Brevet FR2862886A1 — publié le 20050603

Dispositif de traitement d'eaux usées et son procédé de fabrication La présente invention est relative à un dispositif de traitement d'eaux 5 usées et à un procédé pour sa fabrication. Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication de cuves et appareils d'assainissement d'eaux usées. Il est connu d'assainir les eaux usées d'habitations individuelles ou collectives en les faisant transiter dans une cuve avant de les rejeter dans le sol; dans la cuve, les matières organiques présentes dans ces eaux sont dégradées par des micro-organismes et sont épurées par sédimentation avant d'être rejetées. L'invention est plus particulièrement relative à un dispositif d'épuration d'eaux usées par oxygénation et clarification; un tel dispositif comporte habituellement une cuve à deux compartiments: dans un premier compartiment (ou compartiment d'entrée) recevant les eaux usées, est prévu un agitateur pour activer la dégradation aérobie en favorisant la mise en contact des eaux avec l'air contenu dans ce compartiment; dans un second compartiment, les eaux issues du premier compartiment sont clarifiées par décantation avant de s'écouler hors de la cuve. Dans un autre type de dispositif d'épuration des eaux à boues activées, l'oxygénation est favorisée par une injection d'air comprimé, au fond de la cuve, par l'intermédiaire d'une membrane microperforée; de tels dispositifs présentent des inconvénients résultant d'un rapide colmatage de la membrane d'injection d'air. Ces cuves ont généralement une capacité de plusieurs mètres cubes et une ou plusieurs dimensions supérieure(s) au mètre; lors de leur installation, elles sont généralement en partie au moins enterrées et leurs parois sont par conséquent soumises aux efforts de poussée exercés par les eaux qu'elles contiennent et/ou par le sol entourant la cuve. Un orifice circulaire ou trou d'homme est généralement prévu dans leur paroi supérieure pour permettre l'accès dans la cuve et/ou son nettoyage par aspiration des déchets accumulés dans celle-ci. Ces cuves sont généralement réalisées en matière plastique; lorsque la matière plastique est renforcée par des fibres telles que des fibres de verre, le moulage est réalisé manuellement, ce qui nécessite une main d'oeuvre importante; dans le cas contraire, la cuve est parfois rotomoulée; dans ce cas, particulièrement, le coût du moule grève le coût de revient d'une cuve; dans les deux cas, une cloison de séparation des deux compartiments est ajoutée à l'intérieur de la cuve; la fixation de cette cloison aux parois de la cuve pose des problèmes de solidité et d'étanchéité de cette fixation, et impose aux parois des contraintes mécaniques supplémentaires; cette opération est également coûteuse en termes de main d'oeuvre. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de traitement d'eaux usées, ainsi que son procédé de fabrication, qui soient améliorés. La présente invention a également pour objet de proposer un dispositif d'épuration d'eaux usées par oxygénation et clarification, et son procédé de fabrication, qui remédient en partie au moins aux inconvénients des systèmes d'épuration d'eau similaires connus. Selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'une cuve d'épuration d'eaux usées en matière plastique, dans lequel on moule séparément une première partie ou module de cuve et une seconde partie ou module de cuve avant d'assembler au moins les deux parties ou modules pour former la cuve. L'invention permet de diminuer le coût du moule et d'atténuer son 25 incidence sur le coût de la cuve. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, lesdites première et seconde parties de cuve sont identiques. Selon un mode opératoire préféré, on fabrique chaque partie ou module de cuve par rotomoulage de polyéthylène, et on assemble ces parties par soudure et/ou collage et/ou par des liaisons mécaniques. Selon un mode encore préféré de réalisation, chaque partie de cuve présente une paroi latérale plane, et on assemble les parties de cuve par leur paroi latérale plane respective que l'on plaque l'une contre l'autre; bien que cette paroi latérale plane puisse être munie d'un orifice ou évidement central auquel cas l'assemblage de deux modules de cuve s'effectue par les portions de parois planes entourant cet orifice ou évidement -, cette paroi est de préférence encore pleine et forme après assemblage des parties de cuve une double cloison de séparation des deux compartiments de la cuve. De