BE1030194A1

BE1030194A1 - Dispositif et installation d’assainissement des eaux usées

Info

Publication number: BE1030194A1
Application number: BE20225023A
Authority: BE
Inventors: Marcel Hartenstein
Original assignee: Ad Consilium
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2023-08-10
Also published as: BE1030194B1; FR3131917A1

Abstract

Dispositif et installation d’assainissement des eaux usées domestiques, agricoles et/ou industrielles, configuré pour une installation au moins partiellement sous terre, le dispositif comprenant un réacteur aérobie (10) comprenant une série de tubes (131-136) essentiellement horizontaux, chacun des tubes de la série de tubes (131-136) étant en connexion fluidique en amont avec une chambre de répartition (120) et en aval avec une chambre de ventilation (140), la chambre de répartition (120) et la chambre de ventilation (140) étant munies de cheminées d’aération (121, 141) passive du réacteur aérobie (10), les tubes (131-136) du réacteur aérobie étant réalisés en béton alvéolaire poreux, dont le coefficient de porosité est de minimum 35 %, ces tubes en béton alvéolaire étant configurés pour permettre à la fois le transit progressif par percolation des eaux usées au travers du matériau, l’installation de biomasse épuratrice et l’aération par ventilation passive.

Description

DISPOSITIF ET INSTALLATION D’ASSAINISSEMENT DES EAUX USÉES

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne l’assainissement (épuration) des eaux usées et plus particulièrement des dispositifs d’assainissement des eaux usées dans les domaines des eaux usées domestiques, agricoles et/ou industrielles, ainsi que l'installation de tels dispositifs.

Etat de la technique

[0002] L'assainissement des eaux usées domestiques, agricoles, et/ou industrielles est largement développé pour toutes sortes d'applications microbiologiques, notamment selon les procédés dits de « boue activée », « culture fixée » ou « filtration »

[0003] L'épuration des eaux usées individuelles peut être réalisée, selon le procédé retenu, par de petites stations (micro stations) d’épuration comprenant plusieurs compartiments. L'eau passe successivement par les différents compartiments intégrants chacun des fonctions différentes et/ou spécifiques, comme par exemple le dégraissage, la sédimentation des particules solides, la dégradation biologique par digestion bactérienne, etc.

[0004] Selon la charge hydraulique journalière à traiter, ces différents compartiments sont soit intégrés à une cuve unique (micro station), soit en multi cuves.

[0005] Selon le degré d'assainissement recherché, la dégradation microbiologique nécessitera un apport en oxygène plus ou moins important. Cet apport pourra être réalisé par oxygénation forcée ou oxygénation naturelle selon les dispositifs retenus. L'intérêt de l’oxygénation par ventilation naturelle réside essentiellement dans le fait qu’elle ne consomme pas d’énergie (épuration passive) et donc ne nécessite pas d'équipement électromécanique spécifique et son corollaire d'usure et d'entretien.

[0006] Dans la catégorie des dispositifs par « filtration » communément appelés « passifs » il faut généralement remarquer le fait de l’absence d'énergie au bon fonctionnement des dispositifs, donc absence d’équipements électromécaniques.

[0007] Au-delà de l'assainissement des eaux usées, se pose toujours la question de l'évacuation des eaux assainies (épurées). La solution première et généralement réglementaire pour les petites installations sera de percoler les eaux traitées par drainage sur la parcelle foncière et permettre ainsi la réalimentation des nappes phréatiques souterraines.

[0008] En assainissement individuel, le renvoi des eaux traitées en réseau superficiel est généralement irréalisable au motif que l’espace foncier concerné ne dispose pas d’un exutoire adapté (ruisseau, rivière, étang, etc.) ou se trouve sous- dimensionné.

Objet de l'invention

[0009] Un objet de la présente invention est par conséquent de proposer un dispositif d'assainissement d'eaux usées efficace, simple, fiable et pérenne, ne consommant pas d'énergie lors du fonctionnement normal, qui peut être installé sous terre et ne requérant que peu d'opérations de contrôle ou de maintenance.

Description générale de l'invention

[0010] Afin de résoudre le problème mentionné ci-dessus, la présente invention propose, dans un premier aspect, un dispositif d'assainissement des eaux usées domestiques, agricoles et/ou industrielles, configuré pour une installation au moins partiellement sous terre (sous le niveau du sol). Le dispositif comprend un réacteur aérobie comprenant une série ou pluralité de tubes essentiellement horizontaux, chacun des tubes de la série de tubes étant en connexion fluidique en amont avec une chambre de répartition et en aval avec une chambre de ventilation. La chambre de répartition et la chambre de ventilation sont munies de cheminées d'aération passive du réacteur aérobie et les tubes du réacteur aérobie sont réalisés majoritairement et principalement en béton alvéolaire poreux (c’est- à-dire au moins dans leurs parties inférieures et latérales), dont le coefficient de porosité est de minimum 35 %, ces tubes en béton alvéolaire étant configurés pour permettre à la fois le transit progressif par percolation des eaux usées au travers du matériau, l’installation de biomasse épuratrice et l’aération par ventilation passive.

[0011] Dans un deuxième aspect, l’invention concerne une installation d'assainissement des eaux usées domestiques, agricoles et/ou industrielles, comprenant un dispositif d'assainissement selon le premier aspect, chaque tube de la série de tubes, la chambre de répartition et la chambre de ventilation du réacteur aérobie étant installés en dessous du niveau du sol (sous terre), de sorte que seules des parties supérieures des cheminées d'aération passive du réacteur aérobie se trouvent au-dessus du niveau du sol.

