Brevet FR2407894A1 — publié le 19790601

La présente invention concerne un procédé d'puration d'effluents à forte charge organique polluante et/ou à debit tris irrégulier et un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé caractérisés par le fait que ltépuration est assurée par une batterie de réservoirs filtrants biodégradables ne comprenant pas d'équi pement électrique et mécanique. Dans cette hypothése de pollution, une station d'épuration classique dent le prix de revient est élevé et dont la plage de fonctionnement est régie par des conditions très strictes, perd beaucoup de son efficacité. Par aiileurs, l'épuration biologique naturelle par le sol de ces effluents présente des risques de pollution par stagnation, infiltration et ruissellement et de transmission de maladies. Face à l'importance du problème à résodure, l'Etat et certaines orga nisations professionnelles ont passé des contrats de branche pour réduire la pollution selon des échéances précises. Le procédé et le dispositif mis au point pour exploiter le procédé suivant l'invention permettent d'éviter les inconvénients précédents, en offrant des ava tages aux points de vue efficacité, économie, utilisation et écologie. En préalable d'une manière gjnéralew les expressions, vocables, abrévia tions et sigles utilisés dans la présente description sont confortes aux normes en vigueur. Toutefois lors du premier usage, les vocables ou expressions complètes seront utilisés suivis entre partenthèses des abréviations et sigles correspondants. Au point de vue efficacit6, les rendements d'épuration donnés uniquement a titre d'exemple, peuvent être les suivants s 90 % pour les matières en suspension totale ( M.E.S.T.) et les matières oxydables (M.O.). 80 - 90,' pour les composés astatiques et les oligo - éléments. 50 - 75 % pour les métaux alcalino - terreux et les pricipaux anions. Au point de vue économique, les frais d'investissement et d'entretien s vent en ordre de grandeur, donnée à titre indicatif, à 10 - p fk des frais correspondants des stations classiques. La consommation d'énergie électrique est négligeable. Au point de vue utilisation, ce dispositif de conception rustique ne nécessite pas de personnel spcialis4. En outre, il peut autre sis en coure sous les climats les plus variés Ar point de vue écologique, ce dispositif peut souvent résoudre des pro bines de déchets solides et produire un engrais riche en matières organiques et pour en oligo - éléents. Le procédé suivant l'invention a pour objet l'épuration d'effluents selon un cycle caractérisé par la biodégradabilité de l'ensemble des matériaux utilisés, la succession des phénomènes d'épuration sans intervention d'équipement électrique et mécanique, l'utilisation de matériaux à bas prix ou sans valeur commerciale, la capacité d'épuration étant fixée par une exprérimentation préalable sur modèles. Le dispositif pour la lise en oeuvre dudit procédé suivant l'invention comporte généralement : - un abri contre l'action du climat et des intempéries : température, vent, préci pitations ( figure 8 ). - une aire d'épuration (fig. I) constituée par deux plans faiblement inclinés (fig.I-n I) imperméables et chimiquement inertes at formant à leur jonction une gouttière (fig.I-n 2) également inclinée. - des groupes de réservoirs filtrants en ferme de cavettes (fig.I - t23 )placés en quinconce sur les plans inclinés. Le dispositif fonctionne de la manière suivante s -Les matériaux sont préparés sur une zone réservée en amont de l'aire d'épuration ( fig. I - n24 ), les réservoirs sont alors installé pour un cycle de travail, hebdomadaire par exemple, b l'issue duquel ils sont refoulés sous forme de tas sur une autre sone réservée en aval de l'aire d'épuration ( fig.I - n 5).Les matériaux peuvent alors ttre repris soit par une collectivité pour an traitement tel que décharge controlée ou incinération, soit de préférence par les agricultures pour me utilisation sous forme d'enggis. - Au cours du cycle de travail, les effluents provenant d'un bassin d'accumulation ( fig.I - n 6 ) sont d'abord stokés sans fermentation anaérobie dans les cuvettes ( fig.I - n 3 ), filtrent ensuite à travers le fond de ces cuvettes, puis rejoignent un bassin de réception et reprise (fig.I-n 7) protégé par une grille (fig.I-n 8), après ruissellment sur l'aire d'épuration et écouelement dans la gouttère ( la présente description utilisera indifféremment les expressions cuvettes ou réservoirs filtrants ). Les déchets solides étant hétérogènes, le vocable " constituents " correspond à la notion d'éléments plus ou moins homogènes qui composent ces déchets et qui sont regroupables on classes séparables les unes des autres. Voir par exemple à ce sujet la circulaire du 22 février I973 relative h l'ouation et au traitement des résidus urbains. Suivant une réalisation de l'invention, les cuvettes sont fabriquées à partir de déchets solides biodégradables qui peuvent provenir soit des résidus urbains, soit de l'activité de transfonnation de produits agricoles d'ori végétale et animale quelles que soient les méthodes employées pour obtenir ces 'Atéets. La composition des résidus urbains et en particulier des ordures ménagères est très variable d'un type de civilisation à l'autre. Dans les pays en voie de développement, les ordures ménagères et les déchets provenant de l'activité des zuribés sont très riches ea matières organiques et pauvres en matières non biodé eradables ( résidus d'incinération, bottes de conserve, verres, matières plasti ques .... ). Les constituants des déchets d'origine végétale sont les plus faciles B définir et b séparer. Citons à titre uniquement indicatif S