Un certain nombre de communications ont déjà été consacrées dans cette revue à la décantation traditionnelle, ainsi qu’à différents procédés visant à une amélioration sensible du rendement des appareils de clarification.
Nous ne reviendrons donc que très sommairement sur les principes théoriques qui régissent les phénomènes de sédimentation :
Des particules solides introduites dans un liquide subissent une sédimentation naturelle dont la vitesse dépend de leur densité, de leur granulométrie et de la viscosité du milieu.
Voici quelques valeurs enregistrées lors de la décantation de particules siliceuses dans l'eau :
| Ø des particules en mm : | 1 | 0,5 | 0,2 |
|---|---|---|---|
| Vitesse de chute en mm/s : | 60 | 31,3 | 2,9 |
| Densité des particules : | . |
LA SÉPARATION À FLUX VERTICAL
Le liquide étant admis à la base de ces appareils, la chute des particules est contrariée par la vitesse ascensionnelle du fluide à traiter (fig. 1).
Soit Vs la vitesse de sédimentation ou de chute des particules, considérée en milieu tranquille. Soit Va la vitesse ascensionnelle du liquide à traiter, il y aura séparation si Vs > Va.
Les dimensions de l’ouvrage dépendront donc de la différence entre Vs et Va.
LA SÉPARATION À FLUX HORIZONTAL
a) Décanteur-couloir (fig. 2)
Les particules sont soumises à la fois à la pesanteur qui tend à les faire sédimenter verticalement et au courant horizontal de progression des fluides à traiter ; les particules subiront donc une trajectoire oblique rectiligne qui dépend de la densité et de la granulométrie des particules ainsi que de la vitesse du courant traversier.
La vitesse de décantation est pratiquement homogène.
b) Décanteur-circulaire raclé (fig. 3)
À l'inverse des décanteurs cylindro-coniques, dont le diamètre est proche de la hauteur, les décanteurs circulaires raclés à fond plat ou à faible pente peuvent être assimilés à des décanteurs horizontaux dont la vitesse est toutefois décroissante au fur et à mesure que l'on se rapproche du déversoir de collecte d’eau décantée.
Un décanteur peut donc être caractérisé par :
- — le rapport débit-surface,
- — le rapport débit-volume,
- — la vitesse linéaire de passage horizontal ou vertical.
Quel que soit le type d’appareil dans lequel on effectue la sédimentation, celle-ci pourra être considérée comme achevée lorsque les particules auront atteint une surface sur laquelle elles pourront se disposer ou une zone où elles se concentreront de façon irréversible. Il est donc évident que le temps de sédimentation sera d’autant plus long que l'appareil clarificateur sera profond. Durant cette phase, de nombreux phénomènes de convection, turbulence, etc., peuvent contrarier considérablement la sédimentation.
Il a été recouru à plusieurs artifices visant à raccourcir à l'extrême le parcours des particules. Le plus ancien consiste à disposer dans un décanteur à flux horizontal plusieurs plaques parallèles au radier de l'appareil. La distance à parcourir par les particules avant de rencontrer la surface sur laquelle elles se déposeront est donc réduite, et le rendement du clarificateur sensiblement accru.
On admet et constate en effet que, dès que les particules se sont rassemblées sur une surface de réception, elles ne sont pratiquement plus soumises aux effets des courants divers se manifestant dans le liquide, sauf si des vitesses exceptionnellement élevées sont observées.
À noter que le système à plaques parallèles assure par ailleurs une tranquillisation du milieu favorable à la séparation.
Le système des plaques parallèles, selon un plan horizontal, a pour inconvénient l'impossibilité de soutirer aisément les boues décantées afin de les éliminer (fig. 4).
Une autre disposition évitant en partie cet inconvénient consiste à disposer, dans un décanteur à flux vertical ascendant, des plaques parallèles inclinées selon un angle variant de 30 à 60°. Les boues séparées s'écoulent donc vers la base de l'appareil, puis vers une trémie ou une fosse de concentration.
De tels dispositifs ne sont pas encore parfaits dans la mesure où, lorsqu’elles s’écoulent des plaques, les boues séparées croisent à nouveau le flux ascendant avec risque de réentrainement ou de dispersion (fig. 5).
Ceci peut également être en partie évité en recourant, non plus à des plaques planes, mais à des plaques ondulées combinées avec des galeries verticales d’écoulement des boues. Dans l’ensemble, ces dispositifs bien connus ont permis d’améliorer les performances des clarificateurs classiques, mais sont parfois d’adaptation délicate, surtout lorsqu’on recherche la construction d’appareils fonctionnant sous pression.
LA SÉPARATION EN SYSTÈME TUBULAIRE
Étude théorique
La sédimentation dans un tube isolé alimenté par le bas s’apparente, si le tube est vertical, à la décantation traditionnelle de haut en bas : la section de décantation est celle du tube, et la vitesse de chute des particules doit être sensiblement supérieure à la vitesse ascensionnelle du fluide à séparer (SD₁ = πr²).
Si on fait subir au tube une certaine inclinaison (fig. 6) la section de décantation SD effective augmente puisqu’elle correspond en fait à la projection, sur l'horizontale, de la partie inclinée et a pour valeur :
LD sin α + πr² cos α
- + L = longueur du tube incliné
- + D = diamètre
- * r = rayon
La décantation sera effective si
- + Vs = vitesse de sédimentation
- + Va = vitesse ascensionnelle
- * α = angle d’inclinaison.
