etude filtre a sable
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I INTRODUCTION 5
I. 1 CONSTAT ET OBJECTIF 6I. 2 STRUCTURE DU DOCUMENT 7
II PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT 8
III DOMAINE D'APPLICATION 10
III. 1 RSEAU D'ASSAINISSEMENT 11
III. 2 LIMITES DE CAPACIT DU TRAITEMENT 11
III. 3 NIVEAU D'PURATION 11
IV DIMENSIONNEMENT 12
IV. 1 PARAMTRES DE DIMENSIONNEMENT 13
IV. 1.1 Dbits 13
IV. 1.2 Flux polluants 14
IV. 1.3 Dbit de pointe 14
IV. 2 RGLES DE DIMENSIONNEMENT 14
V DIFFRENTES FILIRES 15
VI PRCONISATIONS GNRALES 17
VI. 1 LES RACCORDEMENTS 18
VI. 2 PRCAUTIONS PRENDRE PAR RAPPORT LA PRSENCE D'UNE NAPPE PHRATIQUE 18
VI. 3 AUTOSURVEILLANCE 19
VI. 4 EAU POTABLE ET ALIMENTATION LECTRIQUE 19
VI. 5 JONCTIONS ENTRE QUIPEMENTS 19
VI. 6 DE LA CONCEPTION LA RALISATION : LES POINTS CLS 20
VI. 6.1 Mmoire justificatif 20
VI. 6.2 Suivi des travaux 21
VI. 6.3 Contrles et rception des travaux 21
PAGES
TABLE DES MATIERES
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VII PRCONISATIONS PAR STADE DE TRAITEMENT ET PAR QUIPEMENT 22
VII. 1 DGRILLAGE 23
VII. 1.1 Cas 1 : alimentation gravitaire 23
VII. 1.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevage 23
VII. 2 ALIMENTATION 24VII. 2.1 Cas 1 : alimentation gravitaire 24
VII. 2.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevage 24
VII. 3 BY-PASS EN TTE DU TRAITEMENT PRIMAIRE 24
VII. 4 RPARTITEUR DE DBIT LAMONT DU TRAITEMENT PRIMAIRE 24
VII. 5 TRAITEMENT PRIMAIRE 25
VII. 5.1 Choix du traitement primaire 25
VII. 5.2 Fosse septique toutes eaux (FSTE) 26
VII. 5.3 Dcanteur-digesteur 27
VII. 6 BY-PASS MANUVRABLE EN AMONT DU TRAITEMENT BIOLOGIQUE 28
VII. 7 PRFILTRE 28
VII. 8 TRAITEMENT BIOLOGIQUE 29
VII. 8.1 Principe de fonctionnement 29
VII. 8.2 Principaux lments constitutifs 30
VII. 8.3 Dimensionnement 31
VII. 8.4 Conception et mise en uvre 33VII. 9 GRANULOMTRIE ET COMPOSITION DU SABLE UTILIS 35
VII. 10 GRANULOMTRIE DES GRAVIERS D'ENROBAGE DES RSEAUXDE DISTRIBUTION ET DE DRAINAGE 36
VII. 11 NAPPES GOSYNTHTIQUES 36
VII. 11.1 Gotextiles 36
VII. 11.2 Gogrille 37
VII. 11.3 Gomembrane 37
VIII CORROSION 38
IX CONSEILS D'EXPLOITATION 40
X GLOSSAIRE 42
XI BIBLIOGRAPHIE 45
ANNEXES 48
T A B L E D E S M A T I R E S
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PAGESLISTE DES FIGURES
Figure 1 Extrait de la circulaire n 97-49 du 22 mai 1997 relatif lassainissement non collectif 13
Figure 2 Diffrents quipements possibles d'une filire de traitement par filtre sable chaquestade du traitement 16
Figure 3 Schma de principe dun systme de rpartition des dbits 25
Figure 4 Domaines d'application de la FSTE et du dcanteur-digesteur 25
Figure 5 Paramtres de dimensionnement et performances de la FSTE et du dcanteur-digesteur. 26
Figure 6 Schma de principe d'une FSTE 26
Figure 7 Schma de principe d'un dcanteur-digesteur 27
Figure 8 Alternance des phases dalimentation et de repos dun massif filtrant 29Figure 9 Schma de principe d'un casier de filtre surface libre 30
Figure 10 Schma de principe dun filtre enterr 31
Figure 11 Principales configurations des rseaux de distribution des filtres enterrs 31
Figure 12 Paramtres de dimensionnement du traitement biologique 32
Figure 13 Schma de principe dune prise de pression 34
Figure 14 Fuseaux granulomtriques : tude CEMAGREF DTU 64.1 (aot 98) 35
Figure 15 Etapes de dimensionnement d'un filtre surface libre 50
Figure 16 Etapes de dimensionnement d'un filtre enterr 51
Figure 17 Auget basculant 52
Figure 18 Chasse pendulaire 52
Figure 19 Fuseau granulomtrique 55
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I IntroductionI.1 Constat et objectifI.2 Structure du document
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I Introduction
I.1 Constat et objectif
Une technique qui a fait ses preuves
La filtration sur sable constitue une technique assez largement rpandue pour purer les effluents
des petites collectivits en raison de la faible dpense nergtique quelle entrane, du peu de tech-
nicit demande pour son entretien et de sa facilit dintgration au site. Les performances pu-
ratoires des filtres sable sur le carbone, l'azote Kjeldahl (nitrification), les matires en suspension
(MES) et la charge bactrienne sont reconnus. Toutefois, des dysfonctionnements hydrauliques
observs sur plusieurs ralisations dmontrent la ncessit de formuler des prconisations sur la
conception et la ralisation de ces filires dpuration.
CE GUIDE CONCERNE LES FILIERES DE TRAITEMENT
PAR FILTRE A SABLE ENTERRE ET PAR FILTRE A SABLE A SURFACE LIBRE.Les filtres plants de macrophytes, les filtres dits compacts utilisant
d'autres matriaux supports que le sable, le traitement par lagunage associ
une infiltration ne font pas partie du champ dinvestigation de cette tude.
Avertissement : Les prescriptions, recommandations
et suggestions contenues dans ce guide sont susceptibles
d'voluer en fonction des avances techniques, des retours
dexpriences et des recherches relatives l'puration
par filtration des eaux uses domestiques.
6
(
I N T R O D U C T I O N
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I.2 Structure du document
Larchitecture du guide est organise autour de deux chapitres essentiels :
Les prconisations gnrales ;
Les prconisations par stade de traitement et par quipement.
Des recommandations relatives la corrosion ainsi que des conseils dentretien et des dfinitions
sont fournis en fin douvrage.
Tout au long du guide, les diffrentes prconisations sont gradues en trois niveaux :
Prescriptions respecter imprativement.
Fortes recommandations.
Suggestions.
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II Principe de fonctionnement
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II Principe de fonctionnementL'puration est ralise selon le principe de l'puration biologique arobie sur milieu
granulaire fin sans extraction rgulire du massif filtrant, des sous-produits de la dgradation
de la pollution soluble.
Les principes d'puration mis en uvre sont donc simples :
La dcantation pralable des effluents bruts, effectue dans un ouvrage spcifique,permet un premier abattement sur les MES ;
La filtration des matires en suspension rsiduelles s'effectue essentiellementen surface du filtre ;
La dgradation de la pollution dissoute est ralise par la biomasse prsente dans le filtre ;
La limitation du dveloppement de la biomasse bactrienne est obtenuepar auto-oxydation au cours des phases de repos ;
L'oxygnation des massifs filtrants s'effectue naturellementpar change gazeux avec latmosphre.