noyaux, $pins, pulpes, peaux, queues, épluchures, racines, brindilles, paille, sciure....Les constituints des déchets d'origine annale utilisables sont soins variés, par suite de contraintes liées à des raisons d'hygine qui éliminent ainsi de nombreux cons- titubants ( déchets d'abattoirs, par exemple). Un réservoir filtrant a la forme d'ue cuvette elliptique, dont le grand axe est paralèlle à la gouttière de l'aire d'épuration. La fig. 4 représente une lue de dessus, la fig.5, une coupe suivant le petit axe. Les grandeurs caracté ristiques sont l'épaisseur du fond ( fig.5 - n) ) et la hauteur ( fig.5 - le grand axe (fig.4 -CC' ) et le petit axe noyons ( fig - DD' ) du bord extérieur (fig.4 Selon une réalisation de l'invention, la composition des matériaux utilisés et les lois de filtration des effluents seront déterminées par approri ations successives sur modèles en vraie grandeur construits sur place. précisons au préalable le mécanisme de cette filtration. Premièrement, il existe une certaine analogue entre cuvette biodégradable et filtre lent du coliros, les M.E.S.T. étant retenues à la fois en surface et on proton deur sous forme de gâteau b la partie supérieure du filtre. Dans le cas de filtre lent, la granulométrie est caractérisée par une courbe représentative des pourcentoges en nasse des grains passant à travers les mailles d'une succession de tamis normalisés. Ins le cas de cuvette biodégradable, la granulométrie équivalente est caractérisée par un tableau des pourcentages en masse des constituants groupés par classe. Deuxièlement, l'effluent chemine sur l'aire d'épuration ( pente de I à 2% ), en contact avec le fond de la cuvette, qui retient une faible quantité supplésentaire de M.E.S.T. Troisièmement, il se produit une certaine infiltration oblique au voisinage de la paroi de la cuvette, sous l'effet de la pression. Ce phénomène ne présente aucun inconvénient si la revanche ( dénivellation entre bord supérieur de la cuvette et plan de l'effluent à son maximum ) est suffisante. Quatrièmement, il existe un phénomène particulier dû à la nature biodégradable : l'absorption d'une partie de l'effluent, d'autant plus active que la teneur en eau des constituants est plus faible. Les phénomènes un U1 et deux entraînent un décalage entre la paase de rotplissage des cuvettes et la phase de filtration. Le phénomène quatre entraîne un diminution du volume de l'effluent. Pour déterminer la composition des déchets solides, la première étape d'expérimentation consiste à utiliser les matériaux les plus proches dans l'état ils se trozvont, c'est à dire à profiter des conditions les plus économiques possibles et à rechercher si cette coiposition est compatible avec le but poursuivi. Par prélèvements effectués sur une diaine d'échantillons représentatifs de la population totale, on reconstituera par extractions et regroupements deux échan tillons d'une masse unitaire de l'ordre du kilogramme. On procèdera ensuite à un tri manuel des principaux constituants afin de préciser la réparation pndérale des échantillons, puis on déterminera le pourcentage d'eau retenue par la matière organique par passage à l'étuve et pesée. L'exele ci-dessous est donné uniqsaeont pour illustrer le processus et en faciliter la compréhension s Sature des déchets solides ; des de fruits stokés en plein air. Répartition pondérale s queues s 5 - IO % peaux s 45 - 50 % pulpes s 2O - 25 % pépins : 20 - 25 % total : ( 90 + IIO) / 2= 100,' Poids d'eau : 60 % Pour déterminer les lois de filtration d'un effluent au cours de la première étape, il sera nécessaire de constituer une cuvette sur aire imperméable, chimiquement inerte vis-à-vis de l'effluent et hydrauliquement à l'écoulement ( I à 2 2% de pente ). Afin de suivre la variation du niveau de l'effluent pendant l'erpérisentation, on placera un repère limnimétrique vertical et gradué au moins tous les deux centimètres à l'intérieur de la cuvette ( fiG.4 et 5 - n II ). On représentera la variation du volume Y de la cuvette en fonction de la hauteur liinimétrique H par une courbe déterminée à partir de quelques points(fig.6). La méthode employée sera celle du double planimétrage à partir soit de sections verticales, soit de sections horizontales. L'opération étant très sommaire, il est largement suffisant de se contenter d'une part d'un niveau de maçon et d'un déca mètre, d'autre part de papier millimétré sans planimètre Les dimensions de la cuvette seront approximativement : grand axe ( 6m. ), petit axe ( 4m. ), épaisseur du fond ( 0,30m. ), hauteur du bord ( 0,70m. ), revanche ( O,IO i. L'effluent sera versé dans la cuvette de préférence suivant le iode pratiqué en cours d'exploitation ultérieure, c'ést-à-dire le plus souvent au moyen d'un tuyau souple de gros diamètre en atibre chimiquement inerte, le débit étant mesuré au compteur. Néanmoins, afin de ne pas patarder l'expérimentation, on pourra plus simplement lors de la première étape utiliser des récipients on matière chiti- quement inerte, après en avoir déterminé la capacité, le débit étant sesisd par le nombre de récipients utilisés en fonctiion du temps.Ce deuxième procédé offre une marge de sécurité, car il prend en compte l'ensemble des M.E.S.T., si l'on prend soin de maintenir l'effluent homogègene par agitation au sein du liquide. Nous caractériserons les lois de filtration par les critères de perméabi lité, de rétention liquide et d'efficacité, qui découlent directement du mécanisme de filtration précedemment décrit et subdivisé en quatre parties. la perméabilité sera représentée par la coulbe de variation on fonction du temps du niveau liimsiétrique B de l'effluent supposé placé directement