De nombreuses expériences pratiques ont permis de constater que l'angle α pouvait, selon nature, matière et aptitude à l’écoulement des particules séparées, et la rugosité du tube, varier de 40 à 60°. L’optimum semble se situer à 45° dans la majeure partie des cas d’expérimentation.
Vs = Va cos α
On constate que même des particules de très faible diamètre (fragments de floculats en cours d’évolution par exemple) subissent un accroissement par agglomération au fur et à mesure de la progression dans les tubes. Un voile de boue se forme sur toute la surface tubulaire et évolue de façon permanente avec écoulement et rassemblement des boues vers la génératrice inférieure des tubes.
Ce phénomène est beaucoup plus net que sur des plaques planes ; l’action dite de « contact » liée à la densité du système tubulaire est donc d’importance dans le phénomène de séparation.
Par ailleurs, il apparaît que les boues s’écoulant des tubes ont acquis un maximum de densité et revêtent l’aspect, soit d’un filet continu, soit de chapelets qui n’entravent pas l’admission du nouveau flux dans les tubes, ce dernier ne semblant pas les entraîner (fig. 7).
On évitera de la sorte en grande partie l’inconvénient du système à plaques obliques, dans lequel existe une interférence notable entre flux ascendant et chute des boues.
Dans le système mixte plaques + tubes, toute interférence est totalement supprimée puisque les boues issues des tubes sont collectées par et sur les plaques qui les acheminent très rapidement vers les parois de la virole.
Ceci explique à l’évidence les vitesses exceptionnellement élevées observées sur ce type d’appareillage.
Le mécanisme décrit plus haut s’apparente à celui que l’on observe entre plaques parallèles inclinées, toutefois des expériences multiples et précises ont permis de confirmer qu’à résultat de clarification équivalent, des vitesses sensiblement plus élevées pouvaient être observées dans des systèmes tubulaires que dans les systèmes à plaques espacées d’une distance égale au diamètre des tubes utilisés concurremment.
À noter également les excellents résultats obtenus en sédimentation à co-courant dans ce type d’appareillage ainsi qu’en décantation à co-contre-courant (dit aller-retour), surtout si la séparation mixte de substances plus légères et plus lourdes que l’eau est recherchée.
LE CLARIFICATEUR « OBLIFLUX - T »
Celui-ci est constitué d’une virole cylindrique fermée de deux fonds emboutis, inclinée selon un angle de 45° environ, ou à la demande.
La base de l’appareil comporte un dispositif d’admission et de répartition d’eau ou de liquide brut. Dans certains cas, un floculateur hydrodynamique avec recyclage de boues est aménagé, en particulier lorsqu’une coagulation chimique doit être appliquée, ce qui est le cas par exemple pour le traitement des eaux de surface. Ce dispositif est suivi d’un jeu de plaques dont le rôle est surtout de cloisonner l’appareil en plusieurs compartiments, à l’intérieur desquels le flux réparti est tranquillisé.
Ces mêmes plaques participent, pour une faible part, à la clarification et ont pour autre rôle important, celui de collecter les boues s’écoulant du faisceau tubulaire garnissant la partie supérieure de l’appareil, dans lesquels s’accomplit l’essentiel de la clarification (fig. 8).
Son faisceau tubulaire
Il est constitué d’un faisceau de tubes de diamètre et longueur variables selon la nature des particules à décanter, la vitesse admissible etc. Habituellement les diamètres s’échelonnent de 60 à 120 mm et les longueurs de 1 000 à 2 100 mm. Les matériaux choisis sont le PVC, l’acier inoxydable, le polypropylène, etc.
On recherche des tubes à paroi mince et à coefficient de glissement maximal (état de surface particulièrement soigné intérieurement et extérieurement car le volume de décantation entre tubes ne doit pas être négligé).
Sur des appareils pilotes réalisés en matériau transparent (corps et tube de garnissage) on constate une décantation très active à une distance sensiblement égale à environ 3 fois le diamètre des tubes.
Les applications du procédé : clarification des eaux de surface, unités de production d’eau potable.
LES STATIONS « OBLICOMPACT »
Elles sont en fait à l’origine du développement industriel du procédé « OBLIFLUX-T ».
Depuis plusieurs années en effet s'est ouvert un intéressant marché : celui des stations de production d'eau potable depuis des eaux de surface très forte pollution, telles qu'on en rencontre au Proche-Orient, en Afrique Noire ou dans nombre de pays tropicaux. Les impératifs mentionnés dans les appels d'offres étaient à peu près systématiquement :
- — Disposer d'un matériel permettant de conduire une floculation-décantation très efficace.
- — Livrer des installations entièrement préfabriquées, semi-mobiles, mobiles ou transportables, montées sur skid, ce qui était assez peu compatible avec la nécessité de disposer d'un excellent floculateur-décanteur, un tel appareil représentant traditionnellement un volume correspondant à 1 ou 2 heures du débit à produire et, de surcroît, fonctionnant généralement « à l'atmosphère ».
En fait, grâce au brevet « OBLIFLUX-T », la réalisation d'installations de capacité s'échelonnant de 10 à 50 m³/heure s'avéra aisée et les résultats d'exploitation furent particulièrement spectaculaires même sur des eaux brutes à forte pollution organique et contenant souvent plus de 10 g/litre de matières en suspension.
