En matière d'assainissement non collectif, le filtre compact a fait ses preuves. Cet équipement, maintenant bien défini dans la législation, permet un fort abattement de pollution et des économies de place au sol. Dispositif passif, il fonctionne sans apport d'énergie et supporte aisément les variations de charge. Mis en ?uvre dans les règles de l'art et régulièrement entretenu, son efficacité est indéniable et son exploitation se révèle sans problème.
L’assainissement non collectif est un véritable enjeu tant en matière d’assainissement qu’en terme de marché, que ce soit en neuf ou en rénovation sur les 10 années à venir. La législation a évolué dans le courant de l’année 2012, les agréments sont désormais bien en place ce qui permet de se repérer et d’évoluer plus facilement au sein des différentes solutions disponibles sur le marché. Les performances réelles des filtres à sable ont été récemment remises en cause dans nos colonnes (voir EIN n° 355) puis lors des 9ᵉ assises de l’Assainissement non collectif au mois d’octobre dernier. Les microstations, malgré leurs indéniables atouts et l’engouement qu’elles suscitent, souffrent de leurs points faibles
avec notamment leur besoin en énergie, la sensibilité de certaines filières à faire face aux variations de charge et/ou aux usages intermittents. Les filtres compacts se placent entre ces deux filières, au côté du dispositif Epanbloc® de Sotralentz, avec des avantages certains, au premier rang desquels leur efficacité, la non-consommation d’énergie et une emprise au sol bien souvent inférieure à 10 m².
La réglementation classe les différents dispositifs d’assainissement non collectif en différentes familles faisant l'objet de fiches descriptives dans le Guide d'information sur les installations destiné aux usagers, édité par le Ministère de l’Écologie à la fin du mois de septembre 2012. Cet article concerne les familles 9-3, c’est-à-dire les fosses et filtres à massif de zéolithe, et 9-4, les fosses et massifs filtrants compacts (capacité de traitement selon l’avis d’agrément du dispositif).
Un principe de fonctionnement commun mais des media différents
Le principe de fonctionnement, pour les deux familles d’équipement, est le même : il s’articule autour d’une fosse toutes eaux dédiée au prétraitement anaérobie des eaux usées domestiques brutes puis d’un deuxième étage de traitement aérobie, appelé filtre compact, au sein duquel l’effluent arrive de façon gravitaire au fil de l’eau ou via une chasse à auget. L’eau ruisselle sur le media filtrant et est épurée lors de son passage sur le lit bactérien préalablement développé sur le matériau. Le procédé n'est pas aussi rustique qu'il y paraît : l’épuration sera d’autant plus complète que l’eau passe suffisamment de temps sur le lit bactérien (temps de séjour) et que les gaz circulent facilement au sein du massif filtrant pour apporter l’oxygène nécessaire aux bactéries et évacuer les gaz émis (gaz carbonique, hydrogène sulfuré…).
Ces conditions d’écoulement de l'eau et de l'air dans le massif filtrant sont fortement influencées par la taille effective du média, par sa porosité et par la capacité d’absorption/adsorption du media filtrant.
La porosité du matériau se répartit en une porosité capillaire qui induit le parcours tortueux de l'écoulement de l’eau (donc une vitesse faible et temps de contact important) et une macroporosité pour la circu-
Outre la zéolithe chabazite et le coco, la laine de roche est un autre média de filtration utilisé dans les filtres compacts. L’Assainissement Autonome (filières Compact’O) et Biorock utilisent des cubes de laine de roche conditionnés en sacs à disposer selon les recommandations précises du constructeur.
lation des gaz. Également, une caractéristique essentielle à prendre en compte est le rapport surface développée/volume, la surface spécifique du média filtrant accessible aux microorganismes pour la colonisation du filtre. Au cours des années 80-90, différents massifs filtrants à forte surface spécifique ont été développés : zéolithe (type chabazite) ou tourbe de sphaigne ayant des surfaces spécifiques respectives de l’ordre de 300 et de plus de 500 m²/m³.
