FR2964097A1 - Systeme de filtration d'eau - Google Patents

Abstract

Système (5) de filtration d'eau, comprenant : -un bloc (10) en un béton perméable comprenant une face (12) de réception d'eau et une face (13) de fourniture d'eau filtrée ; -une couche de substrat (18) recouvrant au moins en partie la face de réception ; et -au moins une plante (20), dont les racines s'étendent au moins en partie dans la couche du substrat, choisie parmi le groupe comprenant le genre sedum, lolium, sorghum, hordeum et trifolium.

Description

SYSTEME DE FILTRATION D'EAU

L'invention a pour objet un système de filtration d'eau, notamment d'eau de pluie et un procédé de fabrication d'un tel système de filtration.

Il peut être souhaitable que les eaux de pluie soient au moins en partie débarrassées des agents polluants qu'elles contiennent avant d'infiltrer le sol. Dans les zones d'habitation, une partie importante des sols est généralement recouverte par des éléments imperméables, par exemple des chaussées en bitume ou en béton imperméables. Les sols recouverts par des surfaces imperméables ne reçoivent pas ou peu d'eau. En effet, les eaux de pluie tendent à ruisseler sur ces surfaces imperméables jusqu'à atteindre un sol non recouvert d'une surface imperméable. Aucune opération de filtration des eaux qui atteignent le sol n'est alors réalisée. Les eaux de pluie peuvent également être récupérées par le système d'égout et être menées à un système d'épuration adapté aux traitement des eaux polluées et dont l'utilisation pour des eaux de pluie, généralement peu polluées, présente un coût important. Il serait souhaitable de disposer d'un système de filtration d'eau, notamment des eaux de pluie, qui présente des coûts de fabrication, d'installation et de fonctionnement réduits et qui soit adapté à recouvrir un sol perméable.

Dans ce but, la présente invention propose un système de filtration d'eau, comprenant : - un bloc en un béton perméable comprenant une face de réception d'eau et une face de fourniture d'eau filtrée ; - une couche d'un substrat recouvrant au moins en partie la face de réception ; et - au moins une plante, dont les racines s'étendent au moins en partie dans la couche du substrat, choisie parmi le groupe comprenant le genre sedum, lolium, sorghum, hordeum et trifolium. L'invention offre au moins l'un des avantages suivants : -le système est adapté à recouvrir un sol perméable et permet alors l'infiltration dans le sol perméable d'eau, notamment des eaux de pluie, au moins en partie débarrassée des agents polluants qu'elle contient ; et - l'entretien du système de filtration est quasiment inexistant. En outre, les plantes choisies sont avantageusement adaptées à se développer de façon convenable en milieu alcalin et tendent donc à se développer de façon convenable au contact du bloc en béton.

Enfin l'invention a pour avantage de pouvoir être mise en oeuvre dans au moins l'industrie du bâtiment, les marchés de la construction (bâtiment, génie civil ou usine de préfabrication), l'industrie de la construction ou l'industrie cimentière. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description et des exemples donnés à titre purement illustratifs et non limitatifs qui vont suivre. Par l'expression « liant hydraulique », on entend selon la présente invention un matériau pulvérulent qui, gâché avec de l'eau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réactions et de processus d'hydratation, et qui après durcissement, conserve sa résistance et sa stabilité même sous l'eau. Selon l'invention l'expression « additions minérales » désigne un ou plusieurs matériaux particulaires ayant une taille moyenne de particules inférieure à 100 pm. Il s'agit, par exemple, des cendres volantes (telles que définies dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.4 ou telles que définies dans la norme « Béton » EN 450), des matériaux pouzzolaniques (tels que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.3), des fumées de silice (telles que définies dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.7 ou telles que définies dans la norme « Béton » prEN 13263 :1998 ou NF P 18-502), des laitiers (tels que définis dans la norme « Ciment» NF EN 197-1 paragraphe 5.2.2 ou tels que définis dans la norme « Béton » NF P 18-506), des schistes calcinés (tels que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.5), des additions calcaires (telles que définis dans la norme « Ciment » NF EN 197-1 paragraphe 5.2.6 ou telles que définies dans la norme « Béton » NF P 18-508) et des additions siliceuses (telles que définies dans la norme « Béton) NF P 18-509) ou leurs mélanges. On entend par le terme « sable » selon la présente invention un granulat ayant une granulométrie strictement inférieure à 4 mm. On entend par le terme « gravillons » selon la présente invention des granulats ayant une granulométrie comprise de 4 à 20 mm.