La conception, la ralisation et l'entretien de la filire doivent tre soigns.
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III Domaine dapplicationIII.1 Rseau d'assainissementIII.2 Limites de capacit du traitementIII.3 Niveau d'puration
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III Domaine dapplication
III.1 Rseau d'assainissementLe rseau d'assainissement doit tre sparatif et doit avoir subi positivement les contrles
de rception classiques : inspections par camra, tests d'tanchit et de compactage.
La fraction de pollution non domestique doit rester infrieure 30 % de la capacit nominale
du dispositif.
III.2 Limites de capacit du traitementLes techniques de filtre sable sont utilisables :
Jusqu' 400 Equivalents-Habitants (EH) pour le filtre sable enterr
(document technique FNDAE n 22 et circulaire du 17 fvrier 1997) ;
Jusqu' 800 EH pour le filtre sable surface libre
(cette valeur est proche de celle donne dans le document technique FNDAE n22).
Toutefois, compte-tenu des difficults rencontres pour rpartir leffluent,
on retiendra galement une limite de 400 EH pour les filtres surface libre.
III.3 Niveau d'purationLa filtration sur sable permet d'atteindre un niveau d'puration conforme au niveau D4
de la circulaire du 17 fvrier 1997, soit une concentration moyenne en sortie sur 24 heuresinfrieure ou gale :
25 mg/L de DBO5 ;
125 mg/L de DCO.
En complment, ce type de traitement apporte une limination quasi-totale des MES,
une nitrification pousse de l'azote Kjeldahl et une rduction de la charge bactrienne,
fonction de la hauteur de matriau.
Le procd de traitement par filtration sur sable, dans sa conception classique, n'est pas adapt :
La dnitrification
La dphosphatation des effluents.
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IV DimensionnementIV.1 Paramtres de dimensionnementIV.1.1 DbitsIV.1.2 Flux polluants
IV.1.3 Dbit de pointe
IV.2 Rgles de dimensionnement
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IV Dimensionnement
IV.1 Paramtres de dimensionnementIV.1.1 Dbits
Le volume journalier deffluents rejet par un habitant est pris gal 150 litres.
Les dbits deaux uses domestiques engendrs par certains ensembles collectifs sont valus
dans le tableau ci-dessous.
Figure 1 : Extrait de la circulaire n 97-49 du 22 mai 1997 relatif lassainissement non collectif
13D I M E N S I O N N E M E N T
Coeff ic ients correcteurs
par rapport au dbit Db its
Dsignation de base ( 150 L/j/hab) (L/ j/unit)
Ecole (pensionnat), caserne, maison de repos 1 150
Ecole (demi-pension), ou similaire 0,5 75
Ecole (externat), ou similaire 0,3 50Hpitaux, cliniques, etc.(par lit) 3 400 500y compris le personnel soignant et d'exploitation
Personnel d'usine (par poste de 8 heures) 0,5 75
Personnel de bureaux, de magasin 0,5 75
Htel-restaurant, pension de famille (par chambre) 2 300
Htel, pension de famille (sans restaurant, par chambre) 1 150
Terrain de camping 0,75 2 115 300
Usager occasionnel (lieux publics) 0,05 7,5
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IV.1.2 Flux polluantsLes flux polluants par habitant prendre en compte pour le dimensionnement sont ceux dun
Equivalent Habitant (EH) thorique dfini par :
DBO5 : 60 g/j/EH
DCO : 140 g/j/EH
MES : 90 g/j/EH
NTK : 15 g/j/EH
Pt : 4 g/j/EH
Ces flux, plus levs que ceux rejets par un habitant, intgrent un coefficient de majoration
ncessaire pour effectuer un dimensionnement scuritaire des installations.
On prendra les mmes coefficients correcteurs que ceux de la figure 1 pour dterminer les flux
polluants provenant des petits ensembles collectifs.
IV.1.3 Dbit de pointeLa technique dpuration des eaux uses par filtration sur sable ntant recommande que
jusqu 400 EH, le coefficient de pointe de temps sec sera pris gal 4.
IV.2 Rgles de dimensionnementLe dimensionnement des ouvrages ne devra pas se baser uniquement sur des mesures,
mais galement sur une estimation thorique partir des ratios dfinis au chapitre prcdent.
Il faut prendre en compte la charge polluante saisonnire. Pour cela, on pourra se rfrer au
dcret du 3 juin 1994 qui base les objectifs et la programmation de lassainissement des com-
munes sur la charge journalire moyenne (DBO5) de la semaine au cours de laquelle est produi-
te la plus forte charge de substances polluantes dans l'anne.
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V Diffrentes filires
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Alimentation
Gravitaire Dgrillage By-passmanu-vrable
By-passmanu-vrable
Rparti-teur
s'il-y-aplusieurs
files
Dcanteur-Digesteur
Postede pompage
Rampe pivot
Rampe frontale
Filtre surface libre
Filtreenterr
Infiltration
Milieusuperficiel
Asperseur bassepression
Sprinklers
Rseau enterrdbouchant surface libre
Rseau enterr percd'orifices
Fosseseptique
touteseaux
Chassependulaireet partiteur
de dbit
Augetsbasculants etpartiteur de
dbit
au fil de
l'eausiphon-cloche
By-passmanuvrableRelvementavec dgrilleurintgr
Prtraitement Traitementprimaire
TraitementBiologique
Systmed'alimentation
du filtre
Systmede distribution
Rejet
V Diffrentes filiresA chaque tape du traitement, diffrents quipements peuvent tre retenus.
Chaque filire est donc adapter en fonction du contexte et des objectifs atteindre.
La figure ci-dessous dtaille les diffrentes possibilits.
* : Ces procds cits pour mmoire sont proscrire.** : Systme dconseill.
Figure 2 : Diffrents quipements possibles d'une filire de traitement par filtre sable chaque stade du traitement
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VI Prconisations GnralesVI.1 Les raccordements
VI.2 Prcautions prendre par rapport
la prsence dune nappe phratiqueVI.3 Autosurveillance
VI.4 Eau potable et alimentation lectrique
VI.5 Jonctions entre quipements
VI.6 De la conception la ralisation : les points clsVI.6.1 Mmoire justificatifVI.6.2 Suivi des travauxVI.6.3 Contrles et rception des travaux
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VI Prconisations GnralesLes prconisations donnes dans les chapitres ci-dessous sont spcifiques aux installationsdpuration des eaux uses domestiques par filtration sur sable. On pourra galement se reporter
aux trois fascicules ci-aprs, de porte plus gnrale.
Fascicule n 70 Cahier des clauses techniques gnrales applicables aux marchs publics
de travaux ouvrages dassainissement - Ministre de lquipement, du logement et des
transports (actuellement en cours de rvision) Mai 1991.
Fascicule n 74 Construction des rservoirs en bton Cahier des clauses techniques
gnrales - Ministre de lquipement, du logement et des transports - Juillet 1992.
Fascicule n 81 Titre II Conception et excution dinstallation dpuration deaux
uses - Ministre de lquipement, du logement et des transports -Juillet 1992.