Les stations OBLICOMPACT comportent :
- — un groupe de pompage d'eau brute,
- — un poste de coagulation chimique et de chloration,
- — un décanteur « OBLIFLUX-T » auquel est intégré un floculateur hydrodynamique avec recyclage de boues par éjecteur,
- — un ou deux filtres finisseurs à sable, de conception classique et à courant descendant.
Enfin plusieurs installations comprennent également un groupe hydrofore permettant la distribution sous pression depuis l'installation même.
CONCLUSION
Il semblait bien que le débouché principal du procédé soit cette application particulière, liée, répétons-le, aux performances exceptionnelles du décanteur et à ses dimensions extrêmement réduites permettant son intégration aisée à des installations mobiles.
D’autres applications se sont très vite précisées, plus spécialement dans le domaine de l'épuration et du recyclage de certains effluents industriels ainsi que de la récupération de sous-produits.
Un exemple dans le domaine des eaux usées industrielles sera traité dans un prochain article : il s’agira de l'épuration d’effluents sidérurgiques, avec recyclage des eaux et récupération de l’oxyde de fer...
J. HUARDEAU
Deux réalisations « OBLICOMPACT » en Irak (1977).
LA FACULTÉ DES SCIENCES ET DES TECHNIQUES DE CHAMBÉRY
accueillera
LE COLLOQUE INTERNATIONAL SUR LES LACS NATURELS(18-21 septembre 1978)
par M. MARTIN-BOUYER,Directeur de la Faculté des Sciences et des TechniquesResponsable de la Maîtrise de Sciences et Techniques Air et Eau
[Figure : logo « fst »]Il est impossible d’évaluer le tribut que la nature paye au développement industriel. Chaque jour de nouveaux témoignages d'agression dénoncent des activités industrielles ou urbaines qui auraient pu se développer tout en préservant notre environnement. Combien de dégradations graves ont-elles été commises au nom d'une économie qui — tout compte fait — n'est que momentanée et dont les coûts réels seront à la charge de la collectivité ?
Si nous souhaitons transmettre à nos enfants un univers qui ne soit pas comparable à la lune, il faut réagir vite pour stopper tout développement anarchique et pour exiger que la pollution actuelle soit éliminée.
Chaque jour la Presse se fait l'écho de catastrophes dont certaines — comme celle qui touche encore une fois la côte bretonne (1) — aussi spectaculaires soient-elles, cachent les conséquences à long terme de tels actes de barbarie contre la nature ; d'autres moins voyantes sont tout aussi pernicieuses : ainsi la disparition des phoques néerlandais atteste du taux particulièrement élevé de la pollution des eaux du Rhin.
Il serait urgent d'entendre par exemple le cri de détresse des riverains de la Méditerranée dans laquelle chaque pays déverse des tonnes de détritus. Le nombre de grandes villes riveraines pratiquant l'épuration est faible, et pourtant ces villes tirent une grande part de leurs revenus et de leur activité de cette même Méditerranée qu'elles condamnent à terme.
Pourtant il est communément admis que nous avons d'excellentes entreprises de traitement d'eau. C'est certain, les techniques françaises ont fait leurs preuves ; des recherches qui ont conduit à des procédés nouveaux de traitement sont effectuées, des procédés devant conduire à l'avènement de traitements tertiaires sont actuellement étudiés, l’automatisation de certaines stations est avancée, des opérations de restructuration industrielle avec recyclage et économie de matières premières sont maintenant fréquentes.
Grâce aux interventions des Pouvoirs Publics, des Agences Financières de Bassin, des Services Régionaux d’Aménagement des Eaux, des Directions Départementales de l'Équipement, des Directions Départementales de l'Agriculture, des Directions Départementales de l'Action Sanitaire et Sociale, des Services des Mines, des tonnages importants de pollution sont régulièrement éliminés. Et pourtant la pollution demeure...
Récemment un programme de quinze ans a été élaboré sous l'égide des administrations centrales des Agences de Bassin ; un programme de construction est lancé. On doit donc applaudir à tant de dynamisme.
Cependant, les observateurs sont frappés par la qualification des gestionnaires de ces immenses usines. Que penserait-on d’une marque automobile qui, ayant fait des efforts financiers considérables pour mettre au point un modèle de Formule 1, le confierait, lors des courses, à un pilote tout à fait quelconque ? Image grotesque... et pourtant, n’avez-vous pas rencontré ces usines calculées, mises au point, réalisées avec beaucoup de soin et confiées, soit par la régie du Syndicat Intercommunal, soit par la Société ayant obtenu l'affermage, à un préposé qui, bien qu’animé des meilleures intentions, n’en ignore pas moins les principes les plus élémentaires de fonctionnement ?
L'évolution rapide des techniques, l'installation d’usines de traitement de grosse capacité ont entraîné des réalisations d’ensembles fort complexes dont les procédés modernes et les techniques élaborées font appel à des connaissances approfondies dans des disci-
(1) Il s'agit du naufrage de l’Amoco-Cadiz sur les récifs devant Portsall (Finistère-nord).
Disciplines telles que l’électrotechnique, la mécanique, la chimie-physique, la biologie, l’informatique, l'automatique en temps réel, etc.
