FR2975390A1 - Dispositif d'epuration d'eaux usees domestiques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'épuration d'eaux usées domestiques, du type à cellules de traitement biologique à percolation verticale, comportant des milieux filtrants plantés de végétaux, et fonctionnant en série. Ce dispositif comporte une plaque rigide (16) disposée au-dessus d'une face supérieure (121) d'un premier milieu filtrant (12), des moyens (32) de déversement d'effluent sur cette plaque rigide d'une hauteur de déversement h, et une rampe d'alimentation du premier milieu filtrant en effluent, reliée auxdits moyens de déversement. La rampe d'alimentation est inclinée en direction du premier milieu filtrant, et la hauteur de déversement est fixée, de telle sorte que l'effluent soit projeté sur la plaque rigide avec une vitesse suffisante pour assurer sa répartition sur toute la surface de la face supérieure du milieu filtrant, par ricochet sur ladite plaque rigide.

Description

La présente invention s'inscrit dans le domaine du traitement des eaux usées dites domestiques, c'est-à-dire des eaux rejetées par les habitations. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif d'épuration des eaux usées domestiques, du type comportant des cellules de traitement biologique à percolation verticale, à milieu filtrant dans lequel sont plantés des végétaux, et fonctionnant en série. L'invention concerne également un procédé d'épuration d'eaux usées domestiques, mettant en oeuvre un tel dispositif. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté pour l'assainissement des eaux usées domestiques issues des habitations individuelles ou collectives de petite taille, pour lesquelles les dispositifs d'assainissement doivent être de taille réduite, et présenter un coût également réduit tant pour leur installation que pour leur fonctionnement et leur entretien. Les eaux usées domestiques rejetées par les habitations sont constituées d'eaux classifiées en deux catégories, à savoir les eaux-vannes ou eaux noires, issues des toilettes, et susceptibles de contenir des matières solides en suspension, telles que des excréments et/ou du papier hygiénique, et les eaux ménagères, ou eaux grises, issues des douches, lavabos, éviers, machines à laver, etc. Pour les habitations n'ayant pas accès au tout-à-l'égout, il a été développé par l'art antérieur des dispositifs d'épuration de l'ensemble de ces eaux usées domestiques. En particulier, des dispositifs d'épuration des eaux usées domestiques proposés à cet effet par l'art antérieur mettent en oeuvre deux cellules de traitement biologique fonctionnant en série et se présentant sous forme de filtres constitués de granulats minéraux dans lesquels sont plantés des végétaux, notamment des roseaux. Il a été montré que les filtres ainsi constitués, en plus de réaliser la filtration des matières solides en suspension dans l'effluent, formaient un milieu particulièrement favorable à l'épuration biologique des eaux usées par des micro-organismes dits épurateurs, à action nitrifiante / dénitrifiante, qui s'y développent naturellement et qui sont aptes à éliminer les matières polluantes organiques qui sont contenues dans ces eaux.

Plus précisément, ces dispositifs de l'art antérieur comportent un premier filtre, couramment dénommé filtre de premier étage, qui réalise une première filtration physique des matières solides en suspension dans les eaux usées rejetées depuis l'habitation, la stabilisation aérobie, à la surface du filtre, de ces matières solides, et la dégradation des matières polluantes qui y percolent verticalement. L'effluent ayant percolé à travers ce premier filtre est ensuite transféré dans le second filtre, formé de granulats de granulométrie plus fine, qui assure une seconde filtration séparant les matières solides plus fines pouvant rester en suspension dans l'effluent, ainsi que la dégradation des matières organiques polluantes résiduelles. De façon classique, de tels dispositifs d'épuration comportent un système d'alimentation de la première cellule de traitement dit par bâchée : les eaux usées rejetées de l'habitation sont récupérées dans un réservoir de collecte. Lorsque ce réservoir contient un volume d'effluent suffisamment important, typiquement, pour une habitation individuelle, de l'ordre de 60 litres, ce volume d'effluent est déversé d'un coup dans la première cellule de traitement, de sorte à en recouvrir toute la surface supérieure et à se répartir de façon homogène sur toute cette surface. Un tel système d'alimentation par bâchée présente cependant l'inconvénient d'impliquer un temps de séjour des eaux usées dans le réservoir de collecte qui peut être important, surtout dans les périodes durant lesquelles il est rejeté depuis l'habitation de faibles volumes d'eaux usées et/ou à intervalles de temps espacés. Les eaux usées stagnant dans le réservoir sont alors susceptibles de fermenter, et de dégager des odeurs désagréables.