Zařízení inženýrství nebo bioinženýrství rozumí provádění technikami za použití zařízení ( „šetrnější k životnímu prostředí“) a jejich mechanické vlastnosti a / nebo biologické, na:
1 - kontrola, stabilizace a péče o erodované půdy
2 - obnova, rehabilitace nebo renaturace zhoršeného prostředí, včetně integrace krajiny do rozvoje
3 - fytorehabilitace nebo fytoremediace, která odpovídá čištění nebo znečišťování půdy a vody.
Rostlinné inženýrství se týká návrhu projektů pro aplikaci rostlinného nebo biologického inženýrství.
Vědecká ekologie komplexnějším způsobem pokládá oblast aplikace živých organismů, která je nyní zahrnuta pod moderním pojmem ekologické inženýrství .
Stavba zařízení se domnívá, mezi jinými technikami za použití zařízení ( sláma , stonky z rákosí nebo Sagne větve, semena, rostliny), které funguje jako výztuha v zemních opěrných práce, hráze, náspy, techniky fascinage , atd. Tyto techniky dosud používané v XIX th století, byly později nahrazeny použití prostředků jako těžký záhozem a betonu. Jedna ze silných stránek konstrukčních konstrukcí rostlin spočívá v jejich zvýšené efektivitě v průběhu času. Tak se například v zemi a na povrchu vyvíjejí odřezky, které se běžně používají ke stabilizaci břehů řek a násypů (proutí, fascie atd.), Čímž posilují pevnost konstrukce. A konečně, většina rostlinných prací je domovem bohaté flóry a fauny biodiverzity, která by měla být stále více zohledňována kvůli rostoucí antropizaci prostředí.
Právě ve frankofonních zemích se termín rostlinné inženýrství původně používal na konci dvacátého století. „ Poté, co byl aplikován na rostlinné techniky na ochranu břehů vodních toků, byl poté rozšířen do dalších oblastí, jako jsou železniční nebo silniční svahy, poté do oblasti fytoremediace “.
Aniž by byl řádně pojmenován, práce spojené s biologickým inženýrstvím však byly prováděny po staletí. Existuje tedy mnoho bibliografických dokumentů zabývajících se vývojem v biologickém inženýrství. " V případě, že nejstarší pocházejí z XVII -tého století nejvýznamnějším zdrojem zůstává XIX th století s přispěním Surell, Demontzey, Thiery, Mathieu Défontaine nebo Bernard . „ Většina prací, které navrhují v rámci zákona o obnově horských pozemků (1882).
V rostlinném inženýrství je použitelná řada technik používaných v zahradnictví nebo lesnictví. Patří sem setí, řízky, vrstvení a výsadba.
Pro konstrukci konstrukcí vyrobených z rostlin se z větší části používají dřeviny:
Typ techniky | Popis |
Záhon rostlin a / nebo záhony / šňůry | Lineární práce, někdy působící jako zarážka, sestávající ze zarovnání odřezků, planonů a / nebo rostlin uspořádaných podle jedné nebo více vrstevnic. |
Vrstva přísavek / obloha | Práce vyrobené z rostlinného materiálu různých druhů (větve, planony, řízky nebo rostliny), uspořádané vedle sebe ploché, šikmo nebo svisle, aby vytvořily hustý rostlinný kryt. Vrstva větví s přísavkami se liší od výplně podle povahy a uspořádání rostlinného materiálu. |
Woody fascine | Lineární struktura působící jako zarážka, složená ze sestavy odřezků, větví nebo fošen ve „svazcích“ (svazky ze dřeva a větví vázaných ve svazcích), ukotvená kůlemi |
Helophyte fascinující | Lineární struktura působící jako zarážka, složená z jednoho nebo více biologicky odbouratelných rolí geo-sítě, naplněná na místě zemitými nebo štěrkopieskovými materiály, ukotvená pomocí hromádek a osázená druhy helofytů |
Podpěra / pletení | Lineární práce, která funguje jako zarážka, je tvořena kůly, kolem nichž jsou opleteny nebo propleteny odřezky, prkna nebo živé větve. O mrtvém opletení mluvíme, když je dílo tvořeno mrtvými hromadami, kolem nichž jsou opleteny nebo propleteny neživé složky. |
Palisáda | Lineární práce fungující jako zarážka, složená z rozmístěných hromádek, za kterými jsou po sobě naskládány řízky. Mluvíme také o palisádě, když jsou hromádky živé a připojené. Ladění označuje lineární strukturu, která funguje jako zarážka, složená z mrtvých hromád, které jsou často sousedící nebo prkna. |
Zelená krabička | Podpůrná struktura půdy, složená z kulatin sestavených dohromady na různých úrovních, naplněných zemitými nebo štěrkopieskovými materiály a každá úroveň je vegetována pomocí záhonů rostlin a prken nebo odřezků. |
