Brevet FR2968573A1 — publié le 20120615

Dispositif d'épuration d'eaux L'invention concerne un dispositif d'épuration d'eaux et plus particulièrement un dispositif d'épuration d'eaux usagées de station de lavage comportant un système filtrant pouvant être associé à des végétaux. De nos jours, il est important tant d'un point de vue économique que d'un point de vue écologique de limiter la consommation d'eau ou de recycler io l'eau utilisée. Pour cela, de grandes stations d'épuration de l'eau sont connues en comportant d'importants dispositifs d'épuration et de recyclage et stockage de l'eau traitée, les couches filtrantes étant notamment associées à des végétaux du type roseaux. is De telles stations d'épuration, de par leur taille et la quantité d'eau traitée, sont installées à l'écart du centre des villes dont elles traitent les eaux usagées en provenance directe des canalisations de la ville. Ces stations comportent un bassin filtrant comprenant une ou plusieurs couches de matériaux filtrant constituées, par exemple, d'une première couche de 20 graviers de gros diamètre, d'une couche de graviers de petit diamètre et enfin d'une couche de sable. Les canalisations déversent directement dans ces bassins les eaux usagées et ces eaux usagées s'infiltrent dans les couches de matériaux en laissant les matières résiduelles contenues dans l'eau sur lesdites couches filtrantes alors que les eaux, débarrassées 25 de ces matières résiduelles et donc épurées, s'évacuent du bassin, par exemple par une vanne située dans la partie basse du bassin sur une paroi, ou encore par drainage directement en partie basse du bassin, après que l'eau ait traversé les couches de matières filtrantes. Afin d'éviter que les matières résiduelles ne constituent une couche colmatant le filtre établi par les couches filtrantes, des végétaux, par exemple des roseaux, sont plantés dans lesdites couches filtrantes. Ces roseaux de par leur réseau racinaire dans le sable, en bougeant notamment sous l'effet du vent, remuent le sable et l'aère. Ils créent un milieu favorable au développement des micro-organismes épurateurs qui évitent la formation d'une couche de colmatage et contribuent à l'élimination des matières résiduelles. io Cependant, ces dispositifs restent encombrants sans être facilement applicables à de petites structures. Ainsi, à l'heure où l'on attend des particuliers et des entreprises des gestes écologiques, il est difficile pour certaines entreprises dont l'activité est basée sur l'utilisation de l'eau, de recycler leurs eaux usagées ; ces eaux s'écoulent la plupart du temps is librement dans les canalisations. Par ailleurs, ces stations d'épuration installées bien en aval des utilisateurs ne change rien en terme de consommation d'eau, l'alimentation en eau étant nécessairement réalisée à partir de l'eau 20 courante, à moins d'installer un système de récupération des eaux de pluies qui cependant, reste bien trop limité en alimentation comparativement à la consommation d'eau de certaines entreprises telles que les stations de lavage. 25 De plus, la centralisation du traitement des eaux usagées ne permet pas de traiter lesdites eaux usagées avec les systèmes de traitement les plus adaptés. En effet, une même station d'épuration accueillant des eaux usagées de différentes provenances (particuliers, stations de lavage, usines, installations agricoles, etc...), les eaux ne peuvent être traitées 30 que selon un protocole généralisé sans par exemple adapter 25 spécifiquement des types de bactéries aux types d'eau à traiter, réduisant ainsi fortement le rendement du traitement. Le dispositif selon l'invention a donc pour but de permettre une épuration s de l'eau convenant aux petites structures. Cette épuration par le dispositif selon l'invention permet en outre d'adapter l'épuration des eaux usagées aux différents types d'eaux usagées. Enfin, le dispositif selon l'invention a pour but de fournir une station d'épuration modulable pouvant évoluer avec la source d'eaux usagées qu'il est amené à traiter. Le dispositif selon io l'invention permet en outre