VI.1 Les raccordements
Le raccordement dactivits gnrant des eaux uses non domestiques peut tre tolr dans
la limite indique au paragraphe III.1, si les conditions suivantes sont remplies :
Autorisation de raccordement dlivre par le matre douvrage comptent ;
Existence de prtraitements avant raccordement ;
Signature dune convention dfinissant les conditions de raccordement
et les modalits dentretien des prtraitements.
VI.2 Prcautions prendre par rapport la prsence d'une nappe phratique
Le fond du massif d'infiltration devra toujours se situer au-dessus du plus haut niveau pouvant
tre atteint par la nappe phratique.
En cas de systme non tanch, l'infiltration des eaux ne devra pas provoquer, au droit du
filtre, une remonte de la nappe telle qu'elle puisse atteindre le fond du massif d'infiltration.
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VI.3 Autosurveillance
Les installations dune capacit suprieure 200 EH sont soumises aux prescriptions de larrt
du 21 juin 1996 qui prvoit (article 26), pour les installations recevant une pollution infrieure
1000 EH, une mesure annuelle en sortie de station, sur un chantillon moyen journalier.
Les paramtres mesurer sont pH, dbit, DBO5, DCO, et MES. En consquence et dans le but de
rendre possible la mesure du dbit et le prlvement d'chantillons reprsentatifs en sortie du
systme d'puration :
Pour un rejet dans le milieu superficiel, les filtres sont tanchs en totalit ;
Pour un rejet par infiltration et sous rserve de laccord de la Police de lEau,
les filtres peuvent ntre tanchs quen partie.
VI.4 Eau potable etalimentation lectrique
Pour des raisons dhygine et de facilit dexploitation, la station est munie d'un point d'eau.
Un local est prvu pour :
Abriter le point d'eau ;
Permettre le stockage de petits matriels ;
Abriter les armoires lectriques.
S'il n'y a pas de local, les armoires lectriques doivent tre tanches et le point deau mis
hors gel.
VI.5 Jonctions entre quipements
Des jonctions souples doivent tre prvues au niveau des raccords entre les canalisations
et les ouvrages.
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VI.6 De la conception la ralisation :les points cls
VI.6.1 Mmoire justificatifLes justificatifs fournir par le candidat pour la remise de loffre sont lists dans le tableau ci-dessous :
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Justif icatifs fournir
Une note de prsentation du projet.
Un plan dtaill et cot des ouvrages.
Les caractristiques des matriaux
et leur provenance.
La liste des diffrents quipements
et ouvrages : leur marque, leur notice,
leurs caractristiques, leurs conditionsd'entretien et de mise en uvre.
Une note de calcul de dimensionnement
de la(les) fosse(s) septique(s) toutes eauxou du(des) dcanteur(s)-digesteur(s).
Une note de calcul de dimensionnement
de l'tage biologique.
Contenu
Au minimum : Profil hydraulique, vues en plan, coupes transversales.
Notamment :Pour le sable : le fuseau granulomtrique , le d10, le Coefficient d'Uniformit (CU), la teneur encalcaire, la teneur en argile, la teneur en fines (% de particules dont le diamtre est infrieur 80 m),le coefficient de permabilit (K en m/s) ;Pour les graviers : la granulomtrie, la teneur en fines ;Pour les gotextiles : la rsistance la traction, l'allongement l'effort maximum, la permittivit,l'ouverture de filtration (cf. DTU 64-1) ;Pour les gogrilles, la rsistance la traction, la maille ;Pour les gomembranes : l'paisseur ou la rsistance.
En particulier :Pour les paniers dgrilleurs des postes de pompage : les conditions de relevage et de nettoyage ;Pour les ouvrages de traitement primaire : la production de boues, le taux de remplissage partir
duquel la vidange doit tre effectue, les conditions de reprise des boues.Pour le prfiltre : la frquence et les modalits de nettoyage, la nature du matriau, les indicateursde colmatage.Pour tous les quipements et ouvrages : ladquation de leurs caractristiques au projet et le respectdes contraintes de pose et demploi.
En particulier, elle doit prciser (en plus des paramtres classiques de dimensionnement) :Nombre dEH, dbit de pointe, la conception des :Systme dalimentation :- volume et dure de la bche ; nombre de bches par surface unitaire par jour en priode dalimentation.Systme de distribution :- Dans le cas dun filtre enterr, le dimensionnement du rseau de rpartition de l'effluent sera
fourni avec les hypothses de calcul retenues. On prcisera notamment :le diamtre, l'espacement, l'orientation des orifices ;la pression du rseau et les tolrances admises ;lespacement des rampes, le diamtre des rampes et du porte-rampe ;le linaire et le volume du rseau ;le ratio du volume de la bche sur le volume du rseau quelle alimente.
- Dans le cas dun filtre surface libre, on prcisera :le dbit moyen de la bche laval du systme de distribution.
- Filtre sable :surface par EH ;rythme dalimentation des massifs filtrants ;
- Dans le cas dun filtre surface libre :surface dun casier ;surface desservie par point de distribution.
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VI.6.2 Suivi des travauxLe titulaire fournit des chantillons de sable. A la rception du sable et avant de donner son
accord pour la mise en uvre, le matre duvre :
Vrifie sur la base du bordereau de livraison les caractristiques du sable ;
Ralise des analyses pour dterminer : la granulomtrie, le d10, le coefficient
d'uniformit (CU), la teneur en calcaire, la teneur en argile, la teneur en fines,
le coefficient de permabilit.
Avant deffectuer les analyses compltes de laboratoire, les mthodes dcrites en annexe 3
permettent une valuation rapide du coefficient de permabilit et de la teneur en fines.
Le matre duvre vrifie les conditions de pose et d'emploi des ouvrages de prtraitement
en les comparant aux indications des notices des constructeurs : profondeur d'enfouissement,
conditions de vidange...
VI.6.3 Contrles et rception des travauxDans le cas dun filtre enterr, avant recouvrement du rseau, le matre douvrage ou son
reprsentant ralise des tests d'quirpartition de leffluent et de pression en bout de rampes.
Il vrifie :
Les conditions de relevage et de nettoyage des paniers ;
Les dbits de vidange des ouvrages stockant leau dcante (pompes, auget, )
et les conditions de fonctionnement des ouvrages d'alimentation des filtres ;
La possibilit de prlvements et de mesures de dbit en sortie.
Le titulaire fournit :
Les plans de rcolement ;
Un manuel dexploitation ;
Le dossier des caractristiques de chaque quipement accompagn des documents
constructeurs et de leur notice d'entretien.
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VII Prconisationspar stade de traitement et par quipement
VII. 1 DgrillageVII. 1.1 Cas 1 : alimentation gravitaireVII. 1.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevage
VII. 2 AlimentationVII. 2.1 Cas 1 : alimentation gravitaireVII. 2.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevage
VII. 3 By-pass en tte du traitement primaire
VII. 4 Rpartiteur de dbit lamontdu traitement primaire
VII. 5 Traitement primaireVII. 5.1 Choix du traitement primaireVII. 5.2 Fosse septique toutes eaux (FSTE)VII. 5.3 Dcanteur-digesteur
VII. 6 By-pass manuvrable en amont
du traitement biologiqueVII. 7 Prfiltre
VII. 8 Traitement biologiqueVII. 8.1 Principe de fonctionnementVII. 8.2 Principaux lments constitutifsVII. 8.3 DimensionnementVII. 8.4 Conception et mise en uvre
VII. 9 Granulomtrie et compositiondu sable utilis
VII.10 Granulomtrie des graviers denrobagedes rseaux de distribution et de drainage
VII. 11 Nappes gosynthtiquesVII. 11.1 GotextilesVII. 11.2 GogrilleVII. 11.3 Gomembrane
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VII Prconisationspar stade de traitementet par quipement
VII.1 DgrillageLe dgrillage des effluents est obligatoire partir de 200 EH
(article 22 de larrt du 21 juin 1996).