[0012] Lors du fonctionnement normal, les tubes seront partiellement remplis par les eaux à épurer (appelée section hydraulique), le reste de la section des tubes (donc la partie supérieure des tubes essentiellement horizontaux) servant à la circulation de l'air (appelée section ventilée) apportant l’oxygène nécessaire à la biomasse pour réaliser l’épuration. La dimension de la section interne de chaque tube est donc choisie de manière à être suffisamment grande, en général celle-ci sera d’au minimum 300 cm2?. La section interne de chaque tube peut être de forme quelconque, de préférence elle est circulaire, ovale ou polygonale, de manière particulièrement préférée circulaire, carrée ou rectangulaire. De manière avantageuse, les tubes ont une section interne carrée ou rectangulaire. Ils peuvent avantageusement être formés en deux parties, la partie inférieure formant un canal et la génératrice supérieure formant un couvercle. Dans ces variantes, la génératrice supérieure que forme le couvercle ne doit pas nécessairement être en béton alvéolaire, vu que la percolation se fait principalement par gravitation et par capillarité à travers les parties inférieure et latérales de la section hydraulique, c’est-à-dire dans ce cas de figure par les parois (de la section hydraulique) du canal qui lui est en béton alvéolaire poreux. Le couvercle peut donc être réalisé en béton traditionnel, armé ou non.

[0013] Le dimensionnement du réacteur aérobie, dont en l’occurrence la longueur et le nombre de tubes, est généralement une fonction de la charge hydraulique journalière d’une part et de la capacité du sol à percoler cette charge hydraulique d'autre part, lorsque la taille de la section des tubes a été fixée.

[0014] Le raccordement entre les tubes, la chambre de répartition et la chambre de ventilation est réalisé de toute manière appropriée, de préférence soit par emboitement, soit par manchonnage, soit en jointifs, soit par collage, ou encore par une combinaison de deux ou plus de ces manières de raccordement.

[0015] Les tubes sont agencés essentiellement horizontalement, c’est-à-dire que la pente par rapport à horizontale de la série de tubes entre la chambre de répartition et la chambre de ventilation est inférieure à +/-5 %, de préférence inférieure à +/- 2 %.

[0016] Comme déjà indiqué plus haut, il est notable que l’'épuration des eaux se fait par percolation au travers des parois des tubes en béton alvéolaire poreux qui servent simultanément de support à la biomasse effectuant cette épuration aérobie. Les tubes ne comprennent donc pas de perforations (ajoutées) pour réaliser cette fonction. En effet, la création de perforations dans la paroi aurait l'effet de drainer les eaux trop rapidement et donc de percoler des eaux non encore épurées vers le terrain naturel et donc vers la nappe phréatique. En pratique, les tubes ne présentent pas de perforations dans les parois (de la section hydraulique).

[0017] A titre d’exception, afin de pouvoir faire face à une situation de surcharge hydraulique accidentelle ou exceptionnelle supérieure à la charge hydraulique nominale ou réglementaire prévue, chaque tube peut cependant avantageusement être muni de perforations au niveau de la génératrice supérieure de la section du tube, agissant d'exutoire de trop plein. Ces perforations d’exutoire de trop plein se trouvent par conséquent dans la section ventilée, voire au sommet de cette section ventilée, qui ne contient pas d’eau lors du fonctionnement normal. Le diamêtre de ces perforations est généralement d’au minimum 15 mm. De préférence, ces perforations sont prévues à intervalle régulier, par exemple espacés d'au moins 20 cm.

[0018] Souvent le dispositif d'assainissement comprendra en outre en amont de la chambre de répartition du réacteur aérobie une fosse septique toutes eaux pour prétraiter les eaux usées avant de les acheminer vers le réacteur aérobie. La fosse septique toutes eaux est alors en connexion fluidique en amont avec une arrivée des eaux usées et en aval avec une alimentation de la chambre de répartition en eaux à épurer qui la relie ainsi à la chambre de répartition du réacteur aérobie. Si nécessaire ou utile, la fosse septique toutes eaux est elle- même pourvue d’un préfiltre conventionnel en sortie.

[0019] Dans l’installation d'assainissement selon le deuxième aspect de l'invention, les tubes en béton alvéolaire poreux sont généralement placés sur ou dans un lit d’agrégats, les agrégats étant de préférence du sable, en particulier du sable lavé. 5 [0020] Dans les variantes préférées du dispositif ou de l'installation d'assainissement, les tubes en béton alvéolaire poreux sont couverts de terre arable, un géotextile pouvant de préférence être placé entre les tubes en béton alvéolaire poreux et la terre arable, donc au niveau de la génératrice supérieure des tubes. En variante ou en plus, certains modes de réalisation préférés prévoient un géotextile de protection entourant périphériquement chaque tube en béton alvéolaire poreux du dispositif d’assainissement. Ces variantes peuvent avoir tout leur intérêt en période pluviale pour éviter une intrusion de sable dans le sens extérieur vers intérieur des tubes en béton alvéolaire poreux, lorsque le dispositif d'assainissement n’est pas alimenté (tubes vides en période de vacances, absence d'usager, etc.). Pour les variantes de tubes ayant une section interne carrée en deux parties mentionnées précédemment, la partie inférieure formant un canal et la génératrice supérieure formant un couvercle, le recouvrement par le géotextile de protection peut ne concerner que la partie canal si le couvercle est en béton traditionnel. Le géotextile de protection couvrira idéalement donc au moins les parties des tubes qui sont en béton alvéolaire poreux.