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs d'épuration des eaux usées domestiques du type à filtres plantés de végétaux existants, notamment à ceux exposé ci-avant, en proposant un tel dispositif qui évite les risques de fermentation des eaux usées collectées préalablement à leur traitement. L'invention vise en outre à ce que ce dispositif présente une capacité épuratoire importante. A cet effet, il est proposé selon la présente invention un dispositif d'épuration d'eaux usées domestiques, comportant : - une première cellule de traitement biologique à percolation verticale, comportant un premier milieu filtrant présentant une face supérieure de surface déterminée et une face inférieure opposée, et dans lequel sont plantés des végétaux, - une seconde cellule de traitement biologique à percolation verticale, comportant un second milieu filtrant présentant une face supérieure et une face inférieure opposée, et dans lequel sont plantés des végétaux, - des moyens d'alimentation de la première cellule de traitement en 10 effluent, comportant des moyens de déversement dudit effluent sur la face supérieure du premier milieu filtrant, - et des moyens de collecte d'effluent sous la face inférieure du premier milieu filtrant, et de transfert dudit effluent dans la seconde cellule de traitement. 15 Ce dispositif se caractérise en outre en ce que : - il comporte une plaque rigide, dite plaque de répartition, disposée au-dessus de la face supérieure du premier milieu filtrant, - les moyens de déversement sont configurés pour déverser l'effluent sur cette plaque rigide, d'une hauteur dite de déversement, 20 - et les moyens d'alimentation de la première cellule de traitement en effluent comportent une rampe d'alimentation reliée aux moyens de déversement, la rampe d'alimentation étant inclinée en direction de la première cellule de traitement, c'est-à-dire selon un angle d'inclinaison par rapport à 25 l'horizontale suffisant, et la hauteur de déversement h étant choisie, de telle sorte que l'effluent soit projeté sur la plaque rigide avec une vitesse suffisante pour assurer, par ricochet sur la plaque rigide, sa répartition sur toute la surface de la face supérieure du premier milieu filtrant, et ce quelle que soit la vitesse initiale avec laquelle l'effluent parvient à la rampe d'alimentation depuis l'habitation d'où il a été rejeté. Par plaque rigide, on entend dans la présente description tout élément rigide, qu'il soit de surface continue ou discontinue. Par une telle configuration des moyens d'alimentation de la première cellule de traitement, le dispositif selon l'invention permet avantageusement de réaliser une circulation continue de l'effluent de l'habitation jusqu'au premier milieu filtrant, sans que cet effluent n'ait à subir de phase de stagnation prolongée. Une répartition homogène de l'effluent sur toute la surface de la face supérieure du premier milieu filtrant est tout de même assurée, y compris lorsque les volumes d'effluent rejetés simultanément sont faibles. Ainsi, les eaux usées n'entrent jamais en phase de fermentation, et il n'est pas dégagé d'odeurs nauséabondes, comme c'est typiquement le cas pour les dispositifs d'épuration à alimentation par bâchée proposés par l'art antérieur. Préférentiellement, les moyens d'alimentation sont en outre configurés de sorte à ce que l'effluent soit toujours maintenu en conditions aérobie. Le dispositif selon l'invention s'avère en outre tout à fait avantageux en ce qu'il permet, par la réalisation d'une projection de l'effluent sur la plaque rigide avec une vitesse importante, que les matières solides en suspension dans l'effluent soient partiellement désagrégées à leur arrivée au contact de la plaque, ce qui facilite la percolation ultérieure de l'effluent dans le milieu filtrant et évite les risques de colmatage au niveau de la face supérieure du milieu filtrant. L'angle d'inclinaison de la rampe d'alimentation par rapport à l'horizontale, et la hauteur de déversement, c'est-à-dire la hauteur de chute de l'effluent depuis les moyens de déversement jusqu'à la plaque rigide de répartition, sont aisément déterminables conjointement par l'homme du métier pour chaque installation particulière, de manière expérimentale ou par calculs, en prenant notamment en compte la valeur de la surface de la face supérieure du milieu filtrant mis en oeuvre, et le débit minimal avec lequel l'effluent est susceptible de parvenir à la rampe d'alimentation depuis l'habitation. La configuration de la plaque rigide et son positionnement par rapport à la face 4 supérieure du milieu filtrant sont également déterminables par l'homme du métier, de sorte à améliorer l'homogénéité de la répartition de l'effluent sur toute la surface souhaitée. Préférentiellement, la plaque rigide de répartition est disposée sensiblement centrée sur la surface de la face supérieure du premier milieu filtrant, ce qui favorise une répartition homogène de l'effluent sur toute cette dernière. Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en oeuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.

Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la rampe d'alimentation comporte des moyens d'aération de l'effluent et de désagrégation mécanique des matières solides contenues dans l'effluent. Ces moyens favorisent avantageusement l'épuration ultérieure de l'effluent dans les cellules de traitement. Préférentiellement, ces moyens d'aération et de désagrégation comportent des galets fixés sur une paroi de fond de la rampe, sur laquelle s'écoule l'effluent. Ces galets sont en outre de préférence disposés en quinconce, sans se toucher les uns les autres, de sorte à ne pas constituer un frein à l'écoulement de l'effluent dans la rampe. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la première cellule comporte en outre des moyens d'aération du premier filtrant par sa face inférieure. Préférentiellement, ces moyens comportent au moins une cheminée d'aération débouchant, à une première extrémité, dans une chambre de collecte ménagée dans la cellule de traitement sous le milieu filtrant, et dans laquelle débouche en outre de préférence une canalisation de collecte de l'effluent ayant percolé à travers le premier milieu filtrant, destinée à transférer cet effluent jusqu'à la seconde cellule de traitement. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la cheminée d'aération débouche en outre, à une seconde extrémité opposée, au-dessus du premier milieu filtrant, de sorte qu'elle est apte à transférer un éventuel trop-plein de liquide parvenant à la chambre de collecte jusqu'à la face supérieure dudit premier milieu filtrant. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de transfert de l'effluent ayant percolé à travers le premier milieu filtrant, dans la seconde cellule de traitement, comportent des moyens d'aspersion de cet effluent sur la face supérieure du second milieu filtrant. Une telle aspersion favorise avantageusement l'aération de l'effluent préalablement à son arrivée dans la seconde cellule de traitement, et par là-même améliore son épuration dans cette dernière. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, les moyens de transfert de l'effluent dans la seconde cellule de traitement comportent un auget basculeur, qui réalise l'alimentation par bâchée de la seconde cellule. De manière tout à fait avantageuse, il se produit dans cet auget un traitement anaérobie de l'effluent. Cet auget basculeur se déverse de préférence dans une cuve comportant des galets fixés sur sa paroi de fond. Ces galets permettent une aération de l'effluent avant son transfert dans la seconde cellule de traitement.

Préférentiellement, cette cuve est en communication hydraulique avec une canalisation qui débouche, à une extrémité opposée à la cuve, au-dessus de la face supérieure du second milieu filtrant, et qui présente une diminution de sa surface transversale entre la cuve et cette extrémité opposée. Une telle caractéristique permet avantageusement d'augmenter la pression avec laquelle l'effluent est expulsé hors de la canalisation au-dessus du second milieu filtrant. De préférence, cette expulsion est réalisée à l'opposé du milieu filtrant, si bien que l'effluent retombe en pluie sur ce dernier et se trouve par là-même encore aéré. Un autre aspect de l'invention est un procédé d'épuration d'eaux usées domestiques rejetées d'une habitation, au moyen d'un dispositif répondant à l'une ou plusieurs des caractéristiques ci-avant, selon lequel les eaux usées sont amenées jusqu'à la première cellule de traitement, via la rampe d'alimentation et les moyens de déversement sur la plaque rigide, au fur et à mesure de leur rejet de l'habitation, et sans phase de stagnation.

