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Hydraulicité
L'hydraulicité d'une
piscine est l'ensemble des équipements qui assurent la
circulation de l'eau et concourent à sa
qualité.
Elle comprend :
- les dispositifs et réseaux de reprise
des eaux superficielles (goulottes) - Ies dispositifs et
réseaux de reprise des eaux de fond - Ie bac tampon - Ia
préfiltration - Ie pompage - Ia filtration - Ie
chauffage - l'injection du désinfectant et des correcteurs
de pH - Ies dispositifs et réseaux de refoulement des eaux
filtrées
Sa conception doit être menée de telle
sorte que la circulation de l'eau s'opère correctement et
qu'elle fasse en sorte que l'eau soit toujours de
qualité.
En particulier, elle doit respecter les
règles élémentaires suivantes :
- éviter les zones mortes, source de
dépôts et de pollution - évacuer la pollution le plus
rapidement possible - assurer une diffusion rapide et
homogène du désinfectant.
1 - DIFFÉRENTS TYPES D'HYDRAULICITÉ
a) Hydraulicité dite
"classique"
Les bassins réalisés selon ce type sont
pourvus d'une reprise des seules eaux de fond par
l'intermédiaire d'une ou plusieurs grilles placées en point
bas, les eaux filtrées étant refoulées dans la partie la moins
profonde.
Les eaux de surface ne sont pas
reprises et le film superficiel n'est éliminé que par
l'écrémage quotidien et rejeté à l'égout.
Ce type
d'hydraulicité n'est plus réglementaire et de tels bassins
doivent être mis en conformité avec la réglementation en
vigueur (décret du 7 avril 1981).
b) Hydraulicité
inversée
Les eaux des bassins réalisés selon ce
système sont reprises uniquement par la surface (goulottes ou
écumeurs) et les eaux filtrées sont refoulées par le fond du
bassin ou par le pied des parois verticales
Une bonde
de fond équipe toutefois ces bassins pour pouvoir les vidanger
ou procéder au lavage des filtres.
Hydraulicité
mixte
Dans ce cas, les eaux
sont reprises à la fois par le fond et
par la surface à raison d'au moins 50 % par
la surface.
Ce système permet une meilleure
homogénéisation de l'eau et d'éviter plus facilement les zones
mortes et les dépôts d'impuretés.
2 -
DIMENSIONNEMENT
Selon
la réglementation, les piscines dont la surface totale du plan
d'eau est supérieure à 240 m2, la durée de recyclage est de
:
· 8 heures pour les
fosses à plonger · 30 minutes pour les pataugeoires · 1
heure 30 pour les parties de bassin dont la profondeur est
< à 1,50 m · 4 heures pour les parties de bassin dont la
profondeur est > à 1,50m
a)
Réseaux
A l'aspiration, les
réseaux doivent être conçus de telle sorte que la vitesse de
passage de l'eau dans les conduites soit inférieure à 1,5 m/s
pour éviter les risques de cavitation.
Dans les conduites de
refoulement, la vitesse de l'eau doit être inférieure à 2 m/s
pour éviter coups de bélier, mauvaise circulation et bruit
excessif.
b) Pièces à
sceller
Les pièces situées dans
le bassin doivent être incorrodables et ne pas présenter
d'arêtes saillantes.
Elles doivent en outre
être indémontables par les baigneurs et ne pas comporter des
orifices d'un diamètre supérieur à 8 mm.
La vitesse de
l'eau au sortir des bouches de refoulement doit être
inférieure à 3 m/s.
Pour ce qui concerne les
bouches d'aspiration, elles doivent être dimensionnées de
telle sorte qu'un corps ne puisse pas les obstruer
complètement (grilles de 50 à 60 cm de côté), et la vitesse de
passage doit être inférieure à 0,3 m/s.
c)
Goulottes
Les goulottes ne doivent
être destinées qu'à la reprise des eaux de surface des bassins.
En aucun cas elles ne doivent recueillir les eaux de nettoyage
des plages qui doivent être collectées par des caniveaux ou
des siphons de sol et évacuées à l'égout.
Les goulottes ne doivent
pas être noyées et l'eau doit chuter à l'intérieur pour que
leur fonctionnement soit efficace.
Les goulottes peuvent être à la
"française" c'est à dire engravées dans les parois, soit à la
"finlandaise" c'est à dire affleurant avec les plages (effet
miroir).
d) Bac
tampon
-
Le bac tampon a
plusieurs fonctions : Assurer un effet tampon vis à vis
des variations de niveau d'eau dans le bassin (arrivée
massive de baigneurs, remous, vagues).
