Brevet FR2817857A1 — publié le 20020614

Les eaux de pluie ou les eaux venant de sources diverses et s'écoulant sur les rues, les parkings ou d'autres surfaces urbanisées, sont polluées d'huiles ou d'hydrocarbure de nature variée. Ces effluents pollués doivent être traités avant le rejet dans la nature ou avant d'être évacués dans des réseaux d'assainissement. Ce traitement consiste à séparer les hydrocarbures de telle sorte que l'effluent ne comporte qu'un pourcentage très faible d'hydrocarbures, défini et toléré par la réglementation. A cette fin, il existe des ouvrages dits séparateur d'hydrocarbures ou séparateur de liquides légers . Pour la suite du texte l'appellation hydrocarbure englobe toutes sortes d'huile ou de liquides légers. La séparation des hydrocarbures de l'effluent pollué, s'effectue en majeure partie par différence de densité entre l'eau et les hydrocarbures. Pour ce faire, l'effluent pollué entre dans un réservoir de volume adéquat, comprenant une zone dite de séparation. Ce réservoir appelé séparateur est conçu de sorte que la vitesse d'écoulement de l'effluent qui est inversement proportionnelle à la longueur de la chambre de séparation soit suffisamment faible pour que les molécules d'hydrocarbures aient le temps de remonter en surface par l'effet gravitaire. Notons que la séparation des particules très fines d'hydrocarbures qui ne peuvent pas monter par simple effet gravitaire, est obtenue, à chaque fois que ceci est nécessaire, en utilisant des filtres coalescents. Suivant les normes et les réglementations en vigueur, les séparateurs sont classés suivant leur capacité à séparer des hydrocarbures à partir des tests hydrauliques conventionnels prévus par les normes. L'efficacité des séparateurs est d'autant plus grande que la longueur de la trajectoire de l'écoulement dans la zone de séparation est plus importante. Assez couramment, les effluents pollués sont également chargés de boue. De même que pour les hydrocarbures, la réglementation limite la teneur en boue des effluents avant leur rejet dans la nature ou dans les réseaux d'assainissement. La séparation des boues s'effectue moyennant des appareils dits débourbeur . Ces appareils sont constitués de réservoirs de volume suffisant permettant de tranquilliser l'écoulement et permettre aux boues qui sont plus lourdes que l'eau de descendre par effet gravitaire au fond du réservoir. Concernant les débourbeurs, l'efficacité est définie par le volume de boue pouvant être retenu dans le débourbeur. Les normes en vigueur imposent l'utilisation des installations de traitement comportant à la fois un séparateur d'hydrocarbure et un débourbeur. Ces deux appareils peuvent être intégrés en un seul produit combiné ou dans deux produits indépendants ; dans les deux configurations la fonction de débourbage précède celle de séparation des hydrocarbures. L'inventaire des solutions existantes montre des produits en béton, en acier, en matériaux plastique ou composites. Ces produits se présentent en forme cylindrique verticale ou horizontale, parallélépipédique ou des formes s'y rapprochant. Pour des raisons pratiques et économiques, les produits existants sont généralement de type combiné : séparateur avec débourbeur intégré, appelés séparateurdébourbeur . La présente invention s'intéresse tout particulièrement à ce type de produit. Un séparateur-débourbeur est caractérisé par sa taille nominale TN, qui correspond au débit de l'effluent qu'il est capable de traiter en garantissant l'efficacité du traitement. En fonction du contexte et des conditions dans lesquels les séparateursdébourbeurs sont employés, les normes spécifient des volumes minimaux de débourbeur à respecter. Le volume minimal du débourbeur varie de 100 à 300 fois la TN du séparateur. Par exemple, pour un séparateur de taille 10 litres par seconde, le volume exigé pour le débourbeur varie de 1000 à 3000 litres. Compte tenu du volume nécessaire de la zone de séparation des hydrocarbures d'une part, et du volume minimal du débourbeur d'autre part, les appareils séparateurdébourbeur se retrouvent avec des encombrements et des poids importants. Ceci rend onéreux le coût de revient de l'appareil en production, en manutention et en transport. De même, cet encombrement nécessite des terrassements importants et coûteux lors de la mise en oeuvre. La présente invention propose une nouvelle conception pour les appareils combinés séparateur-débourbeur, permettant d'optimiser les volumes utiles de séparation et de débourbage. Dans cette nouvelle conception, la zone de débourbage se trouve circonscrite par la zone de séparation des hydrocarbures. Ainsi, l'effluent entre tout d'abord dans la zone de débourbage où les boues sont séparées ; il entre ensuite dans la zone de séparation des hydrocarbures, il suit une trajectoire longue autour de la zone de débourbage. Les hydrocarbures ont ainsi le temps de remonter en surface avant que l'effluent s'évacue. L'intérêt majeur de l'invention consiste à offrir à l'effluent une très grande trajectoire, critère déterminant de séparation pour les hydrocarbures. Les figures (1) à (3) montrent le principe de fonctionnement d'un appareil séparateur-débourbeur traditionnel existant à ce jour. La figure (1) présente un séparateur-débourbeur (1). L'effluent pollué de boues et d'hydrocarbures entre dans l'appareil par le tube d'entrée (2). Il entre tout d'abord dans la zone de débourbage (3) où la boue (4) descend grâce à sa densité plus élevée que celle de l'eau. La boue tassée est stockée au fond de cette zone (5). L'effluent déchargé de boue et pollué d'hydrocarbures traverse ensuite la paroi (7) pour rentrer dans la zone de séparation des