Brevet FR2957616A1 — publié le 20110923

La présente invention concerne une cuve de traitement d'eaux de ruissellement. Les eaux de ruissellement renferment classiquement une quantité notable d'hydrocarbures, de boues et de diverses matières solides en suspension qu'il est nécessaire d'éliminer préalablement à toute réutilisation. Par suite, les particuliers ou les petites communautés locales ou artisanales souhaitent disposer de dispositifs permettant une élimination simple et bon marché de ces différents éléments. A cet effet, on a déjà proposé des cuves de traitement en acier ou en matériau synthétique, en particulier en matériau synthétique rotomoulé comportant une entrée des eaux à traiter, une sortie des eaux traitées, ainsi que des organes de traitement de ces eaux par débourbage dégrillage et séparation des hydrocarbures, montés à la partie interne de ces cuves. Une cuve de ce type est à titre d'exemple décrite dans le document FR 2 913 440. Une telle cuve est globalement satisfaisante, mais ne per-met pas, de par sa conception, d'exclure tout relarguage d'hydrocarbures vers l'extérieur, en particulier en cas de très fortes précipitations ou d'orage. La présente invention a pour objet de proposer une cuve de traitement d'eaux de ruissellement perfectionnée de nature à remédier à cet inconvénient. Cette cuve de traitement peut indifféremment être réalisée en tôle d'acier ou en matériau synthétique. Selon l'invention, une telle cuve de traitement est caractérisée en ce que les organes de traitement des eaux de ruissellement montés à sa partie interne comportent une pipe d'admission coudée et une boîte de coalescence ouverte. La pipe d'admission comprend un orifice d'entrée formant support de dégrilleur ainsi qu'un orifice de sortie situé au dessous de l'orifice d'entrée de cette pipe. La boîte de coalescence est subdivisée par une cloison de 35 séparation en deux compartiments communiquant à leur partie supérieure, à savoir : 2 - d'une part un premier compartiment branché sur l'orifice de sortie de la pipe d'admission à sa partie inférieure et rempli d'un garnis-sage coalescent et - d'autre part un second compartiment équipé d'un tube guide obtu- s rateur essentiellement vertical, muni d'ouvertures de transfert ainsi que d'un flotteur taré à la densité des hydrocarbures qui est mobile à sa partie interne. Ce tube guide obturateur est branché, à son extrémité inférieure, sur une tubulure d'évacuation permettant le transfert des eaux débourbées, dégrillées et débarrassées des hydrocarbures vers la sortie de la cuve. Selon l'invention, l'entrée des eaux à traiter est située à la partie supérieure de la cuve de façon à permettre la sédimentation des boues à la partie inférieure de celle-ci. 15 Les eaux ainsi débourbées pénètrent alors dans la pipe d'admission par son orifice d'entrée en passant au travers du dégrilleur avant d'être transférées dans le premier compartiment de la boîte de coalescence. Il est essentiel que cet orifice qui délimite le débourdeur soit 20 situé suffisamment haut pour pouvoir disposer d'un volume de sédimentation suffisamment grand et pour éviter autant que possible tout entraînement de boues dans le garnissage coalesceur. Le garnissage coalesceur situé dans le premier compartiment de la boîte de coalescence, permet de rassembler les globules 25 d'hydrocarbures présents au sein du flux à traiter en grosses gouttelettes qui, plus légères que l'eau, migrent vers la partie supérieure de la boîte de coalescence. Selon l'invention, ce garnissage coalesceur est avantageusement constitué par au moins trois couches de matériaux coalesceurs de 30 plus en plus fins en allant du bas vers le haut de la boîte de coalescence. Le premier compartiment de la boîte de coalescence peut ainsi avantageusement être équipé, d'une première couche de matériau coalesceur constituée par des étoiles de coalescence connues en elles-mêmes, d'une seconde couche de matériau coalesceur constituée par une 35 mousse rigide en polyuréthane à mailles larges, et d'une troisième couche de matériau coalesceur constituée par une mousse rigide en polyuréthane à mailles fines. 