Brevet FR2867393A1 — publié le 20050916

Dispositif de forte capacité pour la clarification et la décantation d'une suspension de matières dans un liquide. L'invention concerne un dispositif de décantation de matières en suspension dans un liquide, pour fournir d'une part un liquide clarifié et d'autre part une boue. Ce dispositif concerne particulièrement une méthode pour l'alimention de lits de boue se trouvant dans un décanteur. La dite suspension est un effluent sortant d'un processus industriel et que l'on souhaite recycler à l'amont du dit processus ou que l'on souhaite rejeter en aval après décantation dans le domaine publique, ou est également, une eau brut prélevée sur la ressource naturelle destinée à alimenter de tels processus industriels ou des installations de traitement d'eaux urbaines. Il est connu que la décantation de suspensions de matières dans un liquide est réalisée plus avantageusement par des décanteurs ayant un lit de boues floculé, le dit lit de boue étant alimenté par la suspension en sa partie inférieure, les dits décanteurs présentant une capacité hydraulique plus élevée que des décanteurs conventionnels de même surface au sol. Il est connu des décanteurs à lit de boues floculé, le dit lit de boues se diffusant dans une chambre de décantation au dessus et autour de l'orifice de sortie d'un conduit d'alimentation centrale de la suspension pour lesquels la capacité hydraulique est comprise entre 5 et 15- (Mètres /Heure) - Mètres cube de suspension par mètre carré de surface au sol et par heure avec par exemple une suspension constituée de particules minérales dans l'eau. Il est également connu tels que décrits dans le Brevet d'invention FR 8024627 des décanteurs fonctionnant en deux étages avec un lit de boues floculé contenu dans un récipient de forme circulaire divergente vers le haut, lequel récipient étant alimenté en sa partie inférieure par plusieurs écoulements ascendants de suspension en sortie d'une pluralité de conduits verticaux immergés dans le dit récipient ou par un écoulement ascendant de la dite suspension à travers une fente circulaire ménagée à la base dudit récipient. La vitesse du dit écoulement décroît de la base du dit récipient vers le sommet de celui ou elle peut atteindre au moins 100 mètres par heure. Par construction de ce récipient, la plus grande section horizontale de passage de la dite suspension dans le dit compartiment représente la moitié, ou seulement le quart de la surface au sol du dit décanteur en limitant ainsi sa capacité hydraulique à environ 25 à 30 Mètres cube de suspension par mètre carré de surface au sol du décanteur et par heure pour une suspension constituée par exemple d'une suspension de particules minérales dans l'eau. Notamment, ces types de décanteurs utilisent une surface au sol importante dans le cas ou la suspension présente une faible vitesse de clarification 40 due à la finesse et à la dilution élevée des dites matières. Il est connu d'utiliser un décanteur sur lit de boues floculé de type co courant ascendant, 'Up Flow Clarifier', le dit lit de boues floculé étant contenu dans une chambre de clarification occupant une surface importante comparée à la surface au sol du décanteur. 2867393 2 Le dit lit de boues étant alimenté par un système d'injection immergé à la base de la dite chambre et interposé entre la conduite d'alimentation de la suspension et le dit lit de boues de telles sortes que les matières pouvant êtres floculées, les flocons, les matières ne pouvant pas êtres floculées et le liquide ont un écoulement ascendant cocourant dans cette chambre. Selon un processus connu de l'homme de l'art, le dit liquide monte entre les dits flocons déjà formés de sorte que les dites matières pouvant êtres floculées encore en suspension dans ce liquide se lient à ces dits flocons pour en accroître le volume formant ainsi dans la dite chambre une boue et un liquide clarifié au dessus de la dite boue plus dense. Ce processus s'accompagne d'une dilution croissante des dites matières résiduelles pouvant êtres floculées rendant leur floculation plus difficile. Des matières contenues initialement dans la suspension descendent à contre courant du dit écoulement ascendant et s'accumulent sur le fond de la dite chambre de clarification selon la nature et la quantité de ces dites matières et selon la vitesse de l'écoulement ascendant de la dite suspension traversant la dite chambre. Il est connu dans les brevets d'invention FR 1115038 et FR 2477896 de tels décanteurs: le lit de boues floculé étant alimenté par des écoulements ascendants continus ou discontinus en sortie de divers systèmes d'injection. De tels systèmes d'injection utilisant différents types d' injecteurs immergés sont également décrits dans les brevets US 4 263 137 et PCT/FR85/00211 avec pour objectifs de favoriser le grossissement des dits flocons et la diminution de la concentration de matières pouvant êtres floculées dans le liquide avec une constante diminution de la vitesse des écoulements à l'aval desdits injecteurs mais pas nécessairement sans dissipations turbulentes dans ces écoulements susceptibles de casser les dits flocons au détriment de leur croissance. Il est également connu selon une description d'un lit de boues floculé co courant contenu