Brevet FR2784983A1 — publié le 20000428

Aménagement d'espace de baignade à épurationbiotosique. La présente invention concerne l'aménagement d'espaces de baignade dont la purification de 1'eau est assurée par un processus naturel. Ce type d'espaces de baignade permet de concilier le cadre naturel d'un plan d'eau te ! qu'un étang ou un tac par exemple avec la possibilité de se baigner dans une eau claire et dépourvue d'éléments pouvant nuire à la santé. Les espaces de baignade connus du type piscine offrent généralement un cadre très sobre et bétonné constitué d'un bassin rectangulaire entouré d'une terrasse. Cet aspect bétonné est généralement imposé pour faciliter l'entretien et éviter toute contamination de 1'eau par des salissures extérieures. L'eau de ce type de piscine est généralement décontaminée par l'apport de produits chimiques tels que le chlore~ Cependant le chlore est également agressif pour les baigneurs, il irrite la peau et les yeux et apporte une odeur très désagréable. Une tendance actuelle pousse certains constructeurs de piscines, pour répondre à la demande de leurs clients, à imaginer des modèles de piscines plus intégrés à ta nature. On parle de piscines paysages. Cette mme tendance incite à envisager la création d'espaces de baignade véritablement naturels, en faisant appel au pouvoir épurateur des écosystèmes aquatiques. L'épuration de l'eau y est effectuée par des systèmes de traitement biologiques. Ces systèmes font généralement appel à des techniques de lagunage qui épurent 1'eau par l'action oxydante naturelle des micro-organismes. Les bassins de lagunage intègrent généralement des plantes de marais utilisées pour leur capacité d'épuration. On sort alors totalement du cadre de la piscine, d'autres contraintes apparaissent. Dans le cadre de la piscine traditionnelle, on bloque, à l'aide de produits de traitement, le développement de l'activité biologique ce qui facilite à première vue grandement le nettoyage du bassin, puisqu'il suffit d'éliminer les impuretés venues de l'extérieur. Le brevet FR 2 748 468 décrit un procédé de traitement des eaux de bassins et de piscines constitué de filtres actifs et de vasques. Un premier filtre est constitué de galets, graviers et gravillons dans lesquels sont installées des plantes aquatiques. Le deuxième type de filtration est physico-chimique, installé dans des dispositifs à cartouche contenant des granules d'hydroxyde d'alumine. Enfin, I'eau traverse des vasques permettant l'oxygénation de 1'eau. L'eau traitée par ce type de système biologique permet, à une eau traitée par adjonction de produits chimiques, le développement de la vie aquatique dans le bassin de baignade. S'il n'est pas contrôlé, ce développement peut devenir anarchique et compromettre la nécessaire propreté du bassin de baignade par le développement incontrôlé d'algues, d'insectes aquatiques, l'accumulation de matières organiques synthétisées par les organismes vivants à l'intérieur mme du bassin. Ce brevet ne se soucie que du traitement par filtrage de 1'eau et pas du tout de l'équilibre écologique du bassin nécessaire à la maîtrise du développement des tres vivants dans le bassin de baignade et les équipements annexes. La conception d'un espace de baignade à épuration biologique doit donc prendre en compte à la fois le traitement de 1'eau et la maîtrise du développement inévitable des tres vivants dans le bassin de baignade. La présente invention a donc pour objet de proposer des solutions d'aménagement, de circulation d'eau et de construction adaptées à la création d'espaces de baignade naturels. Les dites solutions permettent d'assurer à la fois l'épuration biologique de 1'eau selon des procédés décrits plus loin, et la maîtrise du développement des organismes vivants dans 1'espace de baignade. Cette maîtrise est assurée grâce à la création de conditions de milieu favorables à l'établissement d'un équilibre écologique compatible avec la fonction de baignade. Ces solutions permettent en outre une intégration esthétique des éléments d'épuration qui contribuent à donner à l'ensemble un aspect naturel. A cet effet, la présente invention propose un agencement particulier de 1'espace aquatique comportant plusieurs bassins délimités dont un est affecté à l'usage de baignade et un autre au moins est affecté à l'activité biologique d'épuration. D'autres bassins facultatifs peuvent tre réservés à la création de biotopes aquatiques complexes. L'invention propose d'autre part un système de circulation d'eau entre les différents bassins. Les flux générés par ce système créent des conditions particulières qui sont favorables à l'établissement d'un écosystème équilibré