préférence encore, d'autres parois latérales d'au moins une des portion de cuve sont renforcées par des nervures ou ondulations s'étendant dans des plans parallèles au plan de ladite paroi latérale plane servant d'interface de fixation et de cloison séparatrice; en position d'utilisation, ladite paroi latérale plane d'interface et lesdites nervures ou ondulations s'étendent selon des plans verticaux qui sont perpendiculaires à un axe longitudinal de la cuve. Grâce à l'invention, cette cloison contribue à la résistance de la cuve du dispositif, particulièrement lorsque cette cloison est double, résultant de l'assemblage de deux parois latérales accolées l'une contre l'autre, qui peuvent être pleines; par ailleurs, la main d'oeuvre est diminuée puisqu'il suffit ensuite d'équiper la cuve d'un système d'oxygénation et/ou d'agitation, d'un conduit d'entrée, d'un conduit de sortie et d'un conduit de transfert des eaux du premier au second compartiment, pour obtenir un dispositif d'épuration aérobie prêt à installer. Selon un autre aspect, l'invention propose une cuve d'épuration d'eaux usées comportant deux compartiments séparés par une cloison, qui est susceptible d'être obtenue directement ou indirectement par un procédé tel que défini et décrit dans la présente. Chacun(e) des deux modules ou portions de cuve comporte de préférence une rehausse cylindrique délimitant un orifice d'accès dans le compartiment correspondant. Bien qu'en général deux portions de cuve suffisent à former une cuve à deux compartiments, une telle cuve peut être le cas échéant fabriquée à partir de deux telles portions ainsi que d'une plaque de séparation intercalée entre les deux portions de cuves; de la même façon, la réalisation d'une cuve à trois compartiments peut être obtenue par assemblage côte à côte de trois modules ou portions de cuves qui peuvent être identiques, ou bien par l'assemblage de ces trois portions de cuve avec deux plaques de séparation; dans le cas où de telles plaques sont utilisées pour former les cloisons, elles sont de préférence réalisées dans un matériau identique à celui des portions de cuve moulées, en particulier en polyéthylène. Selon un autre aspect, l'invention propose un dispositif de traitement d'eaux usées comportant une cuve selon l'invention, dont une portion délimite un compartiment d'oxygénation à l'intérieur duquel sont prévus une cheminée de recirculation des eaux ainsi qu'un agitateur disposé au dessus de la cheminée et entraîné en rotation par un moteur suspendu dans la cuve, de préférence disposé dans le prolongement du trou d'homme prévu en partie supérieure de ce compartiment. Le dispositif comporte en outre un conduit de transfert des eaux usées du premier compartiment au second compartiment, qui s'étend au travers de la cloison séparant ces compartiments, ainsi que des conduits d'entrée et de sortie. Les moyens de fixation mécanique des portions de cuves entre elles comportent de préférence plusieurs organes de fixation disposés sensiblement régulièrement espacés le long de la périphérie de la cloison séparatrice, chaque organe comportant de préférence une tige filetée s'étendant au travers de la cloison de séparation; selon un mode préféré de réalisation ce cet organe, celui-ci comporte une platine à partir d'une face de laquelle s'étendent au moins deux tiges parallèles (par exemple quatre tiges parallèles) en partie au moins filetées, ainsi que deux écrous de filetage complémentaire à celui des tiges; un tel organe facilite la réalisation de la liaison mécanique, en empêchant la rotation de la platine préalablement engagée par ses deux tiges dans deux orifices de même écartement préalablement réalisés dans les parois à assembler. Selon un autre aspect, l'invention propose un module de cuve d'épuration d'eaux usées qui est généralement obtenu par moulage de matière plastique et qui comporte des parois latérales, une des parois latérales comportant une portion d'appui qui s'étend sur une partie substantielle d'une section transversale du module de façon à permettre la solidarisation de deux modules identiques ou non - accolés l'un à l'autre par leur portion d'appui respective, le cas échéant par l'intermédiaire d'une plaque intercalée entre les deux portions d'appui des deux modules. Selon un mode préféré de réalisation, chaque module comporte une paroi de fond et une paroi supérieure percée d'une ouverture d'accès, et la portion d'appui est sensiblement plane et parallèle à l'axe de l'ouverture d'accès, de façon est