dans la dite chambre, une instabilité du procédé de clarification dès lors que selon une section horizontale de l'écoulement ascendant du dit lit de boues la traversant, les vitesses du dit écoulement à travers cette section ne sont pas uniformes. II en résulte dans le lit de boues floculé en aval des dits systèmes d'injection alternativement la présence de gros flocons en zones d'écoulements rapides descendant à contre courant dans le dit écoulement s'accumulant ainsi sur le fond de la dite chambre et la présence de petits flocons en zone d'écoulements moins rapides qui sont entraînés vers le haut du dit lit de boues salissant ainsi le liquide clarifié. Selon également une description connue de l'homme de l'art, un premier étage de traitement produit des boues pré épaissies dans la dite chambre de clarification selon un débit pouvant être par exemple au moins sensiblement égal à environ le tiers du débit de la suspension initiale selon le type de suspension et le type d'agent coagulant ou floculant et un liquide clarifié primaire. Laquelle boue pré - épaissie devant être décantée selon un deuxième étage de traitement dans une chambre de décantation sous jacente laquelle produisant d'une part une boue épaissie et d'autre part un liquide clarifié secondaire. 2867393 3 Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. La présente invention a en effet pour objet de répartir une suspension de matières dans un liquide à l'intérieur d'une chambre de clarification co courant contenant un lit de boue primaire et de transférer les dites boues issues de cette chambre dans une chambre de décantation sous jacente. Le dispositif de la présente invention comporte une partie compacte et une enveloppe dans laquelle est immergée la dite partie compacte pour constituer un décanteur selon que: - L'alimentation du dit lit de boue primaire dans la dite chambre de clarification est réalisée au moyen d'une chambre sous jacente comprenant dans la dite chambre un système de répartition immergé de la suspension et de telle sorte que indépendamment du débit de suspension traversant la dite partie compacte, toutes les matières pénétrant dans la dite chambre de clarification sont entraînées par l'écoulement ascendant la traversant. - L'introduction et la répartition de la dite suspension dans la dite chambre de clarification est réalisée avec un système d'injection immergé en la partie inférieure de cette chambre tels que soient obtenus dans l'écoulement à l'aval des injecteurs une diminution importante de la vitesse de cet écoulement sans dissipations turbulentes et une égale répartition des débits traversant les dits injecteurs. - Le dit système d'injection permet par ailleurs un nettoyage continu de la base de cette chambre pendant les régimes transitoires de débits la traversant. - La dite chambre de clarification occupe par exemple 70 pour cent de la surface au sol du dit dispositif. - La répartition et l'introduction des dites matières pré - épaissies dans une chambre de décantation située en la partie sous jacente de la dite partie compacte du dit dispositif est réalisée pour y constituer un lit de boues secondaire. - Le transfert de liquides clarifiés produit par la dite chambre de décantation est également réalisé. Le dispositif selon l'invention comporte en effet selon une première caractéristique: -Une enveloppe 119 de forme cylindrique en sa partie supérieure et de forme conique en sa partie inférieure, pointe tournée vers le bas. Cette enveloppe comportant également en sa partie supérieure une surface libre à l'atmosphère et une sortie F4 des liquides clarifiés et en sa partie inférieure une chambre de décantation ainsi que une sortie F6 des boues épaissies située en la partie inférieure de la dite chambre de décantation. La dite chambre de décantation comportant en sa partie supérieure un lit de boues secondaire 124 et en sa partie inférieure une zone d'épaississement 103 de types connus. -Au moins une partie compacte selon l'invention. La dite partie compacte est totalement immergée dans la partie médiane selon la verticale de la dite enveloppe 119 avec une entrée FI de la dite suspension à traiter et au moins une entrée F9 de solution diluée de floculant ou de coagulant. 2867393 4 -Une entrée F10 pour injecter dans la dite chambre de décantation une solution diluée de floculation/coagulation. Selon un premier mode particulier de réalisation propre à l'invention: Le dit dispositif est caractérisé en ce que la plus grande surface de la section horizontale de passage de la dite suspension à traiter selon le flux F3 traversant selon la verticale la dite partie compacte est au plus égale à 95 pour cent de la section de la surface horizontale de la dite enveloppe 119. Ces dispositions permettent que la surface de la section horizontale de passage de la dite suspension à traiter selon le flux F11 dans la chambre de clarification 112 soit la plus importante possible par rapport à la surface au sol du dit dispositif. Ainsi le débit de suspension à traiter par le dispositif est important ce qui permet d'en réduire la surface au sol. La dite partie compacte comporte en effet selon une deuxième 15 caractéristique: -Un conduit 101 vertical d'alimentation de la dite suspension selon F2 étant immergé en la partie