Caractérisation hydrodynamique des sables à utiliser en filtre à sable. Rapport final

Autre denomination :

Hydrodynamic characterisation for sand used in on-site wastewater filter

Les filtres à sable drainés ou non sont l'une des principales filières d'assainissement non collectif en France. Le sable constituant le massif filtrant assure une double mission : évacuer efficacement l'effluent de façon à maintenir des conditions aérobies, et retenir l'effluent de façon à permettre aux bactéries présentes dans le biofilm à la surface des grains de sable de consommer les polluants. Ce double rôle a priori contradictoire nécessite de choisir un matériau adéquat. A l'heure actuelle se choix s'appuie sur la norme expérimentale DTU 64.1. Cette dernière propose un fuseau granulométrique pour les sables d'ANC. Mais des différences peuvent exister entre une courbe granulométrique fournie par un carrier et le matériau effectivement livré sur site. De ce constat est émergée l'idée de transposer le test de Grant, employé dans le domaine des massifs filtrants extensif en assainissement collectif, à l'assainissement non collectif. Cette étude se compose de deux parties. La première, numérique, vise à mieux comprendre quels sont les paramètres influant la rétention et le drainage dans les massifs filtrants utilisés en ANC. Il en ressort que la conductivité hydraulique à saturation (le paramètre mesuré par le test de Grant) est déjà très encadré par la définition actuelle du fuseau granulométrique alors que les paramètres contrôlant la rétention capillaire peuvent plus significativement varier conduisant à de large variation de temps de séjour. La deuxième partie de cette étude, expérimentale, vise à vérifier si le test de Grant, mis au point sur des matériaux roulés, peut s'appliquer aux sables concassés. Il en ressort que les résultats ne sont reproductibles qu'après un lavage minutieux (les fines jouant un rôle prépondérant) et mise en place rigoureuse afin d'éviter tout phénomène de stratification dû à la ségrégation entre grains. Ceci va à l'encontre d'une mise en ouvre rapide sur le terrain, tout comme les contraintes du personnel des SPANC (qui ne seront pas en mesure d'effectuer ces mesures pour chaque livraison de sable). La portée de ces résultats expérimentaux est néanmoins limitée par le faible nombre de sable étudié et cette lacune devra être comblée prochainement. Les résultats numériques tout comme les résultats expérimentaux nous font dorénavant nous orienter vers des tests spécifiques permettant d'approcher, non seulement la conductivité hydraulique à saturation, mais également les paramètres contrôlant la rétention capillaire et pouvant être réalisé par les carriers (en tenant compte de leurs connaissances et de leurs matériels).

Auteurs du document :

FORQUET N., DUBOIS V., BERTRAND C., BOUTIN C., IRSTEA

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Mots clés :

TEST DE GRANT, FILTRES A SABLE, ANC, ECOULEMENT NON SATURE

Date :

2015-12-01

Type de ressource :

Rapport d'étude