dégrillage

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conditions d’utilisation

Le dégrillage, premier poste de traitement, indispensable sur les eaux de surface et les eaux résiduaires, permet :

  • de protéger les ouvrages aval contre l’arrivée de gros objets susceptibles de provoquer des bouchages dans les tuyauteries de liaison, voire dans les différentes unités de l’installation ;
  • de séparer et d’évacuer facilement les matières volumineuses charriées par l’eau brute qui pourraient nuire à l’efficacité des traitements d’eau et de boues, ou au moins compliquer leur exécution, et leur exploitation.

On emploie parfois les mêmes grilles pour éliminer les filasses des boues.

L’opération est plus ou moins efficace, en fonction de l’écartement entre barreaux de grille. On peut distinguer :

  • le prédégrillage, pour écartement supérieur à 40 mm ;
  • le dégrillage moyen, pour écartement de 40 à 10 mm ;
  • le dégrillage fin, pour écartement de 10 à 6 mm ;
  • le tamisage, pour écartement de 6 à 0,5 mm.

Suivant les types d’eaux, de boues, et le traitement retenu, le poste dégrillage peut comporter l’associa­tion d’un ou plusieurs types de maille ; par exemple pour une station d’ ERU comprenant un Densadeg suivi de Biofor, alimenté par un réseau unitaire, nous mettrons en place un prédégrillage à 80 mm, un dégrillage fin à 6 mm et un tamisage à 3 mm. Ils peuvent être installés les uns derrière les autres dans un même atelier de dégrillage, ou séparément, au fil de l’eau devant l’étape de traitement critique.

Actuellement, le souhait général de réduire les interventions manuelles dans les ateliers de dégrillage, impose de plus en plus leur automatisation, même sur des installations de faible importance.

Un dégrillage manuel est souvent mis en secours des dégrilleurs automatiques, ou sur les by-pass.

Le by-pass est inévitable lorsqu’il y a risque d’arrivée brutale de matières végétales (feuilles en automne) ayant tendance à provoquer un colmatage du champ de grille.

Les espacements habituellement retenus sont :

  • en eaux de surface, généralement entre 20 et 40 mm (en amont de tamis) ;
  • en eau résiduaire urbaine, sur eau brute, de 80 à 10 mm ;
  • les boues suivant le traitement nécessitent un dégrillage fin à 10 mm, voire moins ;
  • sur certains effluents industriels, notamment de l’agroalimentaire, un dégrillage fin s’impose, il est par­fois suivi d’un tamisage.

Les déchets recueillis sont stockés dans un réceptacle de capacité calculée en fonction de la fréquence acceptable des interventions d’évacuation.

dimensionnement hydraulique et colmatage

principe

La vitesse de passage à travers les barreaux doit être suffisante pour obtenir l’application des matières sur la grille, sans pour autant provoquer une perte de charge trop importante ni entraîner un colmatage en pro­fondeur des barreaux, ou faire passer des matières avec le flux d’eau.

vitesse d’approche

Elle n’excédera pas 0,6 à 0,7 m · s–1 au débit de pointe, dans le canal d’amenée. Cette vitesse étant faible, il est donc inévitable d’observer des dépôts en amont de la grille qu’il faut prévenir (mise en place d’un bras­sage permanent ou séquencé).

vitesse de passage entre barreaux

Elle est communément comprise entre 0,5 et 1 m · s–1 et peut atteindre 1,00 à 1,20 m · s–1 au débit maximal. Ces vitesses s’appliquent à la section libre de passage, grille colmatée.

colmatage

Le degré de colmatage tolérable (en pourcentage de la section mouillée libre) dépend de la qualité de l’eau et du système de reprise des résidus sur la grille.

Pour des grilles et tamis automatiques :

  • espacement > 10 mm environ 25 % ;
  • espacement 5 à 10 mm environ 50 % ;
  • espacement< 5 mm environ 75 %.

Pour des grilles à nettoyage manuel, la surface de grille immergée doit être calculée beaucoup plus large­ment pour éviter des interventions trop fréquentes. La perte de charge sera estimée à 10 cm.

commande automatique

Le fonctionnement du dispositif de nettoyage de la grille est généralement discontinu. Il est commandé d’une part par un système cyclique à cadence (1 min à 1 h) et durée (1 à 15 min) réglables, d’autre part, à partir d’un indicateur de perte de charge amont ou différentiel, et d’un indicateur de niveau de sécurité ordonnant une marche continue.

Dans le cas d’une grille placée en aval d’un poste de pompage, la commande peut être associée au démar­rage des pompes.

protection

Les grilles automatiques sont équipées de limiteurs d’effort permettant d’éviter une détérioration du maté­riel en cas de colmatage important provoquant une surcharge ou un blocage.

