Détail

Comment les matériaux locaux et le climat influencent la conception optimale des vermifuges

Remarque: ce texte a été traduit automatiquement en français avec DeepL Pro. Pour l'article original, veuillez sélectionner l'allemand ou l'anglais (changement de langue en haut de la page).


La cible 6 des Objectifs de développement durable, l'assainissement pour tous, n'est pas sur les rails et est loin d'être atteinte d'ici 2030. La vermifiltration pourrait contribuer à réduire cet écart : ce système de gestion des eaux usées basé sur la nature se révèle de plus en plus prometteur dans le monde entier en raison de son faible coût. Des chercheurs du département Sandec de l'Eawag ont visité des installations de vermifiltration en Inde et en Suisse afin d'étudier comment les différences locales influencent leur conception optimale.

La vermifiltration est une technologie de traitement des eaux usées qui ne nécessite pas de canalisation et qui utilise la relation symbiotique entre les vers de terre, souvent Eisenia fetida, et les micro-organismes pour traiter les eaux usées. Non seulement les vers de terre décomposent la matière organique, qui devient ainsi plus facilement disponible pour les micro-organismes, mais ils aèrent également le vermifiltre en le fouillant, ce qui stimule la productivité des bactéries. Cette technologie présente plusieurs avantages : elle est peu coûteuse et robuste, ne nécessite que peu ou pas d'énergie et peut être construite avec des matériaux locaux et facilement disponibles (compost, biochar, gravier, sable, etc.). De plus, les eaux usées traitées peuvent être utilisées pour boucler les cycles de l'eau et des ressources.

Comparaison des vermifiltres en Inde et en Suisse

"J'ai visité des installations de vermifiltration en Inde afin de comprendre comment le contexte local influence la conception des vermifiltrations et de comparer les résultats avec ceux obtenus en Suisse", explique Kayla Coppens, doctorante au département Sanitation, Water and Solid Waste for Development (Sandec) de l'Eawag et à l'Université de Genève.

Comme les systèmes de vermifiltration utilisent des matériaux disponibles localement, les installations de Genève ainsi que celles de Jaipur et de Pune (Inde) utilisent des médias filtrants différents. Les installations de Genève et de Jaipur utilisent du lombricompost comme matériau de litière, tandis qu'à Pune, ce sont des copeaux de noix de coco qui servent de couche de litière. Des tests ont également été effectués à Jaipur en combinant le charbon de noix de coco et le lombricompost comme médias filtrants.

Les trois vermifiltres différaient également dans leurs approches de prétraitement. A Genève, le vermifiltre a été installé sans prétraitement supplémentaire, tandis qu'à Jaipur, des bassins de décantation sont utilisés pour réduire la charge solide. A Pune, des dessableurs sont utilisés à cet effet. La différence de charge en particules solides a influencé le choix du système de dispersion. A Jaipur et Pune, la faible charge en solides a permis l'utilisation de systèmes d'arrosage, tandis qu'à Genève, la charge en solides plus élevée a nécessité l'utilisation d'une pompe de broyage et de canalisations de 10 mm.

Les différences en termes de matériaux filtrants, de conditions climatiques et d'approches de prétraitement ont nécessité des ajustements des paramètres d'exploitation. Par exemple, la température nettement plus élevée à Jaipur et à Pune qu'à Genève a influencé la quantité d'eaux usées qui pouvait être acheminée vers les filtres. Malgré ces différences, les trois systèmes ont atteint une performance d'épuration comparable. Cela montre que la vermifiltration peut être adaptée avec succès aux différentes conditions locales.

Pas de design unique pour les filtres à vermifiltration

"Ma principale conclusion est que l'utilisation des ressources et de l'expertise locales est cruciale pour la conception des vermifiltres et qu'il n'existe pas de configuration optimale universelle", explique Coppens. Le climat, par exemple, a une grande influence sur la conception des filtres vermifuges. Pour les installations en Inde, il faut tenir compte des températures et de l'humidité élevées du climat local, tandis qu'en Suisse, le défi consiste à maintenir le froid à l'extérieur. Les recherches futures devraient identifier des configurations de conception et de fonctionnement efficaces pour différents contextes.
 

Installation du vermifiltre à Pune, Inde (photo : Kayla Coppens, Eawag).

Financement / Coopération

Eawag (cette étude a également été financée par l'UniGE et la SACAD (Société Académique de Genève)).
 

Photo de couverture : Vermifiltre à Genève (photo : Kayla Coppens, Eawag).
 