L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de réalisation préférés, qui n'en sont nullement limitatifs, représentés sur les figures 1 à 8, dans lesquelles : - la figure 1 représente de façon schématique un dispositif d'épuration d'eaux usées selon un mode de réalisation préféré de l'invention, 5 en vue de dessus ; - la figure 2 montre le dispositif de la figure 1, en vue de côté ; - la figure 3 montre une rampe d'alimentation d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, en vue de dessus ; - la figure 4 représente la rampe d'alimentation de la figure 3, en 10 coupe selon le plan A-A ; - la figure 5 montre une première cellule de traitement d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, en coupe selon un plan longitudinal ; - la figure 6a montre une partie d'un dispositif selon un mode de 15 réalisation de l'invention, comportant un auget basculeur et une seconde cellule de traitement, en coupe selon un plan longitudinal, ledit auget basculeur étant en phase de remplissage ; - la figure 6b montre, en coupe selon un plan longitudinal, une seconde cellule de traitement selon un autre mode de réalisation de 20 l'invention ; - la figure 7 montre la partie de dispositif de la figure 6a, en coupe selon le même plan longitudinal, ledit auget étant en phase de déversement ; - et la figure 8 montre un exemple de réalisation d'une partie d'un dispositif selon l'invention située en aval de la seconde cellule de traitement 25 dans le sens de circulation de l'effluent dans le dispositif. Un dispositif d'épuration d'eaux usées domestiques selon l'invention est illustré de façon schématique sur la figure 1. Ce dispositif comporte, de façon générale, deux cellules de traitement biologique des eaux usées à percolation verticale, fonctionnant en série : une 30 première cellule de traitement 10 et une seconde cellule de traitement 20 disposée en aval de la première cellule dans le sens normal de circulation de l'effluent dans le dispositif. Il est tout à fait avantageux dans le cadre de l'invention que ce dispositif comporte une pluralité de premières cellules de traitement alimentées alternativement en effluent, et une pluralité de secondes cellules de traitement également alimentées alternativement en effluent. Dans l'exemple de réalisation particulier illustré sur la figure 1, le dispositif comporte trois premières cellules de traitement 10, sensiblement identiques les unes aux autres, et deux secondes cellules de traitement, également sensiblement identiques les unes aux autres.

Le dispositif comporte en outre des moyens d'alimentation de chaque première cellule de traitement 10 en eaux usées provenant de l'habitation. Ces moyens d'alimentation comportent une première canalisation 31, qui transporte l'effluent, c'est-à-dire les eaux usées brutes, depuis l'habitation, pour le déverser dans une rampe d'alimentation 30. Cette première canalisation 31 présente notamment une pente d'inclinaison de 3 %. Depuis cette rampe d'alimentation 30, une seconde canalisation 32 transfère l'effluent à la première cellule de traitement 10. Des moyens de collecte et de transfert de l'effluent depuis la première cellule de traitement 10 jusqu'à la seconde cellule de traitement 20 comportent une troisième canalisation 41, de transfert de l'effluent de la première cellule de traitement 10 à un système à auget basculeur 40, ainsi qu'une quatrième canalisation 42, de transfert de l'effluent depuis ce système à auget basculeur 40 jusqu'à la seconde cellule de traitement 20. Enfin, en aval de cette seconde cellule de traitement 20 dans le sens de circulation normal de l'effluent, le dispositif comporte des moyens d'évacuation de l'effluent traité, sous la forme d'une cinquième canalisation 51, qui transfère de préférence l'effluent jusqu'à des moyens d'épuration supplémentaires 50. Les différents éléments constitutifs de ce dispositif, ainsi que leur fonctionnement, seront décrits de façon plus détaillée plus avant dans la 8 présente description, en référence aux figures 3 à 8. Comme illustré, toujours de manière schématique, sur la figure 2, ces différents éléments constitutifs sont disposés en paliers, formant plusieurs étages de traitement successifs, la rampe d'alimentation 30 étant disposée au niveau le plus haut et les moyens d'épuration supplémentaires 50 étant disposés au niveau le plus bas. Ces différents éléments sont conçus pour assurer une épuration de haute qualité des eaux usées, par une alternance de phases de traitement aérobie et anaérobie, de sorte qu'ils permettent d'obtenir, au final, un effluent répondant aux normes sanitaires édictées pour autoriser son rejet dans la nature. Pour des raisons de clarté des figures, les différentes canalisations de transfert d'effluent y ont été représentées plus longues qu'elles ne sont réellement par rapport à la taille des différents autres éléments constitutifs du dispositif. Dans la réalité, ces canalisations sont relativement courtes, typiquement d'une longueur inférieure ou égale à 2,5 m, si bien que, même lorsque leur inclinaison par rapport à l'horizontale est faible, elles n'entraînent pas une diminution significative de la vitesse de l'effluent y circulant. Une rampe d'alimentation 30 selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention est montrée sur les figures 3 et 4.

