Az üzemtervezés vagy a biomérnöki tervezés olyan technikák megvalósítását jelenti, amelyek növényeket ("zöldítést") és mechanikai és / vagy biológiai tulajdonságait alkalmazzák, hogy:
1 - az erodált talajok ellenőrzése, stabilizálása és kezelése
2 - a leromlott környezetek helyreállítása, rehabilitációja vagy renaturációja, ideértve a fejlesztések táji integrációját
3 - fitorehabilitáció vagy fitoremediáció, amely megfelel a talaj és a víz tisztításának vagy szennyezésmentesítésének.
Az üzemtervezés az üzemmérnöki vagy biológiai mérnöki alkalmazásokra vonatkozó projektek tervezésére utal.
A tudományos ökológia teljesebb körben vizsgálja az élő szervezetek alkalmazási területét , amelyet most az ökológiai mérnöki kifejezés modern fogalma tartalmaz .
A berendezésgyártás között figyelembe veszi a más technikák alkalmazásával üzem ( szalma , szár a nád vagy Sagne ágak, magok, növények) képező művek erősítésként földtámasztó munkák, gátak, töltések, technikák fascinage , stb. Ezeket a XIX . Században még alkalmazott technikákat később kiszorították olyan eszközök alkalmazásával, mint nehéz riprap és beton. Az üzemmérnöki struktúrák egyik erőssége abban rejlik, hogy idővel megnő a hatékonyságuk. Így például a dugványok, amelyeket általában a folyó partjainak és töltéseinek stabilizálására használnak (wattle, fascia stb.), A talajban és a felszínen fejlődnek, megerősítve ezzel a szerkezet szilárdságát. Végül, a legtöbb üzemmérnöki munkában gazdag növény- és állatvilág biodiverzitás található, amelyet a környezetek növekvő antropizációja miatt egyre inkább figyelembe kell venni.
A francia nyelvterületű országokban kezdetben a növénytervezés kifejezést használták a huszadik század végén. " Ezután a vízfolyások partjainak védelmét szolgáló növényi technikákra alkalmazták, majd kiterjesztették más területekre, például vasúti vagy közúti lejtőkre, majd a fitoterápiára ."
A biológiai mérnöki munkálatok a megfelelő megnevezés nélkül azonban évszázadok óta zajlanak. Így számos, a biotechnológia fejlődésével foglalkozó bibliográfiai dokumentum létezik. " Ha a legrégebbi a XVII . Századra nyúlik vissza , akkor a legjelentősebb forrás továbbra is a XIX . Század, Surell, Demontzey, Thiery, Mathieu Défontaine vagy Bernard közreműködésével . " Az általuk javasolt munkák nagy része a hegyvidéki területek helyreállításának törvényével (1882) összefüggésben.
A növénytervezésre számos, a kertészetben vagy az erdészetben alkalmazott technika alkalmazható. Ide tartozik a vetés, a kivágás, a rétegezés és az ültetés.
A növényekből többnyire fásszárú építmények építéséhez más specifikusabb technikákat alkalmaznak:
| A technika típusa | Leírás |
| Növényi ágy és / vagy ágyak / zsinórok | Lineáris munka, amely időnként megállóként működik, amely egy vagy több kontúrvonal szerint elrendezett dugványok, bolygók és / vagy növények egymáshoz igazításából áll. |
| A balekok / köretek rétege | Különböző növényi anyagokból (ágak, bolygók, dugványok vagy növények) álló, egymás mellé laposan, ferdén vagy függőlegesen elrendezett munka, sűrű növénytakaró kialakítása érdekében. A szívókkal ellátott ágak rétege a növényi anyag jellege és elrendezése szerint különbözik a tölteléktől. |
| Woody elbűvölő | Dugóként funkcionáló lineáris szerkezet, amely dugványokból, ágakból vagy deszkákból álló kötegekből áll (kötegekben fák és ágak kötegbe kötve), karók horgonyozva |
| Helófita elbűvölő | Megállóként működő lineáris szerkezet, amely egy vagy több biológiailag lebontható geoháló szálból áll, a helyszínen földes vagy kavicsos-földes anyagokkal töltve, cölöpökkel lehorgonyozva és helofita fajokkal ültetve |
| Shoring / fonás | Állomásként működő lineáris munka, cövekből áll, amelyek köré dugványok, deszkák vagy élő ágak fonódnak vagy összefonódnak. Halott fonásról beszélünk, amikor a mű halott cölöpökből áll, amelyek körül a nem élő alkotóelemeket fonják vagy összefonják. |
| Palánk | Stoperként működő lineáris szerkezet, egymástól elkülönített cölöpökből áll, amelyek mögött a dugványok egyenként vannak egymásra rakva. Palisádról is beszélünk, amikor a cölöpök élnek és csatlakoznak. A hangolás egy lineáris szerkezetet jelöl meg, amely megállóként működik, és gyakran egymással szomszédos és / vagy deszkás holt cölöpökből áll. |
| Zöld doboz | A talaj tartószerkezete különböző szinteken összeállított rönkökből áll, amelyeket földes vagy kavicsos-földes anyagok töltenek meg, és amelyek minden szintjét növényi ágyak, deszkák vagy dugványok teszik vegetálttá. |