à son niveau maximum bi (fig. 7). Le phénomène de filtration commence dès qu'il existe une couche liquide Si faible soit-elle, c'est-à-dire avant même la fin du remplissage. Pour tracer la courbe de perméabilité, en éliminant l'erreur introduite par le phénomène précédent, on s'appuiera sur la propriété suivante vérifiée expérimentalement s l'influence de la charge sur la hauteur de filtration finale est du second ordre, donc négligeable. Le tracé de la courbe s'appuie donc sur la propriété suivante s an cours d'une période de temps at, la viriation du volume # #V de l'effluent dans la cuvette est égale à la différence des volumes d'apport #A et de sortie par filtration #S. Nous nous trouvons donc en présence de résolution approximations successives d'un problème clasniaus, identique à celui concernant un barrage écrèteur de crues et servait L l'irrigation. Au point de vue pratique, l'unité de temps #t, adaptée à la vitesse de filtration variera de 5 mn en début à 30 n ou I heure en fin d'opération. Le volume d'entrée LS A est fourni soit Par le noabre de récipients versés, soit par la lecture du compteur de débit ; la variation du volume tiV de l'effluent, b la fois par lecture liiiiiétrique directe Dh et coneultation de la fig. 6 ( correspondance entre #H et #V); d'ou #S. D'après la propriété précédente sur l'influence de la charge sur la hauteur de filtration finale, il est possible de tracer une courbe de perméabilité pour un niveau maximum hI supérieur à la hauteur de la cuvette. Cette courbe pré sente une forme hyperbolique par suite d'un colmatage progressif par les M.E.S.T. La limite inférieure h2 sera choisie en fonction du colmatage ( perméabilité s'abbaissant au-dessous de 5 cm/heure ). An bout d'un temps TI après le début de l'expérience, l'effluent épuré commence à ruisseler à la base aval du réservoir. Au bout dtun temps T2 après l'arrêt de l'expérience, l'effluent épuré cesse de ruisseler. En général TI et T2 sont assez voisins, et la moyens ou tmeps de rétention est de l'ordre de 6 à I8 heures pour une épuration efficace, ce qui permet une séparation et une succesion très nettes des opérations de remplissage et de filtration. Soit VI le volume global d'effluent versé et V2 le volume d'effluent épuré ayant ruisselé, on appelera pourcentage de rétention le rapport VI-V2 )/VI. Fonction à la fois de la composition des déchets de la nature de l'effluent et du volume VIt il oscille habituellement entre 30 et 60 %. Soit MI et M2 les masses d'une substance ( au sens large ) relatives respectivement à VI et V2. On appelera le rapport ( MI- M2 )/ MI, efficacité du filtre pour cette substance. Soit CI et C2 les concentrations correspondant B MI et M2; on on conclut que l'efficacité du filtre pour une substance est égale à I - ( C2.V2/CI.VI ). On détermine VI et V2 au cours de l'expérimentation; on fera déterminer CI et C2 par un laboratoire agréé par le Ministère compétent ( suivant les pays : Qualité de la Vie, Protection de l'Environnement, Ressources Naturreles ... rin d'illustrer ces notions d'efficacité, on peut se reporter aux exeu ples ddjb mentionnés au début de la présente description ( M.E.S.T., M.O., composés aromatiques, oligo-éléments, metaux alcalino-terreux, principaux anions). En outre, le poursentage de rétention peut être très lorsque les constituants sont secs avant le remplissage et lorsque la charge polluante est élevée.Aussi faut-il noter que Si le volume de l'effluent a atwitnZ de moitié et ai la concentration des LE.8.T. a également diminué de moitié, efficacité du réservoir filtrant vis-à-vis de M.E.S.T. n'est pas de 50 %, amis bien de 75 %. Cette constatation est fondamentale, car si un choix judicieux ux du temps de rétention et des critères de perméabilité favorise l'exploitation du dispositif d'épuration, c'est bien en dernier ressort l'efficacité du réservoir filtrant via- à-vis des substances réputées polluentes qui déclenchera des aides financières des services administratifs responsables de la lutte contre la pollution a milieu naturel. Suivant les conditions locales, l'effluent sera repris par un réseau d'assainissement, avec ou sans station d'épuration, ou rejeté dans le milieu naturel, dans un cours d'eau ou avec épuration par le sol. Ce sont ces conditions locales qui vont fixer les critères d'efficacité les plus appréciés. Outre les exemples déjà cités, mentionnons la demande chimique en ogne ( D.C.O. ) et la demande biochiaique en oxygène ( B.B.0.5) qui sont fondamentales. À titre indicatif, efficacité des réservoirs filtrants peut attendre 90 fi pour la D.C.O. et 90 % pour la D.B.0.5 .Enfin, nous complèterons cette notion quanti tative par une nation qualitatixe. Disons à titre indicatif que l'efficacité d'un réservoir filtrait pour le pH est optimum lorsque effluents et déchets solides proviennent de la même aotivité de transformation de produits et que le pg des effluents fortement acides ou alcanes peut ttre respectivement relevé ou abaissé de 2 points. Après avoir caractérisé les lois de filtration par les critères de perméa- bilité, de rétention liquide et d'efficacité, il convient de conclure par le critère de stagnation s la durée moyenne de séjour d'un effluent dans le réservoir n'excèdera pas 3 heures pour les effluents facilement fermentescibiles et 5 heures pour les autres, afin de limiter les réactions anaérobies génératrices d'odeurs désagréables. Dans les conditions d'imperméabilité, la rapidité des réaotions anaérobies est en toute rigueur fonction croissante de l'épaisseur de la travail liquide. À partir de l'ensemble des informations reueillies b la suite de l'expéri- tentation, nous pouvons alors juger