-
Recueillir gravitairement
les eaux de surverse des
goulottes.
-
Servir de bac de
disconnexion pour les appoints d'eau
neuve.
Il doit être dimensionné
de telle sorte qu'il puisse contenir le volume d'eau déplacé
par les baigneurs et le volume contenu dans les goulottes et
les canalisations en cas d'arrêt des pompes.
Grossièrement, son
volume "utile" est d'environ 10 % du débit horaire de
recyclage (environ 15 m3 pour un bassin classique type 1000
piscines).
Il doit être équipé d'
:
· une vidange située au
point le plus bas · un trop plein · un évent de
dégazage · une régulation de niveau
Il doit être nettoyé
régulièrement car il est très exposé à la
pollution.
e)
Préfiltres
Un système de
préfiltration doit être intercalé entre les reprises d'eau
et les pompes.
Son rôle est de retenir
les gros éléments pour protéger les pompes et les
filtres.
Les préfiltres
doivent être facilement visitables et munis d'un panier
amovible incorrodable.
f)
Pompes
Les pompes sont de
type centrifuge et doivent assurer 24 heures sur 24 les débits
réglementaires. Elles servent, outre à la circulation de
l'eau, au lavage des filtres et à la vidange des
bassins.
3 - DÉBIT DE L'EAU
a) Appoint d'eau
neuve
L'installation doit être
équipée d'un système d'appoint d'eau neuve situé en amont du
système de traitement de l'eau.
Généralement, ces
appoints d'eau s'effectuent par surverse dans le bac tampon et
comportent une vanne d'arrêt, un compteur totalisateur, une
électrovanne asservie aux niveaux de régulation du bac
tampon.
Dans certains cas
particuliers, il est possible d'injecter l'eau dans le réseau
de recyclage.
Dans ce cas, il est
obligatoire d'intercaler un disconnecteur hydraulique à zone
de pression réduite contrôlable afin d'empêcher tout retour
d'eau du bassin dans le réseau d'eau de ville. Avant
installation d'un tel système, la DDASS devra donner son
accord préalable et cet appareil devra être contrôlé au moins
deux fois par an par une entreprise agréée.
Réglementairement, les
appoints d'eau neuve journaliers doivent être au minimum de 30
litres par baigneur ayant fréquenté le
bassin.
b)
Débitmètres
Un débitmètre doit être
installé pour indiquer à tout moment le débit instantané de
l'installation.
Il doit être installé sur
la conduite de refoulement. Un second débitmètre peut être
installé sur l'aspiration du bac tampon pour indiquer que le
débit de reprise des eaux de surface est supérieur ou égal à
50 % du débit total (hydraulicité mixte).
4°) FILTRATION
1 - POURQUOI FILTRER
?
La filtration est l'opération de base
indispensable pour obtenir une eau de qualité et permettre une
désinfection efficace. L'eau contient des particules
organiques amenées par les baigneurs (fragments de peau,
mucus, etc.), par les vents (poussières, pollens,
etc.) Le rôle de la filtration est de retenir ces
particules en suspension et par son efficacité, elle tend à
réduire la consommation de désinfectant et à obtenir une eau
claire et agréable.
2 -
DIFFERENTS TYPES DE FILTRES
a) Filtres à
sable
Ce sont les filtres les plus
communément utilisés en piscines, de finesse de filtration
moyenne 20 à 30 µ
lls sont généralement constitués d'une
cuve cylindrique en acier recouvert ou non (époxy, polyester)
ou en polyester, remplie de sable de différentes
granulométries. L'eau brute sous pression arrive par le
haut du filtre à travers un diffuseur qui la répartit sur
toute la surface du sable, elle traverse les couches de sable
qui retiennent les impuretés et ressort par la partie basse au
travers d'un réseau de ramifications perforées ou fendues
(crépines) ou d'un plancher crépiné.
Les filtres à sable sont classés en
trois catégories :
· Ies filtres lents (vitesse 10 à 20
m3/h/m2) · Ies filtres semi-rapides (vitesse 20 à 40
mVh/m2) · Ies filtres rapides (vitesse supérieure à 40
m3/h/m2)
Le sable utilisé est un sable de silice
strictement calibré en fonction de la vitesse de passage (0,4
à 0,6 mm pour 30-40 m3/h/m2, 0,6 à 0,9 mm pour 20-25
m3/h/m2).