être disposée verticalement après installation de la cuve; en particulier, la portion d'appui peut être essentiellement constituée par une paroi latérale plane et pleine ou percée d'au moins une ouverture qui est verticale en position de fonctionnement. L'invention permet d'obtenir un dispositif d'épuration d'eaux compact, efficace, peu coûteux, étanche et résistant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante, qui se réfère aux dessins annexés, et qui illustre sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un dispositif d'épuration selon l'invention. La figure 2 est une vue latérale longitudinale de la cuve du dispositif de la figure 1. La figure 3 est une vue latérale longitudinale des deux modules constitutifs de la cuve des figures 1 et 2, avant leur assemblage, sur laquelle les modules sont séparés (distants) l'un de l'autre. La figure 4 illustre schématiquement en vue de dessus une variante de réalisation dans laquelle la cuve est obtenue en accolant et en assemblant deux modules identiques par une de leurs faces latérales respectives, une plaque étant intercalée entre ces modules. La figure 5 est une vue similaire à la figure 4 et illustre une seconde 30 variante de réalisation dans laquelle la cuve résulte de l'assemblage bout à bout de trois modules identiques, sans plaque intermédiaire. La figure 6 est une vue en coupe similaire à la figure 7 et illustrant un autre mode de réalisation d'une portion d'appui et de liaison faisant partie d'une paroi latérale du module. La figure 7 est une vue en coupe selon VII-VII du module de droite de la figure 3, du coté de la face interne de la paroi latérale de liaison. La figure 8 illustre en vue schématique en perspective un dispositif de fixation de modules de cuve tel que ceux illustrés figure 6. La figure 9 illustre schématiquement, en vue de côté, une variante de réalisation dans laquelle la cuve est obtenue en accolant et en assemblant deux modules de capacité différentes par une de leurs faces latérales respectives. La figure 10 illustre à échelle agrandie, une partie circonférencielle des parois d'appui et de liaison de deux modules solidarisés par un cordon périphérique de colle, au voisinage de leur paroi supérieure respective. Par référence aux figures 1 à 3 particulièrement, la cuve 11 comporte deux modules de cuve identiques 12 et 13 qui sont accolés et fixés l'un à l'autre (hormis figure 3) par leur portion d'appui respective 14, 15, comme décrit plus en détail ci après et illustré figure 6, 7 et 10 en particulier. Les parois du module 12 délimitent un bassin 16 d'oxygénation des eaux pénétrant dans ce bassin par l'intermédiaire d'un conduit 18 d'entrée; ce conduit s'étend au travers de la paroi latérale 20 du module 12, et présente une extrémité 21 coudée vers le bas qui s'étend à l'intérieur du module 12. Les parois du module 13 délimitent un bassin 17 de clarification des eaux pénétrant dans ce bassin par l'intermédiaire d'un conduit 22 de transfert gravitaire des eaux du compartiment 16 au compartiment 17; ce conduit s'étend au travers des parois latérales 14 et 15 respectives des modules 12, 13, et présente deux extrémités coudées vers le bas qui s'étendent respectivement à l'intérieur du module 12 ou 13. les parois planes 14, 15 par lesquelles sont accolés les deux modules forment ainsi une cloison 23 de séparation des deux compartiments 16, 17 de la cuve de traitement d'eaux. La paroi supérieure 28, 29 respective des modules 11, 12 est percée d'un orifice 25, 27 d'accès à l'intérieur du module, qui se prolonge vers le haut par une paroi de rehausse 30, 31; la paroi de rehausse présente une forme cylindrique de section circulaire, d'axe 24, 26 vertical en position de fonctionnement; l'extrémité supérieure des parois 30, 31, qui est destinée à recevoir un capot amovible de fermeture en forme de disque, présente un bord supérieur crénelé permettant le passage d'air de et vers l'intérieur du compartiment concerné vers respectivement de l'extérieur du compartiment concerné, afin de maintenir dans chaque compartiment des conditions aérobie lorsque le capot (non représenté) obture le trou d'homme. Le dispositif 11 de traitement d'eaux présente un conduit 19 de sortie (des eaux traitées) s'étendant au travers de la paroi latérale 20 d'extrémité du module 13 délimitant le compartiment 17 de clarification. Le module 12 du dispositif 11 contient une turbine 32 montée sur l'arbre 33 d'un moteur 34 électrique; le moteur est supporté par des liens radiaux 35 