Brevet FR2862632A1 — publié le 20050527

La présente invention concerne une cuve de prétraitement des eaux usées domestiques collectées en sortie d'une habitation individuelle ou d'une petite collectivité équipée d'un dispositif de préfiltration. Les eaux usées rejetées par les particuliers ou les collecti- vités de moins de 50 équivalents habitants renferment classiquement une quantité notable de graisses ainsi que de boues et de diverses matières solides qu'il convient d'éliminer avant toute réutilisation. A cet effet, la réglementation en vigueur impose de monter en aval des habitations individuelles ou regroupées des filières composées notamment d'un prétraitement et d'un dispositif de traitement. Le prétraitement est le plus souvent assuré par des unités dites fosses toutes eaux qui permettent d'obtenir une épuration préalable simple et peu onéreuse des eaux rejetées. Il s'agit là de cuves dont la contenance est fonction de la 15 quantité d'eaux rejetée et est au minimum de 3 m3 pour une habitation de 5 pièces principales. Ces cuves sont classiquement équipées à leur partie supérieure d'une tubulure d'entrée des eaux à traiter, d'une tubulure d'évacuation des eaux épurées ainsi que d'un trou d'homme permettant la surveillance et le nettoyage de la cuve, qui doit intervenir réglementaire-ment au moins tous les quatre ans. De par son volume et sa forme il apparaît dans une telle cuve une stratification stable comportant verticalement une zone de tranquilisation médiane renfermant des eaux clarifiées, d'une part surmontée par une zone de chapeau dans laquelle se rassemblent les graisses et éléments flottants, et d'autre part surmontant une zone de digestion de fond de cuve dans laquelle se rassemblent les boues et diverses matières en suspension séparées de ces eaux par décantation gravitaire. Pour qu'une telle cuve puisse fonctionner de manière sa- tisfaisante, il est bien entendu nécessaire que l'orifice de la tubulure d'évacuation soit situé dans la zone médiane de la cuve, de façon à éviter au maximum l'évacuation vers l'extérieur d'eaux souillées par des graisses ou des boues. Pour améliorer les performances de telles cuves d'épuration, il a déjà été proposé d'équiper celles-ci de dispositifs de préfiltration placés au niveau du trou d'homme et munis d'au moins un orifice de sortie ajusté à la tubulure d'évacuation de sorte que les eaux usées introduites dans la cuve passent obligatoirement dans ce dispositif de préfiltration, avant leur évacuation vers le réseau situé en aval. De tels dispositifs sont en règle générale constitués par des boîtiers ou paniers d'une contenance de 50 litres chargés en éléments fil-5 trants par exemple en pouzzolane. Ces dispositifs de préfiltration ont toute une gamme d'inconvénients liés avant tout à la présence de l'élément filtrant qui est sujet à un colmatage rapide, lié à une maintenance délicate du fait de la souillure générée et du poids conséquent de cette charge qu'il convient de remplacer périodiquement. Il a également déjà été proposé de monter en sortie des cuves d'épuration d'eaux usées des dispositifs de préfiltration équipés d'éléments filtrant lamellaires ou tubulaires amovibles. Il s'agit là de dispositifs de maintenance plus aisée mais né-15 cessitant toujours la manipulation d'un matériau souillé de matières fécales, graisses, etc... Le but de l'invention consiste à remédier à ces inconvé-nients. A cet effet, l'invention concerne une cuve de prétraitement d'eaux usées domestiques du type susmentionné équipée d'un dispositif de préfiltration fixé sur le collet du trou d'homme de celle-ci et muni d'au moins un orifice de sortie ajusté à la tubulure d'évacuation des eaux usées. Une telle cuve est caractérisée en ce que le dispositif de préfiltration est formé par un élément de préférence monobloc constitué par un corps de préfiltre en forme de pot, notamment essentiellement cylindrique comportant: une paroi latérale dans laquelle est percé l'orifice de sortie; une paroi frontale supérieure percée d'une ouverture de ventilation et 30 d'observation; et une paroi frontale inférieure fendue se prolongeant au droit de la fente par un élément de décantation s'étendant obliquement vers le bas à l'extérieur du corps de préfiltre, jusque dans la zone médiane de la cuve, sans contact avec la zone de chapeau ni avec la zone de digestion de fond de cuve. Le dispositif de préfiltration équipant la cuve conforme à l'invention ne renferme pas d'élément filtrant. Il permet une observation visuelle directe du niveau de matières flottantes renfermées dans la zone de chapeau, ainsi que du degré de colmatage (et donc de la montée en charge) de la cuve, ce grâce à la présence de l'ouverture de ventilation et d'observation. De plus, cette ouverture assure une libre circulation de l'air à la partie interne de la cuve. Cette configuration autorise un nettoyage au jet d'eau sans qu'il soit nécessaire de démonter le dispositif de préfiltration. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, l'élément de décantation est constitué par un élément lamellaire équipé d'une série de canaux ou de tubes parallèles permettant d'augmenter la surface de décantation des boues et matières en suspension renfermées dans les eaux à traiter. Cet élément de décantation lamellaire constitue donc en quelque sorte un piège à matières en suspension permettant de limiter les risques de colmatage dans le réseau situé en aval de la cuve. Selon l'invention, il est essentiel de choisir l'inclinaison, la géométrie et les dimensions de l'élément de décantation lamellaire de manière à garantir le maintien d'un écoulement laminaire, c'est-à-dire le respect d'un nombre de Reynolds inférieur à 2400, ce quel que soit le débit des eaux en entrée de fosse. Le maintien d'un tel régime permet en effet de maîtriser l'écoulement des eaux au travers de la cuve et donc de garantir un fonctionnement optimum de celle-ci. Les dimensions de l'élément de décantation, dépendent également de paramètres liés à l'installation, en particulier du débit de pointe de celle-ci, de la taille maximum des éléments à décanter, et de surcroît de la nécessité de maintenir la vitesse de décantation en deçà d'une limite déterminée qui est en règle générale de 8 m par heure. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi frontale supérieure du corps de préfiltre est entourée d'une collerette permettant sa fixation sur le collet du trou d'homme de la cuve. Pour cela cette collerette peut avantageusement être équipée sur sa face externe de bourrelets permettant le verrouillage du corps de préfiltration sur le trou d'homme de la cuve. Il est à noter que cette collerette peut le cas échéant être découpée pour permettre son ajustage aux différents diamètres de collets. L'invention concerne également un dispositif de préfiltration destiné à une cuve du type susmentionné. Un tel dispositif de préfiltration est caractérisé en ce qu'il est formé par un élément de préférence monobloc constitué par un corps de préfiltre en forme de pot notamment essentiellement cylindrique comportant: une paroi latérale dans laquelle est percé au moins un orifice de sortie des eaux épurées; une paroi frontale supérieure percée d'une ouverture de ventilation et d'observation; et une paroi frontale inférieure fendue se prolongeant au droit de la fente 10 par un élément de décantation s'étendant obliquement à l'extérieur du corps de préfiltre. Les caractéristiques de la cuve de prétraitement ainsi que du dispositif de préfiltration qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue d'ensemble partiellement coupée d'une cuve de prétraitement équipée d'un dispositif de préfiltration; la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de préfiltration; la figure 3 est une vue détaillée de la figure 1 au niveau du dispositif de préfiltration sur laquelle sont schématisés les cheminements de l'eau et des matières en suspension séparées. Selon la figure 1, la cuve de prétraitement 1 est équipée à sa partie supérieure d'une tubulure d'entrée 2 des eaux à traiter et d'une tubulure d'évacuation 3 des eaux épurées ainsi que d'un trou d'homme sur le collet duquel est fixé un dispositif de préfiltration 4. Selon les figures 2 et 3, le dispositif de préfiltration 4 est formé par un élément monobloc constitué par un corps de préfiltre essentiellement cylindrique comportant une paroi latérale 5, une paroi frontale supérieure 6 et une paroi frontale inférieure 7. La paroi latérale 5 est percée d'une série d'orifices de sortie 8 qui sont ajustés à la tubulure d'évacuation 3 de la cuve 1 de sorte que les eaux usées introduites dans cette dernière par la tubulure d'entrée 2 passent obligatoirement à la partie interne du corps cylindrique 4 avant leur évacuation vers l'extérieur par la tubulure 3. La paroi frontale supérieure 6 du corps cylindrique 4 est percée d'une ouverture de ventilation et d'observation 9 et est entourée d'une collerette 10 équipée sur sa face externe de bourrelets 11 permet- tant le verrouillage du corps cylindrique 4 sur le trou d'homme de la cuve 1. Selon les figures 1 et 2, la paroi frontale inférieure 7 est percée d'une fente 12 