Pour la filière « type organique », les développements ont débuté à la fin des années 80 avec la mise au point du filtre à base de tourbe de sphaigne de Premier Tech au Canada. La poursuite des travaux de R&D sur les milieux filtrants organiques a permis l'introduction plus récente d'un autre matériau : les fragments de coco, un matériau naturel, renouvelable et réutilisable pour le compost.
Ce milieu filtrant conçu et utilisé par Premier Tech, devenu Premier Tech Aqua Purflo, offre une grande capacité d’absorption qui maximise les performances en toutes conditions d'utilisation. « De nombreux brevets ont été déposés par Premier Tech sur cette technologie qui capitalise une longue expérience reposant sur plus de 55 000 installations en Amérique du Nord et Europe » comme l’explique Christian Emmanuel, Responsable technique chez Premier Tech Aqua Purflo. Il est aussi à noter que les dispositifs intégrant le Filtre compact coco Premier Tech sont tous livrés prêt à poser, pour rendre la pose facile, rapide et qualitative.
Le développement de la filière « type minéral » reposant sur la chabazite a été réalisé par Eparco qui a obtenu l’agrément pour son filtre à zéolithe en octobre 2002. « À l'époque, il s’agissait de l'avis favorable du Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France » explique Stéphane Bavaveas, PDG d’Eparco. « Cet “avis favorable”, qu’Eparco est la seule à jamais avoir obtenu, fête ses 10 ans. Il a permis à notre technologie d’intégrer la réglementation en décembre 2003 ce qui lui confère une maturité indiscutable. Depuis, près de 15 000 installations ont été mises en place. La totalité des autres agréments pour filtres compacts, issus de la réglementation de 2009, a 2 ans au moins. Pour la bonne forme, Eparco a d’ailleurs choisi de passer également cet agrément nouvelle formule, qu'elle a obtenu sans difficulté ». « Avec ce matériau, nous disposons d’un matériau filtrant standardisé, industriel, et donc d’une performance reproductible », souligne de son côté Hervé Philip, Directeur technique chez Eparco. La chabazite est citée dans les textes réglementaires et est utilisée par d'autres acteurs sur le marché comme par exemple Simop, Ouest Environnement ou Stoc Environnement avec son Zeofiltre mais également avec les filtroz, compléments des micro-stations de la gamme oxyfiltre comportant une microstation + un filtre compact à base de zéolite (liste non exhaustive).
Biorock utilise de la laine de roche conditionnée en sacs et disposée en deux étages tout comme Obio Environnement avec son filtre compact Compact’O. L’Assainissement Autonome utilise également de la laine de roche (d’un bon rapport surface/volume) en cubes de 2 cm conditionnés en sacs à disposer selon les recommandations précises du constructeur.
Sotralentz utilise pour son produit Epanbloc un massif filtrant en matière synthétique ayant l'avantage d’être nettoyable et recyclable tout en gardant un bon rapport surface/volume.
Adapter l'installation aux spécificités du terrain
L'exploitation doit également respecter quelques règles de bon sens. L'eau de javel, les solvants et autres produits chimiques sont à prohiber pour ne pas perturber le fonctionnement des microorganismes. De même, les dispositifs broyeurs, au niveau des éviers ou des toilettes (sauf utilisation occasionnelle) ne sont pas souhaitables : ils génèrent des particules indécantables qui franchissent la fosse toutes eaux mais ont une fâcheuse tendance à colmater les filtres.
Hervé Philip insiste sur l'importance de la fosse toutes eaux. Certes, il existe un volume minimum imposé par les textes (3 m³ minimum pour 5 E.H., 5 m³ pour le lit filtrant à massif de zéolithe). Mais une cuve à fond large permet de conserver une faible épaisseur de matières décantées favorisant de bons échanges entre phase solide et liquide surnageant bien que ce point ne fasse pas tout à fait l'unanimité. Ceci évite l'accumulation des acides gras volatils qui ralentissent voire dans certains cas arrêtent la digestion. Ainsi, la décantation est plus sûre (moins de risque pour le filtre).
et les fréquences de vidange plus espacées : il faut en effet contrôler tous les 4 ans et vidanger si le volume libre liquide est inférieur à 50 % du volume utile. Thierry Chabiron de Stoc Environnement confirme l’importance d’une bonne fosse toutes eaux, plutôt allongée, avant tout pour maintenir un bon rendement épuratoire ou une microstation (telle que les oxyfiltres) avec un rendement en amont supérieur à 90 %. Sur cette base de fonctionnement, les constructeurs proposent différents produits qui se distinguent par les matériaux de construction, l’agencement du filtre compact, des dispositifs internes, la présence de préfiltre.