[0021] Dans certains modes de réalisation avantageux, l'installation d'assainissement comprenant de préférence en outre un ou plusieurs tubes de collecte (par exemple des tubes de drainage conventionnels) disposés en dessous d'un ou de plusieurs des tubes en béton alvéolaire poreux du réacteur aérobie, le ou les tubes de collecte étant en connexion fluidique avec une chambre de relevage et de prélèvement, accessible de l’extérieur par un puits de relevage et de prélèvement. Le cas échéant le ou les tubes de collecte sont disposés au- dessous du niveau inférieur du lit d’agrégats.

[0022] Afin d'améliorer la collecte d’eaux épurés à des fins de relevage ou de prélèvement, l'installation d'assainissement peut comprendre en outre un géotextile de collecte disposé en dessous du ou des tubes de collecte qui ralentissent la percolation des eaux épurées provenant du réacteur aérobie et facilitent donc la pénétration d’une partie de ces eaux épurées à entrer dans les tubes de collecte et à s’écouler vers le puit de relevage et de prélèvement.

[0023] Afin d'atteindre les objectifs développés ci-dessus, la présente invention propose donc d’une part un dispositif d’assainissement regroupant à la fois les équipements de traitement et les équipements de dispersion, les deux étant indissociables les uns par rapport aux autres et d'autre part une installation d'assainissement correspondante.

[0024] La composante du dispositif d'assainissement de l'invention est constituée de tubes de béton alvéolaire poreux dont le coefficient de porosité de minimum 35% permettra à la fois le transit par percolation de l’eau au travers du matériau et l'installation de la biomasse (bactéries) épuratrice. La porosité est l'ensemble des vides (pores) d'un matériau solide, ces vides sont remplis par des fluides (liquide ou gaz). C'est une grandeur physique comprise entre O et 1 (ou, en pourcentage, entre O et 100 %), qui conditionne les capacités d'écoulement et de rétention d'un substrat.

[0025] La porosité est aussi une valeur numérique définie comme le rapport entre le volume des vides et le volume total d'un milieu poreux :

N Voores

Val où : gest la porosité,

Vpores le volume des pores, et Vota le volume total du matériau, c'est-à-dire la somme du volume de solide et du volume des pores.

[0026] La porosité, respectivement le coefficient de porosité, peut être déterminé(e) par la méthode de saturation en eau : volume des pores = volume total d'eau - volume d'eau restant après trempage.

[0027] Les tubes béton alvéolaire poreux de la présente invention peuvent indifféremment être équipés ou non d’armatures, de fibres d’acier ou synthétiques.

[0028] La longueur d’un tube sera indifférente mais généralement adaptée aux conditions de transport et de manutention.

[0029] La longueur de l’ensemble du dispositif en tubes béton alvéolaires poreux sera déterminée par la charge hydraulique journalière d’une part et la capacité du sol à absorber cette charge hydraulique d'autre part. Celle-ci est généralement calculée en fonction du nombre d'habitants de l'immeuble concerné, et/ou de la capacité d’habitabilité de l'immeuble concerné, et/ou du ratio de consommation par habitant selon les règles nationales ou régionales concernées (charge hydraulique journalière/habitant)

[0030] La capacité d'absorption du sol est déterminée par le coefficient de percolation mesuré selon la méthode scientifique dite de « Porchet » (coefficient de percolation = coefficient K) largement connue et usuellement exploitée par ailleurs. L'essai de « Porchet » d'infiltration de l'eau dans le sol consiste à creuser un trou dans un sol, puis à le saturer d'eau pendant un certain temps. Ensuite on maintient le niveau d'eau constant dans ce trou (en continuant à y verser de l'eau) et on mesure le volume d'eau qui s'infiltre dans le sol, pendant un certain temps.

Cet essai est un essai normalisé qui est utilisé pour mesurer l'aptitude d'un sol à l'assainissement autonome.

[0031] Le nombre de tubes composant une installation sera dépendant de la longueur de production des tubes, du coefficient K, de la charge hydraulique retenue et de l'importance du dimensionnement de l'installation globale.

[0032] Le diamètre ou la section internes de chaque tube composant le dispositif sera de minimum 300 centimètres carrés (cm2).

[0033] Le raccordement entre tubes se réalise indifféremment soit par emboitement soit par manchonnage, soit jointifs, soit par collage.

[0034] Afin d'assurer une bonne oxygénation de l’eau à traiter et ainsi alimenter en oxygène les bactéries composant la biomasse de traitement, la présente invention prévoit une cheminée de prise d’air en amont et une cheminée de prise d'air en aval des tubes du dispositif d’assainissement afin de créer un courant d'air permanent au travers de l'ensemble des tubes béton alvéolaire poreux du réacteur aérobie.

[0035] Comme indiqué précédemment, afin de faire face à une situation de surcharge hydraulique accidentelle ou exceptionnelle supérieure au nominal prévu ou le cas échéant supérieure aux charges prévues par les réglementations diverses, les tubes béton alvéolaires poreux sont de préférence munis tous les 20 cm de perforations de diamètre minimum de 15 mm dans la masse de béton au niveau de la génératrice supérieure agissant ainsi d’exutoire de trop plein le cas échéant. La configuration en tube carré ou rectangulaire avec génératrice supérieure en béton traditionnel échappe à la nécessité de cette disposition spécifique.