permettant l'introduction selon les flèches A des eaux contenues dans la cuve 1 à la partie interne du corps cylindrique 4 et leur évacuation vers l'extérieur par les orifices de sortie 8 et la tubulure d'évacuation 3. La paroi frontale inférieure 7 se prolonge par ailleurs au droit de la fente 12 par un élément de décantation lamellaire 13 équipé d'une série de canaux parallèles 14. Selon les figures 1 et 3, l'élément de décantation lamellaire 13 s'étend obliquement vers le bas à l'extérieur du corps cylindrique 4 jusque dans la zone médiane de la cuve 1 c'est-à-dire dans la zone de tranquilisation des eaux clarifiées située entre une zone de chapeau dans laquelle se rassemblent les graisses et éléments flottants, contenus dans les eaux usées à épurer et une zone de digestion de fond de cuve dans la- quelle se rassemblent les boues et diverses matières en suspension séparées de ces eaux par décantation. L'inclinaison, la géométrie et les dimensions de l'élément de décantation lamellaire 13 sont choisies de manière à garantir le maintien d'un écoulement laminaire au sein de la cuve 1. L'élément de décantation lamellaire 13 constitue donc un piège à matières en suspension qui se séparent et migrent vers le bas dans la zone de digestion de fond de cuve selon les flèches B. REVENDICATIONS 1 ) Cuve de prétraitement d'eaux usées domestiques collectées en sortie d'une habitation individuelle ou d'un groupe de telles habitations et équipée d'une tubulure d'entrée des eaux à traiter, d'une tubulure d'évacuation des eaux épurées, ainsi que d'un trou d'homme sur le collet duquel est fixé un dispositif de préfiltration muni d'au moins un orifice de sortie ajusté à la tubulure d'évacuation de sorte que les eaux usées introduites dans la cuve passent obligatoirement dans le dispositif de préfiltration avant leur évacuation vers l'extérieur, cette cuve étant subdivisée à sa partie interne en une zone médiane d'eaux clarifiées d'une part surmontée par une zone de chapeau dans laquelle se rassemblent les graisses et éléments flottants contenus dans les eaux usées à épurer, et d'autre part surmontant une zone de digestion de fond de cuve dans laquelle se ras-semblent les boues et diverses matières en suspension séparées de ces eaux par décantation, caractérisée en ce que le dispositif de préfiltration est formé par un élément de préférence mono- bloc constitué par un corps de préfiltre (4) en forme de pot notamment essentiellement cylindrique comportant: une paroi latérale (5) dans laquelle est percé l'orifice de sortie (8) ; une paroi frontale supérieure (6) percée d'une ouverture de ventilation et d'observation (9) ; et une paroi frontale inférieure fendue (7) se prolongeant au droit de la fente (12) par un élément de décantation (13) s'étendant obliquement vers le bas, à l'extérieur du corps de préfiltre (4), jusque dans la zone médiane de la cuve (1), sans contact avec la zone de chapeau ni avec la zone de digestion de fond de cuve. 2 ) Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de décantation (13) est constitué par un élément lamellaire équipé d'une série de canaux ou de tubes parallèles (14) permettant d'augmenter la surface de décantation des boues et matières en suspension renfermées dans les eaux à traiter. 3 ) Cuve selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'inclinaison, la géométrie ainsi que les dimensions de l'élément de décantation lamellaire (13) sont choisies de manière à garantir le maintien d'un écoulement laminaire. 4 ) Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la paroi frontale supérieure (6) du corps de préfiltre (4) est entourée d'une collerette (10) permettant sa fixation sur le collet du trou d'homme de la cuve (1) . 5 ) Cuve selon la revendication 4, caractérisée en ce que la collerette (10) est équipée sur sa face externe de bourrelets (11) per-mettant le verrouillage du corps de préfiltre (4) sur le trou d'homme de la 15 cuve (1) . 6 ) Dispositif de préfiltration destiné à une cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu' il est formé par un élément de préférence monobloc constitué par un corps de préfiltre en forme de pot (4), notamment essentiellement cylindrique comportant: une paroi latérale (5) dans laquelle est percé au moins un orifice de sortie (8) des eaux épurées; une paroi frontale supérieure (6) percée d'une ouverture de ventilation et d'observation (9) ; et une paroi frontale inférieure fendue (7) se prolongeant au droit de la fente (12) par un élément de décantation (13) s'étendant obliquement à l'extérieur du corps de préfiltre (4).