Brevet FR2748468A1 — publié le 19971114

La présente invention concerne le traitement des eaux. Elle trouve son application dans les plans d'eau, bassins, piscines et bassins d'agrément avec la possibilité de s'y baigner. L'eau des bassins - qu'il soient artificiels ou non - d'agrément par exemple, doit répondre à des exigences différentes de celle des simples piscines conventionnelles : il faut que l'aspect du bassin offre un coin de nature et d'eau libre dans une propriété, que des plantes, éventuellement des animaux commes les poissons, puissent s'y développer, et en même temps, que les personnes puissent s'y baigner, en y retrouvant les plaisirs des rivières ou des lacs. L'eau des piscines conventionnelles, qui reste transparente et permet de nager, a souvent une forte odeur de chlore. Les eaux de baignade, des piscines par exemple, sont exposées à des apports de formes de vie invisibles, microbes ou champignons entre autres, qui présentent des risques pour la santé humaine; en effet, certains microbes, amenés entre autres par les baigneurs, se révélent nocifs s'ils se développent à cause du volume d'eau limité, de la température et du peu de circulation de l'eau. Pour empecher le développement de tels germes ou microbes, on utilise habituellement des produits qui les tuent, comme le chlore ou des fongicides, en faisant circuler l'eau dans un circuit où le chlore par exemple, est injecté en continu par petites doses; c'est l'une des façons de procéder. L'eau est ainsi stérilisée. Les risques dus aux microbes sont ainsi éliminés; mais les inconvénients sont aussi bien connus : ces produits étant agressifs pour certaines formes de vie, le sont également pour les baigneurs: cela pique les yeux, qui deviennent rouges, les muqueuses du nez sont irritées, I'eau a un goût désagréabe, entre autres, et cela ne permet pas la vie de plantes aquatiques sur les bords ni la vie d'animaux comme les poissons. Les installations techniques pour diffuser ces produits, et leur usure rapide à cause de l'agressivité du produit, donc la nécessité de les renouveler périodiquement, représentent des dépenses d'argent conséquentes. D'autre part, certains troubles peuvent aussi affecter l'eau des bassins - qu'ils soient artificiels ou non -; ces troubles sont ceux dus aux apports conjugués de nutriments, nitrates et phosphates principalement, qui favorisent le développement de très petites algues : dans ce cas, les eaux perdent leur transparence, deviennent vertes et les autres formes de vie ont tendance à s'asphixier. Il est possible d'éliminer ces algues avec du péroxyde d'hydrogéne par exemple; mais les causes, c'est-àdire les apports excessifs de nutriments ne sont, ainsi, pas traités. Une autre technique de traitement des eaux polluées connue consiste à utiliser des milieux filtrants dans lesquels sont installées des plantes aquatiques. Une utilisation exclusive et en continu de ce type de filtres ne permet pas de traiter complètement certains polluants, comme les nutriments. Les capacités de certains composés minéraux à fixer les phosphates, par exemple, sont également connues; mais ces capacités ne sont pas continues tout au long du jour, ni au long des saisons: par exemple, vers la fin de la nuit, la teneur en oxygène dissous dans l'eau est au plus bas, et les réactions de fixation des phosphates sont alors intensifiées. Une autre technique connue consiste à laisser de l'eau s'écouler en mouvements tourbillonnaires rythmés dans des vasques, mais la laisser prendre ces mouvements uniquement dans la tendance centrifuge, ne tient pas compte des tendances centripètes qui complètent et équilibrent cette tendance centrifuge; en fait, l'écoulement de l'eau dans la nature présente toujours des alternances entre ces deux tendances, par exemple une tendance centrifuge avec le courant principal d'un cours d'eau qui creuse les berges, et une tendance centripète avec la rencontre de deux flux en aval d'un obstacle. Par le recours exclusif à des mouvements centrifuges, on favorise une tendance à l'expansion seulement, et on ne satisfait pas ainsi entièrement aux conditions de vie des organismes aquatiques qui réclament une alternance d contractions et d'expansions. D'autre part, étant donné l'importance des écoulements laminaires à l'intérieur de telles vasques, il y a accroissement du phénomène d'évaporation que ces écoulements laminaires entraîne, pendant les heures chaudes de la journée quand on les utilise en continu. Dans le cas de bassins d'agrément avec possibilité de baignade ou de piscines, I'invention met en oeuvre des filtres de deux sortes. Les premiers sont des filtres minéraux, dans lesquels sont installées des