Les prochaines usines dans lesquelles interviendront de véritables traitements tertiaires seront encore plus complexes et nécessiteront — tant pour les concevoir que pour les conduire — du personnel d'une haute technicité. De plus en plus les utilisateurs demandent que les installations ne soient plus livrées « clés en mains », mais en cours de fonctionnement. La mise au point de ces unités qui sont généralement imposées par une concurrence étrangère de plus en plus efficace nécessite de la part des installateurs d’avoir des spécialistes capables d’effectuer cette mise en route. Si de tels techniciens existaient, cela éviterait des déceptions qui ne peuvent sur le plan commercial que desservir la cause de l’industrie française.
Comme l'a déjà dit, ici même, M. CASTEIGNAU (1), il est indispensable d'envisager la formation professionnelle d'ingénieurs et de techniciens capables de conduire rationnellement ces usines complexes que sont devenues les installations de traitement d’eau et d’assister les usagers et décideurs en vue d’apporter des solutions rationnelles aux problèmes souvent compliqués posés par le traitement de l’eau.
Les quelques heures de cours ou de stages réalisées dans certaines écoles d’ingénieurs permettent de sensibiliser les futurs diplômés, mais ne permettent pas à ces jeunes d’avoir une vue d’ensemble des problèmes qui leur seront posés dans leur vie professionnelle.
C'est pour ces raisons qu’il était indispensable de repenser le problème en termes pédagogiques en tenant compte de l’expérience de notre industrie et de rechercher des débouchés immédiats et futurs à nos jeunes diplômés.
LES MAÎTRISES DE SCIENCES ET TECHNIQUES
C'est dans cet esprit, et grâce à la mise en place de nouvelles filières professionnelles appelées Maîtrises de Sciences et Techniques, que nous avons étudié, depuis 1971, un programme pédagogique permettant de générer des spécialistes dont la nécessité se fait, actuellement, cruellement sentir.
La tâche était loin d’être simple, car il était indispensable d’assurer une réelle formation pluridisciplinaire, en évitant de former des « touche-à-tout de haut niveau », comprenant à la fois des connaissances fondamentales indispensables à la bonne compréhension des phénomènes et à la prise de décision et une connaissance plus que superficielle des techniques élaborées que les ingénieurs rencontreront dans les usines de traitement des eaux. Il ne fallait pas non plus céder à la facilité et former « à la carte » des techniciens que l'industrie réclame, mais dont l’avenir — compte tenu de leur manque de connaissances fondamentales — est limité, malgré les efforts réalisés par l’intermédiaire de la formation continue.
En bref il fallait innover, changer les habitudes de l’Université pour former des cadres capables de s'intégrer rapidement, par leurs connaissances pratiques, dans un monde du travail de plus en plus hermétique et capables, de par leurs connaissances fondamentales approfondies, de suivre l’évolution d'une industrie en pleine expansion technologique.
Innover, nous l’avons fait, en écoutant les besoins des professionnels et en imaginant, à partir de ces besoins, les impératifs pédagogiques nécessaires pour atteindre ces objectifs.
Innover consistait également à créer un conseil de gestion, où les professionnels sont largement représentés.
Innover, nous l’avons fait en ajustant les programmes avec la complicité agissante des enseignants et des étudiants.
Innover, nous l’avons fait en faisant participer des spécialistes du monde du travail à la formation de nos futurs diplômés.
Innover, nous l'avons fait également en organisant des stages de longue durée, où le diplômé se familiarise avec les problèmes posés aux cadres.
Innover, nous l'avons fait en réalisant des installations pilotes sur lesquelles les étudiants peuvent apprendre leur merveilleux métier.
Innover, nous l’avons fait en créant un service « relations extérieures » dont le rôle essentiel est de maintenir les contacts avec les industriels ou les services créateurs d’emplois pour y représenter les intérêts de nos étudiants en proposant les diplômés les mieux adaptés à la situation proposée.
Toutes ces innovations ont donc conduit à la création d'un nouveau diplôme : la Maîtrise de Sciences et Techniques.
(1) Voir « L'EAU ET L'INDUSTRIE », n° 16, mai 1977 — article de M. G. Casteignau « La Fondation de l’Eau » de Limoges, un centre à vocation internationale de responsables d’usines d’eaux...
[Figure : Fig. 1 - Organigramme des études] [Figure : Fig. 2 - Horaires des cours de la 1re année de la M.S.T.] [Figure : Fig. 3 - Horaires des cours de la 2e année de la M.S.T.]La Maîtrise de Sciences et Techniques de l’Air et de l’Eau, créée à Chambéry en 1973, reçoit chaque année un très grand nombre de demandes parmi lesquelles le jury d’admission classe trente étudiants en tenant compte des diplômes, de l’université d’origine et de la motivation de ces étudiants. Ce mode de recrutement, parfois un peu long, permet cependant d’avoir une promotion homogène, malgré un recrutement national.
Un stage d’été situé avant la première année permet à l’étudiant, qui suit un enseignement programmé, de se mettre à niveau dans les disciplines où, de par sa formation antérieure, il aurait quelques difficultés à suivre le rythme de la promotion.
LE PROGRAMME PÉDAGOGIQUE
L’enseignement est organisé en deux années thématiques comportant 900 heures par an réparties en cours, travaux dirigés et travaux expérimentaux dans des laboratoires ou sur le terrain.
Une partie de cet enseignement, comme nous l’avons déjà dit, est dispensée par des spécialistes de la profession, choisis pour leur compétence et leur expérience.