et qui évitent l'accumulation de sédiments dans le bassin de baignade. Ce système permet d'autre part de garantir la sécurité des poissons et autres animaux aquatiques, éventuellement disposés dans les bassins, vis à vis des équipements de pompage. L'invention propose enfin un mode de réalisation particulier de la structure et de l'étanchéité des bassins. L'aménagement d'espaces de baignades à épuration biologique selon la présente invention est caractérisé en ce que le système de circulation de 1'eau (17) permet de créer des flux d'eau depuis le bassin de baignade (1) vers un bassin biologique (2), lesdits flux d'eau permettant l'établissement d'un écosystème équilibré et évitant l'accumulation de sédiments dans le bassin de baignade, ledit bassin biologique contenant des plantes aquatiques (6) et une masse filtrante (7) ayant pour rôle d'assurer l'épuration de l'eau ; de 1'eau ainsi épurée étant ensuite retransférée par le système de circulation d'eau (17) dans le bassin de baignade, lesdits flux d'eau entre le bassin de baignade (1) et le bassin biologique (2) traversant éventuellement un jardin aquatique reproduisant un écosystème équilibré. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après, de formes de réalisation données à titre d'exemple, non limitatifs et illustrés par les dessins joints dans lesquels : -la figure 1 représente en vue de dessus une configuration possible des bassins. -la figure 2 représente en coupe le bassin biologique. -la figure 3 représente en vue de dessus les différents bassins ainsi que les flux d'eau entre eux. -la figure 4 représente en coupe les différents bassins lorsque le système de pompage est arrté. -la figure 5 représente en coupe les différents bassins lorsque le système de pompage est en fonctionnement. -la figure 6 représente en coupe le principe de séparation des bassins. Comme on peut le voir sur la figure 1, 1'espace de baignade aménagé est composé d'un bassin de baignade (1) ainsi que d'au moins un bassin biologique (2) et éventuellement de jardins aquatiques (3). Les bassins sont isolés entre eux par des murs (4) par exemple à travers lesquels des passages d'eau sont répartis permettant la circulation d'eau. L'accès au bassin de baignade (1) peut tre assuré par des pontons (5), réalisés en bois par exemple. Selon un mode de réalisation, les pontons seront disposés en recouvrement des murs (4) délimitant le bassin de baignade des autres bassins. Le bassin de baignade (I) doit contenir une eau claire et dépourvue d'éléments bactériologiques ou autres pouvant nuire à la santé. Selon un mode possible de réalisation, le fond du bassin peut tre constitué de gravier et les parois conçues et décorées de manière à ce que les algues forment une patine qui s'intègre au décor et donne un aspect naturel. Il est également possible de disposer dans le bassin de baignade des poissons ou autres ayant chacun un rôle bien précis. A titre d'exemple, il est possible d'introduire des poissons fouisseurs qui auront pour rôle de continuellement retourner le gravier du fond et de soulever les impuretés et empcher les algues de former un tapis peu esthétique. On peut également introduire des poissons de surface permettant d'éliminer les insectes ou des poissons herbivores qui mangeront tes algues. Le bassin biologique (2) constitue l'organe principal du système d'épuration biologique. Le principe d'épuration du bassin biologique (2) consiste à favoriser le développement de certains éléments naturels de manière à assurer l'élimination des éléments de 1'eau nuisibles à la baignade. Ainsi, pour obtenir une eau de boxe qualité il faut limiter au maximum le taux de matière organique inerte dans l'eau. Une mauvaise élimination des matières organiques peut conduire à une coloration brune de l'eau, au développement de germes pathogènes et à l'apparition de mauvaises odeurs liées à la fennentation. L'élimination des matières organiques est assurée en favorisant le développement de certaines bactéries. On peut citer à cet effet les bactéries nitrosomas et nitrobacter. Un autre point important pour la qualité de 1'eau est sa transparence. A cet effet, il faut limiter le développement du phytoplancton en favorisant le développement des macrophytes (ou plantes supérieures) au détriment des microphytes (phytoplancton). On introduira donc des plantes qui, en consommant les sels minéraux nécessaires au développement des microphytes, limiteront leur développement. Ces différents éléments naturels seront donc introduits dans le bassin biologique (2). Ce bassin est également étanche et isolé du sol naturel selon un principe qui sera décrit plus loin. La mise en place de ces