C'est un matériau concassé à arêtes
vives pour que les grains soient bien arrangés entre eux et
retiennent efficacement les particules en
suspension.
La couche utile (sable le plus fin)
doit avoir une épaisseur minimale de 80 cm, les couches
inférieures, constituées de grains plus gros, ne participent
pas à la filtration et ne sont destinées qu'à servir de
support, et éviter que le sable fin ne traverse les
dispositifs de reprise de l'eau filtrée (crépines) et retourne
au bassin.
On peut rencontrer
d'autres types de filtres à sable :
· filtres
multicouches: sable de deux granulométries +
hydroanthracite ou pierre ponce
· filtres double
flux : arrivée de l'eau brute simultanément par le haut et
le bas et reprise de l'eau filtrée par un collecteur
médian.
b) Filtres à
diatomite
Ce sont des filtres assez
répandus car ils permettent d'obtenir une eau très limpide
(finesse de filtration :
Ces filtres sont
constitués d'une cuve garnie de supports (plateaux ou bougies)
recouverts d'une toile sur laquelle vient se fixer la
diatomite.
La diatomite est une
poudre blanche très fine obtenue par concassage et calcination
d'une roche de faible densité poreuse provenant de la
fossilisation d'algues microscopiques : les
diatomées.
Introduite dans le
réseau, la diatomite se fixe sur les toiles et forme un
"gâteau" qui retient les impuretés de l'eau. La vitesse de
filtration est faible (environ 5 m3/h/m2) et le colmatage est
rapide.
Le décolmatage des
filtres à diatomite s'effectue soit manuellement soit
automatiquement et lors de ces opérations, la diatomite est
rejetée en totalité ou pour partie à l'égout.
c) Filtres à
cartouches
Ces filtres sont
essentiellement réservés aux piscines familiales de petites
dimensions.
Ces filtres contiennent
des cartouches en matière synthétique (Dacron, polyester...)
ou en fibres végétales (cellulose) qui retiennent les
impuretés grâce à leur grande surface de filtration pour un
volume réduit.
La vitesse de filtration est faible (1
m3/h/m2 à 5 m3/h/m2) pour une finesse de filtration variant de
5 à 40 microns en fonction de la texture de la cartouche. Ces
cartouches se nettoient simplement au
jet.
3 -
DIMENSIONNEMENT DES FILTRES
Les filtres sont
dimensionnés de telle sorte qu'ils permettent le passage du
débit calculé lors du dimensionnement des réseaux et
équipements. Ce débit réglementaire est toutefois le débit
en deçà duquel il ne faut pas descendre, c'est à dire lorsque
les filtres sont colmatés ou encrassés. Le débit du filtre
encrassé doit être au moins égal à 70% du débit du filtre
propre. En connaissant les débits que doivent assurer les
filtres ainsi que leur vitesse de passage (en fonction de leur
nature et des spécifications du constructeur), on peut
déterminer la surface de filtration et donc le diamètre du ou
des filtres.
Chaque élément
constitutif doit être capable d'assurer le débit requis, que
ce soit la charge filtrante, le diffuseur, les ramifications
ou le collecteur de reprise des eaux
filtrées.
4-
FONCTIONNEMENT
L'efficacité d'un filtre
se mesure à la limpidité de l'eau.
On observe dans un
premier temps une décrue de la turbidité de l'eau accompagnée
d'une baisse du débit de l'installation et d'une augmentation
de la pression. C'est ce qu'on appelle la maturation du
filtre.
La fixation des impuretés
dans le matériau filtrant améliore l'efficacité de la
filtration (un filtre propre filtre moins bien qu'un filtre
légèrement encrassé).
Puis, la turbidité
atteint un palier correspondant à un débit qui se
stabilise.
Lorsque la masse
filtrante est encrassée, le débit diminue rapidement et la
pression augmente fortement, la perte de charge est importante
et il convient alors de procéder au
décolmatage.
5- LAVAGE -
DECOLMATAGE
Le décolmatage des
filtres doit s'effectuer quand le débit de recirculation
atteint 70% du débit filtres propres ou lorsque la pression
affichée par un manomètre excède une valeur établie
(généralement 0,5 bars d'augmentation par rapport à la
pression affichée après un lavage).