centrale d'une chambre de répartition et de floculation 105. Le dit conduit comporte en sa partie supérieure un adducteur 120 recevant la dite suspension à traiter selon le flux F2 et au moins un orifice 102 en sa partie inférieure. - Un système de répartition de la dite suspension supporté par la paroi inférieure du dit conduit 101. - Des moyens 106 pour injecter une solution diluée de floculant/coagulant selon F9 en la dite suspension à traiter en amont dudit système de répartition. -La dite chambre de répartition et de floculation 105 constituant un premier étage de traitement ayant en sa partie supérieure une paroi 127 et comportant de haut en bas une première partie divergente vers le bas en continuité avec une chambre de clarification sus jacente, une deuxième partie cylindrique, et une troisième partie conique convergente vers le bas se terminant par au moins un orifice 123 et un déflecteur 118 situé sous le dit orifice, -La dite paroi 127 horizontale ou légèrement conique dont la pointe est tournée vers le bas et qui comporte au moins un orifice 211 ou une pluralité d'orifices 211 répartis sur toute la surface de la dite paroi et en sa partie inférieure un orifice central 113 autour du dit conduit 101 traversant la dite paroi. La dite paroi 127 étant commune à la chambre de clarification 112 et à la chambre de répartition 105. -La dite chambre de clarification 112 de forme cylindrique de même surface que la dite paroi 127, située en continuité vers le haut au dessus de la dite chambre de répartition et de floculation 105. Laquelle chambre de clarification contient un lit de boues primaire floculé co courant selon l'écoulement ascendant F11.La dite chambre de clarification constituant un deuxième étage de traitement produisant une boue pré épaissie et un liquide clarifié 121 au dessus de la dite boue pré - épaissie. 2867393 5 -Un système d'injection de la dite suspension dans la dite chambre de clarification 112 qui est supporté par la dite paroi 127 faisant ainsi communiquer dans le sens de l'écoulement, la dite chambre de répartition et de floculation 105 sous jacente avec la dite chambre de clarification 112 sus jacente. -Une paroi 126 en continuité vers le bas avec la dite chambre de répartition et de floculation 105 de forme cylindrique. -Un système de transfert 116 de liquides clarifiés selon la direction du flux F7 reliant la base de la dite partie compacte avec la partie supérieure de la dite chambre de clarification 112 de la dite partie compacte. Selon un deuxième mode particulier de réalisation propre à l'invention: Le dit système de répartition est constitué d'une pluralité de tuyauteries 104 identiques en forme de crosses recourbées à leurs extrémités qui sont caractérisées d'une part en ce qu'elles traversent la surface inférieure du conduit 101 et que leurs orifices de sortie sont situés dans la dite chambre de répartition et de floculation 105 et qui sont caractérisées d'autre part en ce que les dits orifices de sortie produisent des jets de suspension qui sont quasi perpendiculaires à la dite surface extérieure du conduit 101 en direction de celle ci qui fait écran aux dits écoulements. Le dit écran crée un obstacle forçant les dits écoulements immergés à perdre rapidement de la vitesse et à se diffuser uniformément dans le volume de la dite chambre de répartition et de floculation 105. Ces dispositions contribuent également à favoriser la floculation des matières en suspension. Les orifices de sortie des dits répartiteurs 104 sont également caractérisés en ce que ils sont situés à une distance de l'écran constitué par la paroi externe du conduit 101, telle que cette distance soit inférieure ou égale à dix fois le diamètre de sortie des dites tuyauteries 104. Ces dispositions contribuent à la répartition homogène de la dite suspension à traiter au sommet de la dite chambre de répartition 105 sur la surface inférieure de la paroi 127 avec une distribution de vitesses homogène de l'écoulement vertical ascendant de la dite suspension à traiter selon le flux F3 dans le volume de la dite chambre de répartition et de floculation 105. Selon également un troisième mode particulier de réalisation propre à l'invention: - Le dit système d'injection est constitué d'une pluralité d'injecteurs identiques 111 qui sont des tuyauteries en forme de crosses recourbées à leurs extrémités caractérisées en ce que les dites tuyauteries 111 traversent la dite paroi 127 au travers des dits orifices 211 et en ce que leurs orifices de sortie 212 sont situés dans la dite chambre de clarification 112. La perte de charge des dites tuyauteries 111 est suffisante pour obtenir une égale répartition des débits de suspension les traversant faisant que la suspension se présentant à la partie supérieure de la chambre de répartition et de floculation 105 est répartie de manière homogène selon les flux F12 sur toute la surface de la chambre de clarification 112 sus jacente à la sortie des orifices 212 des dites tuyauteries 111. 