Fosses septique

Fosse septique

Fosse et drains

La fosse septique est l'un des éléments constitutifs d'une installation d'assainissement non collectif.

Elle reçoit soit uniquement les eaux-vannes (sanitaires), soit l'ensemble des eaux vannes et ménagères (cuisine, lavage). On lui préfère alors l'appellation de fosse toutes eaux. Les eaux pluviales y sont proscrites dans les deux cas.

Fonctionnement

Fosse septique en cours d'installation

Cette fosse a pour objet de faire décanter les matières solides et les'hydrolyser (liquéfier) par fermentation sous l'action des bactéries anaérobies naturellement présentes dans les effluents. Ce travail demande plusieurs semaines à plusieurs mois de séjour pour les matières fécales et déchets de cuisine, la capacité de la cuve doit donc être calculée en conséquence.

Le volume utile des fosses toutes eaux doit être au moins égal à 3 m³ pour des logements comprenant jusqu'à cinq pièces principales (nombre de chambre à coucher + 2) et doit être augmenté d'au moins 1 m³ par pièce supplémentaire. Concernant les fosses septique, le volume minimal est de 1,5 m³ pour des logements comprenant jusqu'à cinq pièces principales et doit être augmenté d'au moins 0,5 m³ par pièce supplémentaire. Les fosses septiques étant conçues initialement pour ne recevoir que les eaux vannes, elles doivent obligatoirement être munies d'un bac dégraisseur, s'il est prévue de les transformer en fosse toutes eaux puisqu'elles ne sont pas habilitées à prétraiter les eaux grasses. Ce bac doit être d'un volume minimal de 200 litres s'il reçoit seulement les eaux de cuisine et de 500 litres s'il reçoit les eaux de la cuisine accompagnées des eaux de salle de bain. Les fosses toutes eaux en revanche sont munies d'une paroi siphoïde assurant la fonction de dégraissage.

Dans les cas où la fosse toutes eaux serait éloignée de l'habitation (plus de 10 mètres) il est alors recommandé d'installer tout de même un bac dégraisseur, juste après le regard de collecte des eaux usées.. Cela permet de se prémunir contre tout risque de colmatage des canalisations par les graisses.

La fosse n'assure qu'une fonction de pré-traitement ; seulement 30% de la pollution carbonée est détruite. Le traitement proprement dit est le plus souvent assuré par le sol, au moyen de tranchées d'épandage. Cela suppose que les caractéristiques pédologiques des sols soient compatibles : suffisamment perméable mais pas trop pour éviter un transfert trop rapide vers la nappe phréatique.

Dans le cas contraire, on doit recourir à des massifs de sable (perméabilité insuffisante) ou des tertres filtrants si la nappe affleure. Dans les cas difficiles, il faut mettre en place des installations plus sophistiquées (filtres bactériens par exemple) qui sont en fait de mini stations d'épuration.

Le rejet direct des eaux sortant de la fosse toutes eaux dans un puits est évidemment rigoureusement interdit en raison de la pollution. Mais le rejet à l'égout également (article L. 1331-5 du code de la santé publique), puisque la fermentation ayant commencée, elle s'étendrait rapidement à tout le réseau d'assainissement (odeurs, corrosion).

Construction d'une fosse septique^[1]

Matériau

Photo d'une installation d'une fosse septique a deux compartiments en béton sur un chantier chinois en novembre 2008

Pour les fosses septiques domestiques, le fond est généralement en béton et les parois en brique ou en pierre rendue étanche au ciment par exemple. Le poids de béton dans le fond est suffisant pour lutter contre la poussée d'Archimède lorsque la fosse est vide. Si le sol est meuble, un béton armé pour le fond permet une plus grande résistance.

Pour les fosses septiques de collectivités, les parois et le fond sont en béton armé.

Dans les deux cas, le couvercle est en béton capable de résister aux charges et dispose de plusieurs ouvertures ou plaques amovibles.