Eparco utilise des cuves en polyester renforcées de fibres de verre fabriquées par la technique RTM (resin transfer molding). Avantages : leur légèreté (250 kg pour une fosse de 5 m³), insensibilité à la corrosion intérieure du fait des matières et des produits de digestion et externe par la terre en contact. Mais les cuves monobloc rotomoulées en polyéthylène PEHD (matériau insensible aux corrosions) sont aussi très résistantes mécaniquement grâce à l’amélioration des méthodes de conception et une meilleure maîtrise des procédés de fabrication.
Simop exploite les qualités de ce matériau pour ses fosses toutes eaux IBH de faible hauteur et de section ovale en capacité de 3 000 à 5 000 L (6 000 et 8 000 L en référence INH et INR) équipées d'un préfiltre sécurisé et fiable, aisément manipulable, présenté à Pollutec 2012.
Premier Tech Aqua Purflo offre aux installateurs et bureaux d’études le choix le plus large en filtre compact, de 4 à 200 EH. Pour un maximum d’adaptabilité et de polyvalence aux conditions de terrain, elle propose ses solutions en PEHD, PRV ou béton (avec son partenaire Stradal), pour des filières complètes en deux ouvrages séparés ou monobloc (Ecoflo® 5 EH en présentation « pack »), voire monocuve (Epurflo® Maxi de 4-5 à 20 EH). Pour faciliter la pose des produits en béton, Premier Tech peut même proposer, avec son partenaire industriel, un service exclusif « livraison bord de fouille ». L’Assainissement Autonome (COMPACT’O) a recours au PEHD (polyéthylène haute densité).
Ouest Environnement est concepteur et fabricant du bac filtrant Compactodiffuseur à zéolithe de 5 EH (suivant arrêté du 9 septembre 2009) ainsi que du bac filtrant Compactodiffuseur à zéolithe de 9 EH (agrément n° 2012-033). Son bac est réalisé en composite de verre polyester et comprend quatre niveaux de filtration :
- – le premier niveau, appelé kit de filtration placé à l’intérieur du bassin de chasse, intervient en sécurité derrière le préfiltre de la fosse toutes eaux ; le bassin de chasse assure un gavage total du réseau bouclé de distribution ;
- – le deuxième niveau comprend des cassettes de filtration équipées de goulottes de surverse qui permettent d’assurer une répartition homogène sur le lit filtrant à massif de zéolithe ; les cassettes, en dehors de leurs fonctions de filtration par dégradation de la matière active, protègent la zéolithe ;
- – le troisième niveau de filtration est assuré par une couche de zéolithe du type Chabazite d'une granulométrie de 2 à 5 mm ;
- – le quatrième niveau de filtration est assuré par une couche de zéolithe du type Chabazite d'une granulométrie de 0,5 à 2 mm.
Cet ensemble breveté permet d’obtenir des qualités de rejets très satisfaisantes avec un coût d’entretien faible. De plus, cet ensemble fonctionne sans électricité.
On trouve des répartiteurs de flux chez la plupart des constructeurs. Un principe
Simple est celui de l’auget basculant : une phase de remplissage qui aboutit à un point de déséquilibre avec déverse du volume d’eau de l’auget, prêt à recevoir le flux suivant. La fosse toutes eaux est parfois compartimentée en deux (L’Assainissement Autonome – filière COMPACT’O ST2).