2867393 6 - Les dits orifices d'entrée 211 sont répartis uniformément sur toute la surface de la dite paroi 127, par exemple mais de manière non limitative, selon une maille carrée ou triangulaire. Les dits orifices de sortie 212 sont caractérisés en ce qu'ils sont également répartis de manière identique selon par exemple la dite maille carrée ou triangulaire et que la distance horizontale séparant deux des dits orifices de sortie 212 de deux injecteurs 111 voisins est au moins égale à cinq fois le diamètre intérieur des dits orifices de sortie 212. Ces dispositions permettent au lit de boues primaire d'avoir une distribution de vitesses ascendantes verticales homogène selon le flux F11 selon l'horizontale dans la chambre de clarification 112. Selon une variante non illustrée sur les dessins, pour optimiser la formation des flocons selon la nature des particules à traiter et des floculants et /ou des coagulants utilisés, on pourra mettre en oeuvre à chaque orifice d'entrées 211 des tuyauteries 111 et /ou 104, un rétrécissement ou un diaphragme permettant d'augmenter le taux de turbulence et d'optimiser le taux de formation des dits flocons. Selon également une variante non illustrée sur les dessins, dans certains cas, en particulier lorsque les flocons sont facilement cassés par la turbulence, on pourra également placer à chaque orifice de sortie 212 des tuyauteries 111 et /ou à chaque orifice de sortie des tuyauteries 104, un élément divergent qui limitera la dissipation turbulente avant que le jet ne frappe les parois qui supportent les dites tuyauteries. - Les dits orifices de sortie 212 sont également caractérisés d'une part, en ce que la distance verticale les séparant de la dite paroi 127 est au plus égale à dix fois le diamètre des dits orifices 212 et sont également caractérisés d'autre part en ce que les jets en sortie des dits orifices 212 selon les flux F12 sont en direction et quasi perpendiculaires à la dite paroi 127 faisant écran. On considère d'une part la vitesse de suspension traversant les dites tuyauteries selon F12 et d'autre part la vitesse moyenne de l'écoulement ascendant de la dite suspension dans la chambre de clarification selon F11: ces dispositions permettent que la seconde soit beaucoup plus faible que la première dans un rapport de réduction important sans dissipation turbulente. Les dispositions énoncées ci-dessus font que les dits écoulements immergés divergents F12 descendent et ralentissent jusqu'à ce qu'ils rencontrent la parois 127 et les écoulements issus des injecteurs 111 voisins faisant en sorte que d'une part, les dits écoulements recouvrent toute la surface de la dite paroi 127 en ralentissant sur la surface de cette paroi 127 ayant conservé une vitesse suffisante pour remettre en suspension des matières y étant déposées en régimes transitoires et que d'autre part les dits écoulement deviennent ascendants selon un flux de section également divergente de telles sorte qu'ils continuent à perdre de leur vitesse dans la dite chambre de clarification 112 pour y atteindre finalement une vitesse ne variant plus à travers une section horizontale située sous le niveau supérieur de la dite chambre de clarification 112. 2867393 7 Selon également un quatrième mode particulier de réalisation propre à l'invention: - La dite chambre de clarification 112 est caractérisée en ce que la surface de sa section horizontale est au plus égale à 80 pour cent de la surface de la section horizontale de la partie cylindrique de la dite chambre de répartition et de floculation sous jacente 105. On considérera, pour une suspension donnée dans un écoulement ascendant, trois types de matières en suspension et de dimensions croissantes, les particules fines, les particules critiques et les grosses particules. On appelle particules critiques celles qui restent en suspension neutre dans le dit écoulement. Les particules fines sont entraînées vers le haut par l'écoulement ascendant et les grosses particules descendent à contre courant dans l'écoulement. Une description plus détaillée de cette dénomination est connue de l'homme de l'art. Par construction du dit appareil et quel que soit le débit de suspension à traiter le traversant, la vitesse de l'écoulement ascendant de la dite suspension dans la partie supérieure de la dite chambre de répartition et de floculation 105 selon la direction du flux F3 est toujours inférieure à la vitesse de l'écoulement ascendant selon la direction du flux F11 de la dite suspension dans la dite chambre de clarification 112 sus jacente. Il en résulte que les particules critiques sont plus petites dans la chambre de répartition et de floculation 105 sous jacente. Ainsi, toutes les matières pénétrant dans la dite chambre de clarification 112 sont entraînées par l'écoulement ascendant selon la direction du flux F11. Les autres particules descendent à contre - courant de l'écoulement ascendant F3 dans la chambre de répartition et de floculation 105 sous jacente et elles passent finalement à travers le dit orifice inférieur central 123 selon le flux F5. La dite chambre de clarification possédant sur sa section horizontale 122 au moins une sortie 109 en sa périphérie ou sont prélevés de gros flocons, les matières non floculées et un liquide résiduel contenant une faible quantité de matières en suspension. Selon également un cinquième mode particulier de réalisation propre à l'invention: - La dite paroi 126 est caractérisée en ce que son extrémité inférieure est située sous le niveau de l'orifice de sortie inférieure 123 de la dite chambre