éléments dans un bassin par exemple proche du bassin de baignade contribueront à donner à l'ensemble un aspect naturel. La figure 2 représente une vue en coupe du bassin biologique (2). Comme décrit précédemment, des plantes (6) sont introduites dans le bassin biologique (2) afin d'éviter le développement de microphytes. Ces plantes peuvent tre des plantes aquatiques ou des plantes de marais. A titre d'exemple, on peut citer le Typhas et ! a Jusséia grandiflora. Le fond du bassin biologique (2) est constitué d'une masse filtrante (7) servant de filtre et de support bactérien. Les bactéries implantées dans ! a masse filtrante permettent de transformer les matières organiques en suspension ou dissoutes dans l'eau en sels minéraux. Ces sels minéraux seront ensuite assimilés par les plantes (6). A cet effet, les plantes (6) sont directement plantées dans la masse filtrante (7). L'eau est ainsi débarrassée de matières organiques mortes et de sels (Nitrates, Phosphates). La masse filtrante (7) peut tre réalisée en tout type de matériau poreux. A titre d'exemple, il est possible d'utiliser du gravier de roche volcanique. Afin de maintenir un taux d'oxygénation nécessaire aux bactéries contenues dans la masse filtrante, il est possible de disposer, sous la masse filtrante par exemple, un système d'oxygénation du type cornu. Ce système peut également tre placé sur le système de pompage (8). La masse filtrante peut tre composée de différentes couches de matériaux. A titre d'exemple, la composition de la masse filtrante peut tre la suivante (de haut en bas) :-une couche de pouzzolane ou de gravier de roche volcanique (9) -une couche de gravier fin (10) -un filet anti-contaminant (11) -une couche de galets (12) pour permettre le drainage de 1'eau vers le réservoir de pompage (13) où se trouve la crépine de la pompe. L'eau épurée ayant ainsi traversé la masse filtrante (7) est alors drainée en partie basse vers un réservoir de pompage (13), représenté sur la figure 3, pour tre retransférée dans le bassin de baignade (1). Il est également possible de disposer des lampes à ultraviolet (14) entre le bassin biologique (2) et le bassin de baignade ()) sur le circuit de (8). Les ultraviolets assurent ainsi la destruction des germes pathogènes qui pourraient se trouver en suspension dans 1'eau. Selon une configuration minimale, 1'espace de baignade est composé d'un bassin de baignade (1) et d'un bassin biologique (2). Le bassin biologique (2) constitue l'essentiel du système d'épuration de l'ensemble. Il est également possible d'y associer un ou plusieurs autres bassins contenant des plantes aquatiques par exemple ou de recréer un décor sous marin. Selon un terme général, ces bassins seront appelés jardins aquatiques dans la description qui suit. Ces jardins pourront participer, en complément du bassin biologique à l'épuration de l'eau en récréant un écosystème équilibré limitant les développements anarchiques d'éléments nuisibles. A cet effet, les jardins aquatiques pourront par exemple contenir des plantes aquatiques du mme type que celles du bassin biologique (2). On poun-a également y introduire des poissons par exemple. De plus, la présence des jardins aquatiques permet de créer des zones accueillantes pour les animaux aquatiques et d'éviter ainsi qu'ils ne soient attirés par le bassin de baignade. Il est également possible éventuellement de disposer un réservoir (15) permettant d'alimenter en eau les différents bassins et de compenser entre autres l'évaporation. Par un système de régulation à l'aide d'un flotteur et d'une pompe (16) par exemple, ce réservoir permet en permanence de maintenir un niveau constant dans les différents bassins. Ce réservoir peut tre remplacé par une alimentation en eau du réseau, cependant il peut tre envisagé de le remplir en récupérant les eaux de pluies. A cet effet, il est possible de disposer un circuit de récupération d'eau à partir des gouttières des bâtiments voisins. Afin d'éviter toute contamination de l'eau, les premières eaux de pluies contenant de l'eau polluée (eau ayant lavé la toiture) sont piégées dans un récipient doté d'un clapet anti-retour, lorsque ce récipient est plein, l'eau coule en direction du réservoir (15). Le récipient se vide lentement de manière à récupérer sa fonction de piégeage s'il ne pleut pas pendant quelques jours. Afin d'assurer un brassage et un renouvellement de 1'eau du bassin de baignade, des flux d'eau circulants entre les différents bassins seront créés de manière à ce que 1'eau du bassin de baignade (l) traverse les jardins aquatiques avant de passer dans le bassin biologique (2) pour tre épurée et tre à nouveau transférée dans le