Les phénomènes de retour d’eau se manifestent de deux façons :
- soit par une dépression résultant d’un arrêt de la distribution, d’une rupture de canalisation ou de fluctuations importantes de pression, voire de la mise en route de groupes surpresseurs ou d’appareils à débit important (par exemple, lors d’interventions des services d’incendie) sur une partie du réseau : c’est le siphonnage ;
- soit par une contre-pression, due à une surpression dans l’installation intérieure, momentanément plus élevée que la pression existant dans la canalisation publique : c’est le refoulement.
Pour empêcher ces retours on ne disposait, jusqu’à une époque récente, que d’un seul moyen de protection, la disconnexion par réservoir de coupure, solution simple mais encombrante... Vers 1976, nous est venu des USA un appareil de robinetterie susceptible de remplacer le réservoir de coupure : le disconnecteur hydraulique ; la réglementation française en autorise l’installation depuis 1978.
Jusqu’à ce jour, tous les disconnecteurs installés en France étaient d’origine américaine, mais notre société, PME française, spécialisée dans la fabrication de clapets de
[Photo : Vue extérieure du disconnecteur.]
non-retour a relevé le défi et propose aujourd’hui un disconnecteur français dont les qualités ont valu un agrément sans réserve du CSTB et des autorités sanitaires. Cette nouvelle génération d’appareils apporte en effet :
- des performances hydrauliques améliorées, une fiabilité renforçant la sécurité de la disconnexion, une facilité d’installation accrue, des contraintes de maintenance réduites ;
- des avantages économiques : c’est le seul modèle français existant sur un marché entièrement occupé jusqu’à ce jour par les produits américains et à des conditions nettement inférieures.
Les disconnecteurs sont des produits d’avenir en France et en Europe, où chaque pays a mis ou met en place une réglementation prévoyant une installation dans le cadre de la lutte « anti-pollution » menée pour préserver la qualité de l’eau. C’est ainsi qu’un dispositif de disconnexion est obligatoire sur tous les branchements d’eau sanitaire potable desservant des unités réputées à hauts risques de pollution et notamment : hôpitaux et collectivités diverses, laboratoires, industries, chauffages collectifs ou climatisation, équipements incendie, agriculture et installations d’arrosage, etc. La disconnexion absolue exigée doit rendre tout à fait impossible un quelconque retour d’eau polluée dans le circuit d’alimentation générale, et ce, quelle qu’en soit la cause : chute de pression en amont, surpression en aval, etc.
La solution théoriquement la plus simple, comme on l’a dit plus haut, est l’utilisation d’un réservoir de coupure ou bâche de rupture, isolant totalement les deux réseaux : « l’alimentation en eau potable de cette réserve se fait soit par surverse totale (figure 1), soit au-dessus d’une canalisation de trop-plein (5 cm au moins) installée de telle sorte qu’il y ait une rupture de charge, avant déversement, par mise à l’air libre » (Règlement sanitaire type, article 16/3).
On comprend rapidement que les exigences de la construction moderne s’accommodent mal de l’encombrement et des servitudes propres à ces bacs de disconnexion (eux-mêmes difficiles à protéger de la pollution amenée par l’air). Aussi les autorités sanitaires ont-elles agréé des appareils compacts, de faible encombrement, disposant de trois sécurités dispo-
[Photo : Figure 1.]
…ées en cascade et assurant une disconnexion totale : ce sont les « disconnecteurs à zone de pression réduite contrôlable ».
PRINCIPE GÉNÉRAL
DE FONCTIONNEMENT
Le principe de fonctionnement de ces appareils est basé sur la création d'une véritable rupture en cas d'inversion du sens normal de l'écoulement ; une chambre de mise à l'atmosphère, intercalée entre deux clapets, assure cette fonction. Cette chambre s’ouvre à l'extérieur chaque fois que les pressions sont inversées et qu'accidentellement, les clapets de non-retour ne sont pas étanches. Ces disconnecteurs fonctionnent en somme suivant le principe physique d'après lequel l'eau ne peut circuler d'une zone de faible pression vers une zone de pression plus élevée ; ceci permet de concevoir une protection contre tout retour dû à une contre-pression ou une dépression sur le réseau.
[Photo : Les dispositifs internes du déconnecteur.]
Les disconnecteurs (figure 2) comportent ainsi deux clapets (1 et 2) en ligne, à ressorts tarés, déterminant 3 zones de pressions différentes : amont, intermédiaire, aval (A, B, C). Une soupape de décharge, située dans la chambre intermédiaire, est solidaire d'une membrane située entre les chambres amont et intermédiaire (A, B), membrane qui est soumise à la pression différentielle existant entre les deux chambres et qui permet l’ouverture ou la fermeture à l'atmosphère de la soupape, suivant la valeur de la pression différentielle. Nous examinerons ci-après leurs diverses fonctions.