Sa gnralisation toutes les stations est fortement recommande.
VII.1.1 Cas 1 : alimentation gravitaireDans le cas d'une alimentation au fil de l'eau,
le dgrillage s'effectue sur le canal d'alimentation.
L'entrefer doit tre de 3 5 cm. Cet espacement correspond
un compromis entre efficacit et frquence d'entretien.
L'angle de la grille par rapport au sol sera de 45 60,
la face large des barreaux tant face au courant.
Les lments suivants seront prvus :
Une drivation en cas de colmatage du dgrilleur ;
Un outil de raclage (type rteau) adapt la largeuret l'entrefer de la grille ;
Un bac dgouttage et de stockage des dchets.
VII.1.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevageDans ce cas, un panier-dgrilleur est prvu au niveau de l'arrive des effluents dans le poste.
Il doit tre relevable et possder un entrefer de 3 5 cm.Les barreaux de fond seront espacs de 1 cm. Un bac dgouttage et de stockage des dchets
sera prvu et son accs ainsi que celui au poste devront tre aiss.
23
Dgrilleur statique
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VII.2 Alimentation
VII.2.1 Cas 1 : alimentation gravitaireLalimentation gravitaire seffectue par un dispositif permettant la connaissance du dbit entrant
par mesure de la hauteur deau.
VII.2.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevageDes compteurs horaires sont mis en place.
Le dbit des pompes devra tre compatible avec la vitesse ascen-
sionnelle maximale acceptable au niveau du traitement primaire
(cf. chapitre VII.5).
Le poste est quip de deux pompes au fonctionnement alternatif,
chacune tant dimensionne sur le dbit de pointe.
Un regard de tranquilisation est plac entre les pompes et letraitement primaire
Une ventilation efficace est ncessaire pour viter l'accumulation dhydrogne sulfur (H2S).
Le radier du poste sera profil pour favoriser la reprise des dpts.
VII.3 By-pass en tte du traitement primaire
Un by-pass manoeuvrable permettra de contourner l'ensemble des traitements en cas de problme.
VII.4 Rpartiteur de dbit lamont du traitement primaire
Un rpartiteur doit tre prvu s'il y a plusieurs files alimenter.
S'il existe un poste de relvement, c'est ce poste qui fera office de rpartiteur. Sinon, il est possible
24
Poste de relvement
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denvisager la sparation du canal d'alimentation en plusieurs
canaux, aprs mise en vitesse de l'effluent au moyen d'un canal
Venturi, conformment au dispositif ci-aprs :
Figure 3 : Schma de principe dun systme de rpartition des dbits
VII.5 Traitement primaire
Le traitement primaire a pour objectif dviter le colmatage du filtre en retenant les MES.
Il est ralis par dcantation dans une fosse septique toutes eaux (FSTE) ou dans un dcanteur-digesteur.
Les systmes fonctionnant par tamisage sont proscrits.
VII.5.1 Choix du traitement primaireEn se basant sur larticle 14 de larrt du 6 mai 1996 relatif lassainissement non-collectif, les dcan-
teurs-digesteurs sont galement proscrire pour lassainissement collectif des flux de pollution infrieur
1,8 kg de DBO5 par jour, soit 30 EH. Au-del de 150 EH, un traitement primaire par dcanteur-digesteur
est plus satisfaisant que la mise en place de plusieurs FSTE en parallle.
En fonction du projet, les deux figures suivantes permettent de slectionner le traitement primairele mieux adapt :
Figure 4 : Domaines d'application de la FSTE et du dcanteur-digesteur
25
FSTE conseill dconseillPossible
2 FSTE enparallle
Dcanteur-
Digesteur
Interdit en
assainissement noncollectif (arrt du 6 mai 96)
Possibleselon FNDAE n22
conseillselon FNDAE n22
EH 0 30 150 800250
P R C O N I S A T I O N S P A R S T A D E D E T R A I T E M E N T E T P A R Q U I P E M E N T
Rpartiteur de dbits
-
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Figure 5 : Paramtres de dimensionnement et performances de la FSTE et du dcanteur-digesteur
VII. 5.2 Fosse septique toutes eaux (FSTE)Principe de fonctionnement
La FSTE a pour fonctions :
La rtention des matires en suspension de l'effluent brut ;
La digestion anarobie des boues dcantes.
Figure 6 : Schma de principe d'une FSTE
Dimensionnement
Les deux paramtres de dimensionnement essentiels sont :
Le temps de sjour : il doit tre compris entre 2,5 et 3 jours.
La vitesse ascensionnelle : elle doit rester infrieure ou gale 1 m/h en pointe.
Un exemple de dimensionnement est fourni en annexe 1. Il montre que la FSTE peut recevoir
des surcharges hydrauliques momentanes dautant plus importantes que sa section horizontale
est grande.
26
Termes de comparaison FSTE Dcanteur-digesteur
Temps de sjour de l'eau 2,5 3 jours 2 heures dans le dcanteur
Vitesse ascensionnelle 1 m/h
Rendements puratoiresDBO5 30 50 % environ 35 %
MES 50 70 % environ 50 %
Septicit des effluents Effluent septique Effluent non septique
Boues Digres
Espacement des vidanges 2 4 ans 6 12 mois dans le digesteur
Tampon affleurant
Extraction dairPrise dair
Tube plongeant de sortie
Dpt de bouesDflecteur
Niveau liquide Flottants
Tube plongeantdentre
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Tampon de visiteaffleurant
Extraction dairPrise dair
Zone de dcantation
Zone de digestion
Zone des flottants
Niveaudeau
Cloisonsiphode
Chemine deDgazage
60
30
Extraction desboues digres
Accumulationde boues
}
}
Conception et mise en uvre
En alimentation gravitaire, la pente des tuyaux d'amene sera comprise entre 2 et 4 %.
Les ouvrages multiples doivent tre disposs en parallle et non en srie.
La FSTE ne sera pas cloisonne. Quel que soit le type de matriau la constituant, la FSTE doit
tre ventile (prise dair en amont, extraction dair en aval). Elle comportera un tube plongeant
d'entre, une cloison siphode ou un tube plongeant en sortie, deux tampons daccs affleurants
et tanches aux eaux de ruissellement et lair, des dflecteurs.
La FSTE doit tre facilement accessible pour les vhicules de vidange.
Les FSTE d'une capacit infrieure 50 EH font l'objet d'une norme NF EN 12566-1
Petites installations de traitement des eaux uses jusqu' 50 Population Totale Equivalente (PTE)
- partie 1 : fosses septiques prfabriques (mars 2000).
VII. 5.3 Dcanteur-digesteur
Principe de fonctionnement
Le dcanteur-digesteur a pour fonction la rtention des matires en suspension de leffluent brut
et la digestion anarobie des boues dcantes. Il comporte deux compartiments superposs.