plantes aquatiques. Ils sont composés de galets, graviers, et gravillons; des plantes aquatiques comme les roseaux, massettes, iris, menthes, carex, joncs, y sont plantées. L'eau y est amenée en surface, par une pompe et des canalisations ou des goulottes, puis est récupérée en fond de filtre après y avoir transité; ici, ce sont les rythmes journaliers et saisonniers affectant la vie des plantes et du milieu filtrant qui sont mis à contribution, et dont on se sert. A l'exemple de l'alternance des crues saisonnières en fin d'hiver et de leurs apports, puis des saisons sèches, il est possible d'installer plusieurs filtres plantés en parallèle, et de les utiliser chacun à son tour, en procurant à chacun d'eux des périodes de ressuyage, au cours desquelles ils s'assèchent, et minéralisent les dépôts récents par l'intermédiaire des microorganismes du substrat. Le deuxième type de filtration est physico-chimique, sans plante, installés dans des dispositifs à cartouches par exemple. La cascade de vasques à mouvements tourbillonnaires rythmés, comprend au moins une vasque à mouvements centrifuges et une vasque à mouvements centripètes. Le cycle formé par les éléments de ce système peut être agencé différemment selon les besoins spécifiques de tel ou tel bassin. Dans le cas de bassins d'orages, par exemple, les eaux polluées retenues pour être traitées sont ensuite rejetées vers le milieu naturel, après transit au travers de fossés aménagés ou biefs plantés. Les filtres plantés de plantes aquatiques offrent un traitement de l'eau qui est basé sur la filtration mécanique des particules apportées par l'eau,ce qui prévient l'envasement de la pièce d'eau, et aussi sur la filtration active d'éléments en solution, qui sont transformés et minéralisés, en particulier par les populations de microorganismes vivant dans la zone des racines des plantes; par leur respiration journalière, les plantes installées dans ces filtres apportent, en particulier à cette zone racinaire, I'air et l'oxygène que vont utiliser les microorganismes. Les effets saisonniers peuvent être optimisés en faucardant au bon moment, c'est-à-dire en coupant les parties aériennes annuelles des plantes (tiges, feuilles,...) en fin d'hiver, par exemple, juste avant que la repousse des nouvelles parties aériennes annuelles ait lieu, au printemps. Il est également possible de sectionner, à cette même époque, les rhizomes - tiges souterraines - les plus anciens, âgés d'environ trois ans et répérables à leur taille, pour optimiser leurs échanges gazeux avec le milieu racinaire. L'aspect de tels filtres plantés avec leurs roseaux et leurs autres plantes aquatiques, réhausse l'intérêt des abords d'un bassin ainsi traité, aussi bien pour les personnes, que pour les insectes (papillons, libellules, etc), oiseaux, etc. Dans le cas où l'on réalise trois filtres en parallèle, un rythme d'utilisation possible pendant les mois de Novembre, Décembre, Janvier et Février est le suivant l'un est mis en service pendant un certain temps, trois jours par exemple; puis c'est le deuxième filtre, qui est mis en service à son tour, au moyen d'électro-vannes; le premier entre alors dans une phase de pseudo-repos - en fait, il s'agit d'une phase de traitement des dépôts amenés par l'eau -, ce "repos" s'étend sur la période de troisjours de fonctionnement du deuxième filtre, plus trois jours de fonctionnement du troisième filtre. Ainsi, le premier filtre, après une période de "repos" de six jours, sera remis en service. Chaque filtre fonctionnera trois jours, et sera mis en "veilleuse" pendant six jours. Pendant les mois de Mars, Avril, Septembre et Octobre, lee rythme sera de 2 jours d'alimentatiton et donc 4 jours de ressuyage pour chaque filtre. Pendant les mois de Mai, Juin, Juillet et Août, le rythme sera d'un jour d'alimentation, et donc deux jours de ressuyage pour chaque filtre. Dans les trois cas, les filtres seront alimentés pendant une heure, et en repos pendant une heure, et ainsi de suite, tout au long de la journée. Les débits seront de l'ordre de 1 à 2 m3/heure. Les filtres complémentaires, non plantés, sont garnis par exemple de granules d'hydroxide d'alumine, substance connue pour fixer les phosphates de manière durable, ou de charbon activé, par exemple, connu pour ses effets bactéricides. Ils sont couverts, et le principe du siphon peut être utilisé pour l'eau qui doit y transiter; ce sont aussi les rythmes journaliers et/ou saisonniers, en particulier les différences de températures, qui servent ici. Les effets journaliers et/ou saisonniers sont ici accompagnés et/ou atténués, par exemple par la protection thermique des filtres; pour cela, la circulation