bassin de baignade. La figure 3 représente un exemple de répartition des différents flux d'eau entre les bassins. Le passage de l'eau à travers les différents bassins est assuré par un système de circulation d'eau (17). Ce système permet de renouveler continuellement 1'eau des différents bassins, de l'épurer en lui faisant traverser la masse filtrante (7) et d'éviter toute sédimentation dans la partie réservée à la baignade qui doit rester propre. Cette sédimentation en plus de son aspect inesthétique peut favoriser le développement de germes éventuellement pathogènes. Le système de circulation d'eau est essentiellement composé d'une pompe (18), d'un réservoir de pompage (13), d'un drain de collecte des eaux filtrées (19), d'un réseau de collecteurs d'eau (20) dans le jardin aquatique et dirigé vers le bassin biologique, ainsi que de différents passages d'eau (21) permettant la communication entre les différents bassins. La description du principe de circulation d'eau qui suit est illustrée par les figures 3,4 et 5. Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 4, lorsque le système de pompage est arrté, les niveaux d'eau entre les différents bassins sont les mmes. Il est toutefois possible d'imaginer les différents bassins à des hauteurs différentes sans que le procédé de circulation d'eau ne change. La figure 5 représente schématiquement un exemple de fonctionnement du système de circulation d'eau. De Peau épurée contenue dans le réservoir de pompage (13) est transférée par la pompe (18) dans le bassin de baignade (I), créant ainsi une surpression dans ce dernier. Sous 1'effet de cette surpression, l'eau du bassin de baignade ( !) s'évacue par les prises d'eau profonde (22), situées au fond du bassin de baignade et communiquant à travers les murs (4), vers un autre bassin sous la forme d'un flux gravitaire et par les surverses (23) situées sur le sommet des murs (4) et permettant un débordement par dessus celui-ci sous la forme d'un flux de surface, créant ainsi un brassage continue ! de tout le volume d'eau évitant toute sédimentation. Le flux de surface pennet en outre d'écrémer les éléments flottant à la surface de l'eau en les évacuant du bassin concerné. Les orifices du bassin de baignade permettant l'évacuation des flux sont réalisés sur toute sa périphérie. L'eau évacuée du bassin de baignade (1) est déversée dans le jardin aquatique (3) s'il existe ou directement dans le bassin biologique (2) sinon. Des collecteurs (20) sont disposés dans le jardin aquatique (3). L'eau ainsi collectée est transférée par gravitation dans le bassin biologique (2). Les flux lents qui traversent le jardin aquatique évitent la stagnation, ne gnent pas le développement des plantes aquatiques et créent des conditions de vie idéales pour de nombreuses espèces aquatiques favorisant ainsi la création d'un écosystème équilibré complexe. L'eau du bassin biologique (2) est alors filtrée puis s'écoule par le drain de collecte (19) dans le réservoir de pompage afin d'tre pompée et réintroduite dans le bassin de baignade (I). Le système ultraviolet (l 4) peut tre disposé entre la pompe (18) et le bassin de baignade par exemple, il assure une décontamination de 1'eau avant son retour dans la partie réservée à la baignade. Un système d'oxygénation du type connu peut tre disposé sous la masse filtrante (7) ou à tout autre endroit des bassins. Préférentiellement, la configuration des bassins entre eux est telle qu'à tout endroit, 1'eau des bassins soit régulièrement brassée par les flux et qu'il n'y ait ainsi aucune eau morte propice à un développement bactériologique. A cet effet, le bassin de baignade peut par exemple tre encerclé par lés autres bassins. Les flèches de la figure 3 représentent les flux d'eau. Ces flux sont dirigés du bassin de baignade vers le bassin biologique. Afin d'éviter la sédimentation dans les parties jardin aquatique, il est possible de disposer des systèmes de pompage annexes (24) fonctionnant en circuit fermé sur ces parties et en complément du circuit principal, permettant de créer des turbulences afin de mouvoir les matières sédimentées vers le bassin biologique (2). Un tel système présente un intért d'autant plus important que la taille du jardin aquatique est grande. La présente invention propose également un mode de réalisation particulier des différents bassins et de leur étanchéité, représenté sur la figure 6. Ce mode de réalisation consiste à construire un bassin principal (28) puis de créer différents bassins à l'intérieur en les isolant par des murs (4). Ce mode de réalisation est beaucoup plus simple à réaliser que de constituer plusieurs bassins indépendants puisqu'il