Brevet FR3126226A1 — publié le 20230224

TITRE DE L’INVENTION : DISPOSITIF ET PROCÉDÉ D’ÉPURATION DES EAUX USÉES Le dispositif (100) d’épuration des eaux usées comporte : - un digesteur (105) anaérobie sous-vide comportant : - en partie basse (110), une entrée (115) pour eaux usées, - en partie haute (120) : - un déversoir (125) pour eau traitée comportant une sortie (130) pour eau positionnée selon une première hauteur (131) à partir de la partie basse et - une sortie (135) pour biogaz positionnée selon une deuxième hauteur (136) supérieure à la première hauteur, - une colonne (140) de remontée d’eaux par aspiration du biogaz depuis la partie basse vers la partie haute, - une colonne (141) de descentes d’eaux usées non traitées depuis la partie haute vers la partie baisse et - une pompe (145) à vide reliée à la sortie pour biogaz configurée pour, lorsque ladite pompe est actionnée, provoquer l’écoulement d’eaux depuis la partie basse vers la partie haute. Figure pour l’abrégé : Figure 1 DISPOSITIF ET PROCÉDÉ D’ÉPURATION DES EAUX USÉES Domaine technique de l’invention La présente invention vise un dispositif d’épuration des eaux usées et un procédé d’épuration des eaux usées. Elle s’applique, par exemple, au domaine de l’épuration des eaux usées urbaines. État de la technique La rareté de ressources en eau et le dérèglement climatiques nécessitent une gestion appropriée et fine de la ressource en eau disponible. Particulièrement, les régions méditerranéennes souffrent de manière imminente d’un manque d’eau et nécessitent des technologies de protection environnementale : - intégrant la conservation de la ressource, - focalisées dans l’utilisation minimale d’énergie et de produits chimiques et - promouvant la réutilisation maximale des eaux résiduelles urbaines (dites « ERU ») assainies et des résidus produits à partir des polluants y présents. On connait des solutions de type du réacteur anaérobie UASB (pour « Upflow Anaerobic Sludge Blanket », traduit par « Couverture de boue anaérobie à écoulement ascendant »), conçu pour le traitement des eaux usées dans les années 1970. Ce réacteur est alimenté en flux ascendant sans média de garnissage et est équipé dans sa partie supérieure d’un système de séparation triphasique : gaz, liquide et solide. Ce système permet l’évacuation de biogaz et limite la sortie des matières en suspension (dites « MES ») de l’effluent. Son comportement hydraulique est de type parfaitement mélangé excepté au niveau du séparateur triphasique qui présente les caractéristiques hydrauliques d’un réacteur piston. L’agitation du milieu est principalement due à la production de biogaz. Une bonne distribution des eaux usées est nécessaire, en particulier pour les eaux faiblement concentrées en DCO (pour « demande chimique en oxygène ») générant peu de gaz, afin d’éviter la formation des chemins préférentiels. La rétention de la biomasse dans les réacteurs à lit de boues est basée sur la capacité des microorganismes anaérobies à floculer pour former des granules qui peuvent atteindre jusqu’à 5 mm de diamètre et qui présentent de bonnes caractéristiques de sédimentation (indice volumique -1 ; vitesse maximale de sédimentation > 5 m.h -1 ), et une bonne résistance mécanique. Ceci évite leur lessivage du réacteur dans lequel la vitesse ascensionnelle du liquide est généralement maintenue entre 1 et 1,5 m.h -1 . Le principal problème de ces systèmes réside dans la formation et le maintien des granules. La granulation est un phénomène lent qui entraîne une longue période de démarrage (environ 6 mois) si des boues de digesteurs non adaptées sont employées comme inoculum. La formation d’une boue granulaire est pratiquement impossible avec certains types d’effluents et une dégranulation peut être observée lorsque le réacteur qui traite ces effluents est ensemencé avec une boue déjà granulaire. Les procédés à lit de boues sont également sensibles à la concentration de l’effluent en MES. En effet, une faible vitesse ascensionnelle ne permet pas le lessivage des matières particulaires, ce qui peut provoquer leur accumulation aux dépends de la formation de granules, entraînant ainsi une diminution de l’activité biologique. La résolution de ces problèmes passe par une meilleure connaissance des mécanismes intimes de la granulation et des facteurs qui la gouvernent. Les granules sont constitués exclusivement de microorganismes. Il est généralement admis que leur formation est le résultat de la sélection de bactéries floculantes dans un système à flux ascendant où les cellules libres en suspension sont forcément lessivées. Les granules présentent en outre une organisation bactérienne très complexe. Les microorganismes fermentaires, syntrophes et méthanogènes y sont étroitement associés les uns aux autres, ce qui réduit la distance qui les sépare. Le transfert inter-espèces d’hydrogène et la diffusion des métabolites le long de la chaîne trophique en sont plus efficaces. L’intégration de la technologie UASB en tant que procédé de prétraitement pour les ERU présente les désavantages suivants : - faible élimination de pathogènes et nutriments, - temps