Les programmes pédagogiques de ces deux années sont organisés de la même façon ; à côté d’une formation générale de haut niveau est assuré un enseignement spécialisé comprenant : le Génie chimique, la Chimie de l’Eau, l’Hydrogéologie, la Biologie appliquée et l’Électrotechnique. Malgré la sécheresse du programme que nous avons publié, il est clair que le fil conducteur est de donner à l’étudiant une connaissance de l’eau, depuis sa recherche jusqu’à son utilisation, voire son recyclage. De cette façon les étudiants peuvent envisager, compte tenu de l’utilisation et du conditionnement, les traitements physico-chimiques, biologiques, physiques les mieux adaptés au problème posé.
LE PROGRAMME DE LA PREMIÈRE ANNÉE : ÉTUDE DE L'EAU
Nous signalons simplement les orientations du programme, en précisant l'objectif visé.
- Hydrogéologie : les ressources en eau, les nappes souterraines, leur utilisation et leur protection.
- Génie chimique et Biologie : conception et calcul des installations permettant le traitement de l'eau :
- — avant son utilisation (eaux potables et eaux industrielles) ;
- — après son utilisation (effluents urbains ou industriels).
- Résistance des Matériaux : ce cours permet aux étudiants d'acquérir les connaissances indispensables à la construction des stations de traitement.
- Chimie - Physique : l'étudiant acquiert les connaissances nécessaires à l'établissement d'un bilan de pollution, de son traitement et à la détermination qualitative et quantitative des polluants de l'eau.
- Biologie appliquée et Écologie : écologie générale, dégradation des écosystèmes par les activités humaines (pollution, eutrophisation, etc.), pollution bactériologique et virologique ; étude de l'impact écologique des rejets.
L'enseignement est complété par des cours de Mathématique, Économie, Expression écrite et orale, Anglais technique parlé.
LE PROGRAMME DE LA SECONDE ANNÉE : L’AIR ET LES DÉCHETS
- Physique atmosphérique et Thermodynamique, Mécanique des Fluides compressibles.
- Météorologie générale dont le but est de permettre aux étudiants de comprendre l'influence d'un rejet gazeux sur le milieu, et de prévoir son évolution en fonction des conditions météorologiques. Rôles et objectifs des réseaux de surveillance de la pollution atmosphérique.
- Génie chimique appliqué à l’étude et aux calculs des dispositifs de traitement de l'air afin d’éliminer les principaux polluants.
- Chimie - Physique : les dosages des polluants gazeux, leur prélèvement et leur dosage. Les réactions en phase gazeuse et les réactions photochimiques.
Pendant leur scolarité, les étudiants accomplissent obligatoirement deux mois de stage dans l'Industrie ou dans les services de l’État, où ils complètent leur formation grâce à la collaboration, très efficace, des cadres de l’Industrie.
L'ANNÉE POST-MAÎTRISE : EXPERT EN PRÉVENTION ET TRAITEMENT DES NUISANCES
Pour les meilleurs élèves de notre Faculté et pour les ingénieurs déjà diplômés, nous avons ouvert une année Post-maîtrise, dont le but est d’assurer une formation pluridisciplinaire de haut niveau permettant aux étudiants d'acquérir une qualification correspondant au grade d'ingénieur.
L'année d’étude débute par un stage industriel de trois à quatre mois. Elle se poursuit par des cours et un projet de recherche développé conjointement avec la Faculté des Sciences et des Techniques de Chambéry et un industriel.
Le programme pédagogique comprend les cours du D.E.A. de Chimie Analytique de l’Université Claude Bernard de Lyon ou du D.E.A. d’Écologie Appliquée de l'Université Scientifique et Médicale de Grenoble et des enseignements de synthèse réalisés par des spécialistes de la profession. Ces enseignements sont centrés sur l'eau avant son utilisation, l'eau et l’air après leur utilisation et les déchets.
Parallèlement à cet enseignement de synthèse, centré sur les « études de cas », permettant également aux étudiants d’envisager les études d’impact sur l'environnement, les étudiants continuent à perfectionner leurs connaissances en anglais et dans les techniques d’expression écrite et orale, leur permettant ainsi de rédiger correctement les rapports qui leur seront demandés dans leur vie professionnelle.
Les résultats que nous avons obtenus sont tout à fait remarquables puisqu’aucun de nos étudiants n’est actuellement demandeur d'emploi.
RECHERCHE SUR LE CONTRÔLE ETLA COMMANDE AUTOMATIQUE DESSYSTÈMES BIOLOGIQUES ET LAREVALORISATION DES EFFLUENTSINDUSTRIELS
Les Enseignants de la Faculté des Sciences et des Techniques ont développé, parfois en collaboration avec des laboratoires d'autres universités, des thèmes de recherche leur permettant de suivre l'évolution rapide des techniques antipollution et d’en faire bénéficier leur enseignement.
De véritables équipes pluridisciplinaires, dont les membres ont appris à travailler ensemble, ont été mises en place. Nous ne parlerons ici que des laboratoires et des groupes qui participent aux activités du G.R.U.T.E.E. — Groupe de Recherche Universitaire sur les Techniques de Traitement des Eaux et de l’Environnement (1) : laboratoire de Génie Chimique, groupe de recherche sur l'eau et environnement, Faculté des Sciences et des Techniques de Chambéry. Ces équipes, renforcées par la participation active des étudiants de l'année post-maîtrise et des stagiaires de recherche préparant un doctorat de spécialité, travaillent dans deux directions principales :
1. Économie de matières premières et d’énergie.