Il existe également dans le commerce toute une gamme de fosses préfabriquées, en ciment, en plastique ou autre. Les couvercles en plastique sont renforcés par de la fibre de verre. Tous ces systèmes brevetés sont des fosses domestiques. Les installateurs de fosses préfabriquées recommandent de poser la fosse sur un lit de 30cm de sable tassé.

Taille minimale

Dans la fosse, les boues tombent dans le fond et l'écume surnage. La hauteur d'eau minimale entre les deux ne doit pas être inférieure à un mètre. La hauteur complète minimale est d'un mètre cinquante.

La largeur minimale d'une fosse est 60 cm. Les fosses les plus petites font 1,5m³, les plus grandes 100 m³.

Arrivée

Les eaux usées ne doivent pas perturber les boues en décantation. Pour éviter les remous en entrée, on utilise des tuyaux de drainage de grand diamètre (au moins 100 mm) avec une faible pente (0,5%) à l'approche de la fosse. Le tuyau est terminée par un tube en T plongeant de 45cm sous le niveau d'eau et dépassant d'au moins 15 cm ou un déflecteur inclus dans la paroi.

Sortie

Pour les petites fosses (moins de 1,2 m de largeur), le même système de tube en T ou de déflecteur peut être utilisé. Pour les fosses les plus grandes, préférer un déversoir sur toute la largeur pour permettre un débit régulier. Dans ce cas, un pare-écume couvre la largeur.

Compartiments

Construction typique d'une fosse septique à 2 compartiments

Selon la taille des fosses, un ou plusieurs compartiments la divise. Une construction courante est composée d'un premier compartiment de 2/3 de sa longueur puis un deuxième compartiment d'1/3, relie au premier uniquement par la mi-hauteur, afin de ne permettre ni au dépot du fond ni à l'écume du dessus de passer du premier vers le second. La largeur de la fosse est égale au tiers de sa longueur (donc le deuxième compartiment est carré).

Le moyen de liaison entre les compartiments ne doit pas perturber les boues en décantation. Les fentes de passage dans la paroi doivent donc être réparties sur la largeur. Éventuellement les entrées et sorties des compartiments sont identiques à celui de la fosse - tuyau en T, déflecteur ou déversoir - faisant en quelques sortes des différents compartiments comme autant de fosses septiques en série.

Ventilation

La fermentation produisant des gaz, un évent doit être prévu. Ce dernier doit nécessairement être monté en faîtage du bâtiment, au-dessus des locaux habités et surmonté d'un extracteur statique ou éolien, ceci dans le but d'engendrer un effet d'aspiration des gaz (effet Venturi). Ces gaz s'ils s'accumulent sont susceptible d'attaquer les bétons et parties métalliques de la filière d'assainissement.

Une deuxième ouverture pour l'entrée d'air complète cette ventilation. Un grillage en protège l'accès.

Pente

La pente (ou radier) permet un stockage des premières boues. Le volume à stocker est plus important au plus proche de l'entrée, on prévoira donc une pente de -25% dans le premier compartiment. Les autres compartiments auront un radier plat. Le radier du premier compartiment impose de creuser plus profond, une vidange plus régulière permet d'en limiter la profondeur.

Dimensionnement d'une fosse septique^[2]

On détermine le volume d'une fosse septique en fonction du nombre d'utilisateurs. On préfèrera toutefois se baser sur la surface d'une habitation plutôt que sur le nombre d'habitants car une maison ou un appartement peut changer de propriétaire.

Selon le pays, il existe plusieurs méthodes de calcul pour déterminer le volume.

Ces calculs permettent de dimensionner un volume minimal. Une fosse de plus grande capacité permet une rétention plus longue, donc une meilleure séparation. Les calculs prennent un minimum d'une journée de rétention, dans l'idéal le temps de séjour des eaux est entre 5 et 10 jours.

Note : dans les paragraphes suivants, on note V le volume de la fosse en litres et P le nombre d'usagers potentiel.