d’inoculation et de maturation long, - nécessité d’un post-traitement et - nuisances olfactives potentielles si mauvaise gestion du réacteur. Le brassage à l’intérieur du réacteur UASB est un paramètre clé. Un de plus grandes avances technologiques dans les procédés anaérobies à haute charge est la possibilité de dissocier le temps de résidence hydraulique (dit « TRH ») du temps de résidence de boues (dit « TRS »). À la différence des systèmes aérobies, dans les procès anaérobiques ou anoxiques, la charge maximale permissible est dépendante du taux maximal de réactant pouvant être fourni (e.g. oxygène durant les réactions aérobies), mais dans les digesteurs UASB, la performance est régie par la quantité de biocatalyseurs anaérobiques viables, i.e. la biomasse bactérienne anaérobie, ayant un contact maximum avec les constituants des eaux usées. Les évolutions apportées à l'UASB depuis son invention sont nombreuses. Ainsi, certains chercheurs ont remplacé le séparateur gaz-solide en haut du réacteur par un lit fixe ascendant (dit « UASB-FA »). D'autres équipes ont adapté les conditions de fluidisation d'un lit fluidisé (vitesses de liquide et de gaz) aux lits de boues pour obtenir l'expansion des granules et traiter divers rejets chimiques, biochimiques et biotechnologiques à forte charge. Ce réacteur, appelé EGSB (pour « Expanded Granular Sludge Bed », traduit par « lit de boues granulaire étendu »), traite des charges de pollution plus importantes car les zones mortes sont limitées, ce qui favorise le contact boues/effluent. L’EGSB combine la recirculation de l’effluent à des vitesses ascensionnelles supérieures à 4m.h -1 et des géométries de réacteurs plus hautes (ratio hauteur/diamètre élevé). La compartimentation de l'espace du réacteur a conduit au réacteur à circulation interne (IC pour « Internal Circulation », traduit par « circulation interne »), qui consiste en deux réacteurs UASB superposés. Le réacteur inférieur fonctionne à forte charge et le biogaz produit est récupéré pour la fluidisation du second réacteur, par effet gaz-lift, situé au-dessus et alimenté à faible charge. Bien que les ERU soient considérées comme des effluents dilués (DCO -1 ), elles présentent les caractéristiques d’un effluent complexe, avec une température faible (oscillante entre 15 et 25 °C) et un ratio élevé de MES d’environ 50-65%, i.e. un faible ratio de DCO soluble par rapport à la DCO totale. En conséquence, la conversion totale de la DCO est limitée par la phase d’hydrolyse des composés solides. La gestion et les rendements de cette technologie de méthanisation sont fortement dépendants de la température. Comme toutes les transformations chimiques et biochimiques, la vitesse des réactions qui interviennent en méthanisation augmentent avec la température. Toutefois, ces systèmes sont très dépendants de leur température d’opération. Ainsi, il n’existe pas de système satisfaisant permettant d’optimiser le brassage dans le réacteur tout en permettant l’extraction facilitée de biogaz issu du réacteur. La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif d’épuration des eaux usées, qui comporte : - un digesteur anaérobie sous-vide comportant : - en partie basse, une entrée pour eaux usées, - en partie haute : - un déversoir pour eau traitée comportant une sortie pour eau positionnée selon une première hauteur à partir de la partie basse et - une sortie pour biogaz positionnée selon une deuxième hauteur supérieure à la première hauteur, - une colonne de remontée d’eaux par aspiration du biogaz depuis la partie basse vers la partie haute, - une colonne de descentes d’eaux usées non traitées depuis la partie haute vers la partie baisse et - une pompe à vide reliée à la sortie pour biogaz configurée pour, lorsque ladite pompe est actionnée, provoquer l’écoulement d’eaux depuis la partie basse vers la partie haute. Grâce à ces dispositions, il est possible de créer une première étape de valorisation énergétique dans une filière d’assainissement des eaux résiduaires urbaines (ERU). Ceci permet de clarifier les ERU et de transformer la pollution en méthane. Ces dispositions présentent notamment trois avantages : - le transport hydraulique, à travers l’effet d’aspiration de la colonne de remontée, à faible coût énergétique visant à optimiser le brassage dans le digesteur (favoriser le contact entre les boues, catalyseurs anaérobies, et le milieu réactionnel), - une extraction de biogaz aisée car la pression de saturation se trouve préférentiellement en dessous de la pression atmosphérique (la constante de dissolution d’un gaz est proportionnelle à la pression dans l’enceinte) et - un contrôle et une évacuation des boues proches de l’optimal. Plus de biogaz est extrait, meilleur est le brassage à l’intérieur du réacteur. Si le brassage est optimal, meilleure est la performance du réacteur en termes de conversion de la pollution en méthane. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : - une entrée pour biogaz recirculé en partie basse du digesteur et - une conduite de recirculation du biogaz issu de la sortie pour biogaz vers l’entrée pour biogaz. Ces modes de réalisation permettent de favoriser le brassage des boues en partie basse du digesteur. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : - une vanne d’activation de la conduite de recirculation et - une vanne d’extraction d’eau depuis le déversoir. Ces modes de réalisation permettent au dispositif de présenter des modes de fonctionnement distincts en fonction de l’ouverture et de la fermeture de ces vannes. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un capteur de présence d’eau dans le déversoir, au moins la vanne d’extraction étant activée en fonction de la présence d’eau captée. Ces modes de réalisation permettent de transitionner d’une configuration dans laquelle la pression du digesteur évolue vers une pression nominale vers une configuration dans laquelle le dispositif est en fonctionnement nominal. Ces modes de réalisation permettent de conserver la vanne en position fermée tant que l’eau n’est pas captée à ce niveau pour éviter l’entrée d’air dans le réacteur. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention présente un mode de fonctionnement dans lequel la vanne d’activation de la conduite de recirculation et la vanne d’extraction d’eau sont fermées. Ces modes de réalisation permettent une réduction en pression du réacteur propre à la mise en condition opératoire nominale du dispositif permettant une extraction optimale du biogaz et de l’eau. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : - un capteur de pression, configuré pour capter une pression opératoire en partie haute du digesteur et - un régulateur PID, configuré pour réguler le fonctionnement de la pompe à vide en fonction de la pression en partie haute du digesteur captée. Ces modes de réalisation permettent au dispositif d’atteindre de manière optimale une pression opératoire de fonctionnement. Dans des modes de réalisation, la colonne de remontée d’eaux par aspiration de biogaz d’eau comporte, en partie haute du digesteur, une sortie pour biogaz remonté, ladite sortie étant positionnée selon une troisième hauteur inférieure à la première hauteur. Ces modes de réalisation permettent de trier les boues, l’eau et le biogaz obtenu dans le digesteur. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte une colonne tampon configurée pour recevoir des eaux usées, ladite colonne tampon comportant : - une entrée pour eaux usées, - une prise d’air atmosphérique et - l’entrée pour eaux usées du digesteur étant reliée à la colonne tampon et configurée pour fournir des eaux usées par dépression. Ces modes de réalisation permettent d’optimiser le fonctionnement du digesteur. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : - un capteur d’un niveau de remplissage en eaux usées de la colonne tampon et - une pompe d’alimentation de la colonne tampon en eau usées activée en fonction du niveau de remplissage capté. Ces modes de réalisation permettent de réguler automatiquement la quantité d’eaux usées dans la colonne tampon. Dans de tels modes de réalisations, une régulation de type « PID » peut être mise en œuvre, dans laquelle la fréquence de fonctionnement de la pompe est asservi au niveau liquide de la colonne tampon. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, en aval de la pompe à vide : - un déshumidificateur du biogaz, - un moyen d’adsorption pour purifier le biogaz et/ou - un stockage du biogaz. Ces modes de réalisation permettent de traiter le biogaz en vue de le conformer à des spécifications de valorisation déterminées. Dans des modes de réalisation, le digesteur comporte : - une enceinte thermique configurée pour recevoir un flux d’eau chaude, comportant une entrée pour eau et une sortie pour eau, - un circuit d’eau chaude comportant : - une pompe à eau reliée à la sortie pour eau de l’enceinte et - un échangeur thermique configuré pour chauffer ou refroidir l’eau chaude, l’eau en sortie de l’échangeur thermique étant fournie à l’entrée pour eau de l’enceinte. Ces modes de réalisation permettent de réguler automatiquement la température de fonctionnement du digesteur. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé d’épuration des eaux usées, qui comporte : - une étape de digestion anaérobie sous-vide, dans un digesteur, comportant : - une étape d’entrée d’eaux usées en partie basse du digesteur, - une étape de remontée, dans colonne de remontée d’eaux par aspiration du biogaz depuis la partie basse vers une partie haute du digesteur, - une étape de déversement, par un déversoir en partie haute du digesteur, de l’eau traitée comportant une étape de sortie d’eau dans une entrée pour eau du déversoir pour eau positionnée selon une première hauteur, - une étape de sortie pour biogaz, par une sortie de biogaz positionnée selon une deuxième hauteur supérieure à la première hauteur, - une étape de descente, dans une colonne de descente d’eaux usées, depuis la partie haute vers la partie basse du digesteur et - une étape de pompage à vide reliée à la sortie pour biogaz configurée pour, lorsque ladite pompe est actionnée, provoquer l’écoulement d’eaux depuis la partie basse vers la partie haute. Les avantages du procédé correspondent, mutatis