un nettoyage dudit dispositif facile et ce sans obligatoirement nécessiter l'arrêt du traitement le temps du nettoyage. Dans un autre perfectionnement, le dispositif selon l'invention permet de fournir une source d'alimentation en eau pure annexe ainsi qu'un recyclage direct des eaux usagées pour les dispositifs producteurs de 15 ladite eau usagée. L'invention a pour objet un dispositif d'épuration d'eaux usagées comportant au moins une couche de matériau filtrant associée à des végétaux, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un conteneur ou bac 20 dans lequel est agencé la couche de matériau filtrant, le conteneur ou bac étant amovible et en ce que ledit dispositif est transportable. On entend par « matériau filtrant », un ou plusieurs types de matériaux filtrants. L'utilisation d'un bac dans lequel est agencé un matériau filtrant associé à des éléments végétaux permet d'adapter la taille dudit bac à la quantité d'eaux usagées à traiter et donc aux tailles des installations utilisant le dispositif selon l'invention. En combinaison, la transportabilité du dispositif autorise aisément dans tous lieux son installation et son évacuation éventuelle. Le dispositif pouvant comporter plusieurs bacs, leur pluralité permet une modularité dans l'installation du dispositif en fonction de l'espace disponible. A titre d'exemple, plusieurs bacs filtrants selon l'invention peuvent être installés dans un espace relativement restreint pour traiter directement les eaux usagées lors de lavages de voitures. De tels bacs ne nécessitent par ailleurs pas la réalisation d'une structure d'envergure io comme dans l'art antérieur avec, l'implantation de canalisations, fondations et constructions conséquentes. Au contraire, l'installation du dispositif de l'invention consiste simplement à le déposer à l'endroit idoine, proche des eaux à récupérer, et le raccorder directement à l'évacuation des eaux usagées, par exemple au niveau d'un regard existant de is canalisation d'évacuation des eaux usagées. L'ensemble du dispositif prend un espace au sol variable en fonction du nombre de bacs utilisés et de leur position relative. Par conséquent, le dispositif selon l'invention est facilement déplaçable 20 d'un site d'exploitation à un autre en fonction des besoins en traitement des eaux usagées, qui peuvent parfois être ponctuels. L'amovibilité des bacs du dispositif est d'autant plus appréciable qu'elle permet, lorsqu'un bac comporte une quantité importante de matières 25 résiduelle en surface des matériaux filtrant et qu'il est nécessaire de le nettoyer, de simplement retirer et/ou remplacer ledit bac à nettoyer sans imposer obligatoirement une interruption totale du traitement des eaux usagées. Ainsi, dans le cadre d'un dispositif selon l'invention comportant plusieurs bacs, un utilisateur peut aisément remplacer un bac à nettoyer par un bac neuf/propre et continuer à utiliser le dispositif selon l'invention durant le nettoyage dudit bac. Par ailleurs, l'utilisation de bacs selon l'invention permet une adaptation s aisée des matériaux filtrants et des végétaux associés. En effet, selon le type d'eaux usagées à traiter, il est simple d'installer un bac comportant une couche de matériau filtrant adaptée au type d'eaux à traiter. Un changement du type d'eaux à traiter n'engendre qu'un simple changement des bacs traitant ces eaux par des bacs comportant une couche filtrante io davantage spécifique aux nouvelles eaux à traiter. De préférence, le dispositif selon l'invention est ouvert sur l'extérieur. Typiquement, les couches filtrantes et les végétaux associés sont à l'air libre, le bac dans lequel ils sont contenus étant ouvert sur sa partie 15 supérieure. Dans la suite de la description, les qualificatifs « supérieur » et « inférieur » d'un élément sont utilisés dans le cadre d'une installation normale du dispositif, c'est-à-dire relatif à une notion verticale par rapport 20 à un sol plat horizontal sur lequel serait posé l'élément qualifié. Dans un mode de réalisation préférentiel, le dispositif selon l'invention comporte un dispositif de