Un rinçage suit
obligatoirement le lavage pour que la première eau de
filtration, encore chargée de matières en suspension dans les
filtres et les canalisations, soit rejetée à l'égout et ne
vienne pas troubler l'eau du bassin.
a) Filtres à
sable
Le lavage s'effectue à
contre-courant : au lieu d'arriver dans les filtres par le
haut, I'eau arrive par le bas, expanse les couches filtrantes
et libère les particules colmatant le sable. Ces particules
sont entraînées par le courant et rejetées à l'égout. On
observe que très rapidement l'eau de lavage devient très
trouble, signe que le lavage se fait efficacement. Au bout de
quelques minutes, I'eau s'éclaircit jusqu'à devenir de nouveau
limpide.
Le lavage peut alors être
arrêté.
On procède alors à un
rinçage. Pour cette opération, I'eau arrive dans le filtre par
le haut, traverse la masse filtrante en entraînant les
impuretés restantes et recompacte le sable, ressort par le bas
et est évacuée à l'égout. On observe une légère turbidité de
l'eau qui disparaît très rapidement. Après environ une minute,
le filtre peut être remis en position
filtration.
b) Filtres à
diatomite
Pour ces filtres, le
décolmatage se fait généralement de façon automatique. L'arrêt
des pompes provoque le décrochage du gâteau et la diatomite et
les particules piégées se remettent en suspension.
Au redémarrage des
pompes, le gâteau se reforme presque instantanément, incluant
pour partie les impuretés. Au fur et à mesure des
décolmatages, la perméabilité du gâteau décroît jusqu'à une
valeur critique de perte de charge fixée par le constructeur.
Le filtre doit alors être lavé à contre-courant et la charge
de diatomite remplacée.
6 - ÉQUIPEMENTS
RÉGLEMENTAIRES
Chaque filtre doit être doté des équipements suivants
:
· 2
manomètres mesurant la pression avant et après filtre et
permettant de suivre la progression du
colmatage
· alarme de
colmatage visuelle ou sonore
· panoplie
de vannes permettant les opérations de lavage et de rinçage (5
vannes pour un filtre à sable)
· purge
d'air en point haut, vidange en point bas raccordée à
l'égout
· 1 trou d'homme,
permettant la visite du filtre (400mm
minimum)
3 robinets
de prise d'échantillon (avant filtration, après filtration et
avant injection de désinfectant, sur la
vidange).
7 -
FLOCULATION - COAGULATION
Pour
augmenter la finesse de filtration des filtres lents et
semi-rapides, il est recommandé, voire indispensable de
procéder à une coagulation.
En effet,
I'eau des piscines contient des particules en suspension si
fines qu'elles ne peuvent pas être retenues par le
sable.
Ces
particules, chargées négativement après leur oxydation par le
désinfectant, se repoussent électrostatiquement et l'injection
d'un coagulant chargé positivement permet de les agglomérer,
c'est la coagulation.
L'ensemble
de ces agrégats se dépose sur la surface du filtre et
constituent un "floc" susceptible d'être retenu par la masse
filtrante, c'est la floculation.
En aucun
cas, on ne devra réaliser cette
opération dans des filtres à diatomite car on
observerait une rapide augmentation de la perte de charge et
une rupture possible des supports (bougies ou
plateaux).
Produits utilisés
:
- Sulfate
d'alumine
Ce produit
en poudre est bon marché et est donc couramment utilisé. Par
contre, lors de son hydrolyse, il dégage de l'acide sulfurique
qui a tendance à abaisser le pH.
-
Polychlorure d'aluminium
Présenté
sous forme liquide, il permet une floculation plus rapide et
plus efficace sans qu'il influe sur le pH de
l'eau.
Plus le pH de
l'eau est alcaline, et plus la coagulation est difficile à
opérer, le pH idéal de coagulation pour le sulfate d'alumine
est compris entre 6.9 et 7.2.
Le temps de
contact entre le coagulant et l'eau étant très faible, on aura
toujours intérêt à le sous-doser pour éviter qu'il ne traverse
la masse filtrante et que l'on assiste à une post-floculation
dans le bassin. Ceci se traduit par des dépôts de pollution
dans les zones mortes et par une turbidité de
l'eau.
Plus la vitesse de
filtration est grande, et moins on injecte de coagulant : 0.5
à 1 g/m3 d'eau recyclée pour les filtres lents, 0.2 à 0.5 g/m3
d'eau recyclée pour les filtres semi-rapides. Les filtres
rapides (au-delà de 40 m3/h/m2) ne permettent généralement pas
de coaguler.
Pour les piscines
de plein air, le dosage est plus important : 3g/m3 dans le
premier cas, 1.5g/m3 dans le second.
Pour le
polychlorure d'aluminium, la dose usuelle est de 3 à 4 ml/m3
d'eau filtrée. |