Cette rampe d'alimentation, alimentée en effluent par la première canalisation 31, selon la direction indiquée en 61 sur la figure 3, se présente sous forme d'un bac ouvert en partie supérieure, de sorte à favoriser l'aération de l'effluent circulant en son intérieur selon la direction indiquée en 62 sur la figure 3. La rampe comporte de préférence des moyens d'aération et de désagrégation de matières solides en suspension dans l'effluent, qui se présentent préférentiellement sous forme de galets 33 fixés sur sa paroi de fond 34. Ces galets 33 sont de préférence disposés en quinconce, et sans se toucher les uns les autres, comme illustré sur la figure 3. A une extrémité opposée à celle où débouche la première canalisation 31, au niveau de sa paroi de fond 34, la rampe 30 comporte trois orifices de sortie 35, reliés chacun à une deuxième canalisation 32 de transfert d'effluent vers une première cellule de traitement 10. Le dispositif comporte en outre des moyens d'obturation de chacun de ces orifices 35. Dans une variante de l'invention, qui n'est pas représentée sur les figures, les orifices de sortie 35 sont disposés au niveau d'une paroi latérale de la rampe d'alimentation 30. On parle alors de sortie horizontale, par opposition à la sortie dite verticale illustrée sur les figures 3 et 4. La rampe d'alimentation est inclinée, selon un angle d'inclinaison a, par rapport à l'horizontale, en direction de la première cellule de traitement 10, comme montré sur la figure 4. La deuxième canalisation 32 de transfert d'effluent débouche au-dessus de la première cellule de traitement 10, illustrée sur la figure 5. Cette première cellule comporte une cuve 11, de forme de préférence sensiblement tronconique, évasée dans sa partie supérieure. A l'intérieur de cette cuve 11 est disposé un premier milieu filtrant 12, formé de granulats minéraux, de manière classique en elle-même. Ces granulats sont par exemple des gravillons de silice ou de quartz de calibre 2/8. Des végétaux 13, de préférence des roseaux, sont plantés dans ce premier milieu filtrant 12. Le premier milieu filtrant 12 est défini par une face supérieure 121 et une face inférieure 122 opposée. Il repose par sa face inférieure 122 sur une plaque perforée 14 qui est disposée en fond de la cuve 11, et de sorte à ménager entre elle et la paroi de fond de la cuve une chambre dite de collecte 15. Les perforations de la plaque perforée 14 sont dimensionnées pour permettre l'écoulement de l'effluent dans la chambre de collecte 15, mais retenir le milieu filtrant 12. Une plaque rigide 16, dite plaque de répartition, de préférence de face supérieure convexe, est disposée dans la cuve 11 au-dessus de la face supérieure 121 du premier milieu filtrant 12, de préférence sensiblement centrée par rapport à cette dernière. Cette plaque peut être formée par des galets posés sur cette face supérieure 121. La deuxième canalisation 32, de transfert d'effluent de la rampe d'alimentation 30 à la première cellule de traitement 10, débouche, à une extrémité 321 opposée à la rampe d'alimentation, à une hauteur dite de déversement h au-dessus de cette plaque rigide 16, de sorte à être apte à déverser l'effluent parvenant de la rampe d'alimentation 30 sur cette plaque 16. L'angle d'inclinaison a de la rampe d'alimentation et la hauteur de déversement h sont avantageusement fixés de telle sorte que la vitesse de l'effluent, à son arrivée sur la plaque rigide 16 sur laquelle il est déversé, soit suffisamment importante pour assurer que l'effluent, ricochant sur cette plaque 16, soit réparti sur toute la surface de la face supérieure 121 du premier milieu filtrant 12. On s'assure ainsi que l'effluent soit apte à percoler à travers l'intégralité du premier milieu filtrant 12, ce qui favorise sa bonne épuration. Ainsi, il est possible au moyen du dispositif selon l'invention de traiter les eaux usées au fur et à mesure de leur rejet depuis l'habitation, sans leur faire subir de phase de stagnation. Selon un procédé mettant en oeuvre ce dispositif, les eaux usées sont transférées par la première canalisation 31, dès leur rejet de l'habitation, jusqu'à la rampe d'alimentation 30. Dans cette dernière, les matières solides qui peuvent s'y trouver en suspension, par exemple du papier hygiénique et/ou des excréments, y sont désagrégés pour former des particules solides de plus petite taille. Il se forme en outre au niveau de galets 33 des remous qui permettent une oxygénation de l'effluent. Le flux de ce dernier est en outre accéléré, si bien que, lorsque l'effluent parvient aux orifices de sortie 35, sa vitesse de circulation est supérieure à sa vitesse à l'entrée de la rampe.