Ces recherches entreprises, dont le but est d'économiser l’énergie et les matières premières, sont orientées :
@ sur les procédés : recyclage des eaux de fabrication avec récupération de certains métaux,
© sur le contrôle des opérations : par la mise au point de capteurs pouvant travailler à haute température. Ces capteurs, destinés aux usines de fabrication de pâte à papier, devraient entraîner par leur utilisation une réduction importante de la quantité de réactifs, conduisant à des produits de meilleure qualité, tout en diminuant le prix de revient et la pollution des effluents.
2. Modélisation de systèmes biologiques.
Ce groupe, important par le nombre de ses chercheurs, conduit des études de modélisation des systèmes biologiques. Il dispose de laboratoires bien équipés et d'une plate-forme d’essais située sur le domaine de la station d’épuration du Syndicat Intercommunal de la région de Chambéry (S.I.A.U.R.C.). Les différents pilotes sont exploités par un ordinateur à temps réel permettant, entre autres, une saisie en continu des données relatives au fonctionnement de ces différentes installations. Les chaînes de mesure sont équipées de capteurs de type nouveau, dont certains, mis au point au laboratoire, ont fait l'objet de dépôts de brevets. Une commande automatique des différents pilotes complète ce tableau.
Ces stations biologiques, ainsi équipées et commandées, préfigurent les stations des usines de traitement de la ville. Ces pilotes équipés comme nous venons de l’indiquer permettent de réaliser, dans d’excellentes conditions, toutes les opérations d’identification nécessaires à la modélisation des systèmes biologiques.
Trois équipes, dont les activités sont parfois intimement mêlées, constituent ce groupe dont les thèmes de recherche sont les suivants :
1) Traitement des effluents urbains ou industriels à fortes variations de charge ou à forte charge polluante par la mise au point de stations biologiques alimentées à l’oxygène pur.
Les travaux de recherche actuels portent, comme nous venons de l’indiquer, sur la modélisation du fonctionnement et de l'instrumentation de ces stations, afin de réduire au maximum la consommation d’oxygène pur, tout en recherchant un rendement optimal. L’objectif est de mettre au service de l'industrie des installations entièrement automatisées pouvant s'adapter à n’importe quelle qualité des eaux. Un pilote est actuellement commandé par l’ordinateur en temps réel (voir photo de la page précédente).
2) Modélisation des stations biologiques.
Cette équipe, qui participe à l’activité du GRECO Analyse de systèmes de la région Rhône-Alpes, comporte une dizaine de chercheurs et est chargée de conduire une étude théorique des différents types de stations d’épuration biologique afin de définir une doctrine de fonctionnement d’exploitation. Le but de ce travail est de fournir aux décideurs un outil leur permettant de choisir la meilleure solution technique et financière (investissement et fonctionnement) aux problèmes qu’ils doivent résoudre.
3) Modélisation des systèmes biologiques (lacs naturels).
L’activité principale de cette équipe est l’étude physico-chimique des lacs. Le lac d’Aiguebelette, situé à quelques kilomètres de Chambéry, a été sélectionné pour sa taille et pour l’impact des activités humaines sur son environnement (zone de loisirs, autoroute, cultures, etc.). Le but de cette recherche est de pouvoir définir un modèle permettant :
— de prévoir l’évolution du lac en fonction des différents paramètres d’action que l’on peut mesurer actuellement,
— de déterminer les points de mesure représentatifs de cette évolution.
Cette étude devrait être utilisée pour notre lac en utilisant les méthodes, peut-être plus sophistiquées que la télédétection à Scanner multispectral (MSS).
Ce groupe de recherche comprend des chercheurs de la Faculté des Sciences de Chambéry et du laboratoire d’Automatisme de Grenoble. Il est constitutif du GRECO Analyse de systèmes de la région Rhône-Alpes et vient d’être associé à une A.T.P. du C.N.R.S. Il participe activement à l'organisation du Colloque international sur les lacs naturels que la Faculté des Sciences et des Techniques de Chambéry s’apprête à recevoir entre le 17 et le 21 septembre 1978.
1) Voir « L'EAU ET L'INDUSTRIE », n° 11, pages 66 à 73 — « Le G.R.U.T.E.E. » : Groupe de Recherche Universitaire sur les Techniques de Traitement et Épuration des Eaux ».
UN COLLOQUE SUR LES LACS NATURELS
du 17 au 21 septembre 1978
Ce Colloque, organisé sous l’égide de l’Association Française de Limnologie (A.F.L.) et de l’Association Française de la Protection des Eaux (A.F.P.E.) se déroulera au Centre Universitaire de Savoie à Chambéry, du 17 au 21 septembre.
INFORMATIONS GÉNÉRALES
Offres d’exposés
Les participants intéressés sont invités à rédiger un sommaire détaillé de quatre pages maximum (format 21 x 29,7), double interligne, comprenant photos, schémas et illustrations.
Celui-ci devra être envoyé à : M. Pierre BALLAND — Station d’Études Hydrobiologiques Avenue du Petit-Port 73100 AIX-LES-BAINS Tél. (79) 61.08.22 ou (78) 52.09.83
L’ensemble des communications, exposés et interventions, sera publié dans une revue scientifique spécialisée.
LE PROGRAMME DU COLLOQUE
1) Critères de qualité des lacs
La notion de trophie (eutrophie, dystrophie...) par rapport à la notion de pollution.