fixés aux parois 28 et/ou 30 du module 12, et s'étend de façon sensiblement centrale au travers de l'orifice 25 et/ou de la paroi de rehausse 30; un programmateur électronique non représenté commande le fonctionnement cyclique du moteur 34. La turbine est entraînée en rotation selon l'axe 24 par le moteur 34 pour, en combinaison avec une cheminée 36, provoquer une oxygénation et une circulation des eaux présentes dans le compartiment 16; à cet effet, la cheminée tubulaire 36 s'étend selon l'axe 24 de rotation de la turbine, sous la turbine, l'extrémité supérieure de la cheminée étant disposée à faible distance de la turbine; l'extrémité inférieure de la cheminée est disposée à faible distance de la paroi 37 de fond du module 12 en étant supportée par un support s'appuyant sur le fond 37 et permettant le passage d'eaux de l'extérieur de la cheminée vers l'intérieur de celle ci. Les moyens d'agitation et de circulation des eaux, qui sont essentiellement constitués par la turbine et la cheminée, permettent d'assurer une circulation en circuit fermé à l'intérieur du compartiment 16 des eaux contenues dans ce compartiment, et de maîtriser leur oxygénation par contact avec l'air à la surface libre. Dans le mode de réalisation correspondant aux figures 2, 3, 7, la cloison 23 séparant les compartiments 16 et 17 est formée par les parois latérales respectives 14 et 15 des deux modules 12 et 13; ces deux parois planes et pleines sont percées d'un orifice circulaire 38 d'axe 39 horizontal pour l'implantation du conduit (22 fig. 1) de transfert au travers de cet orifice, avant leur assemblage mutuel par accolement des faces externes respectives des parois 14, 15 se faisant face. Cet assemblage est de préférence réalisé en utilisant des organes 42 de fixation tels que celui illustré figure 8, qui est constitué d'une platine 40 de forme allongée et à partir d'une face de laquelle s'étendent deux tiges filetées parallèles 41; à cet effet, pour chaque organe 42, deux orifices sont percés dans chacune des parois 14, 15, les paires d'orifices étant alignées lorsque les parois sont accolées; les orifice de chaque paire d'orifices sont espacés d'une distance correspondant à l'entraxe des tiges 41; les deux tiges d'un organe peuvent ainsi être introduites au travers des parois 14, 15 accolées, et s'étendre perpendiculairement à celles-ci; dans le module opposé à celui recevant la platine 40 de l'organe 42, deux écrous sont vissés sur les tiges pour solidariser mécaniquement les modules par leurs paroi respective 14, 15. Dans le mode de réalisation illustré figure 6, la paroi latérale d'accostage de chaque module est percée d'une fenêtre 50; une portion 15 d'appui mutuel des parois d'accostage est en forme de couronne ceinturant la fenêtre 50; une pluralité d'organes 42 de fixation tels qu'illustré figure 8 sont régulièrement disposés autour de la fenêtre 50, dans la portion 15 de paroi d'appui; dans ce mode de réalisation, une plaque 60 plane (qui est pleine ou percée d'un orifice de transfert) illustrée figure 4 est pincée entre les portions respectives d'appui de deux modules 12, 13 identiques préalablement alignés selon leur axe longitudinal (qui peut être l'axe 39 du conduit 22 de transfert de la figure 1). Dans ce cas, le contour de la plaque 60 correspond sensiblement au contour externe de la section transversale de chaque module au niveau de sa portion 14, 15 d'appui et de liaison. Dans le mode de réalisation illustré figure 5 au contraire, trois modules identiques 12, 112, 212 sont disposés en alignement selon un axe longitudinal commun 39, et sont assemblés sans utiliser de cloison rapportée; le module 112 central présente deux parois latérales d'appui 114 et 115 qui sont perpendiculaires à l'axe 39; la paroi supérieure 28, 128, 228 de chaque module est percée d'un orifice d'accès d'axe 24, 124, 224 ceinturé par une rehausse 30, 130, 230. Dans le mode de réalisation illustré figure 9, la longueur - mesurée selon l'axe longitudinal 39 du module 13 est supérieure à celle du module 12; la section transversale des parois d'appui 14, 15 se faisant face est la même pour ces deux parois; la capacité du module 13 est ainsi supérieure à celle du module 12. Cette figure montre également que la partie inférieure de chaque module est évasée vers le haut, et que des rainures transversales 290 sont prévues dans une partie au moins des parois, en particulier dans la paroi supérieure 29, pour augmenter la résistance du module. Bien que l'assemblage des modules