Trellis-dřevo | Výztužná konstrukce násypu, skládající se ze sestavy protínajících se dřevěných kmenů tvořících jednotkové oddíly, ve kterých se regalují zemité nebo štěrkopieskové materiály. |
Typ techniky | Princip činnosti |
Fyto-čištění nebo rostlinolékařství | Rostliny snižují mobilitu znečišťujících látek a tím i jejich horizontální a vertikální přenosy (snížení přenosu znečišťujících látek na vodní hladinu snížením prosakování vody v půdě, stabilizace znečišťujících látek v kořenech rostlin). |
Filtr zasazen | Rostliny a stálé kultury, které zajišťují fytočištění, jsou instalovány v povodí složeném z podpěry kameniva |
Fytoextrakce | Rostliny akumulují stopové prvky ve svých těžitelných vzdušných částech, čímž snižují koncentrace znečišťujících látek v půdách jejich exportem. Jedná se o techniku částečného znečišťování, protože rostlina má přístup pouze k biologicky dostupné frakci znečišťujících látek. |
Fyto / rhizodegradace | Rostliny (fytodegradace) a mikroorganismy (rhizodegradace) rozkládají organické znečišťující látky na jednodušší a méně toxické základní složky (mineralizace). Jedná se o techniku odstraňování znečištění, jejímž cílem je snížit koncentrace organických znečišťujících látek v půdě. |
Eroze slínovitých půd v povodí řeky Durance v horském a středomořském podnebí je zodpovědná za přebytek jemných sedimentů v řece. Důsledky jsou ekonomické, sociální a ekologické (záplavy, ucpávání neresidel, zanášení vodních přehrad atd.). Za účelem snížení těchto vstupů do sedimentů může inovativní využití rostlinného inženýrství umožnit kontrolu eroze a sedimentace v povodí Durance. Vyvinutý společností Irstea spočívá v tom, že se na svazích nechá eroze a zastaví se erodované materiály dříve, než se dostanou k řece, s co nejmenším možným zásahem. To je možné díky využití rostlinných inženýrských prací v ložích erodovaných vpustí s rozvojem účinných rostlinných překážek pro zachycení a zadržení sedimentů. Tyto práce jsou v zásadě založeny na řízcích rychle rostoucích druhů. Používají se tři druhy: vrba fialová, vrba zavěšená a topol černý. Měření ukázala, že rostlinná bariéra o ploše 2 m 2 může udržet průměrné množství sedimentu 0,40 m 3 za rok, s obnoveným odchytem a každým rokem se zvyšuje o desetinu. Od roku 1998 probíhají rozsáhlé výzkumy a experimenty. Výsledky výzkumu byly přeloženy do podoby doporučení, simulací a plánu zásahu rostlinného inženýrství na rozsahu území Durance. Přístupy vyvinuté ve specifickém kontextu povodí řeky Durance jsou použitelné v jiných regionech a zemích s podobnými problémy. Za tímto účelem byl v roce 2018 vydán průvodce, který má rozhodovacím orgánům a správcům území pomoci v jejich projektech na obnovu prostředí a ochranu před povodněmi.
Techniky rostlin představují zajímavou alternativu k inženýrským stavbám, které chrání horské řeky z ekonomického i ekologického hlediska. V rámci francouzsko-švýcarského výzkumného projektu Géni'Alp ukázalo několik pilotních projektů potenciál čistého rostlinného inženýrství a smíšených technik k ochraně břehů strmých řek (od 3 do 12%), s významnými fyzickými omezeními spojenými k vodě a pevné dopravě a za bezprecedentních podmínek. Tak například testy provedené na pamfiotu (vodním toku proudícím do Ženevského jezera) během silných povodní v roce 2015 ukázaly, že „ záhony rostlin a planónů na úpatí břehu dokázaly odolat příslušným omezením 108, 134 a 150 N / m 2 , první vegetační období, dva roky a dva a půl roku po jejich dokončení. Ale do té doby byly hodnoty zadané pro tento typ techniky těsně po dokončení 20 N / m 2 “. Rovněž si povšimneme, že ochranný účinek rostlin na břehy je posilován „postupem času a vývojem kořenových částí rostlin “. A konečně, práce rostlin umožňují „ najít úroveň biologické rozmanitosti (rostliny, brouci a bentičtí bezobratlí ) blízkou úrovni přírodních bank “ , což u stavebních prací (stavěných na bázi betonu, riprapu, atd.). Kniha, kterou lze nahlédnout online, syntetizuje současné znalosti o používání rostlinných druhů a technik v horských řekách.