Préférentiellement, en fonction des besoins, un ou plusieurs des orifices de sortie 35 sont obturés, de sorte à diriger l'effluent, par la ou les deuxième(s) canalisation(s) 32 associée(s), dans la ou les première(s) cellule(s) de traitement 10 souhaitée(s), suivant la direction indiquée en 63 sur les figures 3 et 4.

L'effluent est alors projeté sur la plaque rigide 16, et réparti depuis cette dernière sur toute la surface du premier milieu filtrant 12. Dans ce milieu, de façon classique en elle-même, les matières solides qui y sont en suspension sont filtrées, et elles entrent en phase de compostage. L'effluent percole à travers le premier milieu filtrant 12, comme indiqué en 64 sur la figure 5. Il y subit un traitement biologique aérobie, par des micro-organismes qui s'y développent naturellement et qui sont aptes à en éliminer les matières organiques. L'effluent issu de ce premier traitement d'épuration est collecté dans la chambre de collecte 15, et évacué par la troisième canalisation 41, comme indiqué en 65 sur la figure 5.

Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la première cellule de traitement 10 comporte en outre au moins une, de préférence une pluralité, de cheminées d'aération 17, par exemple sous forme de tubes disposés dans la cuve 11, entre une paroi périphérique de cette dernière et le premier milieu filtrant 12, et s'étendant sur toute la hauteur de la cuve. Ces tubes 17, au nombre de deux sur la figure 5, débouchent à une extrémité inférieure dans la chambre de collecte 15, et ils sont ouverts à une partie d'extrémité opposée, située au-dessus du premier milieu filtrant 12, par exemple au niveau d'orifices latéraux 18. Ils assurent ainsi une aération du premier milieu filtrant par sa face supérieure 121. En outre, lorsqu'une quantité d'eau importante parvient à la première cellule de traitement 10, par exemple lors d'un éventuel colmatage de la cellule en période de dormance des roseaux, ou suite à des pluies abondantes apportant une quantité très élevée d'eau en une courte période, le trop-plein ainsi formé est collecté, à travers les orifices 18, par les tubes 17, pour être évacué directement vers la seconde cellule de traitement 20. L'effluent issu de la première cellule de traitement 10 est transféré, par la troisième canalisation 41, jusqu'au système à auget basculeur 40, représenté sur la figure 6a. Ce système comporte un auget 43, articulé en basculement autour d'un axe fixe 44, sous la forme d'un tube en acier galvanisé disposé dans la continuité de la troisième canalisation 41. Cet ensemble est disposé dans une cuve 45. Une paroi de fond de cette cuve peut être tapissée de galets 46 ou autres moyens d'aération. Une quatrième canalisation 42 s'étend depuis le fond de la cuve 45 jusqu'à la seconde cellule de traitement 20. Cette seconde cellule de traitement 20 comporte une cuve 21, de forme de préférence sensiblement tronconique, évasée dans sa partie supérieure. A l'intérieur de cette cuve 21, il est disposé un second milieu filtrant 22, formé de granulats minéraux de manière classique en elle-même. Ces granulats sont par exemple, en partie supérieure, des grains de sable fin, par exemple de calibre 0/4, et, en partie inférieure, des gravillons de silice ou de quartz, de calibre 2/8. Des végétaux 23, de préférence des roseaux, sont plantés dans ce premier milieu filtrant 22. Le second milieu filtrant 22 est défini par une face supérieure 221 et une face inférieure 222 opposée. Il repose par sa face inférieure 222 sur une plaque perforée 24 qui est disposée en fond de la cuve 21, et de sorte à ménager entre elle et la paroi de fond de la cuve une chambre dite de collecte 25. Les perforations de la plaque perforée 24 sont dimensionnées pour permettre l'écoulement de l'effluent dans la chambre de collecte 25, mais retenir la couche inférieure du second milieu filtrant 22, qui elle-même en retient la couche supérieure.

La seconde cellule de traitement 20 comporte en outre de préférence une ou une pluralité de cheminées d'aération 27, qui sont similaires à celles décrites ci-avant en référence à la première cellule de traitement 10, dans leur forme et leurs fonctions, et qui comportent notamment un orifice 28 dans leur partie d'extrémité supérieure.