puisse, dans certains cas, être uniquement obtenu par ces organes mécaniques de liaison, certaines contraintes peuvent nécessiter l'emploi de colle ou la réalisation d'une soudure, en remplacement ou en addition des organes mécaniques, pour réaliser cet assemblage. Dans le cas d'un encollage, celui ci est de préférence effectué sur les parois 14, 15, selon une couronne ceinturant la (ou les) portion(s) d'appui. Dans le cas d'une soudure, celle ci est de préférence réalisée sous forme d'un cordon continu à la périphérie des portions d'appui, comme illustré figure 10; à cet effet, chaque portion périphérique 281, 291 de raccordement de la paroi 14, 15 d'appui avec la paroi 28, 29, présente un chanfrein; les deux chanfreins se faisant face délimitent une rainure ceinturant transversalement la cuve à la jonction des deux modules, qui est en forme de V; une matière plastique d'apport est déposée à chaud dans cette rainure pour former un cordon 70 reliant les deux modules. REVENDICATIONS 1. Module (12, 13, 112, 212) de cuve (11) d'épuration des eaux, caractérisé en ce qu'il comporte des parois latérales (20), et en ce qu'une des parois latérales comporte une portion d'appui (14, 15, 114, 115, 215) permettant la solidarisation de deux modules accolés l'un à l'autre par leur portion d'appui respective. 2. Module selon la revendication 1, qui est obtenu par moulage de matière plastique, qui comporte une paroi de fond (37) et une paroi supérieure (28, 29, 128, 228) percée d'une ouverture d'accès (25, 27), dans lequel la portion d'appui est sensiblement plane et parallèle à l'axe de l'ouverture d'accès, de façon est être disposée verticalement après installation de la cuve. 3. Module selon la revendication 2, dans lequel la portion d'appui est essentiellement constituée par une paroi latérale plane et pleine ou 15 percée d'au moins une ouverture (38, 50). 4. Procédé de fabrication d'une cuve (11) d'épuration d'eaux usées en matière plastique, dans lequel on moule séparément au moins un premier module (12) de cuve et un second module (13) de cuve avant d'assembler au moins les deux modules pour former la cuve, les modules étant de préférence conformes à l'une des revendications 1 à 3. 5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel on fabrique lesdits premier et second modules de cuve par rotomoulage de polyéthylène. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5 dans lequel on assemble 25 les deux modules de cuve par soudure. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 dans lequel on assemble les deux modules de cuve par des organes (42) de liaison mécanique. 8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel on utilise des 30 organes (42) comportant au moins deux tiges filetées (41) parallèles solidaires d'une platine (40). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 dans lequel on assemble les deux modules de cuve par leur paroi latérale plane (14, 15) respective que l'on plaque l'une contre l'autre. 10. Cuve (11) d'épuration d'eaux usées comportant deux compartiments (16, 17) séparés par une cloison (14, 15, 23, 60), qui est susceptible d'être obtenue directement ou indirectement par un procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, et/ou qui comporte au moins deux modules selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 11. Cuve selon la revendication 10 dans laquelle les deux compartiments et/ou les deux modules sont sensiblement identiques. 12. Cuve selon la revendication 10 dans laquelle les deux compartiments et/ou les deux modules sont de capacité différentes. 13. Cuve selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans laquelle un compartiment d'oxygénation contient des moyens (32, 34, 36) d'activation de l'oxygénation comportant de préférence une cheminée (36) et une turbine (32) surmontant la cheminée. 14. Cuve selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, qui comporte trois modules accolés deux à deux par leurs portions d'appui latérales respectives. 15. Cuve selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, qui comporte une plaque (60) pincée entre les portions d'appui de deux modules accolés. 16. Cuve selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, qui comporte un conduit (18) d'entrée traversant une paroi latérale (20) d'un module (12), un conduit (19) de sortie traversant une paroi latérale (20) d'un autre module (13), et un conduit (22) de transfert traversant la cloison (14, 15, 23, 60) de séparation de deux compartiments adjacents.