mutandis, aux avantages du dispositif objet de la présente invention. Brève description des figures D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention et représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière du procédé objet de la présente invention. Description des modes de réalisation La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. Ci-après, on désigne par « vanne » tout de type de vanne connu et adapté à l’usage indiqué contextuellement. Une telle vanne est, par exemple, une vanne motorisée. On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle. On observe, sur la , qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du dispositif 100 objet de la présente invention. Ce dispositif 100 d’épuration des eaux usées, comporte : - un digesteur 105 anaérobie sous-vide comportant : - en partie basse 110, une entrée 115 pour eaux usées, - en partie haute 120 : - un déversoir 125 pour eau traitée comportant une sortie 130 pour eau positionnée selon une première hauteur 131 à partir de la partie basse et - une sortie 135 pour biogaz positionnée selon une deuxième hauteur 136 supérieure à la première hauteur et - une colonne 140 de remontée d’eaux par aspiration du biogaz depuis la partie basse vers la partie haute, - une colonne 141 de descentes d’eaux usées non traitées depuis la partie haute vers la partie baisse et - une pompe 145 à vide reliée à la sortie pour biogaz configurée pour, lorsque ladite pompe est actionnée, provoquer l’écoulement d’eaux depuis la partie basse vers la partie haute. Le digesteur 105 anaérobie désigne une cuve utilisée dans le processus de méthanisation qui produit du biogaz grâce à un procédé de digestion anaérobie des matières organiques de diverses provenances. Ici, préférentiellement, les matières organiques proviennent d’eaux résiduelles urbaines. Le digesteur 105 est dit « sous-vide », c’est-à-dire que ses conditions opératoires préférentielles se situent à une pression généralement inférieure à la pression atmosphérique. Le digesteur 105 est formellement divisé en deux parties : une partie basse 110 et une partie haute 120 dont les proportions relatives peuvent varier. On appelle généralement « partie basse 110 » la partie du digesteur 105 généralement proche de la base, c’est-à-dire du sol, lorsque le digesteur 105 est en condition opératoire. La partie basse 110 désigne ainsi le lieu de réception des écoulements gravitaires se produisant au sein du digesteur 105. Ce digesteur 105 peut mettre en œuvre différents dispositifs internes susceptibles d’interagir avec les flux d’écoulements du biogaz, de l’eau et/ou des déchets organiques. Par exemple, le digesteur 105 peut mettre en œuvre, comme visible en , un dispositif d’écoulement à rainures ou ailettes configuré pour répartir les écoulements de manière homogène en partie basse 110. De tels dispositifs permettent d’éviter l’accumulation des boues en un lieu particulier du digesteur 105 susceptible de le désactiver ou a minima d’en réduire le rendement. En partie basse 110, le digesteur 105 comporte une entrée 115 pour eaux usées. Une telle entrée 115 correspond à une ouverture, préférentiellement reliée à une tubulure, et optionnellement associée à un moyen de commande d’une vanne régissant l’ouverture et/ou la fermeture de l’entrée. Une telle vanne peut être actionnée de manière manuelle ou de manière automatique, à l’aide d’un automate, en fonction de valeurs opératoires préférentielles du digesteur 105. La partie basse 110 du digesteur comporte également un lit de microorganismes, de types bactéries, sélectionnées pour leur capacité à digérer les ERU et produire du biogaz. De telles microorganismes peuvent être supportés par des granules disposées au fond de la cuve (c’est-à-dire en partie basse 110) du digesteur 105. Les eaux usées présentent ainsi un écoulement ascensionnel dans la surface transversal du réacteur, sauf dans la colonne 141 où l’eau descend. La partie basse 110 et la partie haute 120 du digesteur 105 sont reliées par une colonne 140 de remontée d’eaux par aspiration du biogaz depuis la partie basse 110 vers la partie haute 120. La partie basse 110 et la partie haute 120 du digesteur 105 sont également reliées par une colonne 141 de descente d’eaux usées non traitées depuis la partie haute vers la partie baisse. Les colonnes 140 de remontée d’eaux par aspiration du biogaz et 141 de descente d’eaux sont, par exemple, coaxiales. Dans des variantes, le digesteur 105 comporte un moyen de collecte d’eaux usées remontées par l’action d’aspiration du biogaz à travers la colonne 140 de remontée. Ces eaux usées sont ensuite dirigées vers la colonne 141 de descente des eaux usées vers la partie basse du digesteur 105. Lors de la mise en œuvre de la pompe 145 à vide, les eaux en partie basse 110 sont aspirées jusqu’à la partie haute du digesteur 105. Les colonnes 140 de remontée et 141 de descente amplifient le brassage au sein du réacteur en canalisant vers le centre le biogaz. En partie haute 120, le digesteur 105 comporte principalement des sorties pour les différentes espèces d’intérêt générées. En premier lieu, une sortie 130 