Décanteur lamellaire (HU)

Traduction anglaise : Lamella clarifier, Lamella separator, Lamella settler)

Dernière mise à jour : 1/4/2020

Ouvrage de décantation dans lequel des lamelles parallèles inclinées permettent de réduire notablement le trajet vertical de décantation et de multiplier la surface de décantation utile tout en réduisant la surface au sol par rapport à un bassin de décantation classique à flux horizontal.

Principe

La décantation lamellaire est fondée sur le principe de la décantation à flux horizontal dont une représentation simplifiée est donnée par le modèle de Hazen (voir Décantation). Selon ce modèle (voir Figure 1), une particule est retenue dans le bassin si la condition suivante est vérifiée :

$ V_c ≥ V_H = \frac{Q}{S} $

Avec :

• $ V_c $ : vitesse de chute de la particule ($ m/s $) ;
• $ H $ : hauteur de la particule par rapport au fond à son entrée dans le bassin ($ m $) ;
• $ L $ : longueur du bassin ($ m $) ;
• $ Q $ : débit traversant le bassin ($ m^3/s $) ;
• $ S $ : Surface horizontale du bassin ($ m^2 $).

$ V_H $ est appelé vitesse de Hazen

Figure 1 : Schéma d'un décanteur à flux horizontal (théorie de Hazen).

On constate que la décantation d'une particule est liée uniquement au débit $ Q $ et à la surface horizontale $ S $, et qu'elle est théoriquement indépendante de la hauteur $ H $ de décantation. Si on répartit le débit $ Q $ sur $ n $ lamelles parallèles de surface unitaire $ S_L = \frac{S}{n} $ séparées d'une hauteur $ \frac{H}{n} $ et de longueur $ \frac{L}{n} $, on obtient une décantation théoriquement identique à celle obtenue dans le bassin de la figure 1.

Afin de pouvoir extraire en continu les solides décantés, et pour des raisons pratiques de fonctionnement et d'exploitation, les lamelles sont inclinées d'un angle $ α $ compris entre 30 et 60° selon le type de décanteur, par rapport à l'horizontale. Une telle disposition permet, pour un rendement identique, de construire des ouvrages plus compacts qu'un bassin classique.

Par analogie avec la théorie de Hazen, et moyennant quelques hypothèses simplificatrices (écoulement laminaire permanent notamment), on peut déterminer la vitesse limite de décantation $ V_{LD} $ d'une particule :

$ V_{LD} = \frac{Q}{n.S_l.cos(α)} $

Toute particule ayant une vitesse de chute supérieure à $ V_{LD} $ sera retenue dans l'ouvrage.

Construction

Il existe trois types de décanteurs lamellaires :

• les décanteurs à contre-courant, alimentés par le bas ; l'eau et les solides décantés circulent en sens inverse (voir figure 2) ;
• les décanteurs à co-courant, alimentés par le haut ; l'eau et les solides décantés circulent dans le même sens (voir figure 3) ;
• les décanteurs à courants croisés, alimentés latéralement ; l'eau et les solides décantés circulent selon des directions perpendiculaires parallèles aux lamelles (voir figure 4).