La quatrième canalisation 42, de transfert de l'effluent depuis le système à auget basculeur 40 jusqu'à la seconde cellule de traitement 20, s'étend au-dessus du second milieu filtrant 22. Dans sa partie d'extrémité 421 disposée au-dessus de ce milieu filtrant, elle est percée d'une pluralité d'orifices 422 disposés à l'opposé du milieu filtrant. Cette partie d'extrémité 421 présente en outre une surface transversale inférieure à celle du reste de la canalisation. De préférence, la quatrième canalisation 42 présente une diminution brutale de son diamètre interne, à son arrivée dans la seconde cellule de traitement 20, comme indiqué en 423 sur la figure 6a. Dans une variante de l'invention, objet de la figure 6b, la quatrième canalisation 42 se termine, sensiblement au centre de la face supérieure 221 du second milieu filtrant 22, par un tube 424 remontant sensiblement à la verticale à l'opposé du second milieu filtrant et apte à projeter l'effluent qui y parvient vers le haut. Ce tube 424 présente sensiblement la même surface transversale que la partie d'extrémité 421 de la quatrième canalisation 42. L'effluent amené par la troisième canalisation 41 depuis la première cellule de traitement est déversé dans l'auget 43, comme illustré sur la figure 6a. Dans cet auget, l'effluent subit un traitement anaérobie, d'une durée typiquement comprise entre 5 minutes et 24 heures. Ce traitement est favorisé par des ferments stagnant dans l'auget. En particulier, le dispositif selon l'invention est conçu pour qu'une quantité résiduelle d'effluent soit reste en permanence contenue dans l'auget. Lorsque l'auget 43 est plein, il se renverse, comme illustré sur la figure 7, et il déverse l'effluent dans la cuve 45, à l'exception d'un volume résiduel 47. A son contact avec les galets 46 contenus dans cette dernière, l'effluent est oxygéné. Depuis la cuve 45, il est ensuite transféré dans la quatrième canalisation 42. Comme pour la rampe d'alimentation 30, la cuve 45 comporte une pluralité d'orifices de sortie 451 débouchant chacun sur une canalisation 42 alimentant une seconde cellule de traitement 20. Un ou plusieurs de ces orifices 451 sont obturés en fonction des besoins, de sorte à orienter l'effluent vers la ou les seconde(s) cellule(s) de traitement souhaitée(s).

Un tel mode de réalisation, dans lequel le transfert de l'effluent de la première cellule de traitement à la seconde cellule de traitement est réalisé par l'intermédiaire d'un système à auget basculant, n'est nullement limitatif de l'invention. Dans d'autres modes de réalisation, ce transfert peut par exemple être mis en oeuvre par le biais d'un réservoir de collecte de l'effluent, associé à une pompe de relevage qui assure le transfert de l'effluent depuis ce réservoir vers la seconde cellule de traitement, après un temps de séjour de la quantité d'effluent souhaitée dans le réservoir. L'effluent déversé par l'auget 43 est transféré, par la quatrième canalisation 42, jusqu'à la seconde cellule de traitement 20. Il est projeté par cette dernière, avec une pression importante, au-dessus du second milieu filtrant 22, sur toute la surface supérieure duquel il retombe en pluie. Il y subit une nouvelle filtration des matières solides qui y restent en suspension. Il percole à travers le second milieu filtrant 22, comme indiqué en 67 sur la figure 7, et y subit une nouvelle étape de traitement biologique aérobie, par des micro-organismes qui s'y développent naturellement et qui sont aptes à en éliminer les matières organiques. Après percolation, l'effluent collecté dans la chambre de collecte 25 est évacué par la cinquième canalisation 51, comme indiqué en 68 sur la figure 7. Depuis cette canalisation 51, l'effluent épuré est dirigé vers les moyens d'épuration supplémentaires 50, qui comportent de préférence un système d'oxygénation 52 classique en lui-même, sur lequel l'effluent est amené à circuler, comme indiqué en 69 sur la figure 8, et qui assure son oxygénation. Depuis là, l'effluent est amené dans un bassin 50, pouvant être une mare, une lagune plantée, un filtre planté à percolation horizontale, etc., dans lequel il subit une dernière étape de traitement anaérobie. Il présente alors avantageusement les caractéristiques préconisées pour son rejet dans la nature. Le dispositif selon l'invention peut présenter toutes dimensions, en fonction du volume d'eaux usées qu'il est destiné à traiter. Il est cependant tout à fait adapté à une utilisation pour l'assainissement des eaux usées domestiques des habitations individuelles, dont les volumes de rejet hebdomadaires sont typiquement de l'ordre de 2 500 litres. A titre d'exemple, pour une telle application, la rampe d'alimentation 30 présente