si la première étape conduit à une opération d'épuration satisfaisante s efficacité pour les M.E.S.T. comprise entre 70 et 90 %, et hauteur hI - h2 de la courbe de la fig. 7 cemprise entre 0,30 s et 1,50 s suivant la charge polluante. Il est a noter que l'efficacité croit et la hauteur décroit pour une croissance de la charge polluante, qui peut varier entre les valeurs extrèmes approximatives suivantes : 3g/1 et 80g/1 de M.E.S.T.. Dans ces conditions, la courbe hyperbolique de la fig. 7 est caractérisé par la période de filtration t = t2 - tI et par la hauteur de filtration M - h2 a Or si l'on segmente le phénomène d'infiltration en deux on trois étapes séparées par des périodes de repos de plusieurs heures, on remarque que pour une même hauteur globale l'infiltration est plus rapide que précédemment à partir de la deuxième étape. In peut donc aisément subdiviser cette courbe en période n'excèdant pas la période de fermentation des effluents et ne présentant pas une haneur de filtration prohibitive, c'est à dire n'entraînant qu'une modification mineure de la hauteur de la cuvette, fixée à l'origine à 0,70 1. Pour finir, on observera l'état du fond de la cuvette l'épaisseur du gatuan formé par les sédiments retenus par les déchets solides ne devant pas dépasser 0,20 n et devant laisser une sarde de sécurité de O,IO i. En conclusion de la premihre étape, l'ajustement des paramètres offre une certaine souplesse pour obtenir les lois de filtration souhaitables. Toutefeis, si les conditions précédentes ne sont pas nettement remplies, c'est que la composition actuelle des déchets n'est pas compatible avec le but poursuivi. Nous nous trouvons alors dans le cas de colmatage trop rapide accompagné de tendance à la stagnation ou dans le cas de perméabilité trop élevée accompagnés de tendance à l'innefica cité du réservoir filtrait. Il faut alors procéder à une deuxième étape analogue b la première, mais après modification de la composition des déchets solides servant à la fabrication des réservoirs, incluant répartition pondérale des constituants et teneur en eau. Suivant une réalisation de l'invention, on peut appliquer différents procédés de modification de la répartition pondérale des déchets solides. La perméabilité peut être par exemple augmentée soit par adjonction de nouveaux constituants ou par accroissement du pourcentage des constituants ex tants caractérisés par un volume important ou surface irrégulière, soit par retrait total ou partiel de constituants existants caractérisés par un faible volume ou une surface lisse.La perméabilité peut titre par exemple diiiznée soit par retrait total ou partiel de constituants existants caractérisés par un volute important ou une surface irrégulière, soit par adjonction de nouveaux constituants ou par accroissement du pourcentage de constituants existants caractérisés par un faible volume ou une surface lisse.La perméabilité peut Entre par exemple modifiée par transformation de constituants existants, qui les fait passer d'une classe dans l'autre ( fragmentation, agglomération, compactage, expansion, réactions chimiques) Il est souhaitable que les procédés de modification soient cons tiques et les appareils de fonctionnement simples et de pratique courante. Ces appareils peuvent Entre basés sur des phénomènes tels que séparation et mélange; boyage, réduction en poudre ou désagrégation; séparation magnétique; centrifugation; trans fission de vibrations mécaniques; tràage; criblage et dégrillage; découpage et dilacération; déplacement par translation ou rotation; action d'un fluide.... La dimlsution de la teneur en eau est toujours favorable. Suivant une réalisation de l'invention, le pourcentage d'eau retenue par les matières organiques peut être diminué par sèchage ou par amélioration des conditions de stokage.Le sèchage peut s'effectuer au four.Les conditions de stokage peuvent Titre anéliorées dans des conditions économiques s protection contre les précipitations directes au moyen d'un hangar et contre lès eaux de ruisselle ment par surélévation ou au moyen de murettes verticales formant casiers ; augmen tation du sèchage naturel au moyen d'une aire en pente ( 3 - 5 % ) ou de lits de sèchage sur sable ; protection générale par stokage sur une aire horizontale constituée par un grillage placé à quelques di du sol et situé sous un hangar. Pour illustrer le procédé à suivre et en faciliter la compréhension, reprenons l'exemple déjà décrit concernant les déchets de fruits stokés en plein air: Nature des déchets solides s déchets de fruits stokés sur aire grillagée surélevée et sous hangar. Opérations t épulpage et épépinage Nouvelle répartition pondérale s queues s IO - I5 % peaux s 70 - 75 % pulpes s 5 - IO % pépins s 5 - IO % total : (90 + IIO)/2=IOO % Poids d'eau s 40 P Transformation : diminution de la perméabilité et augmentation de l'efficacité visà-vis des M.E.S.T., de la D.C.O. et de la D.B.0.5 En conclusion, nous obtenons en deux ou trois étapes un réservoir filtrant biodégradable type destiné au même effluent et qui restera identique pendant plusieurs ées, malgré la dispersion importante autour de la moqenne de la con- contration des constituants de cet effluent. Natuerellement le repère limnimétrique est supprimé. har définition, la capacité d'éparation de ce réservoir représente le volute global d'effluent versé dans la cuvette avant colmatage, le nombre de remplissages étant défini par le nombre de subdivisions de la courbe de perméabilité. La batterie de réservoirs filtrants est donc oemposée de cuvettes placée. on quinconce sur les plans inclinés, le grand ale de l'ellipse étant parallèle k la gouttière. Par