[0036] Chaque tube pourra indifféremment être de forme circulaire, carrée ou rectangulaire, aléatoire, chanfreinée ou jointif, en structures simples et/ou multiples.

[0037] La disposition des tubes de béton alvéolaires poreux dans l’espace sera réalisée en tenant compte de la topographie de la parcelle de terrain sur laquelle le dispositif sera installé.

[0038] Les tubes de béton alvéolaires poreux du réacteur aérobie sont avantageusement installés dans un lit de matière solide granulaire ou d’agrégats, par exemple du sable, des gravillons et/ou des graviers, en l’occurrence du sable lavé, d’une hauteur correspondant à la section des tubes augmenté de 30 cm minimum placé sous les tubes. Il sera généralement retenu un sable roulé siliceux, lavé, stable à l’eau, issu de matériaux alluvionnaires.

[0039] A l'exception généralement de la version en tubes carrés ou rectangulaires avec génératrice supérieure rapportée en béton standard, les tubes de traitement en béton alvéolaires poreux seront recouverts d’un géotextile remontant (hauteur de remontée h, de préférence d’environ 10 cm) en latéral de tranchée afin d’éviter leur colmatage par intrusion de terres. Cependant, il peut être avantageux de prévoir un géotextile entourant périphériquement chaque tube en béton alvéolaire poreux du dispositif d'assainissement pour éviter, en période pluviale, une intrusion de sable dans le sens extérieur vers intérieur des tubes, lorsque le dispositif d’assainissement n’est pas alimenté (tubes vides en période de vacances, absence d'usager, etc.).

[0040] II sera généralement préféré la version en tube carré ou rectangulaire pour une plus grande économie de production, offrant la possibilité de permettre une disposition constructive en deux pièces, la génératrice supérieure ou couvercle pouvant alors être en béton traditionnel, non poreux. La génératrice supérieure sera alors de préférence placée sans joint ni collage permettant ainsi l'évacuation des surcharges hydrauliques éventuelles. Cette disposition génère par ailleurs une facilité de transport, de stockage et de pose ainsi que l'irrigation des végétations le cas échéant.

[0041] A titre documentaire il est rappelé que les dispositions constructives d’une variante particulièrement préférée du dispositif d'assainissement sera équipé comme Suit :

[0042] En amont du réacteur aérobie est de préférence installée une fosse septique toutes eaux (FTE) standard avec préfiltre récoltant à la fois les eaux usées issues des cuisines, salles de bains etc. (eaux grises) et les eaux usées issues du métabolisme humain (eaux noires). Elle assure les fonctions classiques de décantation primaire et de prétraitement.

[0043] Le dimensionnement de la FTE standard sera réalisé en prenant en compte la charge hydraulique journalière devant être traitée conformément aux dispositions réglementaires en vigueur en la matière.

[0044] Le réacteur aérobie comprend une chambre de répartition ventilée contribuant à l’oxygénation de la biomasse contenue dans les tubes béton alvéolaires poreux de traitement, la chambre de répartition étant placée en aval de la FTE et en amont de l’ensemble des tubes béton alvéolaires poreux.

[0045] En aval des tubes en béton poreux se trouve une chambre de ventilation assurant à la fois la prise d'air de ventilation de l'ensemble des tubes béton alvéolaires poreux, le point de purge et le point de contrôle du dispositif.

Caractéristiques de l’invention

[0046] L'originalité de l'invention réside dans les points suivants : e Dispositif entièrement passif ne nécessitant aucune énergie e Dispositif ne nécessitant aucune pièce mécanique en mouvement e Dispositif exploitant les spécificités du béton alvéolaire poreux e Dispositif composé exclusivement de matériaux pérennes e Dispositif ne nécessitant aucun pré-équipement en usine e Dispositif conçu pour être assemblé et installé directement sur chantier e Dispositif « entrée haute — sortie haute » ne nécessitant aucune tranchée profonde e Dispositif ne nécessitant pas d’équipements spécialisés pour sa mise en œuvre e Dispositif ne nécessitant pas d'équipements spécialisés ni d’adjuvants pour le développement de la biomasse e Dispositif ne nécessitant pas de spécialisation des personnels pour sa mise en œuvre e Dispositif ne nécessitant aucune maintenance autre que les vidanges /curages traditionnels e Dispositif ne nécessitant aucun remplacement de pièces lors des maintenances e Dispositif ne nécessitant aucune surveillance autre que le calendrier des vidanges de la fosse toutes eaux (FTE) e Dispositif ne demandant aucune action spécifique à prendre lors d’une utilisation permanente ou intermittente ou après une absence prolongée e Dispositif évitant tout risque de nuisance olfactive e Dispositif percolant les eaux traitées sur la parcelle foncière, permettant ainsi la réalimentation des nappes phréatiques souterraines e Dispositif percolant les eaux traitées sur la parcelle foncière, évitant ainsi tout risque lié aux évacuations superficielles des eaux traitées e Dispositif permettant le cas échéant une irrigation des végétations sur la parcelle foncière e Dispositif présentant un aspect environnemental optimal

Brève description des dessins

[0047] D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci- dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent :

Fig. 1 : est une vue schématique du dessus d’un premier mode de réalisation d’un dispositif d'assainissement selon le premier aspect de l'invention ;

Fig. 2 : est une vue schématique du dessus d’un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'assainissement selon le premier aspect de l'invention ;

Fig. 3A: est une vue schématique en coupe transversale d’un mode de réalisation d’une installation d'assainissement selon le deuxième aspect de l'invention installée sous le niveau du sol ;