pour eau alimentée par un déversoir 125 dont la fonction consiste à permettre la sortie de l’eau dépassant une hauteur prédéterminée, dite première hauteur 131, fonction du niveau de dépression, qui est fixé en fonction de la hauteur totale du réacteur, choisie pour correspondre à la hauteur atteinte par l’eau une fois traitée par les microorganismes. On appelle ici « sortie » du déversoir 125, par exemple, une paroi de rétention des liquides dont le franchissement constitue la sortie 130, de manière analogue au fonctionnement d’un déversoir hydraulique. On appelle « hauteur » une valeur d’une grandeur physique représentative de la distance entre la base et un point donné du digesteur 105 selon un axe vertical gravitaire. Par complément, la hauteur peut également se mesurer à partir du point le plus haut de la cuve ou tout autre point de référence situé à une altitude plus élevé que le point d’intérêt dont la hauteur est mesurée lorsque le digesteur 105 est en conditions d’opérations. Dans des variantes préférentielles, le déversoir 125 est relié à une conduite pour écoulement vertical de l’eau traitée vers la partie basse 110, de manière gravitaire ou au moyen d’une pompe, de sorte à contrebalancer l’effet de la pression négative en partie haute 120 du digesteur 105 lors de la sortie de l’eau du digesteur 105. En deuxième lieu, le digesteur 105 comporte une sortie 135 pour biogaz, comportant par exemple une tubulure d’extraction du biogaz dont une ouverture est positionnée à la deuxième hauteur. La sortie 135 est configurée pour aspirer le biogaz situé au-dessus de l’eau purifiée et des eaux aspirées par la colonne 141 de descente. Le mouvement des eaux dans le digesteur 105 est provoqué par l’action de la pompe 145 à vide configurée pour générer une pression, au niveau de la sortie 135 pour biogaz, inférieure à la pression d’entrée des ERU dans le digesteur 105. Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en , le dispositif 100 comporte : - une entrée 150 pour biogaz recirculé en partie basse 110 du digesteur et - une conduite 155 de recirculation du biogaz issu de la sortie 135 pour biogaz vers l’entrée 150 pour biogaz. L’entrée 150 est, par exemple, structurellement similaire à l’entrée 115 pour eaux usées dans les différentes variantes présentées. La conduite 155 de recirculation est, par exemple, une tubulure configurée pour relier l’aval de la pompe 145 à vide et l’entrée 150 pour biogaz en partie basse 110 du digesteur 105. Cette conduite 155 de recirculation peut être associée à un jeu de vannes dont l’actionnement sélectif permet de forcer tout ou partie du flux de biogaz vers ladite conduite 155 de recirculation. Dans une variante minimaliste, la pompe 145 à vide est reliée à une conduite d’évacuation du biogaz et la conduite 155 de recirculation est un piquage sur cette conduite d’évacuation, le piquage et la conduite d’évacuation étant chacun associé à une vanne distincte dont l’activation opposée entraine le passage du biogaz soit dans la conduite d’évacuation, soit dans la conduite 155 de recirculation. Dans des variantes, la conduite 155 de recirculation est associée à une pompe à gaz et/ou à un clapet anti-retour en amont de l’entrée 155. Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en , le dispositif 100 comporte : - une vanne 160 d’activation de la conduite 155 de recirculation et - une vanne 165 d’extraction d’eau depuis le déversoir 125. Un exemple de réalisation de la vanne 160 d’activation est présenté ci-dessus tandis que la vanne 165, fonctionnellement, permet l’extraction d’eau depuis le déversoir 125, c’est-à-dire que tant que la vanne 165 d’extraction est fermée, l’eau captée par le déversoir 125 demeure dans le même environnement de pression que le reste du digesteur 105. L’eau quittant le déversoir peut être valorisée de multiples façons. Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en , le dispositif 100 comporte un capteur 170 de présence d’eau dans le déversoir 125, au moins la vanne d’extraction 165 étant activée en fonction de la présence d’eau captée. Le capteur 170 est, par exemple, un capteur capacitif activé par la présence d’eau dans le déversoir 125. La détection d’eau peut correspondre à un changement de régime opératoire du dispositif 100, depuis une phase de montée en puissance jusqu’à une phase opératoire nominale. Ces changements de régimes sont décrits ci-après. Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en , le dispositif 100 présente un mode de fonctionnement dans lequel la vanne 160 d’activation de la conduite 155 de recirculation et la vanne 165 d’extraction d’eau sont fermées. Un tel mode de fonctionnement correspond à une phase de montée en puissance ou d’initialisation du dispositif 100 dans laquelle le vide est fait dans le digesteur 105. Pour que le vide soit fait, les sorties et entrées du digesteur 105 doivent être en position fermées. A mesure que le vide se fait, les eaux sont remontées le long du digesteur, de la partie basse 110 à la partie haute 120 et ce jusqu’à ce que de l’eau traitée entre dans le déversoir 125. Lorsque de l’eau entre dans le déversoir 125, une vanne 165 est ouverte, permettant la sortie de l’eau traitée. D’autres régimes de fonctionnements sont décrits ci-après. Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en , le dispositif 100 comporte : - un capteur 175 de pression, configuré pour capter une pression opératoire en partie 120 haute du digesteur et - un régulateur PID 180, configuré pour réguler le fonctionnement de la pompe 145 à vide en fonction de la pression en partie haute du digesteur captée. Le capteur 175 de pression peut être de tout type connu de l’homme du métier qui corresponde aux conditions opératoires du dispositif 100 notamment en termes de température, de pression ou d’humidité. Le régulateur PID 180, pour « proportionnel, intégral, dérivé » est un système de contrôle permettant d’améliorer les performances d'un asservissement, c'est-à-dire un système ou procédé en boucle fermée. Ici, la pompe 145 à vide est asservie à la pression captée par le capteur 175. Dans des modes de réalisation, la colonne 140 de remontée d’eaux par aspiration du biogaz comporte, en partie haute 120 du digesteur, une sortie 185 pour biogaz remontée, ladite sortie étant positionnée selon une troisième hauteur 186 inférieure à la première 131 hauteur. Ce différentiel de hauteur est dû au taux de rétention gazeuse dans la zone au-dessus de la colonne 140 de remontée d’eaux par aspiration du biogaz. Ceci permet de respecter un double déséquilibre : - la sortie 135 pour biogaz est située à une altitude plus élevée que la sortie 130 pour eau du déversoir 125, - la sortie 185 pour eaux de la colonne 140 est située à une altitude moins élevée que la sortie 130 pour eau du déversoir et à une altitude moins élevée que la sortie 135 pour biogaz. Le niveau liquide dans ce secteur est plus élevé par effet « gazlift », c’est-à-dire par ascension du biogaz entraînant des eaux usées. Ce niveau liquide est représenté avec un deuxième trait 187 rayé. Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en , le dispositif 100 comporte une colonne 190 tampon configurée pour recevoir des eaux usées, ladite colonne tampon comportant : - une entrée 195 pour eaux usées, - une prise 200 d’air atmosphérique et - l’entrée 115 pour eaux usées du digesteur 105 étant reliée à la colonne 190 tampon et configurée pour fournir des eaux usées par dépression. La colonne tampon 190 a pour fonction principale de servir de réservoir duquel, par aspiration, des eaux à traiter sont aspirées vers le digesteur 105. L’entrée 195 est, par exemple analogue à l’entrée 115 du digesteur 105. La prise 200 d’air atmosphérique est, par exemple, une ouverture vers l’environnement extérieur au dispositif 100, optionnellement susceptible d’être fermée ou non au moyen d’un clapet ou d’une vanne. Lorsque la colonne tampon 190 est présente, l’entrée 115 pour eaux usées peut être réduite à une conduite n’étant pas obturée ou obturable entre le digesteur 105 et la colonne tampon 190. Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en , le dispositif 100 comporte : - un capteur 205 d’un niveau de remplissage en eaux usées de la colonne 190 tampon et - une pompe 210 d’alimentation de la colonne 190 tampon en eau usées activée en fonction du niveau de remplissage capté. Le capteur 205 est, par exemple, un capteur à ultrasons. Lorsque le niveau de remplissage capté est inférieur à une valeur limite prédéterminée, ou une valeur dynamique calculée en fonction du débit de la pompe 145 à vide ou de la pression captée à l’intérieur du digesteur 105, la pompe 210 est par exemple configurée pour injecter des eaux usées dans la colonne 190 tampon. Inversement, lorsque le niveau de remplissage capté est supérieur à une valeur limite prédéterminée, ou une valeur dynamique calculée en fonction du débit de la pompe 145 à vide ou de la pression captée à l’intérieur du digesteur 105, la pompe 210 est par exemple configurée cession l’injection d’eaux usées. Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en , le dispositif 100 comporte, en aval de la pompe 145 à vide : - un déshumidificateur 215 du biogaz, - un moyen 220 d’adsorption pour purifier le biogaz et/ou - un stockage 225 du biogaz. Le déshumidificateur 215 est, par exemple, un condensateur de vapeurs d’eau résiduelles présentes dans le biogaz. Le moyen 220 d’adsorption est, par exemple, une colonne d’adsorption à charbons actifs ou un autre media d’adsorption poreux comme silice ou zéolithes. Dans des variantes, le moyen 220 d’adsorption peut également être plus complexe si la qualité de biogaz requise en sortie doit être supérieure, par exemple de type « PSA » (pour « Pressure Swing Adsorption », traduit par adsorption par inversion de pression). Le stockage 225 peut correspondre à une conduite de transport ou à une cuve, par exemple. Préférentiellement, le dispositif 100 comporte : - un déshumidificateur 215 du biogaz, - un moyen 220 d’adsorption pour purifier le biogaz déshumidifié et - un stockage 225 du biogaz purifié. Dans des modes de réalisation, le digesteur 205 comporte : - une enceinte 230 thermique configurée pour recevoir un flux d’eau chaude, comportant une entrée 235 pour eau