permet de réaliser des passages d'eau entre les différents bassins sans se soucier des problèmes d'étanchéité entre les murs (4). Il est cependant envisageable de réaliser plusieurs bassins indépendants sans que cela ne sorte du cadre de la présente invention. L'étanchéité des bassins est réalisée par apposition d'une membrane étanche (25). A titre d'exemple, cette membrane étanche peut tre constituée en bitume élastomère et armature polyester non tissé. Les murs (4) sont posés directement sur la membrane sous laquelle une semelle en béton armé (26) peut avoir été préalablement disposée. La membrane est éventuellement protégée par des couches de film de protection. Il n'y aura besoin d'aucun raccord d'étanchéité puisque la membrane sera intercalée entre le mur (4) et le sol naturel (27). La présente invention trouve ses applications dans les installations privées de baignade mais aussi dans des installations de plus grande envergure telles que des bassins publics. Revendications 1/Aménagement d'espace de baignade comprenant un bassin de baignade (1) contenant de 1'eau dépourvue d'éléments biologiques nuisibles à la baignade, un système de traitement biologique de 1'eau et un système de circulation d'eau entre le bassin de baignade et le système de traitement, caractérisé en ce que le système de circulation de 1'eau (17) permet créer des flux d'eau depuis le bassin de baignade (1) vers un bassin biologique (2), lesdits flux d'eau permettant l'établissement d'un écosystème équilibré et évitant l'accumulation de sédiments dans le bassin de baignade, ledit bassin biologique contenant des plantes aquatiques (6) et une masse filtrante (7) ayant pour rôle d'assurer l'épuration de 1'eau ; de 1'eau ainsi épurée étant ensuite retransférée par le système de circulation d'eau (17) dans le bassin de baignade, lesdits flux d'eau entre le bassin de baignade (1) et le bassin biologique (2) traversant éventuellement un jardin aquatique reproduisant un écosystème équilibré. 2/Aménagement d'espace de baignade selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pompe (18) du système de circulation d'eau (17) pompe de 1'eau filtrée dans le réservoir de pompage (13) et la transfère dans le bassin de baignade (1), sous 1'effet de la surpression crée, de 1'eau du bassin de baignade (1) s'évacue par des prises d'eau profonde (22) et des surverses (23) vers le jardin aquatique s'il existe ou sinon le bassin biologique, 1'eau du jardin aquatique s'écoulant alors par gravité à travers des collecteurs (20) pour rejoindre le bassin biologique (2), I'eau du bassin biologique étant alors filtrée par passage à travers la masse filtrante, puis s'écoulant par le drain de collecte des eaux filtrées (19) pour rejoindre le réservoir de pompage (13) où elle est renvoyée dans le bassin de baignade après avoir été éventuellement décontaminée par un système ultraviolet (14). 3/Aménagement d'espace de baignade selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bassin biologique (2) comprend une masse filtrante (7), constituée de matériaux poreux, dans laquelle sont plantées des plantes aquatiques (6) empchant le développement des microphytes, ladite masse filtrante servant également de support pour des bactéries permettant l'élimination des matières organiques. 4/Aménagement d'espace de baignade selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un système d'oxygénation de 1'eau, éventuellement disposé dans le bassin biologique, sous la masse filtrante (7). 5/Aménagement d'espace de baignade selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir d'eau (15) éventuellement relié à un système de récupération des eaux de pluies. 6/Aménagement d'espace de baignade selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'elle comporte un ou plusieurs systèmes de pompage annexe (24) fonctionnant en circuit fermé permettant de créer des turbulences dans les bassins. 7/Aménagement d'espace de baignade selon la revendication 1 caractérisé en ce que 1'eau du bassin de baignade (I) contient des poissons. 8/Aménagement d'espace de baignade selon la revendication 1 caractérisé en ce que les bassins sont réalisés à partir d'un bassin principal (28), ledit bassin principal étant cloisonné par des murs (4) afin de créer différents bassins. 9/Aménagement d'espace de baignade selon la revendication 8 caractérisé en ce que les murs (4) sont directement posés sur la membrane d'étanchéité (25), éventuellement protégée par des films de protection. 10/Aménagement d'espace de baignade selon la 1 caractérisé en ce que l'accès aux différants bassins se fait par des pontons (5) venant en recouvrement des murs (4) de séparation des bassins.