de répartition et de floculation 105 ménageant ainsi un volume entre la dite paroi et la paroi conique de la dite chambre de répartition et de floculation 105 à l'extérieur de celle-ci à la base de la dite partie compacte. Le dit volume ayant en sa partie supérieure une pluralité d'orifices 117 d'entrée des cheminées 116. Selon également un sixième mode particulier de réalisation propre à l'invention: - Le dit système de transfert des liquides clarifiés secondaire selon la direction du flux F7 est constitué d'une pluralité des dites cheminées 116 qui peuvent traverser la dite paroi 127 caractérisées en ce que d'une part, leurs dits orifices d'entrée 117 sont répartis uniformément sur la dite paroi conique de la dite chambre de répartition et de floculation 105 et à la périphérie de celle ci et caractérisées d'autre part, en ce que leurs orifices de sortie 128 sont situés au dessus du niveau de sortie 122 de la dite chambre de clarification 112. 2867393 8 La perte de charge des dites chemines étant faible par rapport à la perte de charge du dispositif de transfert des boues pré épaissies selon la direction du flux F8. Selon également un septième mode particulier de réalisation propre à l'invention: - le dit dispositif est également caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de la dite paroi 126 selon les modes particuliers de réalisation de l'invention est immergée dans la dite chambre de décantation du dispositif pour y constituer en son extrémité l'orifice d'alimentation 110 d'un second lit de boues. L'écoulement descendant selon la direction du flux F8 traverse le dit dispositif selon la verticale à la périphérie de la dite partie compacte dans un passage 108 qui est aménagé entre la dite enveloppe 119 et la dite partie compacte. Le dit passage 108 ayant un orifice d'entrée 109 situé à la périphérie de la chambre de clarification 112 et un orifice de sortie 110 situé à l'extrémité de la dite paroi 126 en périphérie de la dite chambre de décantation sous jacente. Ainsi, le dit orifice de sortie 110 alimente le dit lit de boues secondaire à la périphérie de la dite chambre de décantation. La dite chambre de décantation recevant par ailleurs les matières plongeantes de la chambre de répartition 105 selon le flux F5 à travers le dit orifice 123 et le déflecteur 118 sous jacents. Selon un processus connu de l'homme de l'art, les dites boues en sortie de l'orifice circulaire 110 perdent rapidement de leur vitesse et forment un second lit de boues 124 au sein duquel un liquide résiduel, des flocons et de fines matières montent à travers des flocons formés grâce à un deuxième ajout d'une solution diluée de floculant 107 selon le flux F10, de sorte que ces matières encore en suspension dans ce liquide se lient à ces flocons pour accroître le volume de ces derniers et que un liquide clarifié secondaire 125 arrivant au dessus de ce lit de boues secondaire 124 soit contenu dans le dit volume constitué par la dite paroi 126 et la dite surface conique de la chambre de répartition et de floculation 105 sus-jacente et soit transféré vers le haut du dit dispositif par la pluralité des dites cheminées 116. Ces dispositions contribuent à une décantation des matières en suspension et à une clarification complémentaire du dit liquide. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente une vue du dispositif de l'invention selon une coupe passant par l'axe vertical de la dite partie compacte du dispositif de traitement. La figure 2 représente une vue du système d'injection de la suspension à la base du lit de boues floculé primaire selon une coupe verticale d'échelle plus petite que la figure 1, passant par l'axe de deux injecteurs voisins. En référence à ces dessins, le dispositif de l'invention comporte d'une part une partie compacte constituée de: -Un adducteur 120 recevant le flux F1 de la dite suspension. -Un conduit d'alimentation 101 central d'axe vertical avec une surface libre de la dite suspension à l'atmosphère se situant plus haut que le niveau de sur verse du collecteur 114. 2867393 9 Le dit conduit d'alimentation 101 comporte en sa partie inférieure au moins un orifice 102 faisant communiquer le dit conduit d'alimentation 101 avec une chambre de décantation sous jacente et en sa partie supérieure, un adducteur 120. La surface extérieure du dit conduit d'alimentation 101 est munie à sa partie inférieure d'un système de répartition constitué d'une pluralité de tuyauteries 104 en forme de crosses dont les orifices d'entrée sont uniformément repartis sur la dite surface faisant communiquer le dit conduit d'alimentation central 101 avec une chambre de répartition et de floculation 105 sous une pression hydraulique fournie par la hauteur de suspension à traiter dans le dit conduit 101. Les orifices de sortie des dites tuyauteries 104 sont situés à une distance de la dite surface extérieure du dit conduit 101 telle que celleci soit au plus égale à dix fois le diamètre intérieure de l'orifice de sortie des dites tuyauteries 104. -Selon une variante non illustrée, les dits orifices d'entrée des dites tuyauteries 104 sont équipés de rétrécissements ou de diaphragmes. -Selon également une variante non illustrée, les dit orifices de sorties des dites tuyauteries 104 sont équipés d'un élément