3 Selon l'invention, il est inévitable qu'une certaine quantité de boues passe au travers du dégrilleur et parvienne dans la pipe d'admission, puis dans le premier compartiment de la boîte de coalescence. Ces boues sont alors en grande partie retenues par les étoiles de coalescence puis par la première couche de mousse de sorte que la seconde couche de mousse qui est plus sensible au colmatage soit protégée. Par suite, le flux se déversant dans le second compartiment 10 de la boîte de coalescence au dessus de la cloison de séparation est essentiellement débourbé. Compte tenu de son tarage préalable le flotteur descend dans le tube guide obturateur, au fur et à mesure du remplissage de la boîte de coalescence par des hydrocarbures, et obture ainsi les ouvertures 15 de transfert situées au droit des hydrocarbures. En conséquence, le flux d'eau qui est transféré vers la sortie de la cuve par la tubulure d'évacuation est essentiellement exempt d'hydrocarbures. Les organes de traitement montés à la partie interne de la 20 cuve, conforme à l'invention, définissent d'une part un premier siphon entre l'orifice d'entrée de la pipe d'admission et l'extrémité supérieure de la cloison de séparation de la boîte de coalescence en deux compartiments, et d'autre part un second siphon entre l'extrémité supérieure de cette cloison et la sortie de la cuve de traitement. 25 La présence de ce double siphon correspond à une caractéristique essentielle de cette cuve dans la mesure où l'on peut ainsi disposer d'une double sécurité vis-à-vis de tout risque de relarguage d'hydrocarbures vers l'extérieur. En effet, si le premier siphon est forcé, ce qui ne peut pas 30 être exclu en cas d'orage particulièrement violent, le second siphon permet de piéger les hydrocarbures à la partie interne de la cuve de traitement. Par suite, dans le cadre de l'invention, la pipe d'admission remplit trois fonctions consistant à limiter le débourbeur, à faire office de support de dégrilleur et à définir l'entrée du premier siphon du double si- 35 phon. Selon une autre caractéristique de l'invention, cette pipe d'admission ainsi que la boîte de coalescence sont constituées par des pièces en matière synthétique. 4 La boîte de coalescence peut en particulier avantageuse-ment être constituée par une pièce essentiellement parallélépipédique subdivisée en deux compartiments par une cloison de séparation diagonale. Cette boîte de coalescence est de préférence fixée au des-sous d'un trou d'homme situé à la partie supérieure de la cuve de traite-ment de façon à permettre d'y avoir accès. La boîte de coalescence peut notamment être équipée d'inserts surmoulés ou stratifiés permettant son montage sur des équerres traversantes formant renforts fixées à la cuve de façon à éviter tout perçage de nature à nuire à son étanchéité. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention le garnissage coalesceur est fixé à une canne d'extraction essentiellement verticale qui traverse ce garnissage de façon à permettre son extraction par le trou d'homme en vue de son lavage ou de son remplacement. Les étoiles de coalescence constituant la première couche du garnissage coalesceur peuvent avantageusement être insérées dans un filet lui-même fixé à la canne d'extraction. Cette canne peut en outre passer au travers des couches de 20 mousse de différentes porosités. Les caractéristiques de la cuve de traitement d'eaux de ruissellement qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : La figure 1 est une coupe schématique de la cuve de traite-25 ment. La figure 2 est une vue de dessus de la boîte de coales-cence. Selon la figure 1 la cuve 1 est constituée par un élément en tôle métallique ou en matière plastique comportant une entrée 2 des eaux 30 à traiter selon la flèche A et une sortie 3 des eaux traitées selon la flèche B ainsi qu'un trou d'homme 4 délimité par une amorce de cheminée 5 ou un accès rectangulaire pouvant le cas échéant être fermé par couvercle 51. La cuve 1 est équipée à sa partie interne d'une pipe d'admission coudée 6 comprenant un orifice d'entrée 7 supportant un dé- 35 grilleur 8 ainsi qu'un orifice de sortie 9 situé à un niveau inférieur à celui de l'orifice d'entrée 7. Selon les figures 1 et 2 la cuve de traitement 1 est égale-ment équipée à sa partie interne d'une boîte de coalescence 10 ouverte à sa partie supérieure. Cette boîte de coalescence 10 est constituée par une pièce 5 essentiellement parallélépipédique subdivisée par une cloison de