et un garde hydraulique de protection du gazomètre 225, - un circuit 245 d’eau chaude comportant : - une pompe 250 à eau reliée à la sortie 240 pour eau de l’enceinte 230 et - un échangeur 255 thermique configuré pour chauffer ou refroidir l’eau chaude, l’eau en sortie de l’échangeur 255 thermique étant fournie à l’entrée 235 pour eau de l’enceinte 230. Ci-dessous, deux régimes de fonctionnement sont présentés. Dans les deux exemples, la condition de démarrage est atteinte lorsque le niveau liquide se situe à un mètre de hauteur dans la colonne tampon et dans le digesteur 105. Dans le premier régime de fonctionnement, dit « fonctionnement régulé », les étapes du processus suivant sont réalisées : - initialement, une fermeture d’une vanne 165 de sortie des eaux traitées du digesteur 105 est réalisée pour éviter l’aspiration d’air atmosphérique à l’intérieur du digesteur 105, rendant impossible l’amorçage du dispositif 100, - ouverture d’une vanne 101 d’amorçage et fermeture d’une vanne 102 d’extraction du biogaz et d’une vanne 160 de recirculation du biogaz, - mise en route de la pompe 145 à vide jusqu’à atteindre une pression de consigne dépendant de la hauteur du digesteur 105 choisie – dans cet exemple, le digesteur 105 est haut de six mètres, soit une pression 500 mbarA (-0,5 barG), - maintien de la pression de consigne par régulation PID entre un variateur de fréquence différentielle de la pompe 145 à vide un capteur 175 de pression installé en partie haute 120 du digesteur (le régime de la pompe à vide est asservi à la pression), - régulation du niveau de liquide à l’intérieur de la colonne 190 tampon par PID entre le régime de la pompe d’alimentation des ERU et le niveau de liquide mesurée par un capteur 205 à ultrasons, - introduction des ERU prétraitées dans la colonne 190 tampon (après procédé de dégrillage en tête de station d’épuration, par exemple), remplissant le digesteur 105 par dépression, - ouverture de la vanne 165 de sortie des eaux lorsque le capteur 170 de présence d’eau détecte est activé par la présence d’eau, - fermeture de la vanne 101 d’amorçage et ouverture de la vanne 102 d’extraction, - les eaux traitées sont refoulées car le fil d’eau se situe dans une zone de pression positive ; le niveau du liquide de la colonne 190 tampon et la sortie s’équilibrent en fonction du débit d’eau à l’entrée 115, - le système fonctionne de manière stable ; les eaux traitées sortent du digesteur 105 par une sortie 130 dédiée et une boucle de circulation à l’intérieur du digesteur 105 est créée par effet d’élévation du biogaz amplifié par le vide ; le taux de rétention de gaz augmente avec le niveau de dépression, - le biogaz produit est extrait par la pompe 145 à vide et passe par une étape d’élimination des polluants pouvant être absorbés dans le réseau de vide (mousses et écumât) via un bac des condensats, - le biogaz passe ensuite par une étape de déshumidification ; l’élimination des condensats s’effectue gravitairement, - le biogaz passe ensuite par un moyen d’adsorption au charbon actif extrudé ou tout autre matériel adsorbant pour éliminer l’espèce H 2 S, - le biogaz est stocké dans un gazomètre à double-membrane (30 mbarsG) jusqu’au moment de son utilisation ; un garde 240 hydraulique de 50 mbarsG est associé à ce dispositif 100, - l’évacuation des boues granulaires s’effectue lorsque le compartiment des boues en excès est plein ; à ce stade, une sonde 260, par exemple capacitive, enclenche la procédure de vidange temporisée vers une zone de déshydratation solaire (minéralisation boues), - la hauteur du compartiment est suffisante pour que les boues granulaires stockées présentent un temps de rétention des solides (traduit par « Solid Retention Time » et abrévié SRT) équivalente à 30 jours (conditions psychrophiles 12-25°C) ; ceci afin d’assurer ainsi sa correcte hygiénisation par digestion anaérobie et - la régulation thermique du digesteur 105 est possible par la circulation d’eau chaude dans le circuit 245 et l’isolation thermique. Tout ou partie de cet exemple peut être mis en œuvre dans un mode de réalisation avantageux bénéficiant, ponctuellement ou synergétiquement, des avantages unitaires procurés par ces parties. On observe, en , schématiquement et sous forme d’un logigramme, un mode de réalisation du procédé 300 objet de la présente invention. Ce procédé 300 d’épuration des eaux usées, comporte : - une étape 305 de digestion anaérobie sous-vide, dans un digesteur, comportant : - une étape 310 d’entrée d’eaux usées en partie basse du digesteur, - une étape 315 de remontée, dans colonne de remontée d’eaux du digesteur depuis la partie basse vers une partie haute du digesteur, - une étape 320 de déversement, par un déversoir en partie haute du digesteur, de l’eau traitée comportant une étape 325 de sortie d’eau dans une sortie pour eau du déversoir pour eau positionnée selon une première hauteur, - une étape 330 de sortie pour biogaz, par une sortie de biogaz positionnée selon une deuxième hauteur supérieure à la première hauteur, - une étape 331 de descente, dans une colonne de descente d’eaux usées, depuis la partie haute