divergeant. Selon une disposition non illustrée, les dits répartiteurs 104 sont alimentés par un adducteur en charge. Par exemple, mais de manière non limitative, un tel adducteur alimente le dit conduit 101 en passant sous la paroi 127. - Des moyens 106 pour injecter des adjuvants de coagulation ou de floculation primaire dilués selon le flux F9 dans le dit conduit d'alimentation 101 en amont des dits répartiteurs hydrauliques 104. - La dite chambre de répartition et de floculation 105 comportant de haut en bas une première partie divergente vers le bas en continuité avec la dite chambre de clarification sus jacente, une deuxième partie généralement cylindrique de surface de section horizontale plus grande que la surface de la section horizontale de la dite chambre de clarification 112 sus jacente, une troisième partie conique convergente vers le bas se terminant par au moins un orifice 123 et un déflecteur 118 situé sous le dit orifice. - La dite paroi 127 sus jacente de surface horizontale ou légèrementconique pointe tournée vers le bas et comportant au moins un orifice 211 ou une pluralité des dits orifices répartis uniformément sur toute la surface de la dite paroi et un orifice 113 en sa partie centrale. La dite paroi comporte en sa périphérie des orifices de passage des cheminées 116. - Une chambre de clarification 112, sus - jacente à la dite chambre de répartition et de floculation 105, de paroi cylindrique contenant un lit de boues co - courant floculé primaire selon la direction du flux ascendant F11 Le dit lit de boue floculé primaire constitue un deuxième étage de traitement qui est alimenté par au moins un injecteur 111 ou une pluralité desdits injecteurs et produisant d'une part, une boue pré épaissie et d'autre part un liquide clarifié primaire 121. La surface de la section horizontale de la dite chambre de clarification 112 étant au plus égale à 80 pour cent de la surface de la section horizontale cylindrique de la dite chambre de répartition et de floculation 105 sous jacente et comportant au moins un orifice de sortie du flux qui la traverse qui est situé en sa périphérie et en sa partie supérieure 122. 2867393 10 - Les dits injecteurs 111 sont des tuyauteries identiques en forme de crosses qui traversent la dite paroi 127 au travers des dits orifices d'entrée 211 et dont les orifices de sortie 212 sont situés dans la dite chambre de clarification 112. La distance séparant deux orifices de sortie 212 de deux injecteurs 111 voisins est au moins égale à cinq fois le diamètre des dits orifices de sortie 212, la distance séparant les dits orifices de sortie 212 de la dite paroi 127 est au plus égale à dix fois le diamètre des dits orifices de sortie 212 et les jets immergés divergents selon F12 à la sortie des dits injecteurs sont quasi perpendiculaires à la dite paroi 127et en direction de celle-ci. -Selon une variante non illustrée, les dits orifices d'entrée 211 des dites tuyauteries 111 sont équipés de rétrécissements ou de diaphragmes. -Selon également une variante non illustrée, les dit orifices de sorties 212 des dites tuyauteries 111 sont équipées d'un élément divergeant. - Une paroi 126 de forme cylindrique en continuité vers le bas avec la partie cylindrique de la dite chambre de répartition et de floculation 105 dont l'extrémité inférieure est située sous le niveau du dit orifice inférieur de sortie 123 de la dite chambre de répartition et de floculation 105 et dans la chambre de décantation sous jacente pour y alimenter un second lit de boues 124. - Une pluralité de cheminées verticales identiques 116 dont les orifices d'entrées 117 sont uniformément répartis à la périphérie de la paroi inférieure conique de la dite chambre de répartition et de floculation 105 et dont les orifices de sorties 128 sont situés au dessus du niveau de sortie 122 de la dite chambre de clarification 112. En référence à ces dessins, le dispositif de l'invention comporte 25 également d'autre part: - Une enveloppe 119 comportant en sa partie médiane selon la verticale au moins une partie compacte qui y est totalement immergée, en sa partie supérieure un collecteur des liquides clarifiés 114 et un orifice de sortie de liquides clarifiés primaire 121 et secondaire 125 selon F4 et comportant en sa partie inférieure la dite chambre de décantation constituant un troisième étage de traitement avec un orifice de sortie 115 des boues épaissies selon F6. La surface de la section horizontale de la partie cylindrique de la dite chambre de répartition et de floculation 105 est au plus égale à 95 pour cent de la surface de la section horizontale de la dite enveloppe 119. - La dite chambre de décantation contenant en sa partie supérieure une zone de clarification secondaire au travers du dit lit de boues floculé secondaire 124 surmonté des dits liquides clarifiés 125 et en sa partie inférieure une zone d'épaississement 103 de types connus. Un passage 108 de transfert des boues pré - épaissies selon la direction du flux F8 descendant entre la dite enveloppe 119 et la dite partie compacte, ayant au moins un orifice d'entrée 109 à la partie supérieure et autour de la dite chambre de clarification 112 et un orifice de sortie 110 à l'extrémité inférieure de la paroi 126. - Des moyens 107 pour injecter des adjuvants de coagulation ou de floculation secondaires dilués selon le flux F10 dans le dit passage 108. 