séparation diagonale 11 en deux compartiments 12, 13 communiquant à leur partie supérieure comme représenté sur la figure 1. Selon la figure 1, la boîte de coalescence 10 est fixée à la cuve de traitement 1 au dessous du trou d'homme 4 par des moyens non représentés de façon à permettre d'avoir accès à sa partie interne. Le premier compartiment 12 de cette boîte 10 est branché sur l'orifice de sortie 9 de la pipe d'admission 6 à sa partie inférieure et est rempli d'un garnissage coalesceur 14. Ce garnissage 14 est constitué par trois couches de maté- riaux coalesceurs de plus en plus fins en allant du bas vers le haut de la boîte de coalescence 10, à savoir une première couche constituée par des étoiles de coalescence 15 insérées dans un filet 16, une seconde couche constituée par une mousse rigide en polyuréthane à mailles larges 17 et une troisième couche constituée par une mousse rigide en polyuréthane à mailles fines 18. Le filet 16 renfermant les étoiles de coalescence 15 est fixé à une canne d'extraction verticale 19 qui traverse les deux couches de mousse de différentes porosités 17, 18 de façon à permettre l'extraction de l'ensemble du garnissage coalesceur 14 par le trou d'homme 4 en vue de son lavage ou de son remplacement. Selon la figure 1, le second compartiment 13 de la boîte de coalescence 10 est équipé à sa partie interne d'un tube guide obturateur essentiellement vertical 20 ouvert à sa partie supérieure mais plus haut que le niveau dynamique de l'eau. Le tube guide obturateur 20 est muni d'ouvertures de transfert 21 ainsi que d'un flotteur 22 taré à la densité des hydrocarbures qui est mobile à sa partie interne. Ce tube guide obturateur 20 passe au travers de la paroi inférieure de la boîte de coalescence 10 et est branché sur une tubulure d'évacuation constituée par une botte d'obturation 23 et par un tube de remontée 24 lui-même branché sur la sortie 3 des eaux traitées de la cuve 1 selon la flèche B. 6 Selon la figure 1 les eaux à traiter qui sont introduites dans la cuve 1 selon la flèche A s'écoulent à la partie interne de cette cuve selon la flèche I de sorte que les boues qu'elles contiennent sédimentent à la partie inférieure de celle-ci. Comme représenté en pointillés, le niveau de l'orifice d'entrée 7 de la pipe d'admission 6 délimite le débourbeur. Le flux d'eau débourbé pénètre dans la pipe d'admission 6 selon la flèche II par son orifice d'entrée 7 en passant au travers du dégrilleur 8. Le flux ainsi débourbé et dégrillé pénètre ensuite selon la flèche III dans le premier compartiment 12 de la boîte de coalescence 10 au niveau duquel il traverse le garnissage coalesceur 14 avant de se dé-verser dans le second compartiment 13 de cette boîte 10 en passant par-dessus la cloison de séparation 11 comme schématisé par la flèche IV. Au niveau du garnissage coalesceur 14 les globules d'hydrocarbures présents dans le flux débourbé et dégrillé se rassemblent en grosses gouttelettes qui, plus légères que l'eau, migrent vers la partie supérieure de la boîte de coalescence 10. Le flux débourbé dégrillé et débarrassé des hydrocarbures pénètre alors dans le tube guide obturateur 20 par les orifices 21 puis dans la tubulure d'évacuation 23, 24 selon la flèche V pour sortir de la cuve de traitement 1 par la sortie 3 comme schématisé par la flèche B. Au fur et à mesure que la boîte de coalescence 10 se remplit d'hydrocarbures à sa partie supérieure, le flotteur 22 descend dans le tube guide obturateur 20 compte tenu de son tarage préalable, et obture les ouvertures de transfert 21 situées au droit des hydrocarbures. Il est à noter que la cuve 1 et la boîte de coalescence 10 ne sont en fait reliées que par la pipe d'admission 6. Avant de pénétrer dans l'orifice d'entrée 7 de cette pipe 6 une importante proportion des hydrocarbures initialement contenus dans les eaux à traiter a déjà migré vers la partie supérieure de la cuve 1 qui définit dans cette mesure une première chambre de séparation des hydrocarbures. Cette séparation des hydrocarbures se complète lors du passage dans le garnissage coalescent 14 et la boîte de coalescence 10 dé-finit ainsi une seconde chambre de séparation des hydrocarbures. Selon la figure 1, un premier siphon est défini entre l'orifice d'entrée 7 de la pipe d'admission 6 et l'extrémité supérieure 25 