Fig. 3B : est une vue schématique en coupe transversale d’un mode de réalisation d’une installation d'assainissement selon le deuxième aspect de l'invention installée sous le niveau du sol, comprenant en outre des moyens permettant des prélèvements ou un relevage des eaux épurées ;

Fig. 4A : est une coupe transversale d’une variante avantageuse d’un détail d’un mode de réalisation selon le premier aspect dans lequel les tubes en béton alvéolaire poreux sont entourés d’un géotextile de protection ;

Fig.4B: est une variante avantageuse de la Fig. 4A ;

Fig. 5A : est une coupe transversale d’un detail d’un mode de realisation selon le deuxième aspect, montrant une variante de réacteur aérobie avec des tubes de section circulaire ;

Fig. 5B : est une coupe transversale d’un détail d’un autre mode de réalisation selon le deuxième aspect, montrant une variante de réacteur aérobie avec des tubes de section carrée ;

Fig 6Aäl : A: photo d'un béton alvéolaire poreux, B : coupe à travers un tube de section circulaire, C : élément de tube de section polygonale (ici avec plusieurs tubes assemblés), D : éléments de tube de section externe rectangulaire (ici avec plusieurs tubes intérieurs de section interne circulaire), E : vue schématique du dessus de plusieurs éléments de tube de section circulaire, F : élément de tube de section circulaire, G : élément de tube de section externe carrée, H : élément de tube de section externe carrée en deux parties (canal et couvercle en béton poreux) et | : élément de tube de section externe carrée en deux parties (canal en béton poreux et couvercle en béton traditionnel).

Description d’exécutions préférées

[0048] La présente invention concerne en particulier un dispositif d'assainissement passif (on entend par «passif» un dispositif sans consommation d’énergie dans le cadre d’un fonctionnement usuel standard) des eaux usées domestiques, agricoles et/ou industrielles, sans apport d’enzymes ou autres adjuvants de quelle que nature que ce soit.

[0049] Une réalisation avantageuse de l'invention comprend une série de tubes en béton alvéolaire poreux et pérenne permettant d'assurer une percolation des eaux à traiter au travers des porosités colonisées par la biomasse (bactéries) qui s'y installera naturellement et assurera la digestion des charges polluantes chimiques et organiques des eaux usées. e L'organisation du dispositif permet d’optimaliser : e La ventilation du dispositif e L'absorption naturelle de l'O» dans l’eau à épurer e La mise en contact des bactéries avec l’eau chargée en Oz leur permettant d'absorber et de consommer l'oxygène nécessaire à leur performance de digestion des charges polluantes présentes dans l’eau à traiter e Une parfaite répartition des charges hydrauliques sur les différentes lignes de tubes de traitement composant le dispositif e Une parfaite adéquation de l’ensemble des paramètres eau usée / surface / biomasse / oxygénation / percolation e La pérennité du dispositif par l’utilisation exclusive de matériaux inertes, non biodégradables, et mécaniquement auto-résistants e La pérennité du dispositif par l’utilisation par l’absence d’éléments mécaniques ou électromécaniques

[0050] Une variante avantageuse de l'invention comprend une série de tubes en béton alvéolaire poreux et pérenne de forme carré ou rectangulaire pour une plus grande économie de production, offrant la possibilité de permettre une disposition constructive en deux pièces, la génératrice supérieure étant alors avantageusement rapportée en béton traditionnel, non poreux. La génératrice supérieure sera alors de préférence placée sans joint ni collage permettant ainsi l'évacuation des surcharges hydrauliques éventuelles. Cette disposition génère par ailleurs une facilité de transport, de stockage et de pose ainsi que l'irrigation des végétations le cas échéant.

[0051] Afin de permettre d’atteindre les performances épuratoires souhaitées, le dispositif prend en compte et intègre les paramètres de dimensionnement nécessaires au génie épuratoire tels que : e La charge hydraulique normalisée e Les différentes natures des charges polluantes organiques et chimiques normalisées e Les charges en matières sédimentables e Les charges en matières en suspension e La vitesse de biodégradabilité e Le degré de biodégradabilité e Le temps de rétention de l’eau usée dans l’ensemble du dispositif e Le temps nécessaire au transfert O2 pour l'oxygénation de la biomasse e Les variations de charges hydrauliques normalisées e Les variations de charges polluantes normalisées e Le cas échéant les normes de rejet réglementaires

[0052] Principes généraux d’un mode de réalisation avantageux :

[0053] L'assainissement par percolation procède généralement en deux phases

[0054] Phase 1

[0055] Le prétraitement réalisé par une fosse toutes eaux (FTE) classique avec préfiltre qui assure les fonctions de e Décantation des matières solides et stockage des boues ainsi récoltées e Dégraissage par mise en flottation des matières grasses et matières de densité inférieure à celles de Veau (savons — shampoings — etc.) et stockage des boues ainsi récoltées e Prédigestion de l'eau décantée par développement naturel de bactéries anaérobies e Préfiltration afin de sécuriser la qualité de la retenue des matières sédimentables et en suspension

[0056] Phase 2

[0057] Le traitement aérobie proprement dit objet de la présente invention qui assure les fonctions de e Digestion des charges polluantes organiques jusqu’à minimum les normes de rejet prescrites le cas échéant e Digestion des charges polluantes chimiques jusqu’à minimum les normes de rejet prescrites le cas échéant

[0058] La phase 2 du dispositif de la présente invention est assurée par l'ensemble des tubes de traitement en béton alvéolaire poreux mis en place selon les dispositions constructives de la présente invention. Il comporte comme composants principal : la série de tubes de traitement en béton alvéolaire poreux, généralement installés dans une couche sous-jacente de sable filtrant.