stockage d'eau recyclée qui est alimenté par l'eau filtrée via le dispositif de l'invention. Dans le cadre d'un bac 25 comportant un fond perméable, le dispositif de stockage peut être situé en aval du bac, l'eau filtrée cheminant par gravité dans ledit dispositif de stockage. Il est aussi possible d'envisager un système de drainage en partie inférieure du bac relié à un dispositif de stockage en aval. Le dispositif de stockage forme un réservoir permettant à un utilisateur du dispositif de l'invention de disposer d'une réserve d'eau pouvant être directement utilisée dans le cadre de son activité. Ainsi, au regard d'une station de lavage de voitures, les eaux usagées sont filtrées par le dispositif selon l'invention et directement stockées dans le réservoir afin d'être réutilisées pour le lavage. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comporte une benne, ladite benne comportant des moyens de fixation d'au moins un bac Io de filtration. Dans un tel mode de réalisation, le ou les bacs sont donc directement installés dans la benne, un déplacement de l'ensemble du dispositif étant alors possible par simple transport de la benne d'un site d'exploitation à un autre. is Avantageusement, un bac au moins est monté amovible dans le dispositif. Ce montage amovible permet de modifier la composition du dispositif selon l'invention en choisissant les bacs à y installer tout en permettant un retrait pour nettoyage au besoin des bacs à nettoyer. 20 Avantageusement, les bacs sont installés en partie supérieure du dispositif, telle que la partie supérieure d'une benne, tandis que la partie inférieure du dispositif constitue ou comporte un dispositif de stockage des eaux recyclées. Les bacs sont montés de manière amovible dans la benne par tout moyen de montage connu de l'homme du métier, par 25 exemple par vissage, emboitement ou autre. De préférence, le dispositif selon l'invention comporte plusieurs couches de matériau(x) filtrant(s). De préférence, chaque couche comporte des particules de matériaux distincts et dont les dimensions sont différentes 30 d'une couche à l'autre, en particulier les dimensions des particules d'une couche supérieure étant plus petites que celles des particules d'une couche inférieure. Par exemple, il est prévu une première couche de gravier de gros diamètre sur le fond du bac, une deuxième couche de gravier de plus faible diamètre reposant sur la première couche et enfin une troisième couche de sable fin reposant sur la deuxième couche. Dans un tel dispositif, les végétaux associés aux couches filtrantes sont par exemple des roseaux plantés dans lesdites couches filtrantes. Dans une utilisation préférentielle, l'invention porte sur une station de io lavage comportant un dispositif de filtration selon l'invention, les eaux usagées de ladite station de lavage alimentant le système de filtration. Dans cette utilisation, il est avantageux de prévoir que le dispositif de filtration alimente en eau de lavage la station de lavage. is La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles : La figure 1 représente une vue en coupe latérale d'un dispositif d'épuration d'eaux usagées selon l'invention ; 20 La figure 2 représente une vue en perspective schématique d'une station de lavage utilisant un dispositif selon l'invention ; Une liste des références qui sont utilisées dans la suite de la description en références aux figures est donnée ci-après à titre indicatif. 25 1. Dispositif d'épuration 2. Système d'amenée des eaux usagées 3. Tuyau 4. Regard 30 5. Canalisation d'évacuation d'une station de lavage 14 6. Couche de matériau filtrant A. Couche supérieure de matériau filtrant B. Couche intermédiaire de matériau filtrant C. Couche inférieure de matériau filtrant s 7. Flèches d'écoulement des eaux traitées 8. Pellicule de matières résiduelles 9. Eléments végétaux/Roseaux 10. Bac 11. Parois de 10 io 12. Fond de 10 13. Géotextile 14. Station de lavage de voiture 15. Dispositif de stockage 16. Benne 15 17. Moyen de fixation 18. Rebords 19. Poutrelle de support 20. Pieds des bacs 10 21. Partie supérieure de