Un dcanteur ;
Un compartiment de stockage-digestion anarobie des boues retenues.
Figure 7 : Schma de principe d'un dcanteur-digesteur
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Dimensionnement
Les paramtres prendre en compte pour le dimensionnement sont :
Pour le dcanteur :
La hauteur cylindrique de dcantation est suprieure ou gale 2 m ;
La vitesse ascensionnelle doit rester infrieure ou gale 1 m/h en pointe.
Ces deux conditions entranent un temps de sjour minimum de 2 heures en pointe.
Un exemple de dimensionnement est fourni en annexe 1.
Pour le digesteur :
Le volume utile doit permettre un stockage des boues sur 6 12 mois, selon leur destination.
Il sera dtermin sur la base dune production de boue de 180 L/EH/an. On augmentera le volume
de digestion ainsi calcul de 20 L/EH/an pour laccumulation des flottants.
Conception et mise en uvre
En alimentation gravitaire, la pente des tuyaux d'amene sera comprise entre 2 et 4 %.
Les ouvrages multiples sont disposs en parallle et non en srie. Quel que soit le type de matriau
le constituant, le dcanteurdigesteur doit tre ventil (prise dair en amont, extraction dair en aval).
Le dcanteur-digesteur comporte plusieurs tampons d'accs affleurants et tanches aux eaux de
ruissellement et lair. Le dcanteur-digesteur doit tre facilement accessible pour les vhicules
de vidange. En sortie du dcanteur, l'effluent sera accompagn, sans chute, jusqu' l'ouvrage suivant.
VII.6 By-pass manuvrableen amont du traitement biologique
Un by-pass manuvrable permettra de ne pas alimenter le traitement en cas de problme.
VII.7 Prfiltre
Le prfiltre ne se justifie que sur les filtres sable enterrs et prfrentiellement laval des FSTE.
Le prfiltre sera conu pour tre nettoy sans dpart de boues vers le filtre sable. On dfinira
les frquences d'entretien.
Le prfiltre doit tre muni dun indicateur de colmatage.
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VII.8 Traitement biologique
VII.8.1 Principe de fonctionnementOn distingue la phase dalimentation qui est constitue de plusieurs bches suivant le type de
filtre sable et la phase de repos qui permet au massif filtrant de se rgnrer
Figure 8 :Alternance des phases dalimentation et de repos dun massif filtrant
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1 unit de temps 1 unit de temps2 units de temps
Bches
Filtre surface libre
Filtreenterr
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Phasedalimentation
PhasedalimentationPhase de repos
Phase dalimentation Phase dalimentationPhase de repos
1 unit de temps < 100 hab maxi2 units de temps 100 hab
5 6 bches
1 unit de temps 1 unit de temps
6 12 bches
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VII.8.2 Principaux lments constitutifsLe traitement biologique comprend, de l'amont vers l'aval :
Le systme d'alimentation : il a pour fonction d'alimenter le systme de distributiondes effluents ;
Le systme de distribution : il a pour fonction de rpartir leffluent sur les surfacesdinfiltration ;
Ces deux systmes assurent chaque apport une rpartition homogne de leffluent sur l'ensemble
de la surface unitaire irriguer ;
Le filtre sable : les effluents percolent
et subissent une biofiltration travers
le massif de sable ;
Le systme dvacuation : selon les cas,
leffluent trait est rcupr par un rseau
de drainage ou infiltr directement sous
le massif.
Cas du filtre surface libreLa zone d'infiltration est surface libre.
Figure 9 : Schma de principe d'un casier de filtre surface libre
30
Rseau dedistribution
Plaque anti-affouillement
Graviers 20/40 mm(20 cm)
Event
Cloison de sparation entre les casiers(30 cm denfouissement dans le sol)
Gogrille
Sable (70 cm)
Purge (vanne)
Entre
Sortie
Rseau de drainageventuel
Gomembrane(si drainage)
Gravillons de granulomtriecroissante vers le bas
Gravillons 3/8sur 10 cm
ou
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Filtre surface libre
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Cas du filtre enterr
La zone d'infiltration est surface libre.
Figure 10 : Schma de principe dun filtre enterr
VII. 8.3 Dimensionnement2 types de configuration dalimentation sont principalement rencontrs par les filtres enterrs :
Alimentation en antenne
Alimentation en rteau
Figure 11 : Principales configurations des rseaux de distribution des filtres enterrs
31
Sable (70 cm)
Sortie
Entre
Event
Gomembrane(si drainage)
Gravier 20/40 mm(20 cm)
Terre vgtal
Gotextile
Rseau dedistribution Prise de pression
Cas vgtalisation Cas massif engravillonn ( privilgier)
Graviers 20/40 mm(20 cm)
Alimentation
Porte-rampes
Rampe
Alimentation en antenne
Alimentation
Rampe
Porte-rampes
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Alimentation en rteau
Rseau de drainageventuel
GogrilleGravillons de granulomtrie
croissante vers le basGravillons 3/8
sur 10 cm
ou
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Paramtres de dimensionnement
Les rgles de base de dimensionnement sont donnes dans le tableau ci-dessous.
Figure 12 : Paramtres de dimensionnement du traitement biologique
(les bases du dimensionnement des rseaux enterrs sont donnes pour des rampes de mme
diamtre, des orifices identiques et rgulirement espacs).
Etapes de dimensionnement
Deux organigrammes reprsentant larborescence des tapes du dimensionnement sont
prsents titre dillustration en annexe 2.
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Paramtre Fi ltre surface l ibre F i ltre enterr
P R C O N I S A T I O N S P A R S T A D E D E T R A I T E M E N T E T P A R Q U I P E M E N T
Charge hydraulique surfacique appliquer sur 100 L/m2/jour soit 10 cm/jour 50 L/m2/jour soit 5 cm/jour
lensemble du filtre en moyenne annuelle
Surface de filtre par EH 1,5 m2/EH 3 m2/EH(dduite du paramtre prcdent)
Rythme dalimentation des massifs filtrants Phase de repos double Phase de repos gale la phasede la phase d'alimentation dalimentation si la capacit du filtre
est infrieure 100 EH ;double si elle est suprieure
Charge hydraulique surfacique journalire 300 L/m2/jour en priode 100 L/m2/jour si la capacit du filtre appliquer sur un massif filtrant dalimentation, soit 30 cm/jour est infrieure 100 EH ;
(dduite des paramtres prcdents) 150 L/m2/jour si elle est suprieure
Nombre de bches par surface unitaire par 5 6 6 12jour dalimentation
Dbit moyen de la bche par mtre carr de Suprieur ou gal 1 m3/h/m2
surface irriguer, la sortie du systme de de surface irriguerdistribution
Surface maximale dun casier 100 m2 (pour des raisons dexploitation)
Surface maximale desservie 50 m2
par point dalimentation
Espace entre les rampes de distribution 1 m environ
Espacement des orifices 1 m environ
Diamtre des orifices des rampes de distribution 6 10 mm
Variation maximale de dbit Le long du porte-rampe : 10 %Le long dune rampe de distribution : 10 %
Pression en bout de rampe de distribution Suprieure 0,3 m si la capacitest infrieure 100 EH
De 0,6 1,5 m si la capacitest suprieure 100 EH
Volume dune bche Au moins suprieur 3 foisle volume du rseau aliment
-
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VII. 8.4 Conception et mise en uvre
Le systme d'alimentation
Prescriptions et recommandations gnrales
Des dispositifs de comptage permettant dvaluer les dbits et volumes
injects seront prvus.
