commerciaux, d'habitation ou
industriels, hôtellerie), les
navires et les trains.
Des raisons topographiques,
écologiques et, à
notre époque, économiques
conduisent de plus en plus souvent,
pour résoudre certains cas particuliers
à abandonner le système gravitaire au
profit de l'évacuation sous vide.
Depuis 25 ans, cette technique s'est
développée, pour pallier le manque de
souplesse du système gravitaire.
Les limites
du système gravitaire
Le système gravitaire pose parfois des
problèmes notamment dans le do-
maine de la voirie et dans celui de la
desserte des bâtiments.
Abstract
La voirie
Le bon fonctionnement des réseaux
d'eaux usées requiert des pentes
minimales qui sont à l'origine de
surprofondeurs lors de la pose des
canalisations.
L'écoulement gravitaire impose l'em-
ploi de diamètres importants pour la
tuyauterie.
Le réseau gravitaire, du fait des di-
mensions des canalisations, est
exposé à des défauts d'étanchéité,
facteurs de pollution.
Les bâtiments
Le manque de flexibilité du système
gravitaire freine la rénovation de cer-
tains bâtiments : complexité des tra-
vaux, coûts importants...
Le système gravitaire n'apporte pas de
réponse adaptée à l'évolution des
besoins : le sur mesure, la souplesse,
la protection de l'environnement,
l'hygiène.
Tous ces facteurs amènent les
professionnels de l'assainissement à
se pencher sur la solution "sous vide".
L'évolution
de la technique sous vide
C'est en 1886 que le capitaine Charles
L. Liernur - Hollandais résidant à
Londres - dépose son premier brevet
traitant de l'assainissement sous vide
des eaux vannes. Il avait conçu une
cuvette de WC en porcelaine sans
chasse d'eau, munie d'un tuyau d'aé-
ration qui s'élevait au-dessus du toit de
la maison. Un réservoir situé à l'exté-
rieur - relié à la maison par des cana-
L'EAU, L'INDUSTRIE, LES NUISANCES 180
Vacuums systems : a hundred years old 's technique. - For many people, Vacuum System is a
new technology. In fact, it was created in 1886 by french and foreigners engineers to give a solution to
the problems of waste (as topographics or ecologics) not answered by gravitary system. Today, experts
involved in sewage matters promote their choice for the Vacuum systems with flexibility, environment
protection, comfort and hygienic arguments. The Vacuum systems are commercialized by Evac since
1985, it is used for buildings, hotels, ships and trains.
lisations en acier - réceptionnait les
effluents. Une canalisation munie d'une
valve (fermée le jour) permettait
l'aspiration. Tous les soirs, une pompe à
vide fonctionnant à la vapeur, con-
nectée à la valve d'aspiration, per-
mettait la vidange dans des tonneaux
dont le contenu était ensuite utilisé par
les agriculteurs de la région...
À peine deux ans plus tard, le Français
Adrien Le Marquand met au point le
premier réseau d'assainissement sous
vide automatique. Le réseau était
composé :
- d'un mini-réseau gravitaire,
- de bâches de transfert,
- d'antennes sous vide,
- de réservoirs collecteurs,
- de conduites principales sous-vide,
- de la centrale sous vide (2 pompes à
vide, 2 pompes de refoulement, 2
cuves de stockage).
L'effluent collecté dans la bâche de
transfert était conduit dans le réseau
maintenu sous-vide grâce à la centrale
de vide. Une valve s'ouvrait en fonc-
tion du niveau d'effluent dans la
bâche.
Très proche de la conception actuelle,
ce système n'a cependant pas été
commercialisé.
En 1909, Pierre Gandillon invente un
nouveau système sous vide : un
réseau mixte - évacuation gravitaire et
vidange sous-vide - qui permettait la
pose de canalisation à faible pente (0,5
pour mille). Ce système est encore en
service pour l'assainissement des com-
munes de Dieppe, Nevers, Villeneuve-
[Photo : Fig. 1 : Schéma de principe.]
[Photo : Fig. 2 : Toilette murale sous vide.]
Saint-Georges. Il est constitué comme suit :
- • tuyaux de collecte dans les immeubles,
- • postes de collecte,
- • conduites de rues,
- • postes de curage,
- • collecteurs principaux,
- • d'une station d'aspiration composée de canalisations à air comprimé, trois pompes à vide, deux compresseurs.
Les tuyaux de collecte acheminent les eaux vannes et usées vers le poste de collecte. Celui-ci est relié au poste de curage par une conduite sous chaussée. La liaison entre celle-ci et le poste de curage est réalisée grâce à des vannes à pistons et des "boîtes à boules".
Le collecteur principal conduit les effluents du poste de curage à la station d'aspiration. Ces canalisations contiennent de l'air comprimé qui servira, en période de curage par le vide, à chasser les effluents vers la station d'épuration. Toutes les canalisations du système sont en fonte à joints caoutchouc.
