LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
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Techniques classiques de dépollution des eaux pluviales > Séparateurs à hydrocarbures
PRINCIPE
Les séparateurs à hydrocarbures (également appelés déshuileurs) sont des dispositifs destinés à piéger les hydrocarbures et les matières décantables contenus dans les eaux de ruissellement, tels que les huiles, les graisses et autres flottants. D’une manière générale, ils séparent les liquides légers (de densité inférieure à celle de l’eau) de la phase eau, contrairement aux décanteurs ou débourbeurs qui séparent les matières en suspension ou charriées par l’eau, dont la densité est supérieure à l’eau. Toutefois, les déshuileurs ne sont pas dimensionnés pour traiter les MES et assurer une bonne décantation.
Pollution de l'eau pluviale d'un parking par la présence d'hydrocarbure (déchet de véhicules)
Séparateur à hydrocarbure
Les normes en vigueur préconisent deux classes qui correspondent à la teneur résiduelle maximale d’hydrocarbures avant rejet :
- Classe 1 : Teneur résiduelle < 5 mg/l suivant essai norme EN 858 (Modèle avec filtre coalesceur) ;
- Classe 2 : Teneur résiduelle < 100 mg/l suivant essai norme EN 858 (Modèle avec filtre coalesceur).
Une cellule coalescente est souvent intégrée afin d’accélérer le processus de séparation gravitaire, en favorisant l’union des microscopiques gouttelettes d’hydrocarbures pour en former de plus grosses plus facilement piégeables. Ce filtre coalesceur, composé de pores, assure en effet une coagulation optimale des hydrocarbures en dispersion fine. Ces derniers sont ensuite retenues en sortie par une cloison siphoïde qui sert de piège à flottants et aspire les hydrocarbures. Le séparateur est le plus souvent précédé d’un compartiment de débourbage et dessablage, permettant la décantation des particules les plus grossières et protégeant ainsi le séparateur. Des modules lamellaires sont souvent ajoutés. Enfin, un obturateur automatique évite l’évacuation des hydrocarbures vers le réseau en cas de problème (absence d’entretien ou déversement accidentel). Il s’agit d’un clapet monté sur un flotteur taré à la densité des hydrocarbures. Le flotteur suit la couche d’hydrocarbures jusqu’à obturation lorsque la capacité de stockage est atteinte.
Séparateur à hydrocarbure Techneau avec By-Pass
Le séparateur est dans la plupart des cas associé en amont à un décanteur ou débourbeur. De nos jours les deux systèmes sont intégrés.
EFFICACITE
Efficacité d’après les constructeurs
Les principaux constructeurs (Techneau, Franceaux, Simop, Sahler, etc.) annoncent une efficacité épuratoire caractérisée par une séparation souvent supérieure à 95% d’hydrocarbures et ce par rapport aux normes AFNOR en application.
Par exemple, le fournisseur Franceaux affiche les rendements suivants :
| Produits FRANCEAUX | Rendement* |
|---|---|
| POLYBAC NPBCK - Séparateur à hydrocarbures 5 mg/l avec débourbeur | 99,88 % |
| POLYBAC NPBC - Séparateur à hydrocarbures 100 mg/l avec débourbeur | 97 % |
| * pour une teneur résiduelle respectivement < 5 et 100 mg/l en hydrocarbures de densité 0,85, selon norme EN 858-1. | |
Efficacité réelle
On constate globalement une diminution de l’efficacité lorsque le débit augmente ou lorsque la teneur en hydrocarbures en entrée est faible.
Pour certaines études, les conclusions sur l’efficacité de ces séparateurs sont positives ; les teneurs en hydrocarbures en sortie sont en effet assez faibles pour ces ouvrages. Pour d’autres expériences, le résultat épuratoire est moins bon et est même très en deçà des rendements annoncés par les constructeurs.
Face aux résultats constatés issus d’expériences réalisées, il apparaît que l’efficacité des séparateurs à hydrocarbures est réelle contre la pollution aux hydrocarbures mais à condition que les hydrocarbures soient libres et en abondance. Ces ouvrages seraient donc adaptés pour intercepter les pollutions massives des stations service, des aires de lavage, des aéroports et des déversements accidentels. Cependant, ces systèmes semblent moins appropriés pour les parkings et les routes où les concentrations piégées restent faibles. En effet, les eaux de ruissellement de chaussées présentent une faible concentration en hydrocarbures libres (< 10 mg/l).
En définitive, les séparateurs seraient donc mieux adaptés au traitement industriel, au traitement des eaux provenant d’une aire de stationnement ou pour lutter contre la pollution accidentelle plutôt qu’au traitement des eaux de ruissellement urbain. Le manque d’expérimentations réelles réalisées sur de longues périodes ainsi qu’un dimensionnement peu fiable des ouvrages semblent indiquer que ces appareils ne répondent pas toujours de façon satisfaisante aux besoins du traitement des rejets urbains par de temps de pluie.
Par ailleurs, le dimensionnement des ouvrages est peu fiable, rendant difficile leur entretien : les séparateurs sont souvent dimensionnés trop petits et pour une densité d’hydrocarbures de 0.8 à 0.9 ne fonctionnant pas pour une densité supérieure à 0.95
ENTRETIEN ET COUTS
L’entretien des séparateurs d’hydrocarbures consiste essentiellement à vidanger régulièrement le système en boues et en hydrocarbures. Il faut donc prévoir des puits d’accès au séparateur à cet effet. Pour les séparateurs lamellaire ou coalescent, il faudra également nettoyer les blocs lamellaires (jet sous pression). Il subsiste un réel problème de maintenance car les séparateurs sont souvent des ouvrages enterrés et donc difficiles à entretenir. De nombreux dysfonctionnements sont dus à un manque d’entretien : obturateur cassé, ensablement, bac non vidangé, etc.
Le coût des séparateurs varient énormément en fonction du débit de filtration mais aussi de la capacité de stockage en hydrocarbures et boues. Le coût d’investissement d’un séparateur varie de 4 000 à 9 000 € en fonction de la taille et des modèles. Par exemple, un séparateur à hydrocarbures Hydroclair avec by-pass, débourbeur, filtre à coalescence et obturateur automatique, d’une capacité de 3 l/s de STRADAL (SHDOC3BP), coûte 3 737 €. Pour le même système à 20 l/s (SHDOC20BP), il faut prévoir 8 881 € (Tarifs du 1er février 2009).
L'entretien d'un séparateur à hydrocarbures nécessite un pompage régulier par un prestataire. Le volume pompé représente un peu plus d’une fois le volume du séparateur à hydrocarbures, pour un coût de 130 € HT (transport) auquel est ajouté un coût de 180 € HT par m3 pompé.
AVANTAGES ET INCONVENIENTS
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
|
Dépollution importante des eaux. Ouvrages invisibles car enterrés. Emprise peu élevée. Entretien simple mais régulier. |
Risque de colmatage. Perte d’efficacité avec des pluies importantes, avec des séparateurs sous dimensionnés. Coût élevé du système et de la pose (levage et enterrement). |