2) Les apports exogènes (en provenance du bassin versant) — Les transformations endogènes
Méthodes d’étude ; bilans eau et substances dissoutes, particulaires ; calculs de stocks, etc. Exemples de cas concrets.
3) Perturbations apportées à l’équilibre écologique des lacs par :
— (hyper) fertilisation, — pesticides, — voies de ceinture à grande circulation, — envasement, — autres... Exemples de cas concrets.
4) Modélisation des éco-systèmes lacustres
Exposé des différentes démarches d’approche de la modélisation (physico-chimique, biologique). Essais de diagnostic.
5) Traitement et protection des lacs
Aspects scientifiques, techniques, économiques, législatifs, sociologiques, etc. Exemples de cas.
Trois demi-journées seront consacrées à la visite commentée de réalisations sur les cas suivants : — Paladru, — Aiguebelette, — Le Bourget, — Annecy, — Nantua.
INSCRIPTIONS
Le montant des frais d’inscription et de participation est de 150 F payables à l’ordre de M. G. BLAKE — C.C.P. 1180 31 C GRENOBLE, ou par chèque bancaire.
Tous les renseignements pratiques pourront être obtenus en écrivant ou en téléphonant à M. G. BLAKE :
Centre Universitaire de Savoie — Faculté des Sciences et des Techniques — Service de Biologie Animale — B.P. 143 — 73011 CHAMBERY Cedex — Tél. (79) 69.27.18, postes 263 ou 266.
Les inscriptions seront reçues jusqu’au 31 juillet 1978.
M. MARTIN-BOUYER.
MATÉRIELS-PRODUITS
NOTRE SÉLECTION
Cette rubrique est ouverte à nos annonceurs et abonnés.
Les notes techniques concernant les matériels ou produits ayant une application dans le domaine de l’Eau sont à envoyer à « L’EAU ET L’INDUSTRIE », Service « Matériels-Produits-Fiches techniques », M. G. de la Porte, 7, avenue F.-D.-Roosevelt, 75008 Paris – Tél. 359 61 29
MESURE DE L’OXYGÈNE DISSOUS
D. 311
Destiné à la mesure et au contrôle d’oxygène dissous dans l’eau alimentaire, ce mesureur se compose d’un capteur (en bas à droite) et d’un bloc de mesure (en haut à droite). Le schéma représente le circuit d’eau condensée et d’eau alimentaire d’un ensemble de chaudières dans une centrale électrique. Le mesureur peut être implanté en un point quelconque du circuit d’eau (point de prélèvement 1 ou 2, par exemple sur le schéma).
LASER ZEE MODEL 500
D. 312
Appareil de mesure semi-automatique du potentiel zeta, permettant d’optimiser les conditions de floculation des eaux industrielles et d’étudier les propriétés de surface des particules en suspension (eaux brutes, effluents divers, suspensions de colloïdes et de pigments, etc.). Il est parfaitement adapté aussi bien aux mesures individuelles qu’aux déterminations en série des laboratoires de recherches et de développement.
Le modèle 500 se distingue des appareils de mesure microélectrophorétiques conventionnels par le fait que de nombreuses particules peuvent être étudiées simultanément. Le dispositif clé est un prisme rotatif situé sur le parcours de la lumière diffusée, dans le microscope d’observation. La vitesse de rotation du prisme est ajustée manuellement de façon à annuler le mouvement apparent de l’ensemble des particules examinées. Un affichage digital donne alors directement le potentiel zeta en millivolts. La technique du prisme rotatif du LASER ZEE, permettant la mesure pratiquement instantanée d’un ensemble de particules, est à la fois beaucoup plus rapide et plus exacte.
La partie électronique transistorisée comporte des circuits imprimés débrochables. Un affichage digital permet également de connaître la température de la suspension, sa conductivité spécifique et la tension appliquée aux électrodes. La cellule est auto-nettoyable et à remplissage automatique. Un sélecteur permet d’effectuer des prélèvements à partir de quatre sources différentes.
SEPTROL
D. 313
C’est un produit liquide biocatalytique destiné à augmenter et activer le processus normal de la nature dans la digestion des matières organiques. C’est un système biocatalytique équilibré contenant des microorganismes de bactéries aérobies et anaérobies, une activité enzymatique et des produits tensioactifs.
Il exerce quatre actions majeures :
1. Une action énergique sur la tension interfaciale et superficielle activant ainsi le pouvoir de décantation des particules solides.
2. Un effet de solubilisation et de modification des particules insolubles en solution stable.
3. Un effet d’émulsification des boues et des graisses avec l’eau.
4. Un effet d’agent dispersant provoquant la rupture des matières organiques agglomérées.
SEPTROL n’est pas toxique, est ininflammable, non caustique, non corrosif et biodégradable. En outre, il peut être utilisé pour libérer les fosses septiques et puisards de la plupart des matières organiques insolubles.
Il ramollit et disperse les formations de croûtes boueuses et permet ainsi le pompage ou l’écrémage mécanique.
En élevage, il résout le problème des odeurs tant dans les bâtiments que dans les fosses à lisier où son action digestive sur les matières organiques accroît le taux d’azote.
Il facilite le pompage et l’évacuation des caniveaux.
