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Séparateur à hydrocarbures (HU)

De Wikigeotech

Traduction anglaise : Oil separator, Oil-water separator, Oil trap, Oil interceptor

Date de dernière mise à jour : 20/12/2019

Dispositif destiné à intercepter les huiles et les graisses non dissoutes ni émulsionnées contenues dans le ruissellement urbain. Ces dispositifs sont principalement fondés sur le fait que les huiles et les graisses sont plus légères que l'eau. Dans un écoulement tranquillisé (faible vitesse d'écoulement pour limiter la turbulence), les graisses et les huiles non fixées sur des sédiments ont donc tendance à remonter à la surface où il est possible de les arrêter en utilisant une cloison siphoïde. Même si le terme séparateur à hydrocarbure est générique, il est le plus souvent utilisé (comme le terme piège à hydrocarbures) pour désigner des appareils compacts préfabriqués, mis en œuvre pour piéger d’éventuelles pollutions accidentelles sur des zones exposées (parkings en particulier).

Séparateur à hydrocarbure en cours de mise en place ; crédit photo SIAAP.

On utilise plutôt le terme déshuileur pour parler des appareils destinés à piéger les huiles ou les graisses dans les eaux usées, par exemple pour pré-traiter les rejets des restaurants.

La conception des séparateurs repose donc sur une tranquillisation des effluents et un dimensionnement assurant un temps de séjour suffisant pour que les hydrocarbures de densité faible remontent en surface et puissent y être piégés grâce à des cloisons siphoïdes. Le perfectionnement des appareils consiste à éviter, grâce à des procédés d’obturation, leur relargage lorsqu’ils seront pleins et/ou soumis à des débits traversiers trop importants. La partie de l’appareil ayant pour objet cette flottation est généralement précédée d’un compartiment dans lequel ont lieu un dégrillage et un débourbage (décantation des sables, voire des matières en suspension les plus grossières).

En dehors des surfaces spécifiquement exposées à des ruissellements très chargés en hydrocarbures, il n’y a pas lieu de vouloir dépolluer les eaux de ruissellement vis-à-vis de ce paramètre, mais d’examiner l’intérêt plus global de leur dépollution vis-à-vis de l’ensemble des polluants qui les affectent. Dans ce cas, le dimensionnement des ouvrages doit être basé sur des critères se rapportant à la rétention des matières en suspension.

L’intérêt des séparateurs à hydrocarbures préfabriqués compacts pour diminuer la pollution chronique est généralement très réduit (Voir § Efficacité réelle pour piéger les hydrocarbures présents dans les eaux de ruissellement), il n’existe aucune réglementation de portée nationale qui en impose l’usage (Voir § Que dit la réglementation pour les eaux de ruissellement ?) et d’autres solutions plus économique existent (Voir : Y-a-t-il d’autres solutions ?).

Les séparateurs à hydrocarbures préfabriqués compact ne doivent donc être utilisés que de façon exceptionnelle lorsque leur intérêt est justifié, notamment par des risques de pollution accidentelle.

Sommaire

Normalisation des appareils

La première génération de séparateurs fait l’objet de deux normes :

Norme XP P 16-441 : Cette norme est « applicable aux débourbeurs et séparateurs de liquides légers contenus dans les eaux pluviales ou usées (industrielles, domestiques) à l’exclusion des eaux vannes ; La séparation des éléments est obtenue par gravité et/ou coalescence ». Les « liquides légers » concernés sont les « liquides de masse volumique inférieure ou égale à 0,95 g/cm3, pratiquement ou totalement insolubles ou insaponifiables comme les hydrocarbures, le gazole, le fioul domestique et toute huile d’origine minérale, à l’exclusion des huiles et graisses à usage alimentaire ». La « taille nominale » des séparateurs correspond « approximativement à la valeur numérique du débit maximal, exprimée en litres par seconde », traité par l’appareil. Leur efficacité, quantifiée par la concentration résiduelle maximale en liquide léger c, atteinte par l’effluent après traitement, est traduite par la classe à laquelle ils appartiennent :

  • Classe I :  c = 5 mg/L,
  • Classe II : c = 100 mg/L.

« Ce classement est déterminé au cours d’un essai réalisé avec de l’eau contenant 5 ml/L de liquide léger de densité égale à 0,85 et pour un débit égal au débit maximal d’effluent ». La concentration massique en liquide léger de l’effluent utilisé pour ce test est donc de 4,25 g/L.

Norme XP P 16-442 : Cette norme concerne les « installations de séparation de liquides légers (même définition que celle indiquée dans la norme XP P 16-441) contenus dans les eaux usées d’origine industrielle, et fonctionnant par le procédé de flottation ». Elle est « applicable aux séparateurs destinés à retenir les hydrocarbures libres, de densité inférieure ou égale à 0,95 présents à l’état liquide dans un effluent (eau usée ou de ruissellement) contaminé, de manière chronique ou temporaire ». Ils ne sont pas destinés à retenir des particules solides (éventuellement contaminées par des hydrocarbures), qu’elles soient décantables ou non. Leur efficacité est appréciée selon les mêmes critères que ceux énoncés dans la norme XP P 16-441 (Leur efficacité, quantifiée par la « classes I et II »).

