Brevet FR2592594A1 — publié le 19870710

"Dispositif de filtration biologique compact" La présente invention concerne un dispositif de filtration biologique compact, plus particulièrement destiné à l'épuration des eaux usées, et/ou au traitement de l'eau. A l'heure actuelle, pour le traitement des eaux, on utilise de plus en plus le sol comme milieu épuratoire. On réalise dans ce but, de manière connue en soi, des tranchées d'épandage, des filtres à sable, etc ... Ces dispositifs présentent cependant de nombreux inconvénients ; par exemple dans une tranchée alimentée par gravité, l'effluent à traiter a toujours tendance a s'accumuler en un endroit plutôt qu'à un autre, ceci à cause des tassements différentiels du sol lui-même. De même un filtre à sable alimenté avec des débits instantanés trop importants voit sa perméabilité augmenter, sa surface utile diminuer et donc son rendement d'épuration décroître. Jusqu'à présent pour pallier ces inconvénients la seule solution offerte était d'augmenter les surfaces d'implantation des dispositifs et donc en fait le milieu filtrant était mal utilisé. La présente invention a pour but de pallier l'ensemble de ces inconvénients en créant un dispositif de filtration compact, dont le milieu filtrant soit entièrement utilisé avec un bon rendement, dont la surface d'implantation soit diminuée et qui ne favorise pas la dégradation de ce milieu filtrant. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif compact de filtration comportant un moyen d'alimentation en effluent à l'amont d'un massif filtrant désaturé, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre de l'amont vers l'aval et du haut vers le bas, un réservoir tampon, au moins un premier moyen filtrant comportant au moins un textile hydrofuge disposé transversalement à la trajectoire du fluide et formant un passage libre pour le fluide sur sensiblement toute sa surface de sorte à protéger le massif filtrant contre tout affouillement, et au moins un second moyen filtrant comportant au moins un textile hydrophile, inséré dans le massif filtrant créant à son passage une perte de charge supérieure à celle du massif filtrant dans lequel il se trouve, ledit textile hydrophile étant destiné à répartir uniformément l'effluent sur la quasi totalité de ce massif tout en en facilitant le ressuyage. D'autres objets caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe du dispositif selon l'invea on dans une première forme de réalisation la figure 2 est une vue en perspective avec arrachement partiel, montrant une case selon la première forme de réalisation la figure 3 est une vue en coupe du dispositif selon l'invention illustrant une deuxième forme de réalisation. Selon la forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2, le dispositif 10 selon l'invention comporte de haut en bas et de l'amont vers l'aval un premier moyen filtrant 18 et un second moyen filtrant 20, constitué par un textile tissé, complètement inséré dans un massif filtrant 21 réalisé par du sable grossier lavé et exempt de fines. Le premier moyen filtrant 18 est constitué par un premier textile aiguilleté 11, recouvrant une case 12 comportant des parois latérales 13 et présentant à son intérieur un espace d'aération 14 recevant un moyen d'alimentation en effluent 15, et d'un agglomérat de matériaux poreux 16 séparé de l'espace d'aération par une grille 17, dite grille de maintien, ladite case étant délimitée à sa base par un second textile aiguilleté 19. Le dispositif selon l'invention peut être muni à sa partie inférieure d'une membrane imperméable 22, de forme appropriée pour pouvoir recueillir l'eau épurée, associée à une canalisation de drainage 23 destinée à évacuer cette eau. Une pluralité de tels dispositifs sont par la suite, mis en place dans une tranchée les uns derrière les autres et recouverts de terre végétale 24. te fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant effluent est amené dans le dispositif 10 par le moyen d'alimentation en effluent 15 et s'accumule dans le réservoir tampon 14, 16, l'effluent s'écoulant ensuite à travers la grille 17 sur l'agglomérat 16, dont la grande porosité facilite son oxygnénation. Les eaux traversent ensuite le second textile aiguilleté 19 et s'infiltrent dans une première couche de sable 21a. Cette couche de sable 21a est protégée contre tout affouillement par le second textile aiguilleté 19. En effet, ce textile est particulièrement hydrofuge et donc laisse un passage libre pour l'eau sur la totalité de sa surface, ce qui évite que l'eau s'accumule en un endroit déterminé, et n'entraîne le massif filtrant avec elle.Les eaux traversent ensuite le second moyen filtrant 20, particulièrement hydrophile, chargé de répartir uniformément les eaux sur la deuxième couche de sable 21b. Les eaux sont ensuite évacuées par la canalisation de drainage 