2867393 11 Selon une autre disposition non illustrée du dit dispositif, la dite partie compacte est totalement immergée par exemple mais non limitativement dans une excavation aménagée en sous - sol ou dans un ouvrage en maçonnerie qui sont de mêmes dimensions que la dite enveloppe 119. Selon également une autre disposition non illustrée du dit dispositif, une pluralité des dites parties compactes est totalement immergée dans la dite enveloppe. Selon une autre disposition non illustrée du dispositif, dans le cas ou les dites matières initialement en suspension dans le dit liquide descendant dans la chambre de répartition et de floculation 105 contiennent des particules que l'on souhaite éliminer et / ou au contraire valoriser, la sortie 123 de la dite chambre de répartition et de floculation 105 est raccordée à un conduit ayant son orifice de sortie hors de la dite enveloppe 119 et y constituant un troisième orifice de sortie du dit dispositif constitué des dites matières en suspension dans le dit liquide. A titre d'exemple on montre l'intérêt industriel du dit dispositif de décantation traitant par exemple 1000 mètres cube par heure d'une suspension constituée de fines particules de type argileuses et de grosses particules minérales de type sableuses, ces dernières de dimensions supérieures à environ 220 microns qui sont en suspension dans l'eau à une concentration de plusieurs dizaines de grammes par litre de suspension. La capacité hydraulique du dispositif de traitement est de 80 mètres cube de suspension par heure et par mètre carré de surface au sol dudit dispositif. La partie compacte du dit dispositif étant immergée, par exemple, dans une enveloppe 119 d'un diamètre extérieur de 4 mètres et d'une hauteur de 6.5 mètres avec, par exemple, mais de manière non limitative des dimensions, -telles que le conduit 101 d'alimentation centrale communique avec une chambre de répartition et de floculation 105 de volume approximatif 9 mètres cube au moyen de 40 répartiteurs 104 de diamètre 60 millimètres, -telles que la chambre de clarification 112 sus jacente de volume indicatif 8 mètres cube et de surface 9.5 mètres carré soit équipée de 150 injecteurs 111 de diamètre 30 millimètres ayant leurs orifices de sortie uniformément répartis à 200 millimètres du fond de la dite chambre de clarification selon une maille triangulaire de 240 millimètres de coté faisant ainsi que les vitesses de la suspension selon les flux F12 en sortie des dits injecteurs 111 soient par exemple de 2.53 mètres par seconde et que la vitesse ascendante homogène de la dite suspension dans la chambre de clarification selon la direction du flux F11 soit de 0.0277 mètres par seconde, -telles que le volume de la chambre de décantation sous jacente soit de 20 mètres cube. 12 REVENDICATIONS 1-Dispositif de clarification et de décantation d'une suspension de matières dans un liquide caractérisé en ce qu'il comporte: -Une enveloppe 119 de forme cylindro-conique convergente vers le bas, ayant en sa partie supérieure une sortie des liquides et contenant en sa partie inférieure une chambre de décantation munie d'une sortie de boues plus basse que la dite sortie des liquides, -Au moins une partie compacte étant totalement immergée en la partie médiane selon la verticale de la dite enveloppe et comportant une entrée de la dite suspension et au moins un ajout de solution diluée de floculation ou de coagulation. 2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la dite partie compacte est constituée de: - Une chambre de clarification 112 de forme généralement cylindrique, - Une chambre de répartition et de floculation 105 comportant de haut en bas une première partie divergente vers le bas en continuité avec la dite chambre de clarification sus - jacente, généralement une deuxième partie cylindrique avec une surface de section horizontale plus grande que la surface de section horizontale de la dite chambre de clarification 112 sus jacente, une troisième partie conique convergente vers le bas se terminant par au moins un orifice 123 et un déflecteur 118 situé sous le dit orifice, - Un paroi 127 horizontale ou conique convergente vers le bas, commune à la dite chambre de répartition et de floculation 105 et à la dite chambre de clarification 112, de même surface que la dite chambre de clarification et comportant une pluralité d'orifices 211 les faisant communiquer entre elles, répartis de manière régulière sur la dite surface et au moins un orifice central 113, - Un conduit vertical 101 centré dans la partie inférieure conique de la dite chambre de répartition et de floculation 105, - Un système de répartition de la dite suspension supporté par le dit conduit 101, - Un système d'injection de la dite suspension supporté par la dite paroi 127, - Une paroi cylindrique de transfert de boues 126 en continuité vers le bas avec la chambre de répartition et de floculation 105, - Un système de transfert de liquides reliant les parties sous jacente et sus - 35 jacente de la dite partie compacte. 