Le filtre compact peut se présenter sous la forme de deux cuves pour adapter plus facilement l’installation aux spécificités du terrain. Ce principe constitue également un avantage lors d'un entretien sur l'un des deux filtres sans pénaliser l’utilisation de l’installation qui peut supporter un fonctionnement réduit un jour ou deux.
Bien qu’à priori matures, les filtres compacts continuent à évoluer. À Pollutec, Premier Tech Aqua Purflo a présenté l’Ecoflo® (agrément 2012-034), un « épurateur compact » de faible hauteur et compact (6,9 m³ pour 5 EH). Il est proposé en deux ouvrages séparés ou en monobloc pour s’adapter au mieux aux contraintes du terrain, avec rejet en sortie basse ou haute (avec relevage optionnel, durable et à faible consommation d’énergie).
Fiable et conçu pour offrir un tarif très compétitif (face aux micro-stations et à l’ANC traditionnel), Ecoflo® complète avantageusement les gammes agréées Epurfix® (PEHD, 2 ouvrages séparés, 4-5 & 8 EH), Epurflo® Maxi (PRV, monocuve, 4-5 à 20 EH), et Epurflo® Mini et Mega (PRV, ouvrages séparés, 5-6 à 20 EH), et Precoflo® (béton, ouvrages séparés, 4 à 20 EH).
De la même façon, les derniers salons internationaux ont été l’occasion pour Premier Tech de faire découvrir « Ecoprocess™ », sa nouvelle gamme de filtres compacts coco pour l’ANC regroupé, de 21 à 200 EH.
« Proposés en PEHD ou en PRV, ces solutions sont parfaitement adaptées aux problématiques des petites et moyennes collectivités : maîtrise budgétaire, accompagnement et suivi, performance et traitement sans énergie » comme l’explique Hakim Khalili, Responsable petit collectif chez Premier Tech Aqua Purflo.
Stoc Environnement propose pour son Zeofiltre (zéolithe conditionnée en sac 25 kg, manipulable à la main) l’Oxybox placé entre fosse et les deux filtres compacts pour une préfiltration et une meilleure répartition. La société n’impose pas ses propres fosses pour le système mais oriente le client vers une fosse efficace en prétraitement type Oxystar ou Epurbloc de Sotralentz.
Un entretien régulier reste indispensable
Tous les constructeurs insistent sur le caractère indispensable du soin apporté à l’implantation des différents éléments pour garantir un bon fonctionnement et la pérennité dans le temps des systèmes : fond de fouille, respect du fil d'eau, des ventilations, du nivellement, etc. Même chose pour ce qui concerne l’exploitation avec une vérification périodique des éléments et des vidanges de la fosse aussi souvent que nécessaire.
Certains fabricants comme Premier Tech Aqua Purflo, Stoc Environnement proposent un service d’entretien. Un calendrier de contrôle est indispensable.
Reste l’aspect financier de ce type de dispositif. Il convient d’abord de distinguer le coût d’installation et le coût global de fonctionnement qui inclut, sur une période de 15 ans, plusieurs vidanges de la fosse ainsi que l’entretien courant du dispositif. Le média filtrant, sauf colmatage prématuré imputable à de graves négligences, jouit d’une durée de vie de 8 à 10 ans, au moins. Les fabricants utilisateurs du média à base de coco insistent sur le caractère recyclable de ce matériau (compostage) et sur le fait qu’il est facilement extractible par simple vidange, via les larges couvercles accessibles depuis la surface.
Le département du Rhône (SATAA) a réalisé un tableau comparatif des filières nouvellement agréées en assainissement collectif (dernier en date mi-août 2012) très complet incluant tous les dispositifs.
Les coûts sur 15 ans pour une installation d’une capacité de 5 EH sont de 10 à 18 k€, entretien inclus, soit de l’ordre de 60 € à 100 € par mois.
Le nouvel Ecoflo® avec sa nouvelle tarification 2013 (mise à jour des guides usagers en cours de réalisation) de Premier Tech semble même passer sous la barre des 10 000 € (vidanges et remplacement du milieu filtrant tous les 10 ans compris), tout en restant qualitatif et fiable à long terme.
