souvent lors du dragage de sédiments organiques. Ces gaz sont collectés et traités ce qui évite l'émanation d'odeurs nauséabondes.
D'une surface de 1635 ha, ce lac était utilisé comme source d'eau potable par les habitants de la ville de Springfield. Ce lac avait accumulé 5,9 millions de tonnes de sédiments, ce qui diminuait sa capacité de stockage de 9,5 millions de m3 (13,3% de sa capacité initiale). De plus, le développement de plantes aquatiques à la surface limitait son utilisation pour la baignade.
C'est en 1985 que fut décidé le dragage
du lac à l'aide de dragues mécaniques compte tenu des volumes énormes à
retirer. Ainsi, 2,06 millions de m3 de sédiment fut retiré. Pour
les stocker une fois sortis de l'eau, la ville acheta 199 ha de terres pour un
coût de
1 476 720$ (1991). Rien que l'étude de faisabilité du projet coûta 60 000$.
La première phase de l'opération dura 12 semaines et 363 000 m3 de sédiments furent draguer. Des études d'impacts sur l'environnement furent effectuées avec des résultats concluants. La seconde phase du projet fut terminer en 1989.
Le coût moyen des opérations fut de 4£ par m3 de sédiment retirés. Des opérations d'une telle envergure sont rares et nécessitent une bonne information des populations riveraines du lac.