Si la capacit est suprieure 100 EH, on retiendra prfrentiellement
une alimentation par poste de pompage.
Une ventilation des ouvrages est ncessaire pour vacuer les gaz de
fermentation.
Les augets basculants
Les augets basculants sont des dispositifs mobiles autour d'un axe, la rota-
tion de l'ensemble tant provoque par le dplacement du centre de gravit
lors du remplissage par l'effluent. Une illustration est donne en annexe 3.
Le volume d'un auget sera limit 300 L.
Les chasses pendulaires
La chasse pendulaire comporte une cuve munie d'une vidange basse dont l'ouverture est com-
mande par un tube mobile. L'une des extrmits du tube, fixe, est relie l'orifice de vidange parun manchon souple. L'autre extrmit, mobile, munie d'un flotteur, peut voluer entre deux
butes correspondant au volume vidanger. Une illustration est donne en annexe 3.
Les pompes
Le poste de relevage devra tre conu conformment aux prescriptions du fascicule 81 - titre 1er.
Le poste devra tre quip de deux pompes au fonctionnement alternatif. Le dbit de pompage
devra tre le plus indpendant possible de la variation du niveau d'eau dans la bche de pompage.
Le radier du poste sera profil pour empcher l'accumulation des dpts.
Le systme de distribution
Distribution pour les filtres surface libre
Les tuyaux de distribution doivent tre recouverts, principalement en raison de leur vieillis-
sement acclr sous leffet des UV (PVC), des difficults quils engendrent pour lentretien des
filtres et des problmes lis au gel.
Les dispositifs de distribution par sprinklers sont viter, notamment en raison de la formation
d'arosols, des manations dodeurs, des problmes de tenue des axes, et des risques de colmatage
des orifices.
33
Auget basculant
Chasse pendulaire
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Des dispositifs anti-afouillement amovibles tels que des
plaques rsistantes l'rosion ou des gabions seront prvus au
niveau des points de distribution.
Le rseau alimentant les points de distribution sera quip
d'une purge antigel.
Distribution pour les filtres enterrs
On dotera le rseau de prises de pression aux extrmits
des rampes et du porte-rampes.
La pression de service prvue sera vrifie la rception de
louvrage. Elle sera rgulirement suivie en tant qu'indicateur
de fonctionnement hydraulique de linstallation.
Figure 13 : Schma de principe dune prise de pression
Lutilisation de drains routiers, agricoles, ou de type assainissement non collectif est proscrite
pour rpartir leffluent.
Le filtre sable
Prescriptions et recommandations gnrales
On prendra des prcautions de pose de faon viter le tassement du sable. En particulier,on veillera ce que les engins de travaux ne roulent pas sur les filtres.
L'paisseur de sable est de 70 cm.
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Extrmit du rseau de distribution
Dtermination de la pression
Adaptation dun tube transparent
Prise de pression
Prise de pression
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Les vhicules d'entretien doivent pouvoir accder aux abords des filtres.
Le filtre surface libre
Les cloisons de dlimitation des casiers seront enfouies sur une profondeur denviron 30 cm.
Elles doivent tre en matriaux rigides et rsistants aux UV.
Le filtre enterr
Les orifices du rseau d'alimentation seront tourns vers le bas, ce qui permet de purger
facilement le rseau entre les bches.
On privilgiera la mise en place de caillasse au-dessus du rseau, sans terre vgtale en surface
(pas de tonte, adventices rduites, aration amliore).
Le systme de drainage
Des drains de type assainissement non collectif seront utiliss pour collecter leffluent trait.
Les orifices seront tourns vers le bas. On reliera lextrmit des drains l'atmosphre par des vents.
VII.9 Granulomtrie etcomposition du sable utilis
Les sables rouls de rivire et les sables de gravire sont prfrables aux matriaux de carrire.
Les sables de dune trop fins sont exclure.
La composition du sable doit tre essentiellement siliceuse. Les fuseaux granulomtriques
prsents ci-dessous constituent la rfrence en matire de granulomtrie :
Figure 14 : Fuseaux granulomtriques : tude CEMAGREF Etude DTU 64.1 (aot 98)
35
00,001
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,002 0,005 0,01 0,02 0,04 0,08 0,16 0,31 0,63 1,25 2,5 5 10 20 40 80
P R C O N I S A T I O N S P A R S T A D E D E T R A I T E M E N T E T P A R Q U I P E M E N T
Diamtre (mm)
%passants
Fuseau DTU 64.1
Fuseau tudeCEMAGREF
Fines (limines par le lavage) Sable
Gravillons
Cailloux
-
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On retiendra les valeurs suivantes pour la granulomtrie :
VII.10 Granulomtrie des graviersd'enrobage des rseaux de distributionet de drainage
Conformment au DTU 64-1, on utilisera pour enrober les rseaux de distribution et de
drainage des graviers lavs, de granulomtrie comprise entre 20 et 40 mm.
VII.11 Nappes gosynthtiques
VII.11.1 GotextilesLa mise en place de gotextiles sous le sable, au-dessus de la couche drainante de gravier,
est proscrire. Si le filtre enterr est engazonn, un gotextile sera plac entre la terre et les
graviers d'enrobage du rseau de distribution (cf. Figure 10, page 31).
Les principales caractristiques du gotextile seront (DTU 64-1) :
36
Rsistance la traction 12 kN/m
Allongement l'effort maximum 30 %
Permittivit 0.05 s -1
Ouverture de filtration 125 m
Caractr ist iques Valeurs
d10 0,18 mm
-
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VII.11.2 GogrilleLa gogrille sera place entre le sable et les graviers calibrs disposs en fond de filtre
(cf. Figures 9 et 10). Les caractristiques requises dans le DTU 64-1 d'aot 1998 sont :Rsistance la traction = 6 kN/m ;
Maille de 1 mm.
On posera une couche intermdiaire d'une dizaine de centimtres de graviers fins (de granulo-
mtrie adapte la maille de la gogrille, par exemple 3/8 mm). On peut viter une gogrille en
disposant entre le sable et le gravier drainant des matriaux de granulomtries intermdiaires.
VII.11.3 GomembraneLa gomembrane sera place sous la couche de graviers enrobant les drains. Elle aura une
paisseur dau moins 200 m ou une rsistance au moins quivalente celle dune telle
membrane.
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VIII Corrosion
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IX Conseils dexploitation
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42/58C O N S E I L S D E X P L O I T A T I O N
IX Conseils dexploitation
Comme toute station d'puration, une installation de type filtre sable doit faire l'objet dune
surveillance et d'un entretien rgulier. Les observations et les interventions devront tre enregistres
dans le cahier de bord de la station.
Compte tenu du rythme dalternance adopter pour lalimentation entre les massifs filtrants, un
passage hebdomadaire est ncessaire. Une liste des principales oprations de contrle est fournie
en annexe VI.
Outre les recommandations du constructeur, consignes dans le cahier dexploitation, les princi-
pales oprations dentretien concernent :
Les dispositifs de prtraitement, dalimentation et de distribution :
Curage des sdiments ventuellement prsents dans le poste de pompage ;
Nettoyage du dispositif dalimentation, et purge du rseau de distribution.