23 vers un milieu récepteur quelconque. Il est à noter que le premier textile aiguilleté ll protège l'ensemble du dispositif contre tout affouillement de terre végétale à l'intérieur de celui-ci Le second textile aiguilleté 19 protège quant à lui la première couche de sable 21a contre tout affouillement. Les premier et second textiles aiguilletés doivent être hydrofuges. Le second moyen filtrant 20 qui est constitué d'un textile tissé, a pour fonction de répartir uniformément, sur toute la surface de la deuxième couche de sable 21b, le liquide qu'il reçoit. Il est à noter que cette répartition peut être effectuée par un textile tissé du type de celui décrit, ou par un textile non tissé, mais hydrophile. Pour qu'un tel dispositif fonctionne il est nécessaire que le massif filtrant soit constitué d'un matériau désaturé c'est-à-dire se ressuyant facilement. Il est nécessaire également que le textile tissé placé dans le massif filtrant crée une perte de charge à son passage, supérieure à la perte de charge créée par le massif filtrant, ceci sans diminuer le phénomène de ressuyage. Ainsi, l'eau a tendance à imprégner ce tissu et à se répartir uniformément à sa surface avant de pénétrer dans la deuxième couche de sable 21b. Par ailleurs le textile hydrophile 20 est choisi de sorte qu'il réalise à la fois une forte absorption de l'eau et qu'il ne perturbe pas le ressuyage du milieu filtrant sur lequel il se trouve. La pluralité de cases 12 est destinée à cloisonner la surface d'implantation du dispositif selon l'invention en de petits compartiments recevant chacun une part déterminée de l'effluent à traiter de sorte que celui-ci soit uniformément réparti le long de cette surface d'implantation. Le présent mode de réalisation est avantageux car il permet la fabrication, sous forme Préfabiquée, en modules par exemple, du dispositif selon l'invention. Le dispositif 10' tel que représenté à la figure 3 illustre un second mode de réalisation, présentant de haut en bas et de l'amont vers l'aval un premier moyen filtant 18' et un second moyen filtrant 20', inséré dans un massif filtrant 21', constitué par du sable grossier lavé et exempt de fines. Le premier moyen filtrant 18' est constitué par un premier textile aiguilleté lI' hydrofuge recouvrant une case 12' présentant à son intérieur une grille 30 définissant un volume constituant en même temps un espace d'aération, un élément poreux et un réservoir tampon pour l'effluent, ladite case est délimitée à son aval par un second textile aiguilleté 19' hydrofuge. Les parois latérales 13' de la case 12' se prolongent vers le bas en dessous dudit second textile aiguilleté 19', de sorte à enfermer entre elles une couche de sable 31. La case 12' est ensuite fermée par deux textiles aiguilletés 32, 33 enserrant entre eux une structure alvéolaire 34, constituant un filtre 35. Le second moyen filtrant 20' est constitué par un textile aiguilleté hydrophile complètement enserré entre deux couches de sable 21'a et 21'b et recouvrant une partie des parois latérales 36 d'une tranchée dans laquelle le dispositif est inséré. La partie inférieure du dispositif est avantageusement munie d'une membrane imperméable 22' recueillant l'eau épurée, et d'une canalisation de drainage associée 23' située au point le plus bas de la membrane 22'. Le fonctionnement d'un tel dispositif est essentiellement le même que celui du mode de réalisation précédent, mis à part le fait qutun étage supplémentaire de filtration 35 a été introduit dans la premier moyen filtrant 18'. L'espace d'aération 14 et l'agglomérat de matériaux poreux 16 du premier mode de réalisation et la grille 30 du second mode de réalisation jouent le rôle de réservoir tampon pour l'effluent. Il est à noter que le nombre de moyens filtrants, c'est-à-dire le nombre de textiles peut être quelconque, pourvu qu'il y ait au moins un premier moyen filtrant protégeant le massif filtrant contre l'affouillement et un second moyen filtrant permettant une répartition uniforme de l'effluent sur ce même massif filtrant. Les cases 12 et 12' peuvent être réalisées en un matériau souple, de sorte à pouvoir les stocker facilement. De même, elles peuvent être garnies à l'avance dans le cas de modules préfabiqués. La grille 17 permet de maintenir les agglomérats de matériaux poreux dans un volume déterminé, cette grille pouvant présenter un volume quelconque. Le dispositif selon l'invention, aussi bien dans son premier que dans son second mode de réalisation, peut être placé à l'intérieur d'une tranchée d'épandage et donc être recouvert de terre, ses parois latérales sont alors constituées par cette terre. Dans le cas où le dispositif est placé sur le sol des parois latérales doivent être prévues sur toute la hauteur du dispositif. Les cases 12 et 12' peuvent être assemblées en nappe pour constituer une section