| Rácsos fa | A töltés megerősítő szerkezete, amely kereszteződő fatuskókból álló egységet alkot, amely egységrészeket képez, és amelyen földes vagy kavicsos-földes anyagokat dagasztanak. |
| A technika típusa | A cselekvés elve |
| Növénytisztítás vagy növénytisztítás | A növények csökkentik a szennyező anyagok mobilitását, ezért horizontális és vertikális transzfereiket (a szennyező anyagok vízszintbe történő átvitelének csökkentése a víz talajba jutásának csökkentésével, a növények gyökereiben a szennyező anyagok stabilizálásával). |
| Szűrő ültetett | A növényi tisztítást biztosító növényeket és fix kultúrákat egy medencébe helyezzük, amely aggregátum típusú hordozóból áll |
| Fitoextrakció | A növények nyomelemeket gyűjtenek betakarítható légrészeikbe, ezáltal exportálva csökkentik a szennyező anyagok koncentrációját a talajban. Ez egy részleges szennyezésmentesítési technika, mert a növény csak a szennyező anyagok biológiailag elérhető frakciójához fér hozzá. |
| Fito / rizodegradáció | A növények (fitodegradáció) és a mikroorganizmusok (rizodegradáció) a szerves szennyező anyagokat egyszerűbb és kevésbé mérgező elemi alkotórészekre bontják (mineralizáció). Ez egy szennyezésmentesítési technika, amelynek célja a szerves szennyező anyagok koncentrációjának csökkentése a talajban. |
A márványos talajok eróziója a Durance vízgyűjtőjén, hegyvidéki és mediterrán éghajlaton felelős a folyó finom üledékének feleslegéért. Ennek következményei gazdasági, társadalmi és ökológiai (áradás, ívási területek eltömődése, a vízgátak eliszapolása stb.). Ezen üledékbevitel csökkentése érdekében az üzemmérnöki megoldások innovatív felhasználása lehetővé teheti az erózió és az ülepedés visszaszorítását a Durance medencében. Az Irstea fejlesztette ki , hogy hagyja, hogy az erózió a lejtőkön bekövetkezzen, és az erodált anyagokat megállítsa, mielőtt azok a folyóhoz érnének , a lehető legkevesebb beavatkozással. Ez annak köszönhető, hogy az erodált vízfolyások medrében növénytermesztési munkákat alkalmaztak, és hatékony növényi akadályok alakultak ki az üledékek befogására és visszatartására. Ezek a munkák alapvetően a gyorsan növő fajok kivágásán alapulnak. Három fajt használnak: lila fűz, fésült fűz és fekete nyár. A mérések azt mutatták, hogy a 2 m 2 növényi gát egy év alatt átlagosan 0,40 m 3 üledéket képes megtartani , megújult csapdázással és évente tizedével megnövelve. 1998 óta teljes körű kutatásokat és kísérleteket végeznek. A kutatási eredményeket ajánlások, szimulációk és beavatkozási terv formájában fordítottuk le az üzemmérnöki tervezéssel a Durance terület méretarányában. A Durance vízválasztó sajátos összefüggésében kidolgozott megközelítések más hasonló problémákkal küzdő régiókra és országokra is alkalmazhatók. Ennek érdekében 2018-ban kiadtak egy útmutatót, amely segítséget nyújt a projektek döntéshozóinak és menedzsereinek a projektek helyreállításában és az áradások megőrzésében.
Az üzemmérnöki technikák érdekes alternatívát jelentenek a mélyépítéssel szemben, hogy gazdasági és ökológiai szempontból egyaránt megvédjék a hegyi folyókat. A Géni'Alp francia-svájci kutatási projekt keretében számos kísérleti projekt kimutatta a tiszta növénytervezés és a vegyes technikák lehetőségét a meredek lejtőkkel rendelkező folyók partjainak védelme érdekében (3 és 12% között), jelentős fizikai korlátoktól függően. példátlan körülmények között. Így például a Pamphiot-on (a Genfi-tóba ömlő vízfolyás) a 2015-ös erős áradások idején elvégzett vizsgálatok azt mutatták, hogy „ a part lábánál elhelyezkedő növények és bolygók ágyai képesek voltak ellenállni a 108, 134 és 150 N / m 2 , az első tenyészidőszak, két és két és fél évvel befejezésük után. Addig az ilyen típusú technikához megadott értékek 20 N / m 2 voltak, közvetlenül a befejezés után ”. Megjegyezzük azt is, hogy a növények bankokra gyakorolt védő hatása "idővel és a növények gyökérrészeinek fejlődésével" megerősödik . Végül, az üzemmérnöki munkák lehetővé teszik „ a biológiai sokféleség (növények, bogarak és bentos makro gerinctelenek ) szintjének megtalálását, amely közel áll a természetes bankok szintjéhez ” , ami nem áll fenn a mélyépítési munkák esetében (betonon, riprapon, stb.). Az online megtekinthető könyv szintetizálja a növényfajok és technikák hegyi folyókban történő felhasználásával kapcsolatos jelenlegi ismereteket.