Efficacité réelle pour piéger les hydrocarbures présents dans les eaux de ruissellement

Il découle des précisions indiquées dans les deux normes précédentes, que ces séparateurs n’ont, pour plusieurs raisons, aucune efficacité en matière de traitement de la pollution chronique des eaux de ruissellement urbain :  

  • Les hydrocarbures entrainés par les eaux de ruissellement urbain sont, au bout de quelques dizaines de mètres de parcours en surface ou dans les conduites, adsorbées sur des particules solides plus denses que l’eau ; leur séparation par flottation n’est donc pas possible. La taille de ces particules reste cependant faible et, par voie de conséquence, leur vitesse de chute est également limitée. Les débits des eaux de ruissellement urbain sont en général trop importants pour que le temps de séjour de l’eau dans l’appareil permette leur décantation.
  • Les performances qu’offrent les séparateurs à hydrocarbures, c'est-à-dire, au mieux, une concentration de l’effluent traité inférieure à 5 mg/L d’hydrocarbures libres pour les appareils de classe I, ne sont pas adaptées à la qualité des eaux de ruissellement. Les concentrations en hydrocarbures totaux, et donc a fortiori en hydrocarbures libres, observées dans ces dernières sont en effet déjà presque toujours inférieures à 5 mg/L. De plus, l’essai permettant d’établir la classe du séparateur est effectué sur un effluent contenant 4 250 mg/L d’hydrocarbures libres, ce qui n’a absolument rien à voir avec les concentrations observées dans les eaux de ruissellement urbain.
  • L’essai mentionné ci-dessus est réalisé avec un liquide léger de densité égale à 0,85 alors que certains hydrocarbures, comme les huiles lubrifiantes par exemple, présentent une densité qui peut être significativement supérieure.

Ces appareils sont donc à réserver aux eaux fortement chargées en hydrocarbures libres, c'est-à-dire à des effluents pouvant résulter du rinçage de surfaces très fortement contaminées en hydrocarbures, ou de l’entraînement d’hydrocarbures déversés de façon accidentelle puis entraînés vers un réseau. Les effluents issus d’aires sur lesquelles ont lieu des activités de remplissage ou de distribution d’hydrocarbures, sont, par exemple concernées par de tels procédés de traitement, comme l’indique dans son article 19, l’arrêté ministériel n°261 bis du 26 janvier 1983 applicable aux liquides inflammables issus d’installations de remplissage ou de distribution de débit maximum supérieur à 1 m3/h mais inférieur à ou égal à 20 m3/h : « L’aire de distribution ou de remplissage de liquides inflammables doit être étanche aux produits susceptibles d’y être répandus et conçue de manière à permettre le drainage de ceux-ci. Les liquides ainsi collectés devront, avant leur rejet dans le milieu naturel, être traités au moyen d’un décanteur séparateur de liquides légers muni d’un dispositif d’obturation automatique. Ce décanteur séparateur sera conçu et dimensionné de façon à évacuer un débit minimal de 45 l/h par mètre carré de l’aire considérée sans entraînement de liquides inflammables ». L’article. 21b ajoute : « Les rejets provenant de l’aire de distribution ou de remplissage présenteront une concentration inférieure à 20 mg/L (norme NF T 90-203), concentration obtenue par tout moyen de décantation-séparation physique ».

Que dit la réglementation pour les eaux de ruissellement ?

En dehors de la législation relative aux installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE) cité ci-dessus, aucun texte de portée nationale n’impose le traitement systématique des eaux de ruissellement, et donc a fortiori vis-à-vis des hydrocarbures. Cependant, malgré l’inefficacité totale des séparateurs de liquides légers, de nombreuses collectivités ont imposé dans leur règlement d’assainissement ou bien dans des documents d’urbanisme, la mise en place de séparateurs à l’aval de certaines surfaces urbaines imperméabilisées comme les parkings (y compris quelquefois pour des parkings de 5 places !). Les contraintes imposées par ces règlements contribuent à augmenter les coûts, interdisent parfois certaines solutions techniques et n’apportent strictement aucun bénéfice environnemental. Ils devraient donc être systématiquement modifiés.

Y-a-t-il d’autres solutions ?

La mise en évidence au début des années 1990 que les hydrocarbures, comme de nombreux autres micropolluants, sont en grande partie liés dans les eaux de ruissellement urbain, aux matières en suspension, a conduit à développer une nouvelle génération de séparateurs à hydrocarbures fondée sur le principe de la décantation : les séparateurs particulaires. Leur conception repose par exemple sur une structure de décanteur lamellaire, sous laquelle se déposent sous forme de boues, les matières en suspension interceptées, ainsi que les hydrocarbures et autres micro-poulluants qui y sont fixés. Il peut également s’agir de simples bassins de décantation. Ces dispositifs peuvent être efficaces à conditions d’être correctement dimensionnés (ce qui imposent souvent des dimensions très supérieures à celles habituellement retenues) et correctement entretenus (ce qui nécessite de les curer très régulièrement). Leur installation peut être justifiée en cas de rejets fortement pollués et d’un milieu très vulnérable.

En conclusion

En dehors des surfaces spécifiquement exposées à des ruissellements très chargés en hydrocarbures, il n’y donc pas lieu de vouloir notamment dépolluer les eaux de ruissellement vis-à-vis du paramètre hydrocarbures, mais d’examiner l’intérêt plus global de leur dépollution vis-à-vis de l’ensemble des polluants qui les affectent. Dans ce cas, le dimensionnement des ouvrages doit être basé sur des critères se rapportant à la rétention des matières en suspension.l’intérêt plus global de leur dépollution vis-à-vis de l’ensemble des polluants qui les affectent. Dans ce cas, le dimensionnement des ouvrages doit être basé sur des critères se rapportant à la rétention des matières en suspension.

Pour en savoir plus : https://www.graie.org/graie/graiedoc/doc_telech/actesyntheses/RDV/RDV11hydrocarburessupports.pdf

Voir aussi : Rejets urbains de temps de pluie, Traitement des eaux de ruissellement (HU)

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