Publication originale

Extbase Variable Dump
array(3 items)
   publications => '35587' (5 chars)
   libraryUrl => '' (0 chars)
   layout => '0' (1 chars)
Extbase Variable Dump
array(1 item)
   0 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=35587, pid=124)
      originalId => protected35587 (integer)
      authors => protected'' (0 chars)
      title => protected'Sandec News, 26' (15 chars)
      journal => protected'Sandec News' (11 chars)
      year => protected2025 (integer)
      volume => protected0 (integer)
      issue => protected'26' (2 chars)
      startpage => protected'' (0 chars)
      otherpage => protected'' (0 chars)
      categories => protected'' (0 chars)
      description => protected'' (0 chars)
      serialnumber => protected'1420-5572' (9 chars)
      doi => protected'10.55408/eawag:35587' (20 chars)
      uid => protected35587 (integer)
      _localizedUid => protected35587 (integer)modified
      _languageUid => protectedNULL
      _versionedUid => protected35587 (integer)modified
      pid => protected124 (integer)
(2025) Sandec News, 26, Sandec News, doi:10.55408/eawag:35587, Institutional Repository

Documents

Arora, S. and S. Saraswat, Vermifiltration as a natural, sustainable and green technology for environmental remediation : A new paradigm for wastewater treatment process. Current Research in Green and Sustainable Chemistry, 2021. 4.
https://doi.org/10.1016/j.crgsc.2021.100061

Coppens, K., Wackernagel, I., Stoll, S., & Strande, L. (2026). Worms in the city : can vermifiltration scale for treatment of domestic wastewater in urban contexts ? [Manuscrit soumis pour publication].

Coppens, K., & Strande, L. (2025). Optimal Vermifilter Design : Insights From Three Full-scale Installations. Sandec News, 26, 22.

Coppens, K., Stoll, S., & Strande, L. (2024). Élimination de l'azote dans un vermifiltre pour le traitement des eaux usées urbaines domestiques. Sandec News, 25, 26-27.