A vízfolyásokban a mezőgazdasági szennyezés hatásainak korlátozása érdekében lehetőség van mesterséges nedves pufferzónák telepítésére. Ezek az eszközök összegyűjtik a mezőgazdasági parcellákról a vízelvezető vizet és mesterséges tavakba terelik, ahol a nap, a baktériumok és a növények együttes hatása lebontja a nitrátokat és a növényvédő szereket. Az Irstea által a párizsi medencében (77 és 91) és Indre et Loire (37) található öt műszeres helyszínen végzett vizsgálatok 50% -os csökkenést mutattak a peszticidek és nitrátok szintjén. Minél lassabb az áramlási sebesség, annál hatékonyabb a lebomlás. A vegetáció aktív szerepet játszik a hidraulikus lelassulásban. Ez a biológiai lebomlásért felelős mikroorganizmusok élőhely-forrása is. „Végül a vízi növények hozzájárulnak a nitrátok közvetlen eltávolításához (kb. 15% -os csökkenés), a többit denitrifikálás útján bontják le ”. Ennek a biológiai mérnöki eszköznek a bevezetése érdekében 2015-ben nyílt hozzáféréssel publikálták a mesterséges nedves pufferzónák megvalósításának technikai útmutatóját. Brie régióban egy 2015-ben elvégzett tanulmány szerint "a becslések szerint érdekes lenne a hasznos mezőgazdasági terület 1% -át befektetni a mezőgazdasági szennyező anyagok 50% -ának csökkentése érdekében " . Ugyanakkor felmerül a földbirtokok problémája, amelyek az igen produktív mezőgazdasági régiókban, mint például a Brie, komoly akadályt jelentenek.
A nád vízi környezetben gyakori, előnyösen a folyók, patakok vagy állóvíz magas vagy alacsony homokos fennsíkjain nő, mindaddig, amíg nem túl mélyek, valamint az árkok, csatornák, kerítések vagy patakok szélén. gátak. A XIX . Században Hollandiában és Belgiumban a házak eltakarására mindenféle szalmánál a legelőnyösebb nád volt. Csatornák és polderek földje , a nád tökéletesen bezárja a hidraulikus munkákat, zsilipeket és zsilipeket is. Zöldre vágva a talajba temetve jelentős ellenállást nyújt a pusztítással szemben. Az ültetés után csak a harmadik évben szüretelik a gát nádat ( dijkriet ). A nád egyéb tulajdonságai más neveket viselnek : pookriet nádtőr , kramriet , crampon nád, beslagriet köret nád , bladriet nádlevél, ez utóbbi faj önmagában zölden vágva, levelekben augusztusban és szeptemberben szolgál, és gátak eltakarásaként csapódik össze hullámokkal vagy puffer a vízszivárgások ellen. A levél kifejlődése előtt vagy lehullása után levágott gát nád különösen hasznos Zeelandban földalatti hidraulikus munkákhoz stb. . Kanadában a közönséges nád invazív idegen faj, amely gyorsan szaporodik és veszélyezteti a természetes környezetek biodiverzitását .
Még a XIX . Században is, amikor egy út átmegy egy mocsáron, és általában talajra tőzegre vagy kevéssé állagra helyezve , néha egy fából készült kerítésre vagy egy lenyűgöző falra terelődik , hacsak nem szívesebben szabadidejében a földet vagy a kavicsot tölteni, amikor megereszkednek. . Az első függőleges ágyat keresztezzük az út felé, de egy kis ferdén az áramlás irányába, majd egy 40-50 cm vastag kavicsréteget, majd egy második, az előzővel keresztezett réteget sorra felülmúlunk egy második 30 kavicsréteget cm vastag az utóbbin végre létrejön a gyűjtemény. A vonalak hossza 10,5 m és 2,5 m között változik, 20 cm és 30 cm átmérőjűek. A gátágyak egyfajta könnyű, vízáteresztő, rugalmas hálót képeznek, amely elosztja az út súlyát nagy területen. Az édesvízi mocsarakban zöld vonzerőt használnak, mert ott vegetálhatnak.
A Chengdu- síkság nyugati részén, a Szecsuán- medence és a Qinghai - Tibet- fennsík találkozásánál , a Kr. U. 256 körül épült, a Tang , Song, Yuan és Ming dinasztiák során átalakított és kibővített Dujiangyan öntözőrendszer használ. a természetes topográfiai és hidrológiai jellemzők az öntözés, az üledékelvezetés, az árvízszabályozás és az áramlásszabályozás problémáinak megoldására, gátak használata nélkül. A több mint 2250 évvel ezelőtt kezdődött mára 668 700 hektár termőföldet öntöz . A kövekkel töltött bambusz gabionokból a víz visszatartására a gátak építése során került sor.