[0059] Caractéristiques de l'invention

[0060] Les caractéristiques multiples de l'invention et les modes de réalisation avantageux de celle-ci résident notamment dans les points suivants : e Le dispositif est équipé de structures en béton alvéolaire poreux assurant le support des bactéries permettant le développement spontané de la biomasse qui colonise les espaces de percolation e Le dispositif est équipé exclusivement de structures en béton alvéolaire poreux, inertes, stables et pérennes dans le temps. e Le dispositif est équipé exclusivement de structures en béton alvéolaire poreux de formes tubulaires, circulaires ou non e Le dispositif est équipé exclusivement de structures en béton alvéolaire poreux de formes tubulaires, circulaires ou non, mécaniquement résistant, armé ou non de fibres métalliques, de fibres synthétiques ou de ferraillage.

e Les matériaux qui composent les tubes sont avantageusement de structure alvéolaire poreuse calculée de manière à permettre la percolation au travers de la biomasse qui s’y est naturellement installée

[0061] L'architecture spécifique de l'invention apporte les spécificités et avantages suivants : e Dispositif entièrement passif ne nécessitant aucune énergie e Dispositif ne nécessitant aucune pièce mécanique en mouvement e Dispositif exploitant les spécificités du béton alvéolaire poreux e Dispositif composé exclusivement de matériaux pérennes e Dispositif ne nécessitant aucun pré-équipement en usine e Dispositif conçu pour être assemblé et installé directement sur chantier e Dispositif « entrée haute — sortie haute » ne nécessitant aucune tranchée profonde e Dispositif ne nécessitant pas d’équipements spécialisés pour sa mise en œuvre e Dispositif ne nécessitant pas d'équipements spécialisés ni d’adjuvants pour le développement de la biomasse e Dispositif ne nécessitant pas de spécialisation des personnels pour sa mise en œuvre e Dispositif ne nécessitant aucune maintenance autre que les vidanges /curages traditionnels e Dispositif ne nécessitant aucun remplacement de pièces lors des maintenances e Dispositif ne nécessitant aucune surveillance autre que le calendrier des vidanges e Dispositif ne demandant aucune action spécifique à prendre lors d’une utilisation permanente ou intermittente ou après une absence prolongée e Dispositif évitant tout risque de nuisance olfactive e Dispositif percolant les eaux traitées sur la parcelle foncière, permettant ainsi la réalimentation des nappes phréatiques souterraines e Dispositif percolant les eaux traitées sur la parcelle foncière, évitant ainsi tout risque lié aux évacuation superficielles des eaux traitées e Dispositif permettant le cas échéant une irrigation des végétations sur la parcelle foncière e Dispositif présentant un aspect environnemental optimal e Dispositif permettant indifféremment la dispersion o soit par percolation à la parcelle o soit par irrigation souterraine o soit par déversement dans le milieu hydraulique superficiel

[0062] La Fig. 1 est une vue schématique du dessus d’un premier mode de réalisation d’un dispositif d’assainissement selon le premier aspect de l'invention comprenant un réacteur aérobie 10 qui comprend une série de tubes essentiellement horizontaux 131-136 (le nombre de tubes est variable selon les besoins en épuration) reliés en amont à une chambre de répartition 120 et en aval à une chambre de ventilation 140. En fonctionnement, les eaux à épurer entrent dans la chambre de répartition 120 par l'admission 115, aussi appelée alimentation de la chambre de répartition en eau à épurer, pour se distribuer ensuite dans les différents tubes 131-136. Dans ces tubes 131-136, le béton alvéolaire poreux sert d’une part de support à la biomasse (bactéries) et d’autre part à contrôler la vitesse de percolation des eaux au travers du béton pour permettre à la biomasse d’épurer les eaux avant leur libération vers le sous-sol.

L’oxygénation du dispositif est assurée par une ventilation naturelle au travers des tubes (dont la section n'est que partiellement remplie d'eau, sauf en cas de surcharge hydraulique exceptionnelle) et les cheminées de ventilation 121 et 141 de la chambre de répartition 120 et de la chambre de ventilation 140.

[0063] Des références identiques à celles de la Fig. 1 ou 2 dans les autres figures désignent des éléments identiques ou correspondants.

[0064] La Fig. 2 montre un deuxième mode de réalisation d’un dispositif d'assainissement selon le premier aspect de l'invention, qui comprend en outre un dispositif de prétraitement en amont l’admission 115 du réacteur aérobie, en particulier par exemple une fosse septique toutes eaux 210, éventuellement munie d’une cheminée de ventilation ou un accès 121. Dans ce cas, les eaux usées à traiter entrent d’abord dans fosse toutes eaux 210 par l’arrivée des eaux usées 205 et y sont décantées de leurs matières solides, dégraissées de leurs matières grasses et matières de densité inférieure à celles de l’eau, puis prédigérées par développement naturel de bactéries anaérobies. De préférence, avant l'admission des eaux vers l’alimentation 115 du réacteur aérobie 10, les eaux prétraitées sont préfiltrées afin de sécuriser la qualité de la retenue des matières sédimentables et en suspension.