vers la partie basse du digesteur et - une étape 335 de pompage à vide reliée à la sortie pour biogaz configurée pour, lorsque ladite pompe est actionnée, provoquer l’écoulement d’eaux depuis la partie basse vers la partie haute. Ces étapes ont été décrites, mutatis mutandis, en regard de la . Dispositif (100) d’épuration des eaux usées, caractérisé en ce qu’il comporte : - un digesteur (105) anaérobie sous-vide comportant : - en partie basse (110), une entrée (115) pour eaux usées, - en partie haute (120) : - un déversoir (125) pour eau traitée comportant une sortie (130) pour eau positionnée selon une première hauteur (131) à partir de la partie basse et - une sortie (135) pour biogaz positionnée selon une deuxième hauteur (136) supérieure à la première hauteur, - une colonne (140) de remontée d’eaux par aspiration du biogaz depuis la partie basse vers la partie haute, - une colonne (141) de descentes d’eaux usées non traitées depuis la partie haute vers la partie baisse et - une pompe (145) à vide reliée à la sortie pour biogaz configurée pour, lorsque ladite pompe est actionnée, provoquer l’écoulement d’eaux depuis la partie basse vers la partie haute. Dispositif (100) selon la revendication 1, qui comporte : - une entrée (150) pour biogaz recirculé en partie basse (110) du digesteur et - une conduite (155) de recirculation du biogaz issu de la sortie (135) pour biogaz vers l’entrée (150) pour biogaz. Dispositif (100) selon la revendication 2, qui comporte : - une vanne (160) d’activation de la conduite (155) de recirculation et - une vanne (165) d’extraction d’eau depuis le déversoir. Dispositif (100) selon la revendication 3, qui comporte un capteur (170) de présence d’eau dans le déversoir (125), au moins la vanne d’extraction (165) étant activée en fonction de la présence d’eau captée. Dispositif (100) selon l’une des revendications 3 ou 4, qui présente un mode de fonctionnement dans lequel la vanne (160) d’activation de la conduite (155) de recirculation et la vanne (165) d’extraction d’eau sont fermées. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 5, qui comporte : - un capteur (175) de pression, configuré pour capter une pression opératoire en partie (120) haute du digesteur et - un régulateur (180) PID, configuré pour réguler le fonctionnement de la pompe (145) à vide en fonction de la pression en partie haute du digesteur captée. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la colonne (140) de remontée de biogaz comporte, en partie haute (120) du digesteur, une sortie (185) pour biogaz remonté, ladite sortie étant positionnée selon une troisième hauteur (186) inférieure à la première (131) hauteur. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 7, qui comporte une colonne (190) tampon configurée pour recevoir des eaux usées, ladite colonne tampon comportant : - une entrée (195) pour eaux usées, - une prise (200) d’air atmosphérique et - l’entrée (115) pour eaux usées du digesteur étant reliée à la colonne tampon et configurée pour fournir des eaux usées par dépression. Dispositif (100) selon la revendication 8, qui comporte : - un capteur (205) d’un niveau de remplissage en eaux usées de la colonne (190) tampon et - une pompe (210) d’alimentation de la colonne tampon en eau usées activée en fonction du niveau de remplissage capté. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 9, qui comporte, en aval de la pompe (145) à vide : - un déshumidificateur (215) du biogaz, - un moyen (220) d’adsorption pour purifier le biogaz et/ou - un stockage (225) du biogaz. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le digesteur (205) comporte : - une enceinte (230) thermique configurée pour recevoir un flux d’eau chaude, comportant une entrée (235) pour eau et une sortie (240) pour eau, - un circuit (245) d’eau chaude comportant : - une pompe (250) à eau reliée à la sortie pour eau de l’enceinte et - un échangeur (255) thermique configuré pour chauffer ou refroidir l’eau chaude, l’eau en sortie de l’échangeur thermique étant fournie à l’entrée pour eau de l’enceinte. Procédé (300) d’épuration des eaux usées, caractérisé en ce qu’il comporte : - une étape (305) de digestion anaérobie sous-vide, dans un digesteur, comportant : - une étape (310) d’entrée d’eaux usées en partie basse du digesteur, - une étape (315) de remontée, dans colonne de remontée d’eaux par aspiration du biogaz depuis la partie basse vers une partie haute du digesteur, - une étape (320) de déversement, par un déversoir en partie haute du digesteur, de l’eau traitée comportant une étape (325) de sortie d’eau dans une sortie pour eau du déversoir pour eau positionnée selon une première hauteur, - une étape (330) de sortie pour biogaz, par une sortie de biogaz positionnée selon une deuxième hauteur supérieure à la première hauteur, - une étape (331) de descente, dans une colonne de descente d’eaux usées, depuis la partie haute vers la partie basse du digesteur et - une étape (335) de pompage à vide reliée à la sortie pour biogaz configurée pour, lorsque ladite pompe est actionnée, provoquer l’écoulement d’eaux depuis la partie basse vers la partie haute.