définition, on appelle emprise dune cuvette le rectangle contré sur l'ellipse, l'espace libre étant nécessaire au fonctionnement et à l'exploitation, et emprise totale le rectangle correspondant à l'ensemble des cuvettes, Soient respectivement a et b, Âc et 30, À et B les grand et petit axes de l'ellipse, les grand et petit cotés du rectangle d'emprise de la cuvette, et les grand et petit cités du rectangle d'emprise totale. Soit n cuvettes disposée. sur p rangs maximum de q colonnes, les colonnes étant parallèles à la gouttière Nous aurons s Ac = k.a $Bc = k'.b $A = k.p.a B = k'.q.b Il y a lieu de faire les remarques suivantes : Il y a deux types d'emprise. Le premier est déterminé par des contraintes hydrauliques. L'effluent épuré sortant de la partie aval d'une cuvette ruisselle sur le plan incliné et contourne les cuvettes qu'il rencontre A l'aval avant de rejoindre la gouttière. Le deux est déterminé par des contraintes d'emploi tation. in effet, si la finition des cuvettes s'effectue manuellement à la pelle, la mise on place et l'enlèvement peuvent exiger selon l'installation soit ua véhicule soit un pount roulant.La première suppose une surface plus étendue ( emprise d'exploitation ) que la seconds hypothèse ( emprise hydraulique ). Le nombre maximum n de cuvettes installées n'eut pas seulement le rapport du volume d'effluent produit quotidinnement an contenu de chaque cuvette. Il doit aussi tenir compte du cycle de travail ( par exemple hebdomadaire ), du programme de remplissage ( lié au nombre de remplissages de chaque cuvette), de l'utilisation de l'espace ( quinconce ) et d'une marge de sécurité fonction de l'itrégu 1 larité de l'émission d'effluents en cours d'année. trrellemont, les conditions d'exploitation peuvent limiter le volve des réservoirs, donc la langueur des axes de l'ellipse, les autres cotes étant fixées expérimentalement. C'est pourquoi les dimensions des modèles fixées approximativement peuvent être réduites si nécessaire jusqu'à 30 à 35%, ce qui accroit par conséquent pour une même capacité d'épuration globale le poids des déchets employés et l'emprise totale.Pour des raisons hydrauliques, k aride de 1,2 k 1,3 et k' de 1,3 A 1,5. Pour des raisons d'exploitation, k varie de 1,4 à 1,6 et k' de 1,7 à 2,0. in oonclusion, les données précédentes permettent de calculer l'emprise de la batterie de réservoirs filtrants, coypte-tenz des hypothèses d'exploitation, et le poids des déchets à manipuler à partir du poids unitaire d'un réservoir filtrant type déterminé par pesée. Suivant une réalisation de l'invention, la partie fixe du dispositif d'epuration constitue un système hydraulogique artificiel couplet (fig. I ) qui satisfait à des normes hydrauliques quantitives ( volumes et débits ) et qualistatives (absence de pollutions par stagnation, infiltration, roissellezent et par introduction de siEstances inhibitrices ). Suivant une réalisation de l'invention, la partie fixe du dispositif d'épuration colporte, d'amont en anal sur le plan hydrologique, un bassin d'accumulation des effluents ( fig. I-nQ 6 ), un bassin versant hydrologique regroupant trois parties ( zone de préparation des matériaux ( fig.I - n24 ), aire d'epuration proprement dite ( fig.I - n I ), zone de rejet des matériaux (fig.I n 5)), un drain constitué par une gouttière (fig.I - n 2), un bassin de réception et de reprise des effluents épurés ( fig.I - n 7 ) protégé par une grille ( iig.I - n28 ) et qui constitue l'exutoire du systZ bydrologique. Axant de fournir la description de la partie fixe du dispositif et d'éxpli- quer ocizent on peut obtenir le respect des nonnes hydrauliques, il est nécessaire de revenir sur le problème le plus délicat à résoudre, celui des substances inhi bitrices. Nous appellerons substances inhibitrices, des substances qui affeiblissent fortement la capacité d'un dispositif d'épuration classique, dès que la concen tration de ces substances dans les effluents dépasse un certain seuil d'ailleurs peu élevé. Or les effluents b forte charge organique polluante peuvent Titre très corrosifs, à froid corne b chaud, pour diverses raisons, par exemple par leur pH très déséquilibré. Ils peuvent réagir par attaque chimique sur certains matériaux composant l'équipement des établissements, y compris les bassins de stokage, et en capter les substances inhibitrices. Par exemple 2 émail ( plomb ), fer galvanisé sinc ), acier inoxydable ( nickel ), colonnes b distiller ( cuivre ).... Ces substances font partie du groupe des oligo-éléments pour lesquels I'efficacité des réservoirs filtrants peut atteindre globalement 80 - 90 %. fl convient de limiter les possibilités de production de telles substances d l'intérieur de la partie fixe du dispositif d'épuration. Les matières plastiques entrant dans la fabrication des canalisations d'assainissement urbain semblent bien indiquées, compte-tenu des contraintes liées au climat ( température ) et à la sécurité ( incendie ). Le béton de bonne qualité peut être utilisé, quoique sous l'action des effluents, il libre du calcium. Ce processus n'entraîne en général pas d'inconvé nients. Il offre mame des avantages lorsque le traitement final est celui de l'épu ration biologique par le sol, car la présence de calcium combat l'excès de potas- sinua ( complexe absorbant du sol ). Ce sera donc le matériau employé de préférence. Le bassin d'accumulation des effluents sera en matière plastique, sauf si la température ne le permet pas ( conditions climatiques, température de rejet des effluents ). La section horizontale sera rectangulaire. Le fond présentera une légère pente dans le sens latéral et le sens amont aval pour faciliter le nettoyage. Ce