la benne 16 20 22. Hauteur de la benne 16 23. Partie inférieure de la benne 16 24. Système de pompage Dans la suite de la description le terme « longitudinal » désigne le coté le 25 plus long d'un élément et « latéral » le coté le moins long d'un élément. La figure 1 représente une vue en coupe latérale d'un dispositif d'épuration d'eaux usagées selon l'invention. Le dispositif 1 d'épuration, comporte un système d'amenée d'eaux usagées 2, au moins un contenant ou bac 10 comprenant au moins une couche de matériau filtrant 6 pouvant être associée à des végétaux 9. s En regard de la figure 2 qui montre un dispositif de l'invention installé, à titre d'exemple non limitatif, à proximité d'une station de lavage de voitures, le système d'amenée 2 est par exemple constitué d'un tuyau 3, éventuellement relié à un moyen de pompage, reliant un regard 4 d'une canalisation d'évacuation 5 au dispositif 1 selon l'invention. Ce système io d'amenée des eaux usagées 2 récupère les eaux usagées de la station et alimente avec les eaux recyclés le dispositif 1 selon l'invention. Afin de traiter les eaux usagées, le dispositif 1 comporte (figure 1) au moins une couche de matériau filtrant 6 et de préférence plusieurs is couches de matériaux filtrants 6 différents, par exemple, une première couche 6A, dite couche supérieure 6A constituée de sable dont les particules présentent un diamètre d'au plus 4 mm, une deuxième couche 6B, dite couche intermédiaire 6B, constituée de graviers d'un diamètre de 4 à 8 mm et une troisième couche 6C, dite couche inférieure 6C, 20 constituée de graviers d'un diamètre de 8 à 20 mm. Cet exemple de couches de matériaux filtrants 6A, 6B et 6C est l'exemple utilisé dans la suite de la description, l'homme du métier pouvant aisément faire varier les caractéristiques du matériau filtrant (nombre de couches, type de matériau, diamètre, etc...) pour les adapter aux besoins de l'installation et 25 du type d'eaux à traiter. Les eaux usagées alimentant le dispositif 1 sont déversées directement sur la couche supérieure 6A de matériau filtrant. Ces eaux usagées comportent des matières résiduelles qui sont bloquées par les matériaux 30 filtrants 6A, 6B et 6C, lesdits matériaux 6A, 6B et 6C laissant passer l'eau i0 ainsi filtrée tel que visible selon les flèches 7 d'écoulement des eaux en cours de filtration. Ces matières résiduelles forment une pellicule 8 de résidus retenus sur la couche supérieure 6A alors que l'eau ainsi filtrée traverse les différentes couches de matériaux filtrant 6A, 6B et 6C. Afin d'empêcher la pellicule 8 de colmater la couche supérieure 6A et donc d'empêcher l'eau à s'infiltrer au travers des couches, des végétaux 9 sont associés aux couches filtrantes. Ces végétaux 9 sont par exemple des roseaux. Les roseaux 9, sous l'action par exemple du vent, voient leur io tige bouger et ainsi font bouger les couches 6A, 6B et 6C dans lesquelles ils sont plantés, aérant ainsi les couches tout en évitant à la pellicule 8 de colmater ces couches. Par ailleurs, les roseaux 9 permettent une prolifération des bactéries contenues dans les couches filtrantes 6A, 6B et 6C réduisant la hauteur de la pellicule 8. Enfin, les racines des roseaux 9 15 évoluent et grandissent dans les couches 6A, 6B et 6C amplifiant ainsi l'aération desdites couches, et empêchant de ce fait le colmatage des couches. Un traitement type ultraviolet en sortie de recyclage de l'eau peut être ajouté afin de détruire d'éventuels germes encore contenus dans ladite eau. 20 Selon l'invention, le dispositif 1 est transportable. Typiquement la couche de matériaux filtrant 6 et les végétaux 9 associés sont installés dans le bac 10. 