[Photo : Fig. 2. – Coupe schématique d'un disconnecteur : 1. Clapet amont. – 2. Clapet aval. – 3. Soupape d'évacuation à l'air libre. – 4. Rupture du niveau interne. – 5. Clapet de sécurité membrane. – 6. Entrée d’air et purge de l'eau de la chambre B.]
Fonctionnement normal
En fonctionnement normal, et lors de la mise en service, la pression du réseau en A déplace la membrane comprimant le ressort de soupape et la soupape se ferme ; la zone B n'est plus ouverte à l’atmosphère ; le clapet 1 s’ouvre, le débit s’établit entre A et B puis entre A-B-C par ouverture du clapet 2 et la perte de charge du clapet 1 taré provoque de A à B une diminution de pression d'un minimum de 0,140 bar ; la perte de charge du clapet 2 diminue alors la pression de B à C.
Arrêt du débit
À la fermeture de la vanne aval, les clapets 1 et 2 se ferment instantanément. La pression C reste inférieure à la pression B, elle-même inférieure à la pression A. La pression A, par action sur la membrane, maintient la soupape de décharge (3) en position de fermeture, malgré le ressort de soupape et la pression B. Si le clapet 1 n'est pas étanche, l'eau va de A vers B, tendant à un équilibre des pressions A et B. Le ressort de soupape devient alors prépondérant et, anticipant l’équilibre des pressions, déplace la membrane, ce qui provoque l’ouverture de la soupape de décharge et la mise à l'atmosphère de la zone B, d’où disconnexion.
Cas d’une surpression accidentelle aval
Si une contre-pression accidentelle rend la pression C supérieure à B, le clapet 2 se ferme en interdisant tout retour d’eau et de pression de C vers B. Les pressions respectives A et B n’étant pas modifiées, la soupape 3 de décharge vers l'atmosphère reste fermée. Si le clapet 2 n’est pas parfaitement étanche, C s’écoule vers B et la pression B augmente. Avant que l'équilibre des pressions B et A ne se réalise, la soupape de décharge s’ouvre, provoquant l’écoulement de B dans l’atmosphère et la disconnexion.
Dépression accidentelle à l’amont
La pression A chute, le clapet 2 se ferme sous l’action du ressort. Avant que la pression A ne soit inférieure à la pression B, le ressort de la membrane repousse celle-ci et provoque l’ouverture instantanée de la soupape de décharge. L’eau contenue en B s’écoule à l’atmosphère (d’où disconnexion). En cas de fuite du clapet 1 la différence de niveau entre le plan d’écoulement (partie inférieure de B) et le clapet 1 constitue une garde d’air qui rend impossible tout retour dans le circuit d’alimentation dans le cas de dépression en A.
On voit que, dans tous les cas, le dispositif de disconnexion interdit tout retour d’eau du branchement vers la canalisation municipale.
UNE NOUVELLEGÉNÉRATIONDE DISCONNECTEURS
Le disconnecteur présenté ci-dessus fonctionne ainsi suivant le principe général ; il bénéficie de plus des avantages suivants.
Construction
C’est un appareil compact, à raccords démontables mâle-mâle pour faciliter son accessibilité et son démontage ; une porte de visite permet d’accéder aux organes intérieurs.
Fiabilité
Des garanties de protection ont été apportées lors de sa conception :
- — la membrane est placée en position haute, ce qui la met à l’abri de tout risque d’ensablement ;
- — un clapet de sécurité protège de tout retour d’eau en cas de rupture de la membrane ;
- — une rupture de niveau entre les clapets et le siège de la soupape de décharge empêche tout retour d’eau par gravité ou vide ;
- — en cas de disconnexion une entrée d’air assure une vidange rapide, accélérée encore par le profil de la cuve et la dimension de l’orifice d’évacuation.
Performances hydrauliques
Les pertes de charge sont inférieures de 20 % aux disconnecteurs conventionnels ; d’autre part le débit de décharge est douze fois supérieur à celui exigé, ce qui élargit ses conditions d’utilisation (charges à l’aval du disconnecteur telles que réservoirs, pompes…).
Résistances à la corrosion
Les matériaux ont été choisis pour la plus grande fiabilité dans le temps : la soupape est garnie de téflon au niveau de la sortie d’air et elle est munie d’un double guidage ; les sièges des clapets sont en hostaforme, donc résistants à la corrosion et à l’entartrage.
Cette nouvelle génération de disconnecteurs permet maintenant la protection des eaux de consommation en offrant une barrière efficace à la remontée des eaux polluées dans les réseaux de distribution publique, protection que les clapets, utilisés jusqu’à ces dernières années, n’assuraient pas d’une façon satisfaisante dans tous les cas.
De faible encombrement, faciles à mettre en place et à entretenir, on devrait voir leur usage se répandre de plus en plus, au fur et à mesure que les distributeurs prendront conscience de leur utilité.
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