bassin a pour but d'amortir l'irrégularité du débit d'effluents au cours de la journée, de favoriser le refroidissement des effluents et le dépôt des matières on suspension les plus grossières. Le volume du bassin correspond au volume d'efflu- ents élis au cours de la plus longue période oh il n'y a pas de remplissage de réservoirs, majoré de la marge de sécurité admise. Un surpresseur peut être adjoint si la topographie ltezige. L'aire d'épuration proprement dite est constituée par deux plans incli nés ( fig.I et 2 ) formant gouttière à leur jonction . Il est entendu que ce sys tèle peut comporter plusieurs ensembles de plans et gouttière, au lieu d'un seul pour des raisons de capacité épuratrice actuelle ou en prévision d'extensions futures. Une telle solution qui a pour but d'adapter dune manière souple et écono- mique capacité d"épuration et émission de pollution sera appelée dispositif évolutif. Les deux plans inclinés doivent être tanches, pour éviter les infiltrations dans le sol, source possible de pollution. Ils seront de préférence construits en béton. Compte-ten de l'emprise et de la rugosité hydrauliques, ces plans auront une pente de I à 2 %, qui permet un cheminement de l'effluent sans stagnation. La zone de préparation des matériaux et la zone de rejet des matériaux respectivement en amont es en aval de l'aire d'épuration sont des prolongements de celle-ci réservés à l'exploitation, composés chacun de deux demi zones et cons truits suivant les même principes ( matériaux et pontes ). La partie extra e de la zone de rejet des matériaux sera protégée pour que le ruissellement s1 effectue vers le bassin de réception. Connaissant le poids de déchets à manipuler pour un cycle de travail sur chaque demi zone et la hauteur iuiiui du tas de déchets fonction des conditions dexploi- tation, la surface de chacune d'elles pourra être calculée par la formule dite du tas de sable avec un ooéfficient de sécurité de l'ordre de 40 %. La gouttière est constituée ( fig.3 ) par la jonction des deux plans inclinés et sa pente sera de 0,5 - I k, Le bassin de réception et de reprise des effluents épurés a pour but de servir d'exutoire au système hydrologique avant l'évacuation des effluents. Il aura une forme analogue & celle du bassin d'accumulation, et pourra entre soit en béton, soit en matière plastique. Le calcul du volume sera basé sur le débit de reprise et le débit d'entrée en exploitation par jour de pluie suivant diverses hypothèses simplificatrices. Le volute de reprise journalier est défini par la courbe de variation du débit horaire de reprise des effluents en fonction du temps et imposée par le réseau mtmicipal, le programme d'épandge, etc.... Le volume d'entrée journalier par temps sac est défini par la courbe i sage des réservoirs compte-tenu du pourcentage et du temps de rétention. Le volute du bassin s'obtient alors par superposition des deux courbes précédentes sur un même graphique et par planimètrage de la surface comprise entre deux courbes sur une période de 24 heures. Par temps de pluie, il convient d'ajouter le volume de ruissellement di à la pluie en 24 h., suivant des hypothèses développées ci-dessous dans le cas d'un déversoir dorage. La grille a pour objet d'arrêter les particules provenant des curettes et véhiculées par la gouttière et des déchets entassés sur la sone de rejet. Elle entoure donc le bassin de réception sur trois côtés. Elle laisse un espace libre on amont de ce bassin pour la mise on place éventuelle d'un déversoir d'orage. Suivant les conditions climatiques, des moyens de protection seront mis e oeuvre contre les précipitations, le vont et la température ambiante. L.s préci pitations peuvent entraîner un surdimensionnement du bassin de réception et une pollution par ruissellement. Le vent peut traporter des vecteurs pathogènes. La température ambiante limite l'usage de quelques matériaux. La partie fixe du dispositif d'épuration peut ttre protégée des précipitations soit par un hangar ( fig. 8), soit par un déversoir d'orage (fig. 9 ) aménagé entre la grille et la partie amont du bassin de réception. La meilleure solution à appliquer dépend du régime des pluies et de l'évapotranspiration potentielle ( E.T.P. ). En l'absence de contraintes d'origine éolienne, la protection par hangar est la meilleure solution dans une zone tempérée froide ou équatoriale; la protection par déversoir dorage est la meilleure solution dans une zone où E.T.P. est supérieure à la pluviométrie ( climats méditerranéen, sahélien, tropical). Eh exploitation par temps sec, l'effluent vient de la gouttière qui pré sente une forte augmentation de pente après le franchissement de la grille ( fig. 9na I2), puis rejoint le bassin (fig. 9 - nR 13) en passant sous la lame amovible ( fig. 9 - n2 t6 ) dont l'objet est de servir de résistance et de mise en charge. Il est à noter que la partie aval indiquée sur la fig. 9 (n I3) est on réalité couverte. En exploitation par temps de pluie, l'excédent rejoindra le réseau pluvial ou le milieu naturel ( fig. 9 - n2 14) après avoir franchi un déversoir également amovible ( fig. 9 - n 15 ). On jaugera le débit maximum observé en exploitation, par exemple au moyen d'un récipient calibré et on admettra un débit supplésontaire de nettoyage du bassin versant par la pluie égal k 50 % de cette valeur, en dérivant l'excédant. On pourra calculer le débit de ruissellement pluvial par la méthode dite rationnelle, utilisée également dans les pays anglo - saxons s q , C. i. À, avec: C s coefficient de ruissellement i : intensité moyenne de précipitation en Vbajs À: : aire du bassin versant en ha Q s débit de ruissellement pluvial