Le traitement primaire : Nettoyage ou remplacement de la pouzzolane du prfiltre ;
Vidange du dcanteur-digesteur (1 2 fois par an) ;
Vidange de la FSTE (tous les 2 4 ans).
Les filtres :
Retirer la vgtation (filtres surface libre) ;
Tondre les filtres enterrs engazonns ;
Scarifier et enlever le dpt de surface et galiser pour obtenir une surface
plane et horizontale (filtres surface libre).
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X GLOSSAIRE
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44/58G L O S S A I R E
X GLOSSAIRE
Affouillement : processus d'rosion observ autour du point dalimentation sur un massif filtrant.
Bche : volume deau dvers squentiellement lors dune phase dalimentation.
By-pass : canalisation permettant de court-circuiter un ouvrage.
Casier : portion de massif filtrant dun filtre surface libre dlimite par des cloisons.
Le casier est aliment en totalit lors dune bche par un ou plusieurs points dinjection.
Cloison siphode : paroi permettant de retenir la surface dun ouvrage, les flottants et les
liquides plus lgers que l'eau.
Coefficient de permabilit (K) : Coefficient (exprim en m/s) normalis qui traduit la plus
ou moins grande capacit dinfiltration des eaux dans un matriau filtrant.
CU : Coefficient d'Uniformit : c'est le rapport d60/d10 (cf. annexe 5).
d10 : diamtre laissant passer 10 % de la masse dun sable, en mm (cf. annexe 5).
d60 : diamtre laissant passer 60 % de la masse de sable, en mm (cf. annexe 5).
Eaux uses domestiques : eaux mnagres et eaux vannes provenant dimmeubles dhabitation.
Eaux mnagres : eaux uses provenant des viers, baignoires, lavabos, machines laver
Eaux vannes : eaux uses provenant des toilettes.
EH : Equivalent-Habitant : unit de mesure thorique de la quantit de pollution apporte
par un habitant en une journe.
Event : conduit daration dun ouvrage hydraulique.
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Filtre sable : ensemble des massifs filtrants.
Fines : particules dont le diamtre est infrieur 80 m.
FSTE : Fosse Septique Toutes Eaux.
Gosynthtique : on regroupe sous la dnomination de gosynthtique des nappes
en matriaux polymres destines tre enfouies pour tancher ou empcher le mlange
de deux couches de granulats. Cette dnomination regroupe les gogrilles, les gomembranes
et les gotextiles.
Gogrille : grille synthtique permable.
Gomembrane : membrane synthtique impermable.
Gotextile : textile synthtique permable.
Massif filtrant : ensemble de la surface irrigue lors dune phase dalimentation.
Permittivit : la permittivit est une caractristique hydraulique des gotextiles.
Elle relie le flux qui traverse perpendiculairement le gotextile la perte de charge de lcoulement.
Porte-rampes : Branche principale du rseau de distribution de leffluent dans les filtres
enterrs sur laquelle sont raccordes des rampes perfores.
Rampe : Canalisation munie dorifices assurant lquirpartitionde leffluent dans un filtre sable enterr.
Septique : se dit d'un effluent dont le potentiel d'oxydorduction est fortement ngatif.
Surface unitaire : surface alimente en eau lors dune bche. Dans le cas dun filtre surface
libre, elle peut tre constitue dun ou plusieurs casiers.
Taux de raccordement : ratio entre le nombre dhabitations raccordes au rseau
dassainissement et le nombre dhabitations desservies par ce rseau.
44 G L O S S A I R E
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XI BIBLIOGRAPHIE
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XI BiblioGraphie
1. Assainissement autonome - Eaux uses - Eaux pluviales - Elments pour un bilan
technico-conomique - Ministre de l'urbanisme, du logement, des transports - STU - mai 1985
2. Choice of the sand for secondary wastewater sand filters (SWSF) - CEMAGREF - A. Linard -
H. Guellaf - C. Boutin 1st World Water Congress of IWA Paris 3, 7 juillet 2000
3. Choix de sable pour les lits dinfiltration percolation Numro spcial ingniries EAT
A. Linard H. Guellaf C. Boutin - anne 2000 p. 59 66
(traduction franaise de louvrage prcdent)
4. pandage souterrain collectif : tat de la pratique
- AESN - Centre de recherche et d'essais appliqus aux techniques de l'eau - fvrier 1993
5. pandages souterrains et filtres enterrs - Guide technique de l'Agence de l'Eau Seine-Normandie X. Hombourger J. Lesavre F. Fievet - Septembre 1998
6. puration des eaux uses urbaines par infiltration percolation : tat de l'art et tudes de cas
- tude inter agences n 9 - Ministre de l'environnement - 1993
7. tudes prliminaires l'implantation des dispositifs d'puration par infiltration-percolation
- tude inter agences n 7 - Ministre de l'environnement - 1991
8. Filires d'puration adaptes aux petites collectivits - Document technique FNDAE n 22
- FNDAE - CSTB - CEMAGREF - 1998
9. Guide des procds puratoires intensifs proposs aux petites collectivits
- Agences de l'Eau - C. Thiery - V. Hebert - J. Lesavre - Dcembre 1998
10. Les massifs de sable dans les filires cultures fixes sur supports fins
- CEMAGREF LYON - Hichame GUELLAF
46 B I B L I O G R A P H I E
-
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48/58B I B L I O G R A P H I E
11. Les massifs de sable dans les filires cultures fixes sur supports fins : caractrisation
granulomtrique, hydraulique et minralogique - extrait d'un rapport CEMAGREF
de septembre 1999 Document de formation professionnelle de lOIE - 2000
12. Conception des stations dpuration pour petites collectivits
Document de formation professionnelle de lOIE - 1996
13. Manuel du conducteur de station d'puration - principes de l'puration des eaux uses
- ARSATESE- AESN - CNFPT -1998
14. Prescriptions techniques minimales relatives aux ouvrages d'assainissement collectif
- Circulaire n 97-31 du 17 fvrier 1997 relative l'assainissement collectif de communes
- Ouvrages de capacit infrieure 120 kg DBO5/jour (2 000 EH)
- B.O.M.E.L.T.T., p. 29, 10 mai 1997
47
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ANNEXESI Exemples de dimensionnement
du traitement primaire
II Exemples de dimensionnementdu traitement biologique
III Illustrations
IV Essais didentification des sables
V Visualisation de d10, d60 et CUsur un fuseau granulomtrique
VI Visites et contrles
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50/58A N N E X E S
ANNEXE IExemples de dimensionnementdu traitement primaire
1. Exemple de dimensionnement dune FSTE de 100 EHDbit moyen journalier = 100 hab x 150 L/hab/j = 15 000 L/j = 15 m 3/j soit 0,625 m3/h.
Dbit de pointe horaire de temps sec = 0,625 x coefficient de pointe = 0,625 x 4 = 2,5 m 3/h.
Volume utile (pour un temps de sjour de 3 jours) = 45 m3.
En prenant une hauteur mouille de 2 m pour la FSTE :
Surface utile = 22,5 m2.