de l'air autour et au-dessus des filtres est régulée; une façon de procéder est de les recouvrir plus ou moins, en fonction de la moyenne des températures saisonnières: ils seront complètement ouverts pendant les mois de Mai, Juin, Juillet et Août, à demi-fermés pendant les mois de Mars, Avril, Mai et Juin, et complètement fermés pendant les mois de Novembre, Décembre, Janvier et Février. Ils fonctionneront en continu, ou bien sur le circuit qui alimente les vasques, à des débits variant de I à 8 m3/heure. Les vasques, sculptées en pierre naturelle ou réalisées en pierre reconstituée par exemple, sont façonnées de sorte que l'eau y prenne des mouvements tourbillonnaires rythmés, centrifuges ou centripètes selon la vasque; les phénomènes d'aération/oxygénation et d'ionisation sont ici favorisés, par la mise en jeu combinée d'écoulements laminaires et turbulents, auxquels s'ajoutent des tourbillons rythmés, dont les sens de rotation sont opposés. Elles sont disposées en cascade; I'eau y circule en suivant la pesanteur. Une telle cascade de vasques est propre à augmenter l'attrait d'un bassin, en plus de ses effets qualitatifs sur l'eau. Une pompe spécialement installée pour cette cascade, avec un débit horaire de 6 m3 par exemple, peut permettre de la faire fonctionner selon un rythme propre, différent de celui des filtres; aux rythmes suivants, par exemple: aux mois de Novembre, Décembre, Janvier et Février, la cascade sera mise en service de 15h00 à 9h00, et arrêtée de 9h00 à 15h00; aux mois de Mars, Avril, Septembre et Octobre, la cascade sera mise en service pendant 4 heures, et à l'arrêt les 4 heures suivantes, et ainsi de suite tout au long de la journée; aux mois de Mai, Juin, Juillet et Août, la cascade sera mise en service pendant une heure, suivie de deux heures d'arret, et ainsi de suite tout au long de la journée. Tous ces rythmes seront ajustés au moyen d'une horloge électrique, en se réservant la possibilité de faire fonctionner la cascade de vasques à la demande, indépendamment de l'horloge. La présente invention a donc pour objet un procédé de traitement rythmique-dynamique de l'eau de bassins extérieurs, qui présente de réels avantages sur le plan de la qualité de l'eau traitée, et qui respecte davantage la nature. Pour ce faire, I'invention propose un procédé de traitement des eaux provenant d'un bassin, ledit bassin étant muni d'un système de traitement des eaux formé d'un ensemble de filtres et d'une cascade de vasques caractérisé en ce qu'on fait circuler les eaux du bassin vers le système de traitement à des moments et pendant des durées choisis en fontion des rythmes jour/nuit et/ou saisonniers. Les avantages, ainsi que le fonctionnement de la présente invention, apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée de manière non-limitative en référence au dessin annexé sur lequel se trouve la figure unique en plan d'un système de traitement selon la présente invention. Comme représenté sur la figure, un système de traitement comprend un bassin d'agrément 10 pouvant servir à la baignade. Un système de pompage 12 permet d'amener l'eau du bassin par l'intermédiare d'un conduit, et selon des séquences et un ou des débits choisis, à un ensemble de filtres 16 disposés en parallèle, plantés de plantes aquatiques; des canalisations ou des goulottes 18 y répandent l'eau en surface; I'eau sort par le fond du filtre actif 16, et passe ensuite à travers des filtres complémentaires 20 et 22 par siphonnage dans l'exemple considéré, puis s'écoule dans des vasques à mouvements centrifuges avec amenée d'eau unique 24 et à mouvements centripètes avec couble amenée d'eau 26. Ensuite, l'eau retombe dans le bassin 10. Dans l'exemple illustré, le traitement rythmique de l'eau commence par la mise en marche du système de pompage 12, qui peut comprendre une pompe unique, laquelle alimente les filtres plantés 16 qui, dans l'exemple illustré, sont installés en parallèle. Les goulottes 18 y répandent l'eau en surface. Dans le cas d'un bassin 10 ayant un volume de 100 m3, on peut adopter un débit de 2 m31h par exemple. Dans l'exemple illustré, la cascade de vasques - centrifuge 24 et centripète 26 - fonctionnera sur le même rythme que les filtres complémentaires, au moyen d'une deuxième pompe 28. REVENDICATION Procédé de traitement des eaux provenant d'un bassin (10) ledit bassin (10) étant muni d'un système de traitement des eaux formé d'un ensemble de filtres (18, 20, 22) et d'une cascade de vasques (24, 26) caractérisé en ce qu'on fait circuler les eaux du bassin (10) vers le systêm de traitement à des moments et pendant des durées choisies en foncton des rythmes jourinuit et/ou saisonniers.