en 1/s Pour la France, i pourra être fourni par la brochure sur les Intensités d'Averses en France éditée en juillet I970 par le Ministère de l'Equipement et du Logement. On prendra un temps de concentration de 6 mn, une fréquence de 2 ans, WL coef fichent C de 0,7 La position de la la ( fig.9 - n I6 ) en début de charge et du déversoir ( fig.9 - n I5 ) en début de déversement sera fixée pour 1,5 fois le débit maximum jaugé. Toutefois, dans une optique de dispositif évolutif ( voir la définition plus haut ), le canal d'écoulement fluvial ( fig. 9 - n I4 ) sera surdimensionné, comptetenu de la surface supplémentaire du bassin versant b prévoir, et en toute rigueur les éléments amovibles ( fig. 9 - nIlS et 16 ) seront facilement remplaçables. À partir de la méthode rationnelle, on calculera par interpolations liné aires pour les temps de concentration compris entre 6 un et 24 h, la période au cours de laquelle le débit de ruissellement pluvial reste supérieur ou égal k 0,5 fois le débit narimnr jaugé. On estivera le volume de ruissellement dt k la pluie en 24 h égal à 0,6 fois le débit maximum jaugé séecoulant pendant la période interpolée.Si cette interpolation n'est pas possible, c'est k dire s'il y a extrapolation de la partie supérieure de la courbe, cette période sera limitée k 24 k. Ce calcul permet de déterminer le surdimensionnenment du bassin réception dû au ruissellement pluvial. La partie fixe du dispositif d'épuration sera protégée contre le risque de transmission de Maladies on de parasitisre par action éoliens. Ce risque peut provenir principalement des déchets solides ( par exemple parasitisme par les nématodes ), mais aussi des effluents. L'action éolienne peut dépendre d'un vont fort dominant ( mistral ) ou saisonnier ( phénomène de mousson ). Comme les activitatés entrînant l'émission d'effluents à forte charge organique peuvent être saisonnières, il y a lieu de mettre en place un dispositif de protection, lors y a con cidence entre périodes d'activités et d'action éolienne. Ces périodes peuvent donc être longues ou brèves et occasionnelles. Dans la première hypothès, le hangar protégé par des cloisons est la seule solution qui ne présente pas de danger. Dans la seconde hypothèse, des murs de protection entourant le dispositif d'épuration seront suffisants. La partie fixe du dispositif d'épuration ne devra pas colporter de bassin d'accumulation et de revêtment en matière plastique dans le cas de température ambiante ou d'insolation directe élevées et/ou d'effluents chauds. ainsi, suivant une réalisation de l'invention, la partie fixe du dispositif d'épuration sera protégée des intempéries ( précipitation et/ou action éolienne ) soit par un hangar ouvert ou fermé latéralement soit par m déversoir d'orage. Suivant une réalisation de l'invention, le dispositif de protection compor- tera au moins un hangar ( fig.8 ) constitué de haut en bas par une toiture ( iig.8- I7 ), des parties latérales ( fig.8 - n I8 et I9 ), des -rs de soutènement du bassin versant (fig.8 - n 20 ) et b la partie supérieure, par un pont roulant k benne preneuse ( fig.8 - n221 ). Suivant les conditions éoliennes et topographiques locales, les parties latérales représentées sur la fig.8 par des systèmes trian gulés peuvent être fermées par des cloisons. L'utilisation du pont roulant neige qu'une emprise des réservoirs filtrants calculée sur des bases hydrauliques. Suivant une réalisation de l'invention, en prévision d'un dispositif évo lutif, il est souhaitable pour des raisons économiques de mettre en place un sys tème de protection par hangars légers, en grande partie démontable et adapté à l'évolution des aires de filtration, la surface au sol ayant été déterminée lors de la presiere installation dudispositif d'épuration. An début de la présente description, il est mentionné que le procédé objet de l'invention offre un avantage au point de vue écologique. Autrefois, le village constituait un écosystème et les déchets de toutes provenances étaient réintégrés au sol sous forme d'engrais organiques. Actuellement, les industries agro - al4wen- taxies émettent effluents et déchets solides en quantité excessive. Les engrais naturels sont remplacés par des engrais artificiels dont la facilité d'emploi peut entraîner un gaspillage, et la pauvreté en matieres organiques, une migration par infiltration, ruissellement ou action éolienne, les deux causes conjuguées favo risant à longue échéance l'érosion des sols, la pollution des nappes et celle des lacs par eutrophisation. in réutilisant en particulier leurs déchets solides plus ou moins modifiés pour traiter les effluents, les établissements peuvent résoudre en grande partie le double problème de pollution par les effluents et par les déchets solides en produisant un engrais riche en matihres organiques et pourvu en oligo-éléments. Dans cette optique, il est soubaitable dtttre guidé par les principes suivants, lors de l'expérimentation sur modèles : amélioration poussée des conditions de stooblge avec limitation de la hauteur à 2m des tas de déchets; adéqua tien du volume des déchets solides au volume des effluents en jouant sur la dimenr sion des réservoirs filtrants; préférence pour les constituants de petites dizen sions et de forme irrégulière b capacité d'épuration égale; application de procédés entraînant une modification en réduction de la taille des constituants; biodégradabilité des constituants retenus entre un mois et un an; détermination de la composition de l'engrais par analyse préalable des principaux éléments et par usure de l'efficacité des cuvettes vis-à-vis d'une gausse étendue de substances. L'engrais obtenu pourra