une pente supérieure à 15 %, de préférence environ égale à 30 % ; la première cellule de traitement présente en partie haute un diamètre interne 15 d'environ 1,25 m ; l'auget présente une capacité d'environ 801 avant basculement ; la seconde cellule de traitement présente également en partie haute un diamètre interne d'environ 1 m. La plaque rigide 16 présente un diamètre d'environ 25 cm La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, elle fournit un dispositif d'épuration des eaux usées domestiques qui permet de traiter les eaux usées dès leur rejet de l'habitation, évitant ainsi tout risque de fermentation, et qui présente en outre une capacité épuratoire élevée. Ce dispositif est peu coûteux à l'installation et en fonctionnement, simple à mettre en oeuvre et à entretenir, et il est particulièrement adapté aux habitations individuelles, ou collectives de petite taille à usage saisonnier.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'épuration d'eaux usées domestiques, comportant : - une première cellule de traitement biologique à percolation verticale (10), comportant un premier milieu filtrant (12) présentant une face supérieure (121) de surface déterminée et une face inférieure opposée (122), et dans lequel sont plantés des végétaux (13), - une seconde cellule de traitement biologique à percolation verticale (20), comportant un second milieu filtrant (22) présentant une face supérieure (221) et une face inférieure opposée (222), et dans lequel sont plantés des végétaux (23), - des moyens d'alimentation de ladite première cellule de traitement en effluent, comportant des moyens (32) de déversement dudit effluent sur ladite face supérieure du premier milieu filtrant, - des moyens de collecte d'effluent sous ladite face inférieure du premier milieu filtrant, et de transfert dudit effluent dans ladite seconde cellule de traitement, ledit dispositif étant caractérisé en ce que : - il comporte une plaque rigide (16) disposée au-dessus de ladite face supérieure du premier milieu filtrant, - lesdits moyens de déversement sont configurés pour déverser l'effluent sur ladite plaque rigide, d'une hauteur dite de déversement h, - et les moyens d'alimentation de la première cellule de traitement en effluent comportent une rampe d'alimentation (30) reliée auxdits moyens de déversement, ladite rampe d'alimentation étant inclinée en direction de ladite première cellule de traitement, et la hauteur de déversement h étant choisie, de telle sorte que l'effluent soit projeté sur ladite plaque rigide avec une vitesse suffisante pour assurer sa répartition sur toute ladite surface de ladite face supérieure du premier milieu filtrant, par ricochet sur ladite plaque rigide.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque rigide (16) est disposée centrée sur la surface de ladite face supérieure (122) du premier milieu filtrant.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la rampe d'alimentation (30) comporte des moyens d'aération de l'effluent et de désagrégation de matières solides contenues dans l'effluent.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'aération et de désagrégation comportent des galets (33) fixés sur une paroi de fond (34) de la rampe d'alimentation (30).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits galets (33) sont disposés en quinconce.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première cellule de traitement (10) comporte des moyens (15, 17) d'aération du premier milieu filtrant (12) par sa face inférieure (122).
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de transfert de l'effluent dans la seconde cellule de traitement (20) comportent des moyens (421) d'aspersion de l'effluent sur la face supérieure (221) du second milieu filtrant (22).
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de transfert de l'effluent dans la seconde cellule de traitement (20) comportent un auget basculeur (43).
9. 9. Dispositif la revendication 8, caractérisé en ce que l'auget basculeur (43) se déverse dans une cuve (45) en communication hydraulique avec une canalisation (42) débouchant, à une extrémité opposée à ladite cuve, au-dessus de la face supérieure (221) du second milieu filtrant (22), et présentant une diminution de sa surface transversale entre ladite cuve et ladite extrémité opposée.
10. 10. Procédé d'épuration d'eaux usées domestiques rejetées d'une habitation, au moyen d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdites eaux usées sont amenées jusqu'à la première cellule de traitement (10), via la rampe d'alimentation (30) et les moyens de déversement (32) sur la plaque rigide (16), au fur et à mesure de leur rejet de l'habitation, et sans phase de stagnation.