Pro omezení dopadů zemědělského znečištění na vodní toky je možné instalovat umělé mokré nárazníkové zóny. Tato zařízení shromažďují drenážní vodu ze zemědělských pozemků a směrují ji do umělých rybníků, kde kombinované působení slunce, bakterií a rostlin degraduje dusičnany a pesticidy. Testy provedené společností Irstea na pěti stanovištích s instrumentací v pařížské pánvi (77 a 91) a v Indre et Loire (37) prokázaly 50% snížení hladin pesticidů a dusičnanů. Čím pomalejší je průtok, tím účinnější je degradace. Při hydraulickém zpomalení hraje aktivní roli vegetace. Je také zdrojem stanoviště pro mikroorganismy odpovědné za biodegradaci. „A konečně, vodní rostliny přispívají k přímé eliminaci dusičnanů (snížení přibližně o 15%), zbytek je degradován denitrifikací. “ Aby se pomohlo nasazení tohoto zařízení biologického inženýrství, byl v roce 2015 zveřejněn technický průvodce pro implementaci umělých vlhkých nárazníkových zón. V regionu Brie se podle studie provedené v roce 2015 „odhaduje, že bylo by zajímavé investovat 1% užitečné zemědělské plochy k dosažení snížení o 50% znečišťujících látek v zemědělství “ . Existuje však problém držení půdy, který ve vysoce produktivních zemědělských oblastech, jako je Brie, představuje velkou překážku.
Rákos je běžný ve vodním prostředí, roste nejlépe na vysokých nebo nízkých písčitých plošinách řek, potoků nebo stojaté vody, pokud nejsou příliš hluboko, stejně jako na okrajích příkopů, kanálů, plotů nebo potoků podél interiéru hráze. V Nizozemsku a Belgii, XIX th století, preferované rákosí na všechny druhy slámy na pokrytí domů. Třtina , země kanálů a poldrů , také dokonale uzavírá hydraulické práce, stavidla a stavidla. Zelený řez nabízí značnou odolnost proti zničení, když je pohřben v zemi. Teprve třetí rok po výsadbě se sklízí rákos ( dijkriet ). Jiné vlastnosti rákosu mají jiná jména: pookrietová rákosová dýka, kramriet , mačkací třtina, beslagrietská ozdoba rákosu , listový list rákosu, tento poslední druh samotný je řezán zeleně a v listech v srpnu a září a slouží jako krytí hrází proti lapujícím vlnám nebo jako nárazník proti úniku vody. Řez hrází před vytvořením listu nebo po jeho pádu je zvláště užitečný v Zeelandu pro podzemní hydraulické práce atd. . V Kanadě je rákos obecný invazivní nepůvodní druh, který se rychle množí a ohrožuje biologickou rozmanitost přírodního prostředí.
Ještě v XIX th století, kdy silnice kříží se bažiny a obecně při umístění na zem rašeliny nebo malou důslednost je někdy klade na dřevěný plot nebo fascinage , pokud preferuje přeložit zemin nebo štěrkových náspů ve volném čase jako oni průhyb . Umístili jsme první vrstvu fascinujících příčně k silnici, ale s trochou šikmosti směrem proti proudu, poté vrstvu štěrku tlustou 40 až 50 cm a poté druhou vrstvu fascinujících křížených s předchozí vrstvou, převyšující druhou vrstvu štěrku 30 cm tlustý na druhé je konečně založena kolekce. Fasciny se liší délkou od 10,5 m do 2,5 m a velikostí mezi 20 cm a 30 cm v průměru. Jezové postele tvoří jakési lehké pružné pletivo propustné pro vodu, které rozkládá váhu silnice na velkou plochu. Ve sladkovodních močálech se používají zelené fasciny, protože tam mohou vegetovat.
Dujiangyan zavlažovací systém , který se nachází v západní části Chengdu Plains , na křižovatce mezi Sichuan pánve a Qinghai - Tibet Plateau , postavený kolem 256 př.nl, upravený a rozšířila v průběhu z Tang , Song, Yuan a Ming dynastií použití přirozené topografické a hydrologické prvky k řešení problémů odvádění vody pro zavlažování, odvodnění sedimentů, protipovodňových opatření a řízení toku bez použití přehrad. Zahájeno před 2250 lety, nyní zavlažuje 668 700 hektarů zemědělské půdy. Z gabionů v bambusu naplněných kameny byly použity k zadržování vody při stavbě hrází.