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Dispositif de séparation des 100 premiers litres d’eau - Cuve à flotteur

Publié le jeudi 30 octobre 2014 par Michel et Marie-Andrée Gazeau
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ci-dessous le texte de l'article
Dispositif de séparation des 100 premiers litres d’eau - Cuve à flotteur
Publié le 30 octobre 2014  (Mise à jour le 28 juillet 2017)

Dispositif de séparation des 100 premiers litres d’eau et bacs de filtration- Maison des Cévennes

Ce dispositif permet d’éviter que les premières eaux de pluie en provenance de la toiture et des gouttières n’aillent vers le réservoir .Cela permet de rejeter :
- les feuilles mortes et débris végétaux
- les fientes et les plumes d’oiseaux
- les poussières et saletés liées aux pollutions

Avant de passer par le filtre à sable et charbon de bois, les eaux passent par un séparateur à bascule qui rejette les 100 premiers litres d’eau en début de pluie. Ce volume peut être réduit à 50 litres en plaçant des galets dans la cuve du séparateur.
Puis ce volume se vide lentement grâce à un dispositif de goutte-à-goutte, en 4 ou 5 jours.

Schéma du dispositif de séparateur à bascule

bac de filtration sable-gravier-charbon de bois avant remplissage complet


séparateur connecté

Le séparateur est constitué d’un tronçon de gouttière type 33, de 420mm de long. Un tube constitué de la roulure de renfort de gouttière de 200mm de long est soudé en équerre sous la gouttière. Il reçoit un axe en fer rond de 16mm de diamètre.Retour ligne automatique
Quand l’eau du bac de séparation monte, la gouttière vient se raccorder au tronçon d’arrivée des eaux de pluie. Un goutteur réglable permet de vider le bac de séparation en quelques jours, et de faire redescendre le flotteur. S’il pleut à nouveau au bout de deux ou trois jours, le bac est encore plein et les premiers litres ne sont pas rejetés.
Un flotteur était constitué d’un bloc de liège. Avec le temps, le liège à perdu de sa flottabilité. Nous l’avons remplacé par un récipient alimentaire à couvercle étanche (seau à choucroute de 5 litres). Le flotteur est fixé par un fil de cuivre (fil électrique 2,5mm2 dénudé) sur une platine en tôle de zinc soudée sous la gouttière à l’autre extrémité. Cette platine est ajustée au couvercle du récipient.

Nouveau schéma modifié pour augmenter le débit maximum de filtration(2017)


Trop-pleins

Filtre à sable
Le trop-plein de débordement en cas de forte pluie se fait sur le filtre à sable, c’est lui qui a le plus faible débit.
Normalement il faudrait utiliser 2 couches de sable.
Une 1ère d’une granulométrie plus importante (2 à 4 mm) se trouve au niveau des crépines. Elle permet d’éviter que la 2ème couche, plus fine (0,4 à 0,6 mm), dont le rôle est de filtrer l’eau, ne vienne obturer les trous de la crépine.
Dans la pratique, c’est souvent du sable d’une granulométrie unique, en générale de 0,55mm qui est utilisé. Il permet alors une finesse de filtration variant de 25 à 50 microns.

Filtre à gravier
Lors de gros orages le filtre à gravier peut aussi déborder, d’où la nécessité du 2ème trop-plein sur le filtre à gravier.

Séparateur
Un troisième trop-plein est nécessaire sur la cuve de séparation à flotteur de façon que la petite fuite au niveau de la gouttière à bascule ne fasse pas déborder les eaux sales de ce bac dans le filtre à gravier.

Plan du réservoir de filtration

Vue de dessus

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filtration-eau-pluie-hori-1-10-9-8-07-1.pdf

Coupe verticale

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filtration-eau-pluie-vert-1-10-9-8-07-1.pdf

Plan du flotteur

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eau-pluie-separateur-a-flotteur-1-5.pdf

Système du "goute-à-goutte" de vidange
Le système de vidange des 50 ou 100 premiers litres d’eau de pluie est composé d’un tube pvc évacuation diamètre 32mm qui part horizontalement en fond du réservoir à flotteur, à travers un filtre à sable, pour éviter que le goutteur reçoive des impuretés.
Le goutteur se trouve à l’autre extrémité de cette canalisation, au niveau d’un regard placé sur la grosse canalisation diamètre 100mm du trop-plein. Pour réaliser ce goutteur, nous avons utilisé un "tampon de visite" qui comporte un filetage mâle à coller sur l’extrémité du tuyau, et un bouchon qui se visse sur ce filetage. Au lieu de serrer ce bouchon à fond, on le laisse légèrement déserré de façon à laisser une "fuite". Selon le degré de desserrage, la vidange du réservoir à flotteur se fait sur un nombre de jours réglable. Veiller à nettoyer le goutteur régulièrement, en dévissant à fond le bouchon après un e grosse pluie pour provoquer une "chasse" de nettoyage.

Remarques :
1-La différence de hauteur entre la goulotte d’entrée dans le filtre et le bas du tuyau de sortie est de 50mm minimum. Plus la surface de toiture est importante, plus cette différence de hauteur doit être importante.
Avec 100 m2 de toiture, pour une pluie très violente de 2 mm/minute, l’eau arrive avec un débit de 200 litres/minute, soit près de 3,5 litres/seconde. Le gravier et le sable du filtre freinent le passage de l’eau.
Plus cette dénivelée est grande, plus la pression de l’eau est grande et force davantage d’eau à travers le filtre. Sinon le surplus d’eau qui ne pourrait pas traverser le filtre est évacué par le trop-plein du bac à flotteur et cette eau est perdue.
Nous n’avons pas fait de mesure du débit maximal de notre installation.

2- Dans des conditions normales, le filtre est toujours rempli d’eau. Bien vérifier l’étanchéité du bac de filtration avant sa mise en service.
3- De temps en temps ouvrir le regard (enlever les planelles) au dessus du dispositif à bascule pour vérifier son bon fonctionnement.
4- En profiter pour enlever les feuilles qui auraient pu s’accumuler sur le gravier du premier compartiment. Pour éviter l’arrivée des feuilles prévoir des crapaudines dans toutes les gouttières, et les nettoyer régulièrement.
Il faut changer le charbon de bois tous les 3 ans, 5 ans maximum.


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