Simple, robuste et fiable, l'aéroéjecteur, apparu au début du siècle dernier, a déjà une longue histoire derrière lui. Pourtant, cet équipement a su s'adapter aux progrès techniques au point de constituer encore aujourd'hui une réponse efficace pour qui cherche à résoudre des problèmes de relevage et d'assainissement, tout en garantissant la sécurité du personnel, la fiabilité de la technique et en maîtrisant les coûts d'entretien. Explications.
L'histoire veut qu’en 1895, Joseph Horowitz fonde son entreprise pour ouvrir la voie à des applications découlant de l’air comprimé, rendu disponible par le réseau de la Compagnie Parisienne de l’Air Comprimé (CPAC). L’entreprise prospèrera et deviendra plus tard la Société Urbaine de Distribution d’Air Comprimé (SUDAC).
Pendant une grosse décennie, et avant l’électrification de Paris, l’air comprimé est la seule source d’énergie distribuée susceptible de desservir le tissu industriel parisien alors en pleine expansion.
Un grand nombre d’applications s’ouvrent pour les aéro-éjecteurs, notamment dans le domaine du relevage. Il devient en effet possible d’équiper le réseau d’eaux usées dont sont désormais équipées la quasitotalité des rues de Paris d’une installation de relevage des eaux usées par aéroéjecteur alimenté en air comprimé CPAC. Le principe du dispositif mis en place est alors très simple : une cuve recueille les eaux usées dans les sous-sols des immeubles, eaux usées qui sont chassées par l’air comprimé lorsque celle-ci devient pleine. Un jeu de clapets anti-retour assure le bon sens de circulation. Toute la technologie de l’air comprimé est dérivée de celle d’un siècle de vapeur, avec l’avantage formidable d’une température ambiante. Le premier modèle d’aéro-éjecteur Horowitz, le type « D » est constitué d’une cuve de 250 litres, de deux clapets à battant à grand passage, d’entrées et sorties spécialement dessinées pour les eaux usées, de coudes de jonction, toutes pièces en fonte. Un dispositif de distribution d’air comprimé comprenant un relais pneumatique actionné par un flotteur de cuve pilotant un servo-moteur à pistons et un tiroir assurant l’admission de l’air comprimé dans la cuve pour la chasse des eaux complète l’ensemble.
Ces aéro-éjecteurs seront installés dans
des lieux aussi prestigieux qu’à l’hôtel de
Crillon, au George V, au Prince-de-Galles,
chez Boucheron, au Lido, au Bazar de
l’Hôtel de Ville, aux Galeries Lafayette,
dans les magasins Fauchon ou encore
à l’Assemblée Nationale, la Banque de France et dans bien d’autres établissements
parisiens.
En 1923, sur un cahier des charges de la Compagnie Parisienne du Métropolitain, ancêtre de l’actuelle RATP, Horowitz conçoit le type « AC 2 » qui va équiper les sanitaires de plus d’une centaine de stations de métro. Plus compact, ce modèle largement suffisant pour de petits relevages, prospérera également sur bien d’autres applications.
En 1938, Joseph Horowitz passe le relais à
Fernand Defraigne, son neveu et principal
collaborateur, qui reprend l’entreprise
sous son propre nom assurant ainsi la
continuité familiale. En 1947, Fernand
Defraigne brevète un nouveau distributeur
d’air comprimé, conçu pour la nouvelle
série d’aéro-éjecteur dite « F » mise au
point pendant la guerre. Toujours tout en
fonte avec un distributeur en bronze et des
accessoires en laiton ou en inox, il reste
encore aujourd’hui présent au sein de la
gamme qui s’est simplement élargie au fil
du temps. 750 appareils sont encore en
service à ce jour à la RATP, aux sièges du
Crédit Foncier de France, des AGF, d’AXA,
de la BNP, dans les magasins Monoprix,
chez France Télécom et dans de nombreux
immeubles parisiens.