[0065] La Fig. 3A montre de manière schématique en coupe transversale, un mode de réalisation d’une installation d’assainissement selon le deuxième aspect de Vinvention installée sous le niveau du sol en utilisant un mode de réalisation de dispositif d'assainissement similaire à celui de la Fig. 2. L’ensemble du réacteur aérobie 10 à l'exception des parties supérieurs des cheminées de ventilation 121 et 141 se trouvent installées sous le niveau du sol 300 par excavation préalable du terrain naturel 330 et sont par exemple recouverts de terre arable 320. Les tubes 131-136 en béton alvéolaire poreux sont installés de préférence sur ou dans un lit de matière granulaire ou d’agrégats 310, comme par exemple du sable. Les flèches indiquent la direction de percolation des eaux épurées dans le terrain naturel 330.

[0066] La Fig. 3B montre de manière schématique en coupe transversale, un mode de réalisation d’une installation d'assainissement similaire à celui de la Fig. 3A, mais qui présente en plus des moyens pour réaliser des prélèvements des eaux épurées ou pour effectuer le relevage des eaux épurées, par exemple pour pouvoir déterminer les performances d’épuration de l’installation, respectivement pour déterminer si les eaux épurées en sortie de l'installation répondent aux normes. Une chambre de relevage et de prélèvement 360 est prévue au-dessous du niveau inférieur des tubes en béton alvéolaire poreux 131-136 et, le cas échéant au-dessous du lit d’agrégats 310. Cette chambre de relevage et de prélèvement 360 est alimentée par un ou plusieurs tubes de collecte 350 disposés en dessous d’un des tubes, de plusieurs des tubes ou de tous les tubes 131-136 configurés pour collecter une partie de l’eau épurée provenant de l'installation d'assainissement. L'accès à la chambre de relevage et de prélèvement 360 est généralement assuré par un puits de relevage et de prélèvement 370. De manière à améliorer la collecte des eaux à épurer, l’installation peut aussi comprendre un géotextile de collecte 340 disposé en dessous du ou des tubes de collecte 350.

[0067] Les Fig. 4A et 4B présentent de manière schématique des sections transversales de deux modes de réalisation des tubes 131-136 du réacteur aérobie, la Fig. 4A montrant une variante avec des tubes de section circulaire fermée et la Fig. 4B une variante avec des tubes en deux parties, donc à canal 620 et couvercle 630. Ces figures montrent également la section ventilée 410 et la section hydraulique 420, l’eau de la section hydraulique percolant au travers des parois poreuses colonisées par la biomasse qui épure progressivement les eaux et les eaux épurées 400 percolent ensuite dans le terrain naturel, éventuellement en passant par un lit d’agrégats, tel que montré aux Fig. 5A et 5B.

[0068] Dans ces deux variantes, les tubes, respectivement au moins leurs parties en béton alvéolaire poreux, sont couvert(e)s d’un géotextile de protection 430 qui empêche la pénétration de sable ou de terre dans les tubes en béton alvéolaire particulièrement en situation de période pluviale lorsque les tubes ne sont pas alimentés (donc vides) par suite d’absence des habitants (maisons secondaires, vacances, etc.).

[0069] La Fig. 5A est une coupe transversale d’un détail d'un mode de réalisation selon le deuxième aspect, montrant une variante de réacteur aérobie avec des tubes de section circulaire. Une tranchée avec les bords de tranchée 520 est pratiquée dans le terrain naturel 330 et un lit d’agrégats 310 est formé au fond de la tranchée avant d’y placer les tubes 131-136. Le lit est ensuite complété jusqu’à hauteur de la génératrice supérieure des tubes. Généralement le lit d’agrégats 310 est ensuite recouvert d’un géotextile 510, puis de terre arable 400, les bords du géotextile 510 étant de préférence remontés sur une hauteur de remontée h, par exemple 10 cm, afin d’éviter que la terre arable ne colmate trop rapidement le lit d’agrégats 310.

[0070] La Fig. 5B illustre un détail d’un autre mode de réalisation selon le deuxième aspect, montrant une variante de réacteur aérobie avec des tubes 131-

136 de section carrée, avec canal et couvercle ou non. Cette variante ne comprend pas de géotextile et l’installation est surmontée par la végétation 500.

[0071] Finalement, les Fig. 6 À à | : A: photo d’un béton alvéolaire poreux, B: coupe à travers un tube 131 de section circulaire avec une perforation 610 en guise de trop plein en cas de surcharge exceptionnelle, C : élément de tube de section polygonale (ici avec plusieurs tubes 131, 132, 133 assemblés) également munis de perforations 610 de trop plein, D : éléments de tube de section externe rectangulaire (ici avec plusieurs tubes intérieurs de section interne circulaire), E : vue schématique du dessus de plusieurs éléments de tube de section circulaire,

F: élément de tube de section circulaire, G : élément de tube 131 de section externe carrée d’une pièce, H : élément de tube de section externe carrée en deux parties, le canal 620 et couvercle 630 étant en béton poreux et | : élément de tube de section externe carrée en deux parties, le canal 620 étant en béton poreux et le couvercle 630 étant en béton traditionnel.