3-Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la surface de la section horizontale de passage de la suspension dans la chambre de clarification 112 est au plus égale à 80 pour cent de la surface de la plus grande section horizontale de passage de la dite suspension dans la chambre de répartition et de floculation 105. 2867393 13 4- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dit système de répartition est constituée d'une pluralité de tuyauteries 104 identiques dont les entrées passent au travers d'orifices répartis uniformément sur la paroi inférieure dudit conduit d'alimentation 101 et ayant en leurs extrémités leurs orifices de sortie situés dans la chambre de répartition et de floculation 105. 5-Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dit système d'injection est constitué d'une pluralité de tuyauteries 111 identiques dont les entrées sont les orifices respectifs 211 de la dite paroi 127 et ayant en leurs extrémités leurs orifices de sortie 212 situés dans la dite chambre de clarification 112. 6. Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdites pluralités d'injecteurs 111 et/ou de répartiteurs 104 sont constituées de tuyauteries recourbées à leurs extrémités de façon à rejeter à leurs sorties le flux qui les traverse perpendiculairement aux dites parois qui les supportent et en direction de celles ci. 7-Dispositif selon l'une quelconques des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que les dits orifices de sortie des dits injecteurs 111 et/ ou desdits répartiteurs 104 sont situés respectivement à une distance des dites parois qui supportent les dits injecteurs et/ou les dits répartiteurs égale au plus à dix fois le diamètre intérieur de leurs dits orifices de sortie. 8-Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce la distance entre deux des dits orifices 212 de sortie de deux des dits injecteurs 111 voisins est égale au moins à cinq fois le diamètre intérieur des dits orifices de sortie 212. 9-Dispositif selon les revendications 4, 5, 6, 7, 8, caractérisé en ce que les orifices de sortie des dites tuyauteries 104 et/ou des dites tuyauteries 111 sont munis d'un élément de conduite divergent. 10- Dispositif selon la revendication 4, 5, 6, 7, 8, 9, caractérisé en ce que les orifices d'entrée des dites tuyauteries 104 et /ou des dites tuyauteries 111 30 sont munies d'un rétrécissement. 11-Dispositif selon l'une quelconques des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de la dite paroi 126 est située sous le niveau de l'orifice de sortie 123 de la dite chambre de répartition et de floculation 105. 12-Dispositif selon l'une quelconques des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que la dite extrémité inférieure de la dite paroi 126 est immergée dans la dite chambre de décantation de la dite enveloppe 119. 13-Dispositif selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dit système de transfert de liquide est constitué d'une pluralité de cheminées périphériques identiques verticales 116 dont les orifices d'entrée 117 sont situés à la périphérie de la paroi conique convergente vers le bas de la dite chambre de répartition et de floculation 105 et dont les orifices de sortie 128 sont situés au dessus du niveau supérieur 122 de la dite chambre de clarification 112. 2867393 14 14-Dispositif selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de la section horizontale cylindrique de la dite chambre de répartition et de floculation 105 est au plus égale à 95 pour cent de la surface de la section horizontale de la dite enveloppe 119. 15-Procédé de floculation pour la décantation d'une suspension de matières dans un liquide utilisant un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il met en oeuvre les étapes suivantes: -Injection F9 d'une solution diluée de floculant ou de coagulant dans un conduit 10 101 d'alimentation de la dite suspension, -Répartition de la dite suspension dans le volume d'une chambre 105 de répartition et de floculation au moyen d'une pluralité de tuyauteries 104 supportées par le dit conduit immergé dans la dite chambre 105 et recourbées à leurs extrémités rejetant ainsi le flux qui les traverse perpendiculairement et en direction de la paroi qui les supporte, -Introduction de la dite suspension dans une chambre 112 de clarification sus jacente et en continuité avec la dite chambre de répartition et de floculation, au moyen d'une pluralité de tuyauteries 111 uniformément réparties sur la parois inférieure 127 de la dite chambre 112, supportées par la dite paroi, ayant leurs extrémités recourbées rejetant ainsi le flux qui les traverse perpendiculairement et en direction de la dite paroi 127. Les dits répartiteurs 104 et les dits injecteurs 111 ayant leurs sorties situées à une distance de la paroi qui les supporte égale au plus à dix diamètres de sortie, la distance séparant l'orifice de sortie de deux injecteurs voisins étant égale au moins à cinq diamètres de sortie des dits injecteurs, les orifices d'entrée des dits répartiteurs et/ou des dits injecteurs étant équipés de rétrécissements et/ou les orifices de sortie des dits répartiteurs et /ou des dits injecteurs étant munis de tuyauterie divergentes. La surface de la section horizontale de la dite chambre de clarification 112 étant au 30 plus égale à 80 pour cent de la surface de la plus grande section horizontale de la chambre de répartition et de floculation 105 sous jacente.