Trois fois par semaine, on pratique le curage par le vide. Lorsque celui-ci atteint 0,510 MPa, on ouvre la vanne à piston ; la conduite de rue est alors mise en dépression mais la boule du poste de collecte empêche que les tuyaux de collecte soient en connexion avec le vide.
Lorsque les effluents atteignent un certain niveau dans la cuve de la station, un balancier entraîne la fermeture des arrivées des canalisations sous vide dans la cuve et l'ouverture des canalisations à air comprimé. Le compresseur se met en route et chasse les effluents contenus dans la cuve vers la station d'épuration.
Ce système fonctionne à Dieppe depuis 1932. Il comporte 300 postes de collecte, quatre postes de curage et emploie trois personnes. Certaines opérations sont en cours d'automatisation à Dieppe.
Le système actuel
En 1956, le Suédois Joël Liljendahl invente le "vacuum toilet", des sanitaires spécifiques qui comportent une valve permettant l'évacuation des effluents par le vide. Dès 1959, ce système est mis en place en Scandinavie, au Mexique, en Israël et aux Bahamas.
En 1969, le groupe Electrolux-Wascator AB rachète le brevet de J. Liljendahl afin de commercialiser ce système dans le monde.
En 1985, le groupe Evac, filiale du Finlandais Metra, qui commercialise déjà un système sous vide dans la marine et l'aviation, rachète le département sous vide du groupe Electrolux. C'est sous le nom de Sanivac que le vacuum toilet est commercialisé dans le secteur du bâtiment.
Le système d'assainissement sous vide des voiries (Vacuflow) est cédé à une entreprise de travaux publics. Cependant, les études préalables et les équipements restent fournis par EVAC.
Le système Evac d'évacuation sous vide
Le système d'évacuation sous vide transporte des déchets et des effluents sous l'effet de la pression atmosphérique.
Toute l'opération se déroule sous vide (figures 1 et 4), la force motrice se mettant à fonctionner lorsqu'on déclenche une chasse d'eau dans la toilette, ce qui relie temporairement la cuvette au vide maintenu dans la canalisation. L'effluent se déplace sous la forme de bouchons liquides formés dans l'unité de décharge et poussés par la pression atmosphérique à l'intérieur de la canalisation au moment où s'ouvre la valve de décharge. Finalement les bouchons se désintègrent par frottement contre les parois de la canalisation. L'air passe alors par les bouchons et n'exerce plus la même force motrice. Dans ce but, des poches ont été installées à certains intervalles dans la tuyauterie. Le bouchon liquide est reconstitué dans ces poches, ce qui représente une des caractéristiques brevetées du système Evac.
L'ouverture et la fermeture de la valve de décharge sont commandées par un mécanisme de fonctionnement qui s'actionne manuellement sur la toilette et automatiquement par des activateurs dans les autres types d'unités de décharge. Le mécanisme est entraîné par le vide maintenu dans la tuyauterie.
Du fait que le déplacement des effluents s'effectue par l'air, la consommation en eau pour la chasse se trouve très réduite. Il suffit d'employer
[Photo : Fig. 3 : Schéma-type d'une centrale de vide avec pompe à anneau liquide (grand débit, grande remontée).]
[Photo : Fig. 4 : Schéma simplifié d'une installation.]
la quantité d'eau nécessaire au rinçage de la cuvette et le maintien d'une petite réserve d'eau au fond de celle-ci (figure 2).
Par rapport à un équipement traditionnel gravitaire, la toilette d'aspiration ne consomme qu'un dixième de l'eau (1 à 1,5 l) et la quantité des effluents à retenir et à traiter se trouve également réduite.
Il existe trois types de centrales de vide :
- • à éjecteurs pour les petites et moyennes installations
- • à anneaux liquides pour les grands débits et les grandes remontées (figure 3),
- • avec soufflante pour les grands débits et les petites remontées.
Les avantages du système
Une étude comparative réalisée en 1993 lors de la rénovation d'un foyer SNCF de Brest a porté sur les points suivants :
- • consommation d'eau,
- • isolation acoustique,
- • importance, coût et durée des travaux.
Le système gravitaire s'est révélé plus onéreux et contraignant que le système Evac qui a évité les travaux lourds et coûteux : percements de dalles, réservations nombreuses, sorties des toitures...
La consommation d'eau est fortement diminuée : de plus de 80 %.
Le risque de fuites est nul. Enfin, les nuisances fréquentes du système gravitaire sont supprimées : moins de risques d'obstruction dans la tuyauterie, hygiène optimale, absence d'odeurs, niveau acoustique faible (moins de 4 secondes de bruit contre 30 secondes pour un WC classique).
Le système se révèle très efficace dans les rénovations et les extensions de bâtiments anciens et classés.
Il s'implante à présent dans les campings et les constructions neuves.
Bibliographie
B. Brémond, C. Garnier, Assainissement sous-vide. Étude technico-économique. CEMAGREF – Division hydraulique agricole.
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