Méthode britannique

V=180*P+2000

Méthode française

Le dimensionnement des fosses en France est calculé par rapport au nombre de pièces principales du domicile, à savoir 3m³ jusqu'à 5 pièces principales, puis 1m³ supplémentaire par chambre supplémentaire.

Pour appliquer ce dimensionnement aux industries, le rapport retenu est de 0.2, c'est-à-dire que 5 ouvriers comptent comme une chambre.

Méthode préconisée par la banque mondiale

Le volume doit être égale à trois fois la capacité journalière multiplié par le temps de rétention. Le temps de rétention R est variable, minimum un jour.
On note Q le volume d'eaux usées par jour et par personne, estimée à 60L en moyenne, jusqu'à 200L selon les pays.

D'où la formule : V = 3 × P × R × Q

Prise en compte de la fréquence de vidange des boues

On estime que les boues s'accumulent en moyenne de 0,18 à 0,30 L/usager/jour selon la taille et la construction de la fosse. S'il est préconisé de vidanger les fosses chaque année, les calculs sont établis pour un minimum de 2 ans d'accumulation avec un encombrement de la fosse de moins de 50%.
On note A le taux d'accumulation, F la fréquence (0,5 pour 2 ans).

V=1000*P*A*F/50%

Le tableau ci-dessous est établi d'après les recommandations techniques des constructeurs pour le calcul de A.

Nbre d'usagers	Volume
5	1180
10	2520
15	3600
20	4550
50	10040
100	23300
150	32900
200	44200
300	65500

Méthode canadienne

Ce calcul est progressif en fonction du débit.

Pour un débit D=P*Q compris entre 1900 et 5700L par jour :

V=1500*D

Pour un débit compris entre 5700 et 34200L par jour :

V=4300+750*D

Pour ces deux calculs, si la fréquence de vidange des fosses est faible, on peut ajouter un volume de stockage des boues. Par exemple pour une vidange tous les deux ans, ajouter 0.3*surface de la fosse.

Tables de dimensionnement

Les professionnels préfèrent en règle générale des tables empiriques aux calculs, la table ci-dessous est issue d'un catalogue d'un fournisseur français^[3].

	3m3	4m3	5m3	6m3	8m3	10m3	12m3	15m3
Habitations (nombre de pièces principales)	5	6	7	9	.	.	.	.
Camping, Hôtel, École + internat (nombre d'habitants)	6	10	15	20	30	40	45	60
Usine, Chantier, salle de sport, école + ½ pension	12	20	30	40	60	80	90	120
École + externat, salle des fêtes, magasin, bureau	18	30	45	60	90	120	135	180

Entretien

Un bac dégraisseur doit être nettoyé très régulièrement (3 à 6 mois). Les boues accumulées au fond de la cuve doivent être vidangées tous les 2 à 4 ans environ. Ces boues de curage ne doivent pas être utilisées directement comme fertilisant sur des cultures alimentaires, prés ou prairies, ni stockées à proximité de l'eau.

Suite du traitement

Environ 30% des déchets sont traités par la fosse septique, par décantation^[4], l'eau pré-traitée, les effluents doit ensuite être filtrée.

Le traitement domestique des eaux usées se fait par un lit filtrant. Au-delà d'un certain volume d'eau à traiter et conformément à la législation en vigueur selon les pays, les industries installent une station de traitement des eaux dans lequel se déversent à la fois les eaux industrielles et les eaux de sortie des fosses septiques.

Des applications professionnelles de fosse septique proposent un procédé d'épuration aérobie à culture fixées sur textiles permettant un rejet direct des effluents dans la nature.

Notes et références

1. ↑ fiche rédigée par l'équipe technique du RéFEA
2. ↑ [[pdf]fiche rédigée par l'équipe technique du RéFEA
3. ↑ Calona purflo S.A, BP92 49290 Chalonnes-sur-Loire
4. ↑ (en)site d'information sur la législation française dédiée aux britanniques.

Voir aussi

• Traitement des eaux usées

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