Nous examinerons sommairement dans les lignes qui suivent leurs diverses applications.
Grille à tapis filtrant à décolmatage automatique
Il s'agit de filtres construits en acier traité ou inoxydable (de même que tous les appareils décrits ici), composés d'un châssis supportant un tapis homogène en inox composé de grilles juxtaposées et fonctionnant en circuit continu. Ces grilles comportent un tamis renforcé (de type Armedia), autorisant des mailles de 80 à 5 000 microns (figures 1, 2 et 3).
Le système d’entraînement du tapis est assuré par un moto-réducteur imposant une vitesse très lente (2,20 m/mn) et constante. L’appareil est incliné à 40° par rapport à l’horizontale. Ces deux critères : vitesse et position angulaire, assurent l’efficacité maximale du filtre : les déchets déposés sur le tapis par le courant sont tout d’abord emportés vers la partie supérieure de l’appareil ; arrivés à son faîte, ils sont ensuite décolmatés et projetés dans un système de récupération à l'aval, à l'aide d'une rampe de lavage sous pression.
La surface présentée au courant est ainsi toujours nette de tout dépôt, et le coefficient de passage reste en permanence à son maximum : il est de l’ordre de 86 % pour une maille de 5 x 5 mm, et de 46 % pour une maille de 0,5 x 0,5 mm. Les variations de hauteur d’eau et de débit sont quasiment négligeables : les pertes de charge enregistrées sont de 5 cm, pour un flot de 115 l/s (tableau I).
En fonction des dernières analyses effectuées en milieu piscicole, nous avons dressé le tableau II, lequel donne des résultats correspondant à une filtration à 100 microns, dimension actuellement préconisée et largement utilisée dans les pays nordiques.
[Photo : Grille à tapis filtrant à décolmatage automatique à mailles de 5 x 5 mm. Vue de face.]
[Photo : Grille à tapis filtrant. Détail de la partie immergée : carter de pied encastré. (Noter le rapport entre la surface filtrante utile et les surfaces pleines).]
Tableau I
Pertes de charge entre niveaux amont/aval relevées sur une grille à tapis filtrant à mailles de 100 microns
| Débit (l/s) |
115 |
180 |
200 |
230 |
| Pertes de charge (cm) |
5 |
8 |
10 |
14 |
Le dégrilleur à barreaux et râteaux
Ce modèle, qui est adapté aux débits plus importants nécessitant une filtration moins fine, se présente sous la forme d’une grille statique comportant des barreaux longitudinaux disposés dans un châssis, avec un écartement de 10 à 50 mm (figure 4). Animés d’un mouvement identique à celui des grilles à tapis filtrant (lent et continu), des râteaux « peignent » les barreaux, emportant vers le sommet de l’appareil les déchets retenus, ce qui est facilité par le fait que l’appareil présente une inclination de 60° par rapport à l’horizontale.
Parvenus au sommet du dégrilleur, les râteaux pivotent autour de l’axe supérieur et déchargent à l’aval les déchets dans un système de récupération. À la partie inférieure immergée de l’appareil, un clapet breveté assure l'homogénéité de la surface filtrante : situé dans l’alignement des barreaux, celui-ci ne se soulève que lors du passage du râteau de l’aval vers l’amont.
[Photo : Fig. 3 – Dégrilleur à barreaux et à râteaux. Inclinaison : 60° par rapport à l'horizontale.]
Filtres à grilles pivotantes
Ce modèle correspond au type de base de la grille à tapis filtrant (figure 5). Le principe du tapis est identique : des grilles juxtaposées formant un tapis homogène animé d’un mouvement continu. Les mailles sont de 10 à 20 mm. Les déchets recueillis sont portés au faîte de l’appareil, où les grilles, pivotant autour de l’axe supérieur, se renversent et butent à plusieurs reprises sur des entretoises, se libérant ainsi de leur chargement. Ce type d’appareil est utilisé avec succès depuis plus de vingt ans par des pisciculteurs et autres industriels, sa destination étant plus particulièrement l’extraction d’éléments tels que feuilles mortes et branchages.