globale. Une ventilation forcée, ou non, peut être ajoutée aux dispositifs selon l'invention en l'un quelconque de ces points et de préférence en communication avec l'espace d'aération 14. Cette ventilation est alors avantageusement associée à un dispositif de désodorisation (non représenté). De manière à abaisser le poids de tels dispositifs, il est possible, au lieu d'utiliser du sable grossier, comme moyen filtrant, d'utiliser des fibres de textile tissées, ou des déchets de fibres coupés, ou tout équivalent à des fibres textiles, par exemple fibres de coco, ... Il serait alors nécessaire de prolonger les parois des cases 12 et 12' jusqu'au bas du dispositif, pour empêcher que de l'eau ne s'infiltre latéralement vers le dispositif, ou ne s'échappe de ce celui-ci. L'emploi de textile selon l'invention, hydrofuge ou hydrophile selon la fonction qui lui est assignée permet tantôt de protéger le massif filtrant contre tout affouillement, tantôt de répartir uniformément l'eau sur la totalité du massif filtrant. De ce fait le massif filtrant est mieux utilisé, et donc la surface d'implantation du dispositif selon l'invention est moindre que celle des dispositifs de ce genre utilisés jusqu'à présent. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et englobe toute variante à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1) Dispositif compact de filtration comportant un moyen d'alimentation en effluent (15, 15') à l'amont d'un massif filtrant désaturé, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre de l'amont vers l'aval et du haut vers le bas, un réservoir tampon (14, 16, 30), au moins un premier moyen filtrant (18, 18') comportant au moins un textile hydrofuge (11, 19 ; ll', 19' ;; 35) disposé transversalement à la trajectoire du fluide et formant un passage libre pour le fluide sur sensiblement toute sa surface de sorte à protéger le massif filtrant (21, 21') contre tout affouillement, et au moins un second moyen filtrant (20, 20') comportant au moins un textile hydrophile, inséré dans le massif filtrant créant à son passage une perte de charge supérieure à celle du massif filtrant dans lequel il se trouve, ledit textile hydrophile étant destiné à répartir uniformément l'effluent sur la quasi totalité de ce massif tout en en facilitant le ressuyage. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen filtrant (18) comporte un espace d'aération (14) formant également le dit réservoir tampon pour l'effluent, et ledit textile hydrofuge comportant deux textiles aiguilletés (11, 19), l'un en amont, l'autre en aval dudit premier moyen filtrant et définissant entre eux ledit premier moyen filtrant. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit réservoir tampon est constitué d'au moins une case (12) comportant une paroi latérale (13) présentant à son intérieur une grille de maintien (17) en amont d'un agglomérat de matériaux à forte porosité (16) et en aval de l'espace d'aération (14). 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen filtrant (18') comporte une grille (30) définissant un volume formant un espace d'aération, un élément poreux et ledit réservoir tampon, enfermée dans une case (12') entre deux textiles aiguilletés (li', 19') formant ledit textile hydrofuge. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite case présente des parois latérales (13') se prolongeant vers le bas et enserrant une couche de sable (31) et est refermée à l'aval par un filtre (35) constitué de deux textiles aiguilletés hydrofuges (32, 33) enserrant une structure alevéolaire (34). 6) Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les cases 12, 12') sont réalisées en un structure déployable destinée à faciliter leur stockage. 7) Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdites cases (12, 12') peuvent être assemblées latéralement les unes aux autres pour former une nappe. 8) Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les cases (12, 12') sont étanches et en ce que leurs parois latérales se prolongent sur au moins une partie de la hauteur du dispositif 9) Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les parois latérales des cases (12, 12') sont étanches et se prolongent sur toute la hauteur du dispositif. 10) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second moyen filtrant (20) est un textile tissé ou aiguilleté hydrophile ou analogue. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dit dispositif est réalisé sous forme préfabriquée, et/ou en modules emboîtables. 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est placé dans le sol. 13) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est placé en dehors du sol et repose sur celui-ci. 14) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni d'un système de ventilation et de désodorisation, de préférence en communication avec un espace d'aération (14).