hydrocarbures (6) où les particules d'hydrocarbures (8), plus légères que l'eau, remontent en surface et constituent une couche (9) qui sera vidangée dans le cadre des entretiens courants. Suivant les exigences demandées, l'appareil comporte ou non un filtre coalescent (11), situé juste avant le tube de sortie (10) d'où l'effluent traité s'évacue. Les figures (2) et (3) présentent en coupe horizontale, deux types d'appareil de forme cylindrique verticale (12) et parallélépipédique (13), respectivement. Les figures (4) à (6) montrent les détails et les différentes configurations de l'invention proposée par le présent brevet. La figure (4) présente un séparateur-débourbeur, en coupe verticale. Les figures (5) et (6) montrent en coupe horizontale, un appareil cylindrique vertical et un appareil parallélépipédique, respectivement. En terme de fonctionnement, l'effluent pollué entre par le tube d'entrée (18) dans la zone de débourbage (15). Cette zone est toujours située dans la partie centrale de l'appareil (23) ou (24) avec un fonctionnement similaire à celui des appareils traditionnels. L'effluent déchargé de boues et chargé d'hydrocarbures rentre alors dans la zone de séparation des hydrocarbures (16) en traversant la voie (19) formée d'un tube ou d'autres moyens équivalents. La zone de séparation (16) faisant le tour de la zone de débourbage (15), est constituée de tout le volume situé entre les parois (17) et (22). La paroi (17) est la coquille de stockage des boues et la paroi (22) est la coquille extérieure de l'appareil. La cloison (14) située dans la zone (16) et reliant les parois (17) et (22) impose à l'effluent un sens d'écoulement avant qu'il s'évacue par le tube de sortie (20). Cette invention définit une large gamme de nouveaux appareils de traitement des eaux polluées de boue et d'hydrocarbures, dont la fonction consiste à séparer et isoler d'une part la boue dans une zone dite de débourbage (15) et d'autre part les hydrocarbures dans une zone dite de séparation (16), avant le rejet des eaux dans la nature ou dans les réseaux d'assainissement. Ces nouveaux appareils, en béton, en acier, en matériaux plastique ou composites se caractérisent en ce que, ladite zone de débourbage de l'appareil se trouve circonscrite par ladite zone de séparation des hydrocarbures. Ainsi, l'effluent rentre tout d'abord dans la zone de débourbage (15) où la boue (4) est séparée et stockée (5) ; il entre ensuite dans la zone de séparation des hydrocarbures (16). L'effluent suit ainsi une trajectoire longue autour de la zone de débourbage. Les hydrocarbures (8) ont ainsi le temps de se séparer en remontant en surface en formant une couche qui sera vidangée dans le cadre de l'entretien de l'installation, avant que l'effluent déchargé de boue et d'hydrocarbures s'évacue. L'intérêt majeur de l'invention consiste à offrir à l'effluent une très grande trajectoire dans un appareil de dimensions relativement réduites. La longueur de la trajectoire étant un critère déterminant de séparation pour les hydrocarbures qui sont plus légers que l'eau. De même que dans les séparateur-débourbeur traditionnels, un filtre coalescent (21) peut se trouver avant le tube de sortie (20). Sur les figures (5) et (6), on constate l'intérêt de l'invention, compte tenu des longueurs proportionnellement importantes de la zone de séparation, par rapport à l'encombrement de l'appareil. Par exemple, dans le cas d'un appareil cylindrique vertical (23), figure (5), la longueur de la zone de séparation (16) est environ trois fois plus grande que le diamètre de l'appareil. L'efficacité hydraulique en séparation équivaut à celle d'un appareil dont le volume est deux à trois fois plus important. Les zones de stockage des boues (15) et des hydrocarbures (16) peuvent avoir différentes formes. Les figures (5) et (6) montrent des formes simples cylindriques (23) et parallélépipédiques (24) respectivement. Mais toutes autres formes quelconques : polygone, elliptique, etc. sont possibles et envisageables. La présente invention couvre outre les produits et les appareils conçus et fabriqués suivant les caractéristiques innovantes annoncées ci-dessus, toutes installations de traitement des eaux, mises en oeuvre avec lesdits appareils. REVENDICATIONS 1) : Appareil de traitement des eaux polluées de boue et d'hydrocarbures, en béton, en acier, en matériaux plastique ou composites, consistant à séparer et isoler d'une part la boue dans une zone dite de débourbage (15) et d'autre part les hydrocarbures dans une zone dite de séparation (16), avant le rejet des eaux dans la nature ou dans les réseaux d'assainissement ; caractérisé en ce que, ladite zone de débourbage de l'appareil se trouve circonscrite par ladite zone de séparation des hydrocarbures, de façon que l'effluent entre tout d'abord dans la zone de débourbage où la boue est séparée et stockée ; il entre ensuite dans la zone de séparation des hydrocarbures et suit ainsi une longue trajectoire autour de la zone de débourbage ; les hydrocarbures ayant ainsi le temps de se séparer en remontant en surface avant que l'effluent déchargé de boue et d'hydrocarbures s'évacue. 2) : Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois (17) et (22) délimitant les zones de débourbage (15) et de séparation (16) respectivement, sont de forme cylindrique verticale. 3) : Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois (17) et (22) délimitant les zones de débourbage (15) et de séparation (16) respectivement, sont de forme parallélépipédique. 4) : Installations de traitement des eaux polluées, dont la fonction du traitement est assurée par au moins un appareil selon l'une des revendications 1 à 3.