25 Le bac 10 comporte des parois verticales 11 et un fond 12 et est préférentiellement ouvert sur l'extérieur par sa partie supérieure, cette ouverture permettant aux roseaux 9 de se développer normalement. Avantageusement, le fond 12 est perméable afin de permettre à l'eau filtrée de passer au travers dudit fond 12. Une telle perméabilité peut être 30 obtenue par exemple par le choix d'une matière particulière pour la réalisation du fond et/ou des parois du bac 10, ou encore par la présence de jours ou d'orifices dans le fond 12. Dans le cas de parois verticales perméables elles aussi, il peut être envisagé d'utiliser une feuille de géotextile 13 entre la couche filtrante 6 et les parois 11. Cette feuille de géotextile présente en outre l'avantage de maintenir les couches de matériaux 6A, 6B et 6C dans le bac malgré l'évacuation de l'eau traitée. Le bac 10 a des dimensions permettant son déplacement aisément, par exemple une longueur de 1 m20 pour une largeur de 1 m avec une hauteur lo de 80cm. Le tuyau 3 peut aisément être divisé de manière à alimenter plusieurs bacs 10. La figure 2 représente une vue en perspective schématique d'une station de lavage selon l'invention 15 Dans cet exemple, le dispositif 1 selon l'invention est installé dans le cadre d'une station 14 de lavage de voiture. La station de lavage représentée sur la figure 2 est une station de lavage comportant des rouleaux de nettoyage mais le dispositif selon l'invention peut être utilisé dans tout type 20 de station de lavage par exemple une station de lavage à nettoyeur à haute pression. Cet exemple n'est nullement limitatif des utilisations possibles du dispositif selon l'invention, ce dernier pouvant être utilisé dans tout domaine dans lequel un rejet d'eaux usagées existe. De par la modularité du dispositif en utilisant des bacs amovibles et de taille 25 variable, il est possible d'adapter le nombre de bacs 10 utilisés dans une station de lavage 14 à la quantité d'eaux usagées à traiter. De même, les positions relatives des bacs 10 peuvent être adaptées aux besoins de la structure dans laquelle ils s'intègrent. Dans la figure 2, cinq bacs 10 sont installés accolés. Le dispositif d'amenée d'eau 2 alimente par le tuyau 3 30 l'ensemble de ces cinq bacs. Dans une variante, un système de lavage du type nettoyeur haute pression, pompe pour lavage, tuyau, lance ou autre peut être directement accolé ou posé à coté de la benne. De plus, une plateforme peut être accolée ou posée à coté de la benne pour récupérer lesdites eaux de lavage. Avantageusement, le dispositif selon l'invention est associé à un dispositif de stockage 15 des eaux filtrées. Les bacs 10 comportent un fond perméable 12. L'eau filtrée au travers des bacs 10 tombe par gravité lo depuis le fond 12 desdits bacs 10 directement dans ledit dispositif de stockage 15. En cas de fond non perméable, il est possible de prévoir un drainage de l'eau épurée dans la partie inférieure des bacs 10. Cette eau traitée est is acheminée jusqu'à un dispositif de stockage, par exemple une citerne ou autre. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention et tel qu'illustré sur la figure 2, le dispositif 1 comporte une benne 16. Les bacs 10 sont 20 installés dans ladite benne 16. La benne 16 comporte des moyens de fixation 17 d'au moins un bac de filtration 10. Par exemple, la benne 16 peut comporter des rebords 18 de soutien du fond 12 des bacs 10, sous forme de poutrelles 19 de support sur lesquelles viennent reposer des pieds 20 des bacs 10. L'homme du métier pourra aisément adapter tout 25 type de moyens de fixation 17 en utilisant par exemple des systèmes de vissage ou clipsage, des rebords avec retour sur les parties supérieures des bacs 10 coopérant avec des rebords avec retour opposés sur les parois de la benne 16 ou autre. De préférence, ces moyens de fixation 17 laissent liberté à un utilisateur du dispositif 1 selon l'invention de retirer 30 indépendamment un bac 10 de la benne 16 et de le remplacer par un autre bac 10 sans déplacer les autres bacs 10 contenus dans la benne 16. Typiquement, les bacs 10 sont montés amovibles dans la benne 16. Les moyens de fixation 17 coopèrent avec les bacs 10 de telle sorte que s les bacs 10 sont situés dans une partie supérieure 21 de la benne 16. Dans le cas de poutrelles 19 de support par exemple, ces poutrelles 19 peuvent être situées sur les parois internes de la benne 16 ou traversantes dans l'espace intérieur de la benne 16 à un niveau proche du milieu d'une hauteur 22 de la benne 16. 