Description

Le lac Rosemound est un lac d'eau douce situé près de St. Francisville, en Louisiane. Il s'agit d'un lac profond, de forme irrégulière, divisé en deux bassins séparés par un pont sur Lindsey Lane. Chaque bassin s'étend sur une superficie d'environ 65 à 70 acres et comporte de multiples « doigts », c'est-à-dire des baies et des criques plus étroites. Une vue aérienne est présentée à la figure 1 ci-dessous.

Problématiques

Ce lac a régulièrement connu des problèmes liés à la mauvaise qualité de l'eau et à la prolifération de plantes aquatiques envahissantes. Il a été décidé d'installer des systèmes d'aération diffuse RobustAire™ dans la partie principale du bassin inférieur au printemps 2019. Si les résultats s'avèrent satisfaisants, le bassin supérieur fera l'objet d'une intervention en 2020. La partie principale du bassin inférieur s'étend sur environ 31 acres et présente une profondeur comprise entre 20 et 25 pieds sur l'ensemble de sa superficie.

Objectifs du projet

L'objectif du projet était d'éliminer la stratification afin d'uniformiser les niveaux d'oxygène et de température dans toute la colonne d'eau, et d'augmenter la teneur en oxygène dissous au fond du lac pour améliorer les fonctions biologiques. Le processus de mélange complet de la colonne d'eau à l'aide d'une technologie d'aération diffuse s'est révélé efficace pour atteindre ces deux objectifs, mais il a dû être modifié pour des raisons budgétaires.

Solution

RobustAire Des systèmes RA4-XL ont été installés dans la zone principale du bassin inférieur (emplacements indiqués sur la figure 2). Le volume d'eau estimé dans la zone concernée est de 182 millions de gallons. Grâce aux systèmes XL équipés d'un compresseur de 3/4 HP, chaque diffuseur reçoit environ 3,5 CFM d'air à une pression de 15 psi. Chaque diffuseur a été placé à une profondeur de 15 à 20 pieds.

En supposant un débit d'air de 3,5 CFM vers chaque diffuseur et une profondeur de fonctionnement de 18 pieds, chaque diffuseur génère un débit d'eau de 9 407 689 gallons par jour. Il en résulte un débit total du système de 75 261 512 gallons par 24 heures. Cela correspond à un taux de renouvellement de l'eau de 1 renouvellement complet toutes les heures dans la zone traitée (un brassage moins intense que celui recommandé dans la plupart des installations, mais modifié pour des raisons budgétaires).

Résultats

Des données ont été recueillies sur la température et les niveaux d’oxygène dissous (OD) à six emplacements différents avant la mise en place de l’aération et 20 minutes après la mise en service initiale des systèmes RA4XL. Ces données sont présentées à la figure 3. Comme le montrent les données, il existait une disparité significative entre la température et les niveaux d’OD à la surface et au fond à chaque emplacement d’essai avant le démarrage de l’aération.  L'eau de surface était nettement plus chaude et présentait des teneurs en oxygène dissous très élevées, tandis que l'eau de fond était nettement plus froide et ne contenait qu'une quantité minimale d'oxygène dissous, la plupart du temps à des niveaux bien inférieurs au seuil requis pour un milieu aquatique sain (généralement 5 ppm).

Après seulement 20 minutes de fonctionnement, les températures en surface ont commencé à baisser, tandis que celles au fond ont légèrement augmenté. Le changement le plus notable a toutefois concerné les taux d'oxygène dissous. La quantité d'oxygène dissous au fond a augmenté rapidement, tandis qu'elle diminuait légèrement en surface.

Les résultats obtenus n'ont pas été une surprise, dans la mesure où l'aération diffuse du fond s'est avérée être un excellent choix pour brasser les plans d'eau profonds et de grande étendue, et pour créer un mélange thermique et chimique plus homogène de l'eau. Cependant, la rapidité avec laquelle les niveaux d'oxygène dissous (OD) au fond ont augmenté a constitué un résultat impressionnant. Sur le site d'essai n° 6, l'OD est passé de moins de 1 ppm à près de 6 ppm en seulement 20 minutes. Il s'agit là d'une avancée significative.

Prochaines étapes

Plus tard en 2019, des analyses seront à nouveau effectuées autour de la zone aérée du bassin inférieur, ainsi que dans les « doigts » non aérés du bassin inférieur et dans la zone non aérée du bassin supérieur, afin de comparer l’efficacité des systèmes RobustAire. On s’attend à ce que les niveaux d’oxygène dissous (OD) et de température dans la zone aérée s’équilibrent, avec une concentration d’OD prévue supérieure à 5 ppm dans toute la colonne d’eau.  Les zones non aérées du lac présenteront très probablement des températures de surface plus élevées et des températures de fond plus basses que la section aérée, en raison d’un mauvais brassage. On s’attend également à ce que, tandis que les niveaux d’oxygène dissous en surface puissent être supérieurs à 5 ppm dans les zones non aérées, les niveaux d’oxygène dissous au fond soient très probablement inférieurs à 2 ppm, voire inférieurs à 1 ppm.

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