[Photo : Fig. 4 – Filtre à grilles pivotantes (appareil utilisé dans une minoterie). Détail de la tête et du système d’entraînement.]
[Photo : Fig. 5 – Grilles à tapis filtrant couplées. Présentation en atelier.]
[Photo : Fig. 6 – Coupe longitudinale d’une installation type. Grille à tapis filtrant à décolmatage automatique. a. Détail du carter encastré dans le radier. b. Pompe immergée alimentant le système de lavage sous pression. c. Goulotte de récupération des déchets à évacuation automatique. d. Treuil de manutention, permettant son relevage en position horizontale lors des opérations d’entretien.]
Tous ces appareils sont conçus à partir d’un châssis modulaire, composé de flasques standardisés, s’assemblant de façon à obtenir un large éventail de possibilités de longueur, permettant une grande adaptabilité aux conditions d’installation. De même, ces appareils peuvent être couplés (figure 5), ce qui autorise de grandes largeurs.
Leur procédé de fabrication par modules conduit à des détails de fabrication inédits, offrant un aspect économique concurrentiel, avec l’avantage de simplifier la manutention. Il permet également la mise en place de filtres de taille importante dans des lieux géographiquement difficiles d’accès, puis-
Tableau II
Résultats de la filtration relevés sur une grille à tapis filtrant
| Éléments (mg/l) | avant filtre | après filtre | sortie boue | retenue | % de rinçage |
|---|
| O₂ consommé* | 3,47 | 1,9 | 3,50 | 1,56 | 45 |
| Matières en suspension | 11,98 | 7,9 | 9,10 | 4,1 | 34 |
| Phosphore | 0,13 | 0,10 | 0,68 | 0,03 | 23 |
| Azote | 1,28 | 1,2 | 7 | 0,08 | 6 |
* Par particules polluantes.
Analyses effectuées en eau douce, en janvier 1991 au Danemark. Données : débit : 125 l/s, débit du rinçage : 0,56 l/s, maille : 100 microns.
qu'ils peuvent être livrés en pièces détachées.
La marche en circuit continu assure une filtration toujours maximale, la surface utile présentée au courant restant toujours nette et utilisable dans sa totalité. L'utilisateur peut choisir la dimension de mailles la plus efficace. De plus, les appareils sont conçus pour offrir la plus grande surface de filtration possible ; ils s'encastrent à cet effet à leur base et la filtration s'étend du radier jusqu'à la surface (figure 6). Les pertes de surface filtrante imposées par l'épaisseur du châssis ne dépassent pas 100 mm en largeur.
L'utilisation est aisée, et l'entretien se réduit à une intervention annuelle, la vitesse très lente du tapis filtrant ou des râteaux minimisant les phénomènes d'usure inhérents à tout système mécanique en mouvement.
La consommation énergétique est très faible : 0,37 kW/h pour le moto-réducteur, et 1,50 kW/h pour la pompe de lavage sous pression (consommation réduite à néant si on opte pour un entraînement hydraulique).
Ces filtres et dégrilleurs peuvent être automatisés dans tous leurs éléments : système d'évacuation des déchets, marche continue ou alternative (programmable par pendule ou par sonde de détection de pertes de charges des niveaux amont/aval), marche temporisée, minutée… Toute manutention peut ainsi être supprimée le cas échéant.
Les multiples applications de ces filtres et dégrilleurs, aussi bien en France qu'à l'étranger, leur permettent d'apporter des solutions efficaces aux problèmes qui se posent aux utilisateurs d'eaux superficielles. Leur technologie s'accorde avec les exigences économiques (économies de main-d'œuvre et d'énergie) et leur rentabilité est accrue par la suppression des obstructions de canalisations ou la diminution des débits, ainsi que des effets secondaires dus à l'arrêt de l'alimentation en eau, etc. Les exigences écologiques particulièrement spécifiées par les autorités européennes (économies d'eau, protection de l'environnement dans le cas des rejets en rivière) sont également satisfaites. ■
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