Extbase Variable Dump
array(3 items)
   publications => '34994,35076,36208' (17 chars)
   libraryUrl => '' (0 chars)
   layout => '0' (1 chars)
Extbase Variable Dump
array(3 items)
   0 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=34994, pid=124)
      originalId => protected34994 (integer)
      authors => protected'Coppens, K.; Strande, L.; Stoll, S.' (50 chars)
      title => protected'Performance analysis and impact of operating conditions on the treatment cap
         acity of two full-scale vermifilters
' (112 chars) journal => protected'Journal of Environmental Management' (35 chars) year => protected2025 (integer) volume => protected391 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'126328 (11 pp.)' (15 chars) otherpage => protected'' (0 chars) categories => protected'full-scale vermifiltration; nature-based solution; domestic wastewater manag
         ement; seasonal impacts; optimal design for nitrogen removal; post-treatment
          requirements
' (165 chars) description => protected'Due to low investment and operational costs, chemical and energy independenc
         e, and a high potential to contribute to circular wastewater management prac
         tices, vermifiltration is a globally relevant wastewater treatment solution.
          Despite its potential, insufficient knowledge of the full-scale performance
          and the absence of guidelines for optimal design and operation impede vermi
         filtration from being widely implemented. This study analyzed the performanc
         e of two full-scale vermifilters treating domestic blackwater and greywater
         sediments in winter and summer in Switzerland. For the first time, the opera
         ting conditions of both vermifilters were determined empirically, where the
         blackwater vermifilter observed 4 times lower hydraulic loading rates, thoug
         h 10 times larger nitrogen loading rates than the greywater sediments vermif
         ilter. Both vermifilters demonstrated the ability to maintain high removal e
         fficiencies for organics and solids (&gt;75 % for BOD<sub>5</sub>, COD, and
         TSS), though nutrient removal was lacking (&lt;30 % for TN and TP). The desi
         gn and operation used in the full-scale vermifilters are, in general, recomm
         endable, as no clogging was observed, and the performance of the vermifilter
         s did not vary with season. In addition, with post-treatment, the effluent c
         omplied with discharge standards 100 % of the time. Insights into optimal de
         sign and operation include separate urine treatment, increased vermifilter d
         epth, and alternative and intermittent feeding regimes. Such modifications w
         ould likely decrease the post-treatment requirements, spatial footprint, and
          investment costs. Overall, the results of this study conclude that when emp
         loying favorable design and operation conditions, vermifiltration is a relev
         ant, reliable, and resilient wastewater treatment solution for both urban an
         d rural areas worldwide.
' (1848 chars) serialnumber => protected'0301-4797' (9 chars) doi => protected'10.1016/j.jenvman.2025.126328' (29 chars) uid => protected34994 (integer) _localizedUid => protected34994 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected34994 (integer)modified pid => protected124 (integer)
1 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=35076, pid=124) originalId => protected35076 (integer) authors => protected'Coppens,&nbsp;K.; Geyer,&nbsp;T.; Monod,&nbsp;A.; Strande,&nbsp;L.; Stoll,&n
         bsp;S.
' (82 chars) title => protected'Evaluation of vermifilter-treated domestic wastewater for irrigation and fer
         tigation: opportunities and challenges for implementation
' (133 chars) journal => protected'Journal of Water Process Engineering' (36 chars) year => protected2025 (integer) volume => protected77 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'108295 (11 pp.)' (15 chars) otherpage => protected'' (0 chars) categories => protected'nature-based solutions; organic micropollutants; metallic trace elements; mi
         croplastics; wastewater reclamation
' (111 chars) description => protected'Water reclamation can help meet agricultural irrigation and nutrient demands
         . Due to high nutrient loads, vermifiltration is often considered a suitable
          treatment solution for reclamation in agriculture. However, the ability of
         vermifiltration to meet irrigation standards is understudied. This study exp
         lores the feasibility of reclamation through irrigation and fertigation from
          two full-scale vermifilters treating black- and sedimented greywater in par
         allel and evaluates the removal efficiencies of metallic trace elements (MTE
         s), E. coli, and 15 organic micropollutants (OMPs). Microplastics in the eff
         luent were also quantified. The results show that, for reclamation in agricu
         lture, post-treatment of the vermifilter effluent is necessary to ensure rel
         iable and sufficient effluent quality. Despite an overall log removal of 3.6
         7, E. coli is the most restrictive parameter, conforming to irrigation stand
         ards only after the second post-treatment step. Various constraints, due to
         high nitrate concentrations and salinity, would also be necessary to avoid n
         egative environmental and agronomic impacts. For fertigation, careful planni
         ng is needed to overcome excessive and variable nitrogen loads. Despite low
         and variable MTE removal, the effluent quality meets irrigation standards. A
         verage removal of OMPs is 91 ± 15 %, and the coefficient of variation is &l
         t;10 % for two-thirds of the OMPs. Suggested optimizations to improve the us
         ability in agriculture include adding a disinfection step and urine separati
         on. Future studies should focus on the impacts of vermifilter reclamation in
          agriculture on soil and crops, as well as the potential for designations su
         ch as toilet flushing and street cleaning, which are likely more advantageou
         s in urban settings.
' (1768 chars) serialnumber => protected'2214-7144' (9 chars) doi => protected'10.1016/j.jwpe.2025.108295' (26 chars) uid => protected35076 (integer) _localizedUid => protected35076 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected35076 (integer)modified pid => protected124 (integer)
2 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=36208, pid=124) originalId => protected36208 (integer) authors => protected'Coppens,&nbsp;K.; Stoll,&nbsp;S.; Strande,&nbsp;L.' (50 chars) title => protected'Des lombrics en Ville' (21 chars) journal => protected'Aqua & Gas' (10 chars) year => protected2026 (integer) volume => protected106 (integer) issue => protected'2' (1 chars) startpage => protected'66' (2 chars) otherpage => protected'71' (2 chars) categories => protected'' (0 chars) description => protected'
         
         ain de Genève a été évaluée. En plus de l'abattement de la matière org
         anique, de l'azote, des pathogènes et des micropolluants, l'étude montre q
         
         
' (417 chars) serialnumber => protected'2235-5197' (9 chars) doi => protected'' (0 chars) uid => protected36208 (integer) _localizedUid => protected36208 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected36208 (integer)modified pid => protected124 (integer)
Coppens, K.; Strande, L.; Stoll, S. (2025) Performance analysis and impact of operating conditions on the treatment capacity of two full-scale vermifilters, Journal of Environmental Management, 391, 126328 (11 pp.), doi:10.1016/j.jenvman.2025.126328, Institutional Repository
Coppens, K.; Geyer, T.; Monod, A.; Strande, L.; Stoll, S. (2025) Evaluation of vermifilter-treated domestic wastewater for irrigation and fertigation: opportunities and challenges for implementation, Journal of Water Process Engineering, 77, 108295 (11 pp.), doi:10.1016/j.jwpe.2025.108295, Institutional Repository
Coppens, K.; Stoll, S.; Strande, L. (2026) Des lombrics en Ville, Aqua & Gas, 106(2), 66-71, Institutional Repository