Le transport des eaux usées : une nouvelle application pour l’aéroéjecteur
En 1972, à la demande de la DDA de Rouen et avec sa collaboration, les Établissements Defraigne développent une nouvelle application : le transport des eaux usées séparatives entre une petite agglomération et sa station de traitement. Les premières applications restent modestes : deux cent cinquante mètres de longueur sur quelques mètres de hauteur.
Mais peu à peu, la technique progresse et s’adapte à des contraintes plus importantes jusqu’à atteindre 3000 mètres de refoulement sur plus de 30 mètres de dénivelée. L’énergie est fournie par un compresseur unique qui alimente en air comprimé chaque poste d’aéro-éjecteur du réseau par des tuyaux posés en tranchée commune. Les aéroéjecteurs fonctionnant sans dégrillage, les diamètres des canalisations de refoulement doivent être plus importants, allongeant d’autant le temps de séjour. Mais la disponibilité de l’air comprimé permet de combattre cet inconvénient : à chaque fin de chasse, une temporisation pneumatique injecte de l’air en fines bulles dans la boîte à clapet coté refoulement.
Pour illustrer les avantages de ce type d’installation, nous prendrons comme exemple une installation récente réalisée pour le compte d’une commune située sur une colline, avec un versant directement gravitaire vers la station. L’autre versant nécessite un relevage composé de quatre postes d’aéro-éjecteurs : deux de 3 m3 / h et deux de 10 m3 /h. Pour une dénivelée de 18 à 22 m, le compresseur installé a un débit de 125 N3 /h. Le tableau page suivante indique les caractéristiques des canalisations de refoulement pour calculer les temps de séjours ainsi que le débit d’air à injecter. Nous employons habituellement la formule de Boon en tenant compte de la DBO due au biofilm présent sur la paroi des canalisations. Nous constatons que la consommation en air est marginale par rapport à celle des chasses, 10 m3 /h d’oxygénation pour 100 m3 /h de chasses.
En pratique, le dispositif d’injection en fin de chasse est un simple montage de composants d’automatismes pneumatiques largement employés en industrie. Alors qu’un aéro-éjecteur utilise de l’air en sortie de compresseur sans traitement, l’injection demande de l’air filtré, sans condensation. Le schéma d’automatisme (ci-contre) est classique et la réalisation aisée.
Sans apport d’énergie extérieure et pour un
coût quasi négligeable, l’oxygénation dans
la canalisation compense largement le
temps de séjour légèrement supérieur aux
solutions classiques et assure un effluent
frais au débouché du refoulement sous
pression.
L’aéroéjecteur : un appareil capable de lutter contre la formation d’H2S
À ce jour, les divers essais et expérimentations réalisés dans les installations de postes équipés d’aéroéjecteurs ont montré que les risques de formation d’H2 S sont réels dès lors que le temps de transfert des effluents dépasse les deux heures. Pour assurer une lutte efficace contre la formation d’H2 S, il est indispensable d’injecter au moins 150 litres d’air par m3 d’effluents et par cycle de deux heures.
En
période de débit de pointe, (2 h par jour),
le risque de formation d’H2
S est inexistant.
En période de débit moyen (8 h par jour) le risque de formation d’H2
S est très faible.
Dans un premier temps, il conviendra
d’assurer l’oxygénation durant les périodes
de faible débit (de 20h à 8h du matin).
Conclusion
Mieux vaut prévenir que guérir. Plutôt que de risquer de provoquer des accidents susceptibles d’être mortels pour le personnel d’exploitation et/ou d’entretien et plutôt que de recourir à des solutions curatives hasardeuse et bien souvent coûteuses pour lutter efficacement contre les risques d’apparition d’H2 S, il est plus judicieux de chercher d’emblée à empêcher la formation de ce gaz.
C’est possible dès la conception d’un
projet en optant pour un appareil tel que
l’aéroéjecteur, dont le fonctionnement
simple et éprouvé, grâce à l’air comprimé,
permet d’assurer une lutte efficace et peu
coûteuse contre les risques et les dégâts
liés à la présence d’H2
S.
Pour aller plus loin :
En 2020, les Editions Johanet ont publié un ouvrage dédié aux aéroéjecteurs :