Les grilles automatiques à nettoyage alternatif comportent un dispositif assurant l’arrêt automatique du râteau en un point placé hors du champ de grille, pour éviter tout risque de coincement ou couple anormal lors du redémarrage.

différents types de grilles

grilles manuelles

Les grilles à nettoyage manuel sont droites, composées de barreaux ronds ou rectangulaires. Elles peu­vent être montées verticalement ou inclinées (60° à 80° sur l’horizontale) pour faciliter le relevage des refus. Elles sont parfois mobiles (sur glissières), ou pivotantes pour autoriser le nettoyage du canal aval si ce der­nier est couvert. Dans les postes de relèvement d’eaux résiduaires, elles sont souvent remplacées par des paniers perforés relevables, évitant la nécessité d’accès. La manutention et le nettoyage sont malcommo­des. C’est pourquoi elles sont normalement réservées à un usage discontinu (by-pass).

grilles automatiques

grilles à nettoyage par l’amont

Leur champ de grille est généralement réalisé en barreaux de section rectangulaire ou trapézoïdale (rédui­sant le risque de coincement des matières solides) à angles vifs ou arrondis. Certains appareils se prêtent bien à un dégrillage fin (pouvant aller jusqu’au tamisage), par utilisation d’un champ de grille adapté (genre Johnson, écartement de 0,5 à quelques mm) ou d’une tôle perforée. L’évacuation des déchets est toujours située à l’aval de la grille.

Elles comportent quatre types principaux :

grilles courbes type DC (photo 2)

D’écartement de 10 à 25 mm, elles ont pour avantage de présenter une grande section de passage utile et d’être d’une conception mécanique simple.

Le nettoyage du champ de grille est assuré par quatre peignes montés à l’extrémité d’un bras tournant autour d’un axe horizontal, mais pour éviter le risque de coincement, il est préférable de prévoir en amont un piège à cailloux.

Ce type de grille est tout indiqué pour les installations de moyenne importance, lorsque les eaux ne sont pas trop chargées et que la hauteur de relevage des détritus est réduite.

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Photo 2. Grille courbe DC

grilles droites à nettoyage alternatif type GDC (figure 1 et photo 3)

D’écartement de 10 à 100 mm, elles sont généralement verticales ou inclinées à environ 80° sur l’horizon­tale. Le champ de grille est arrêté un peu au-dessus du niveau liquide maximal et prolongé par un tablier.

Elles sont nettoyées par des racleurs, des peignes, entraînés par un mécanisme à chaînes sans fin qui remontent les détritus le long du champ de grille, puis du tablier, et redescendent en position écartée du champ de grille. L’éjection des détritus, en partie haute, est souvent motorisée.

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Figure 1. Schéma de principe d'une grille droite GDC
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Photo 3. Grille droite GDC

Une variante très robuste et pouvant être utilisée avec des champs très hauts (> 10 m) est la grille dite à crémaillère (climber screen) dont le râteau est entraîné par une crémaillère (photo 4).

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Photo 4. Station de pompage d'Algiers (New Orleans - Etats-Unis): quatre grilles à crémaillère de 5,5 m de large et 6,1 m de hauteur d'eau

Lorsque les grilles doivent traiter de très gros débits, supérieurs à 30 000 m3 · h–1 d’eau peu chargée (prises d’eau de surface), on peut mettre en place un râteau mobile n’intéressant qu’une partie du champ de grille et se déplaçant latéralement après chaque cycle.

grilles à champ mobile sans fin

D’écartement de 3 à 15 mm, elles sont constituées par un champ de grille à chaîne continue. Les dents ou crochets sont montés sur des axes et permettent de former une chaîne continue. Les déchets sont relevés et déchargés en partie haute et arrière.

Les dents sont constituées de bras et de pointes. Les éléments s’auto nettoient par le mouvement rentrant des pointes entre les bras, une brosse rotative complète l’auto nettoyage.

rotative type escalier

D’écartement de 3 à 15 mm, le champ de grille est composé de deux groupes de lames parallèles ayant chacun une configuration en escalier. Le premier est fixe et l’autre mobile.

Un ensemble de bras articulés transmet un mouvement rotatif aux lames mobiles. Il permet ainsi aux déchets d’être remontés marche par marche vers le point de rejet.

grilles à nettoyage par l’aval

Quelques grilles comportent un système de nettoyage avec chaînes sans fin placé en aval.

Ces appareils présentent des risques de rechute dans l’eau aval d’une fraction des résidus récupérés. On peut citer néan­moins une prégrille à nettoyage par l’aval, pour eaux très chargées et à capacité d’extraction importante (photo 5).

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Photo 5. Poste de dégrillage à nettoyage par l'aval