Jusqu'à un passé récent, on a considéré les eaux de ruissellement ou eaux pluviales comme des sources de pollutions négligeables. Or, les études faites montrent à l'évidence que la pollution collectée sur les surfaces imperméables, telles que les chaussées autoroutières, les grands parkings urbains et en général les chaussées et trottoirs raccordés aux réseaux urbains d'eaux pluviales, n’était pas négligeable et contenait en particulier des hydrocarbures et des métaux lourds. Il y a lieu de prendre en compte également les risques accidentels comme, par exemple, ceux dus aux déversements de citernes sur les chaussées.
Les réseaux d’assainissement disposent généralement de déversoirs d’orages qui permettent d’éviter le lessivage des stations d’épuration par les crues provoquées par les pluies ; mais, dans ce cas, la pollution accumulée dans le réseau est brutalement évacuée, via le déversoir d’orage, dans le milieu naturel. Cette pollution n’est pas négligeable et l’administration est soucieuse de trouver une solution qui évite ces rejets intempestifs.
Dans le cas des réseaux d’eaux de ruissellement comme dans celui des réseaux utilitaires, il y a lieu de faire face à une pollution diffusée dans un flux de débit instantané élevé, mais très limité dans le temps.
Caractéristiques des eaux de ruissellement
Par différentes sources provenant d'études réalisées en France ou à l'étranger, on connaît les caractéristiques moyennes de la pollution des eaux de ruissellement.
Cette pollution due aux particules déposées sur les chaussées a fait l'objet d'études américaines (1) très documentées.
On relève ainsi dans le rapport n° 111 du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées les exemples suivants :
[Photo : TABLEAU 4 – CARACTÉRISTIQUES DES EAUX DE RUISSELLEMENT — EXEMPLE DE DEUX BASSINS VERSANTS URBANISÉS DE LA RÉGION PARISIENNE]
Un histogramme de granulométrie donne des relations moyennes constatées entre la taille des particules et la pollution :
[Photo : TABLEAU 2 – POURCENTAGE EN POIDS DES ÉLÉMENTS DE POLLUTION DES EAUX DE RUISSELLEMENT DE CHAUSSÉES EN FONCTION DE LA TAILLE DES PARTICULES]
On voit que l’élimination des particules de taille supérieure à 100 µm permet d’éliminer environ :
- — 85 % des matières en suspension ;
- — 75 % des métaux lourds.
De même, une étude du ministère des Transports (2) précise comme suit la répartition en poids, par granulométrie, des poussières accumulées sur les chaussées et les bas-côtés des chaussées.
| Taille en microns |
% poids |
| > 2 000 |
8 |
| 840 – 2 000 |
20 |
| 246 – 840 |
30 |
| 104 – 246 |
20 |
| 43 – 104 |
16 |
| < 43 |
6 |
Cette observation confirme les données précédentes.
Pour remédier à cette situation, notre Société a mis au point le séparateur lamellaire vertical « DLC » qui apporte une solution technique au problème posé.
Le séparateur DLC
L'appareil repose sur trois principes essentiels de la séparation de la phase :
- – grande surface de décantation horizontale par application de la loi de Hazen ;
- – augmentation du périmètre mouillé, pour réduire la turbulence, par mise en place de cellules à plaques disposées parallèlement à l’écoulement ;
- – accélération de la vitesse de déplacement des particules par effet de centrifuge.
La combinaison de ces effets élémentaires donne un pouvoir de coupure élevé pour :
- — les hydrocarbures libres, qui glissent sur l’extrados des plaques et remontent en surface ;
- — les particules denses, qui glissent sur l’intrados et décantent dans la chambre à boues.
[Photo : Séparateurs pour eaux de ruissellement.]
[Photo : Photographie de la maquette du séparateur DLC.
A. Entrée.
B. Sortie.
C. Cellule lamellaire à courbure variable.
D. Vanne murale en option.
E. Grille et panier, en option.
F. Seuil déversoir d’orage.
G. Cloison siphonique.
H. Cône concentrateur de boues en option.]
Le dispositif peut comporter un seuil de déversement limitant le débit traité.
Le séparateur DLC est constitué par une cuve préfabriquée en acier chaudronnée, protégée par un revêtement thermodurcissable (polyuréthane) de 1 mm d’épaisseur contenant un ensemble lamellaire de plaques verticales à courbure variable, fabriquées en tôle aluminium (qualité marine). Elles divisent le flux en
[Photo : Coupe schématique du séparateur.]
lames minces, augmentant sensiblement les surfaces de contact et de frottement contre les parois fixes. Les particules soumises aux forces de déplacement deviennent nulles ; elles sont ainsi soustraites au courant d’eau et glissent vers le fond où elles se déposent.
Il comporte un by-pass incorporé pour l'évacuation des trop-pleins en cas d’orage.
Il existe deux versions de l'appareil :— à fond plat pour eaux de ruissellement ;— à fond conique pour autres applications, avec extraction continue des boues.
Les boues sont reprises périodiquement par aspiration.
Les hydrocarbures et matières flottantes sont éliminés par un « écrémeur » de surface.
Les débits acceptables s’échelonnent entre 30 et 100 l/s, pour buses de 300 à 500 mm, les dimensions du séparateur variant en conséquence comme suit :
| TYPE |
Ø (mm) |
D (m) |
H (m) |
VOLUME (m³) |
BOUES (m³) |
HYDROCARB. (m³) |
| DLC 30 |
2 400 |
2 |
9,3 |
5 |
2,5 |
| DLC 50 |
2 950 |
2 |
14,1 |
8 |
4 |
| DLC 70 |
3 550 |
2,5 |
18,5 |
12 |
6 |
| DLC 100 |
3 950 |
2,5 |
25 |
15 |
7,5 |
L'appareil est destiné à être enterré et une trappe en rehausse rectangulaire permet l'accès aux différentes zones du séparateur pour en assurer la vidange épisodique et l’entretien.
Les performances du séparateur DLC ont été testées sur maquette en laboratoire, laquelle a permis d’éliminer 98 % des particules de taille supérieure à 80 microns dans une suspension à granulométrie continue de particules de quartz de taille comprise entre 50 et 150 µ.
Onze appareils sont actuellement en service, l'un sur un parking situé dans la région marseillaise, les autres, de divers types, sur la rocade de contournement de Douai. La sécheresse de cette année n’a pas permis l'examen, actuellement en cours, de leurs performances dont les résultats sont d’ores et déjà satisfaisants.
Ainsi s’ouvre une nouvelle voie dans le traitement des eaux de ruissellement qui devrait permettre d’atténuer la pollution de nos cours d’eau.
BIBLIOGRAPHIE
1. Ranchet — Ruperd : Rapport de recherche LPC n° 111, moyens d'action pour limiter la pollution due aux eaux de ruissellement - 03/82.2. Environnement et Travaux routiers : Protection des eaux contre la pollution d'origine routière - 04/80.
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