NOUVEAU DÉTERGENT ÉCONOMIQUE D. 314
Nettoyant rapide, puissant, multifonctionnel, biodégradable, ininflammable dont les doses peuvent varier en fonction de l'encrassement des surfaces.
Les solutions du produit ne présentent aucune agressivité sur les surfaces métalliques, mais ne doivent pas rester en contact prolongé avec le caoutchouc, les surfaces cirées ou vernies, tapis et moquettes.
Aucun produit acide ni caustique, aucun solvant pétrolier ou chloré, aucun colorant n’entre dans la composition de ce produit.
MESURE DE LA DBO-5 D. 315
Description de l'appareil
— indication simple et directe des valeurs de la DBO-5.
— maniement et réglage sans problème de l'appareillage, sans aucun outillage.
— sécurité de fonctionnement maximale tant des éléments fonctionnels à action mécanique que des différentes unités manométriques.
— fonctionnement silencieux des agitateurs magnétiques.
— stabilité absolue des flacons échantillons par fixation mécanique complémentaire.
— appareil à 6 postes.
Principe de mesure
Le procédé, d'une simplicité méthodique, permet à partir des variations de pression dans des flacons-échantillons fermés et remplis d'eaux usées de conclure quant à la consommation d'oxygène et de représenter la valeur par des indications manométriques ou barométriques.
La manipulation très simple consiste dans l'ensemble uniquement à remplir, à l'aide du récipient de mesure, les flacons d'échantillons d'eau et de les fermer conformément aux instructions d'emploi. Après une période de 5 jours, il suffit de lire la valeur de la DBO.
La représentation des valeurs mesurées se fait en mm de colonne de mercure mg DBO-5/l.
Caractéristiques techniques
Gammes de mesure : réglable par variation de volume de l'échantillon d'eau : 0-40 / 0-80 / 0-200 / 0-400 / 0-800 / 0-2000 / 0-4000 DBO mg/l.
Quantité d’échantillon requise : 432 ml – 365 ml – 250 ml – 164 ml – 97 ml – 43,5 ml – 22,7 ml.
Conditions de température : 20 °C ± 1 °C, par exemple par emploi d'une enceinte thermostatique TB 600.
Alimentation : 220 V / 50 Hz / 30 VA.
Dimensions : 590 x 300 x 180 mm (L x H x P).
Échelles de mesure : division de l'échelle 0,40. Hauteur de l'échelle 100 mm.
P.P.E. 80 D. 316
Modèle compact d'échantillonneur d'eau automatique qui possède de grandes performances :
— fréquence de prélèvements réglable entre 8 et 30 prélèvements à l’heure, en continu.
— programmation complète par minuterie à double fonction : possibilité de programmation de la mise « en service / hors service » sur 6 jours et programmation de la durée pendant laquelle le distributeur rotatif se trouve au-dessus d'un récipient de collecte (minimum 30 minutes).
— possibilité de prélèvements en fonction du temps ou en fonction du débit.
— système de prélèvement par bouteille de dosage suivant le cycle suivant :
a) déclenchement d'un prélèvement commandé par la minuterie.
b) nettoyage du tuyau de prélèvement par soufflage grâce à une pompe intégrée dans le bloc de commande (10 secondes).
c) aspiration du liquide à échantillonner et remplissage de la bouteille de dosage dont la partie inférieure est fermée par un dispositif électromagnétique (45 secondes).
d) une fois la bouteille de dosage remplie à son niveau maximum, la pompe fonctionne en sens inverse et effectue une purge complète du tuyau de prélèvement évitant ainsi tout risque d’engorgement (10 secondes).
e) quand la purge est terminée, le dispositif électromagnétique se débloque et laisse se déverser en chute libre le contenu de la bouteille de dosage dans le récipient de collecte.
f) à intervalles de temps réguliers (programmés par l'utilisateur) le répartiteur électromagnétique change de récipient de collecte.
— réglage de la quantité de liquide à chaque prélèvement entre 20 ml et 200 ml.
— appareil monté dans une armoire en polyester étanche avec porte à fermeture étanche pour fonctionnement en extérieur.
— interchangeabilité du bloc de collecte :
— soit 12 flacons distincts de 1,15 litre,
— soit 1 récipient de 10 litres.
— appareil portable ; dimensions : L x H x P = 500 x 700 x 400 mm ; poids (à vide) : 18 kg.
— autres modèles pour postes fixes montés en armoires chauffantes ou thermostatées.
SÉPARATION HUILE/EAU D. 317
Le séparateur statique « HYDE » huile/eau (breveté), fonctionnant par gravité accélérée, élimine les huiles vagabondes libres et dispersées qui s'accumulent habituellement dans les liquides de coupe utilisés pour l'usinage des métaux, dans les bains de lavage de pièces et les bains de trempe, permettant d'en prolonger considérablement la durée d'utilisation. Il maintient en permanence la concentration en huile à un niveau très bas, ce qui réduit l'usure des outils, le coût des vidanges et du remplacement des bains et améliore la qualité de l'environnement des postes de travail.
Il existe une gamme d'équipements standard permettant de traiter de 0,25 à 30 m³/h, modulaires au-delà.
Applications aux traitements d'effluents chargés d'hydrocarbures pour raffineries, exploitation et forages pétroliers, eau de déballastage, etc.
Un procédé économique : faible investissement, fonctionnement automatique simple, peu coûteux, sans surveillance, entretien quasiment nul. Encombrement réduit : environ le 1/5 des appareils à plaques.