entre utilisé dans les mêmes conditions que le compost ( cette utilisation est décrite en titre n de la circulaire du 22 février I973 déjà mentionnée ). Cet engrais favorise la régénération des sols, agit sur le complexe absorbant et stimule l'activité microbienne. A titre d'exemple donné uniquement pour illustrer l'influence d'un tel engrais, l'activité de la micro flore du sol intervenant dans certains processus de biodégradation ( champignons, germes protéolytiques, amylolytiques et cellulotiques ) et représentée par la densité de sa population peut être décuplée et semaintenir dans cet état pendant plusieurs ois voire une année. Naturellement, tout en restant dans le cadre de l'invention décrite dans la présente description, diverses modifications peuvent titre apportées par l'homme de l'art au procédé et aux variantes du dispositif qui ont été décrits. le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans le cas ou' des établissements produisent des effluents à forte charge ornanique,et/oa débit très irrégulier ( industrie agro-alimentaire et assimilée, trsssformation de produits organiques ). Il peut Titre également utilisé dans le cas d'effluents émis par une collectivité soumise k une forte variation de population saisonnière ( stations balnéaires ... ). Il peut enfin titre utilisé dans le cas o des établissements produisent des effluents chargés en oligo-éléments, substances inhibitrices, to tiques et indésirables. Dans la première hypothèse, il est souitable de prévoir simultanément un traitement des effluents et des déchets solides et d'obtenir WL engrais riche en matières orgsmiques. Dans la troisième hypothèse, les déchets devront assez souvent titre mis après usage en décharge contrôlée ou incinérés. REVENDICATIONS I- Procédé d'éparation d'effluents à forte charge organique polluante et/ et ir débit très irrégulier et dispositif pour la mise on oeuvre dudit procédé caraotérisés par le fait que l'épuration est assurée uniquement par une batterie de réeer- voirs filtrants en matériaux entirèment biodégradables situe dans un bassin U sant hydrologique artificiel, la capacité d'épuration étant ajustée et adaptée par expérimentation préalable sur modèles. 2- Procédé selon la revendication I caractérisé par le fait que les résér- voirs filtrants sont constitués par des produits à faible valeur commercialle ou des déchets solides hétérogènes dont les constituants sont biodégradables et proviennent directement ou non soit des ordures ménagères et résidus urbains, soit de l'activité de transformation de produits agricoles d'origine végétale et/ou animale. 3- Dispositif selon les revendications I et 2 caractérisé par le fait que la répartition pondérale des constituants des produits ou déchets solides pont tre modifiée par adjonction, retrait ou transformation de constituantst les appareils utilisés pour cette modification entant basés Bur des propriétés physico - dhimiques telles que s séparation et mélange; broyage, réduction en poudre ou désagrégation; séparation magnétique; centrifugation; transmission de vibrations mécaniques; triait, criblage ou dégrillage; découpage et dilacération; déplacement par translation ou rotation; action physique ou chmique d'un fluide... 4- Dispositif selon les revendications I et 2 caractérisé par le fait que la teneur on eau des constituants peut Stre modifiée Par sèchage artificiel ou amélioration des conditions de tocaoe. 5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications de I à 4 carat térisé par le fait que la copposition des matériaux et les lois de filtration des effluents ( critères de perméabilité, de rétention liquide, d'efficacité, de stq nation et capacité d'épuration du réservoir ) sont déterminées par approximations successives lors d'une expérimentation préalable sur modèles. 6- Procédé selon la revendication I caractérisé par le fait que la partie fixe du dispositif d'épuration constitue une unité hydrologique qui satisfait k des objectifs de quantité ( débit, velume ) et de qualité ( absence de pollution par stagnation, infiltration, ruissellement, réactions chimiques et transport éolien). 7- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la partie fixe du dispositif d'épuration comporte, d'amont en aval sur le plan hydro logique, un bassin d'accumulation des effluents, une zone de préparation des maté risux, une aire d'épuration, une sone de rejet des matériaux, un drain constitué par une gouttière, ainsi qu'un bassin de réception et de reprise des effluents protégé par une grille et servant dexwtoire à l'unité hydrologique. 8- Dispositif selon les revendications 6 et 7 caractérisé par le fait que la protection de l'unité hydrologique contre le ruissellement pluvial et l'ac- tion éolienne est assurée, suivant le régime des précipitations et des vents, soit par au moins un hangar, soit par un déversoir d'orage 9- Dispositif selon les revendications 6 et 7 caractérisé par le fait que l'unité hydrologique est conque et réalisée suivant un dispositif d'épuration évolutif en fonction du temps par extension des éléments existants ou j juxtaposition progressive d'éléments analogues. IO- Dispositif selon lune quelconque des revendications de 6 k 9 caraotérisé par le fait que la protection de llxnité hydrologique est colo et réalisée suivant un dispositif d'épuration évolutif en fonction du temps grâce à une infrastructure démontable et/ou réutilisable. Il- Procédé selon l'une quelconque des revendications de I à 9 caracté risé par le fait que l'épuration des effluents par les déchets solides donne n produit utilisable en agriculture engrain riche e matières organiques et pourvu en oligo-éléments.