Légende :

Réacteur aérobie 115 Alimentation de la chambre de répartition en eau à épurer 120 Chambre de répartition 121 (Première) Cheminée de ventilation 131-136 Série de tubes 140 Chambre de ventilation 141 (Deuxième) Cheminée de ventilation 205 Arrivée des eaux usées 210 Fosse septique toutes eaux (FTE) 211 (Troisième) cheminée de ventilation 300 Niveau du sol 310 Agrégats 320 Terre arable 330 Terrain naturel 340 Géotextile de collecte 350 Tube de collecte 360 Chambre de relevage et de prélèvement 370 Puits de relevage et de prélèvement 400 Percolation des eaux épurées 410 Section ventilée 420 Section hydraulique 430 Géotextile de protection 440 Evacuation de trop plein 500 Végétation 510 Géotextile h Hauteur de remontee (du geotextile) 520 Bords de tranchee 610 Perforation 620 Canal (en beton alveolaire poreux) 630 Couvercle (en beton alveolaire poreux ou en beton traditionnel)

Claims

Revendications

1. Dispositif d’assainissement des eaux usées domestiques, agricoles et/ou industrielles, configuré pour une installation au moins partiellement sous terre, le dispositif comprenant un réacteur aérobie (10) comprenant une série de tubes (131-136) essentiellement horizontaux, chacun des tubes de la série de tubes (131-136) étant en connexion fluidique en amont avec une chambre de répartition (120) et en aval avec une chambre de ventilation (140), la chambre de répartition (120) et la chambre de ventilation (140) étant munies de cheminées d'aération (121, 141) passive du réacteur aérobie (10), les tubes (131-136) du réacteur aérobie étant réalisés en béton alvéolaire poreux, dont le coefficient de porosité est de minimum 35 %, ces tubes en béton alvéolaire étant configurés pour permettre à la fois le transit progressif par percolation des eaux usées au travers du matériau, l’installation de biomasse épuratrice et l’aération par ventilation passive.

2. Dispositif d'assainissement selon la revendication 1, dans lequel la section interne de chaque tube (131-136) est d’au minimum 300 cm?.

3. Dispositif d'assainissement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la section interne de chaque tube (131-136) est circulaire, ovale ou polygonale, de préférence circulaire, carrée ou rectangulaire.

4. Dispositif d'assainissement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un géotextile de protection (430) entoure périphériquement chaque tube en béton alvéolaire poreux (131-136).

5. Dispositif d'assainissement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les tubes (131-136) ont une section interne carrée ou rectangulaire et sont formés en deux parties, la partie inférieure formant un canal (620) et la génératrice supérieure formant un couvercle (630).

6. Dispositif d'assainissement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la longueur et le nombre de tubes est une fonction de la charge hydraulique journalière d’une part et de la capacité du sol à percoler cette charge hydraulique d'autre part.

7. Dispositif d'assainissement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le raccordement entre tubes (131-136), chambre de répartition (120) et chambre de ventilation (140) se réalise soit par emboitement, soit par manchonnage, soit en jointifs, soit par collage.

8. Dispositif d’assainissement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque tube est muni de perforations (610) de diamètre d'au minimum 15 mm au niveau de la génératrice supérieure de la section du tube, agissant d'exutoire de trop plein afin de faire face à une situation de surcharge hydraulique accidentelle ou exceptionnelle, de préférence ces perforations sont prévues à intervalle régulier et espacés d’au moins 20 cm.

9. Dispositif d'assainissement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pente de la série de tubes (131-136) essentiellement horizontaux entre la chambre de répartition (120) et la chambre de ventilation (140) est inférieure à +/- 5 %, de préférence inférieure à +/-2 %.

10. Dispositif d’assainissement selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre à l’entrée de la chambre de répartition (120) un filtre primaire ou préfiltre.

11. Dispositif d'assainissement selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre en amont de la chambre de répartition (120) du réacteur aérobie (10) une fosse septique toutes eaux (210), la fosse septique toutes eaux étant en connexion fluidique en amont avec une arrivée des eaux usées (205) et en aval avec une alimentation de la chambre de répartition en eaux à épurer (115) qui la relie à la chambre de répartition (120) du réacteur aérobie.

12. Installation d'assainissement des eaux usées domestiques, agricoles et/ou industrielles, l'installation d'assainissement comprenant un dispositif d'assainissement selon l’une des revendications précédentes, les tubes en béton alvéolaire poreux de la série de tubes (131-136), la chambre de répartition (120) et la chambre de ventilation (140) du réacteur aérobie (10) étant installés en dessous du niveau du sol (300), de sorte que seules des parties supérieures des cheminées d'aération (121, 141) passive du réacteur aérobie (10) se trouvent au-dessus du niveau du sol (300).

13. Installation d'assainissement selon la revendication 12, dans laquelle les tubes en béton alvéolaire (131-136) sont placés sur ou dans un lit d’agrégats (310), les agrégats (310) étant de préférence du sable, en particulier du sable lavé.

14. Installation d’assainissement selon la revendication 12 ou 13, dans laquelle les tubes en béton alvéolaire (131-136) sont couverts de terre arable (320), un géotextile (510) étant de préférence placé entre les tubes en béton alvéolaire (131-136) et la terre arable (320).

15. Installation d’assainissement selon l’une des revendications 12 à 14, comprenant en outre un ou plusieurs tubes de collecte (350) disposés en dessous d’un ou de plusieurs des tubes en béton alvéolaire poreux (131-136) du réacteur aérobie (10), le ou les tubes de collecte (350) étant en connexion fluidique avec une chambre de relevage et de prélèvement (360), accessible de l’extérieur par un puits de relevage et de prélèvement (370), le cas échéant le ou les tubes de collecte (350) sont disposés au-dessous du niveau inférieur du lit d’agrégats (310).

16. Installation d'assainissement selon la revendication 15, comprenant en outre un géotextile de collecte (340) disposé en dessous du ou des tubes de collecte (350).