Vitesse ascensionnelle = 2,5 / 22,5 = 0,11 m/h (
-
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ANNEXE IIEtapes de dimensionnementdu traitement biologique
* On trouvera des mthodes de dimensionnement des rseaux enterrs dans le guide Epandages souterrainset filtres enterrs AESN septembre 1998
Figure 15 : Etapes de dimensionnement d'un filtre surface libre
50
Nombre d EH
Dimensionnement du systme de d istr ibutionet choix du systme da l imentation*
Surface de f i lt re par EH=1 ,5m2/EH
Nombre de massifs
f i ltrants = 3
Surface dun cas ier( 100m2)
Surface desserv ie par
points de distr ibut ion
( 50 m2)
Volume def f luent traiter
par EH et par jour= 0,15m3/EH/j
Nombre de sur faces
unitaires par massifs
f i lt rants
Nombre de bches par
surface unitaire par jour
dal imentation
Surface unitaire et dbit
surfacique
(> 1m 3/h/m2)
Surface du f i lt re sable
Surface
dun massif f i lt rant
Nombre de cas iers
Nombre de points de
distr ibut ion par cas ier
Volume def f luent traiter
par jour sur le massif
f i lt rant al iment
Volume def f luent traiter
par jour , par sur faceunitaire
Volume dune bche
Dure dune bche
Calcul de la surface du filtre et des massifsfiltrants. Dtermination du nombre de casiers
et de points de distribution
Calcul du volumeet de la dure dune bche
A N N E X E S
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1 - PHASE DE REMPLISSAGE 2 - PHASE DE VIDANGE
ANNEXE III
Illustrations
Figure 17 :Auget basculant
Figure 18 : Chasse pendulaire
A N N E X E S
1 - PHASE DE REMPLISSAGE
2 - PHASE DE VIDANGE
-
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ANNEXE IV
Essais d'identification des sables
1. La mesure rapide des teneurs en fines
1- PRPARATION 3- DCANTATION 15-30 MINUTES
% fine = (H2 - H1) / H2 x 100
Pour pouvoir lire une variation de hauteur significative, on prconise d'utiliser une prouvette
de 5 cm de rayon, et d'une hauteur minimale de 60 cm. Pour 2,7 kg de sable (ce qui correspond
environ 1 litre et une hauteur proche de 12,5 cm dans cette mme prouvette). L'prouvette est alors
complte en eau puis agite. Aprs agitation, la hauteur de fines est alors mesure. Une hauteur de
4 mm correspondrait dans notre prouvette une proportion de 3 %.
53
eau 3/4
sable
eau
sable1/4
fines
H1
2- AGITATION QUELQUES MINUTES}
}H2
-
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2. Dtermination du temps de Grant / Calcul de la permabilit :
Le matriel utilis est dcrit dans la Figure ci-dessous :
Le mode opratoire est le suivant :
Le sable tester est mis en place sur une hauteur d'une vingtaine de centimtres, par couches de 4 6 cm
qui sont progressivement imbibes d'eau, sans perturber la surface et en vitant une sgrgation entre
les grains de diffrentes tailles, afin que le sable se tasse uniformment sur toute la hauteur.
La hauteur exacte de sable introduit Hs exp (en m) est mesure prcisment posteriori.
On sature le sable en eau par plusieurs apports de 500 mL en notant le temps d'infiltration (ti)
jusqu' stabilisation en conditions satures.
On effectue 5 mesures de temps dinfiltration (ti). Leur moyenne reprsente le temps de Grant (tg).
On vrifie que tg est compris entre 50 et 150 secondes.
On pourra alors comparer le d10 calcul au moyen de la formule d10 = (6,7/tg)0,5 au d10 de la courbe
granulomtrique.
On en dduit le coefficient de permabilit K (m/s) = 0,0553/tg = 0,0553 (d10)2/6,7.
Si le dispositif exprimental nest pas strictement identique celui de Grant, le temps dinfiltration (t exp)
effectivement mesur peut tre corrig partir de lquation ci-dessous pour trouver tg.
On utilisera galement les limites de Grant situes entre 50 et 150 secondes.
54
Dexp
: diamtre de la colonne (m)V exp : Volume deau vers (m)Hs exp : Hauteur de sable dans la colonne (m)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
0,0553
( )H ln 4VD2 Htg = s exp s expexp exp +1 texp
500 ml deau claire
Protectionanti-affouillement
Grille cran 1
Grille cran 2
Gogrille
20 cm de sable
6 cm de gravier5 - 10 mm
A N N E X E S
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0
0,001
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,002 0,005 0,01 0,02 0,04 0,08 0,31 0,63 1,25 2,5 5 10 20 40 800,16
d10 0,0315 0,17
d60 0,43 0,9CU = d60/d10 13,65 5,29
Paramtre COURBE 1 COURBE 2
ANNEXE V
Visualisation de d10, d60 et CUsur un fuseau granulomtrique
Figure 19 : Fuseau granulomtrique
55
Diamtre (mm)
%passan
ts
COURBE 1
COURBE 2
-
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Vrification du bon coulement des eaux dans les diffrents ouvrages
Nettoyage du dgrilleurEnlvement des refus de dgrillage
Dcohsion du chapeau du dcanteur-digesteur si ncessaire
Contrle de laspect des effluents et de l'absence de nuisances olfactives
Relev des diffrents compteurs
Vrification du bon fonctionnement des pompes et du dispositif dalimentation(augets basculants ou chasse pendulaire)
Vrification de l'quirpartition des flux dans les casiers si le filtre est surface libre
Tests ammonium et nitrates
Vis ites de routine de frquence hebdomadaire
Contrle du bon fonctionnement du rpartiteur de dbit en amont du traitement primaire
Contrle du prfiltre : tat de la pouzzolane et des parois, bon coulement des eaux, indicateurs de colmatage
Evaluation du niveau des boues dans la FSTE ou dans le dcanteur-digesteur
Contrle du filtre : bon coulement des eaux, tat de la surface du sable (filtre surface libre)
Vrification de la pression en bout de rampe (filtre enterr)Contrle du bon fonctionnement des postes de pompage et du systme dalimentation
Vis ites et contrle de frquence mensuel le*
*Cas des installations saisonnires : en dbut de saison et par quinzaine en priode de pointe
ANNEXE VI
Visites et contrles
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-
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Ce document est le rsultat des rflexions d'un groupe de travail constitu en 2000
pour faire le point sur les techniques d'puration par filtres sable surface libre
et enterr. Le groupe tait compos des membres suivants :
Sverine BOURSERIE Conseil Gnral de la Seine-Maritime,Direction de l'Espace Rural et de l'Environnement
Romain CHODZKO Conseil Gnral de la Seine-Maritime, SATESE
Laurent FOLLET Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction de secteur Seine Aval
Florence FUCHS Conseil Gnral de l'Eure, Direction de l'Environnement, SATESE
Jacques LESAVRE Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction des Collectivits Locales
Sbastien LIBERGE Conseil Gnral de la Seine-Maritime, SATESE
Francis MILTGEN Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction de secteur Seine Aval
Emilie POUGET SATESE Yvelines - Essonne
Jean-Louis RIFFAUD SATESE Yvelines - Essonne
Sylvie SAILLARD Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction de secteur Seine Aval
Christian SALOME Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction de secteur Rivires le de France
Olivier SWITALA Conseil Gnral de l'Eure, Direction de l'environnement, SATESE
Ce guide a t relu par Catherine BOUTIN et Alain LIENARD du CEMAGREF ;Joseph PRONOST de lOIE.
Matrise douvrage : Conseil Gnral de la Seine-Maritime et Conseil Gnral de lEure
AVEC LA PARTICIPATION DE L