10 Un tel agencement des bacs 10 dans la benne 16 permet de placer le dispositif de stockage 15 dans la partie inférieure de la benne 16, c'est-à-dire directement sous les bacs 10. L'eau traitée peut alors s'écouler simplement du fond 12 perméable des bacs 10 jusque dans le dispositif 15 de stockage 15. La partie inférieure 23 de la benne 16 peut remplir le rôle de dispositif de stockage de l'eau traitée, un simple système de pompage 24 permet alors d'utiliser l'eau ainsi stockée dans la benne 16 pour les besoins de la station de lavage 14. Il est aussi possible de séparer la partie inférieure 23 de la benne 16 en compartiments, chaque 20 compartiment servant de dispositif de stockage de l'eau traitée pour une utilisation particulière. Il est aussi possible d'installer plusieurs dispositifs de stockage indépendant les uns des autres dans la partie inférieure 23 de la benne 16 alimentant chacun un dispositif d'exploitation différent, par exemple des stations de lavage différentes. 25 Dans une variante de réalisation, le dispositif de stockage intégré à la benne 23 est indépendant et amovible. Une benne étant déplaçable, le dispositif 1 de l'invention peut ainsi être 3o transporté d'un site d'utilisation à un autre, seul est à exécuter sur place le raccordement d'évacuation d'eaux usagées du site d'installation au dispositif. De même, un dispositif 1 selon l'invention peut être déplacé d'une région à une autre et s'approvisionner ainsi en matériaux filtrants en utilisant les matériaux disponibles dans la région d'installation, évitant ainsi des difficultés tant logistiques que financières. De plus, l'utilisation de plusieurs bacs, et avantageusement amovibles, lo rend le dispositif parfaitement modulable ; ainsi, une usine utilisant de l'eau dans des étapes différentes de sa production peut rejeter différentes sortes d'eaux usagées. Ces différentes sortes d'eaux usagées peuvent facilement être traitées par des bacs 10 différents et séparés comportant les matériaux filtrants les plus adaptés aux différentes eaux usagées à 15 traiter. 20 REVENDICATIONS1. Dispositif (1) d'épuration d'eau usagée comportant au moins une couche de matériau filtrant (6) associée à des végétaux (9), s caractérisé en ce qu'il comporte au moins un conteneur ou bac dans lequel est agencé la couche de matériau filtrant, le conteneur ou bac étant amovible et en ce que ledit dispositif est transportable. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte lo un dispositif de stockage (15), l'eau filtrée traversant la couche filtrante alimentant ledit dispositif de stockage. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de bacs et en ce qu'il est 15 modulable. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une benne (16), ladite benne comportant des moyens de fixation (17) d'au moins un bac (10) de filtration. 5. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que le bac ou les bacs (10) sont ouverts sur l'extérieur. 6. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que 25 les bacs (10) sont installés en partie supérieure (21) du dispositif, tandis que la partie inférieure (23) du dispositif comprend un dispositif de stockage (15) des eaux filtrées. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé 30 en ce qu'il comporte plusieurs couches de matériaux filtrants,16 chaque couche étant composée d'un type de matériau dont les particules présentent des dimensions inférieures aux dimensions des particules du matériau filtrant de la couche inférieure, la couche de matériau filtrant la plus basse dans le bac reposant sur un fond (12) du bac. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins un des végétaux (9) associés à la couche filtrante est du roseau planté dans ladite couche. 9. Station de lavage caractérisé en ce qu'elle comporte un dispositif de filtration selon l'une des revendications précédentes, les eaux usagées de ladite station de lavage alimentant ledit dispositif. 15 10. Station de lavage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'elle est alimentée en eau filtrée par le dispositif de filtration.