de la cloi- 7 son de séparation 11 de la boîte de coalescence 10 en deux compartiments 12 et 13. Un second siphon est également défini entre l'extrémité supérieure 25 de cette cloison 11 et la sortie 3 de la cuve de traitement 1.5 NOMENCLATURE A Flèche 5 B Flèche I Flèche II Flèche III Flèche 10 IV Flèche V Flèche 1 Cuve de traitement 2 Entrée 15 3 Sortie 4 Trou d'homme Amorce de cheminée 51 Couvercle 6 Pipe d'admission 20 7 Orifice d'entrée 8 Dégrilleur 9 Orifice de sortie Boîte de coalescence 11 Cloison de séparation 25 12 Premier compartiment 13 Second compartiment 14 Garnissage coalesceur Etoiles de coalescence 16 Filet 30 17 Mousse rigide en polyuréthane à mailles larges 18 Mousse rigide en polyuréthane à mailles fines 19 Canne d'extraction Tube guide obturateur 21 Ouvertures de transfert 35 22 Flotteur 23 Botte d'obturation 24 Tube de remontée Extrémité supérieure de la cloison 35 REVENDICATIONS1 °) Cuve de traitement (1) d'eaux de ruissellement par débourbage, dégrillage et séparation des hydrocarbures comportant une entrée des eaux à traiter (2), une sortie des eaux traitées (3), ainsi que des organes de trai- tement de ces eaux montés à la partie interne de cette cuve, caractérisée en ce que les organes de traitement des eaux de ruissellement comportent : - une pipe d'admission (6) coudée comprenant un orifice d'entrée (7) formant support de dégrilleur (8) ainsi qu'un orifice de sortie (9) silo tué au dessous de l'orifice d'entrée (7), et - une boîte de coalescence (10) ouverte subdivisée par une cloison de séparation (11) en deux compartiments (12,13) communiquant à leur partie supérieure, à savoir : - d'une part un premier compartiment (12) branché sur l'orifice de 15 sortie (9) de la pipe d'admission (6) à sa partie inférieure et rempli d'un garnissage coalesceur (14) et - d'autre part un second compartiment (13) équipé d'un tube guide obturateur (20) essentiellement vertical muni d'ouvertures de transfert (21) ainsi que d'un flotteur (22) taré à la densité des hydrocar- 20 bures qui est mobile à sa partie interne, ce tube guide obturateur (20) étant branché à son extrémité inférieure sur une tubulure d'évacuation (23, 24) permettant le transfert des eaux débourbées dégrillées et débarrassées des hydrocarbures vers la sortie (3) de la cuve (1), 25 un premier siphon étant défini entre l'orifice d'entrée (7) de la pipe d'admission (6) et l'extrémité supérieure (25) de la cloison de séparation (11) de la boîte de coalescence (10) en deux compartiments (12, 13), tandis qu'un second siphon est défini entre l'extrémité supérieure (25) de cette cloison (11) et la sortie (3) de la cuve (1). 30 2 °) Cuve de traitement (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pipe d'admission (6) et la boîte de coalescence (10) sont constituées par des pièces en matière synthétique. 3°) Cuve de traitement (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que 10 la boîte de coalescence (10) est constituée par une pièce essentiellement parallélépipédique subdivisée en deux compartiments (12, 13) par une cloison de séparation diagonale (Il). 4°) Cuve de traitement (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le garnissage coalesceur (14) est constitué par au moins trois couches de matériaux coalesceurs de plus en plus fins en allant du bas vers le haut de la boîte de coalescence (10), à savoir une première couche constituée par des étoiles de coalescence (15) , une seconde couche constituée par une mousse rigide en polyuréthane à mailles larges (17) et une troisième couche constituée par une mousse rigide en polyuréthane à mailles fines (18). 5°) Cuve de traitement (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu' elle comporte un trou d'homme ou un accès rectangulaire (4) au dessous duquel est fixée la boîte de coalescence (10) de façon à permettre d'y avoir accès. 6°) Cuve de traitement (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le garnissage coalesceur (14) est fixé à une canne d'extraction (19) essentiellement verticale qui traverse ce garnissage de façon à permettre son 25 extraction par le trou d'homme (4). 7°) Cuve de traitement selon la revendication 4, caractérisée en ce que 30 les étoiles de coalescence (15) constituant la première couche du garnis-sage coalesceur (14) sont insérées dans un filet (16).