Par l'expression « plastifiant/réducteur d'eau », on entend un adjuvant qui, sans modifier la consistance, permet de réduire la teneur en eau d'un béton donné, ou qui, sans modifier la teneur en eau, en augmente l'affaissement/l'étalement, ou qui produit les deux effets à la fois. La norme EN 934-2 prévoit que la réduction d'eau doit être supérieure à 5 %. Les réducteurs d'eau peuvent, par exemple, être à base d'acides lignosulfoniques, d'acides hydroxycarboxyliques ou d'hydrates de carbone traités.

Le D90, également noté Dv90, correspond au 90ème centile de la distribution en volume de taille des grains, c'est-à-dire que 90 % des grains ont une taille inférieure au D90 et 10 % ont une taille supérieure au D90. De même, le D10, également noté Dv10, correspond au 10ème centile de la distribution en volume de taille des grains, c'est-à-dire que 10 % des grains ont une taille inférieure au D10 et 90 % ont une taille supérieure au D10. Parmi les plantes du genre sedum (famille des crassulacées), la plante est de préférence le sedum acre (ou orpin âcre) ou le sedum Kamtschaticum (sedum du Kamtchatka). Parmi les plantes du genre lolium (famille des poacées), la plante est de préférence le lolium perenne (ou ivraie vivace ou ray-grass anglais). Parmi les plantes du genre sorghum (famille des poacées), la plante est de préférence le sorghum bicolor (ou tabouret bleu ou sorgho commun). Parmi les plantes du genre hordeum (famille des poacées), la plante est de préférence le hordeum vulgare (ou orge commune). Parmi les plantes du genre trifolium (famille des fabacées), la plante est de préférence le trifolium repens (ou trèfle blanc). Selon un mode de réalisation, la plante est choisie parmi le groupe comprenant le genre lolium, sorghum, hordeum et trifolium. Selon un mode de réalisation, la plante est choisie parmi le groupe sedum. Selon un mode de réalisation, la plante est choisie parmi le groupe lolium.

Selon un mode de réalisation, la plante est choisie parmi le groupe sorghum. Selon un mode de réalisation, la plante est choisie parmi le groupe hordeum. Selon un mode de réalisation, la plante est choisie parmi le groupe trifolium. La couche de substrat est favorable à la croissance de la plante. Il s'agit par exemple de terreau, comprenant éventuellement des fertilisants.

Plusieurs plantes du même genre ou de genres différents peuvent être disposées dans la couche de substrat. En particulier, du gazon peut être disposé dans la couche de substrat, le gazon correspondant à un mélange de plusieurs variétés de plantes de la famille des poacées. Le gazon comprend par exemple un mélange de lolium perenne, de pâturin des près (Poa pratensis) des variétés traçante, semi-traçante et gazonnante. Les plantes peuvent être disposées dans la couche de substrat sous la forme de graines semées dans la couche de substrat ou de plants plantés séparément. A titre d'exemple, les plantes sont disposées dans la couche de substrat sous la forme de plants pour les plantes du genre sedum. A titre d'exemple, les plantes sont disposées dans la couche de substrat sous la forme de graines pour les plantes du genre lolium. A titre d'exemple, les plantes sont disposées dans la couche de substrat sous la forme de graines ou de plants pour les plantes du genre sorghum, hordeum ou trifolium. Selon un exemple de réalisation, le nombre de plants par mètre carré est inférieur à 10 plants par mètre carré.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, la face de réception d'eau comprend un enfoncement, la couche de substrat étant disposée au moins en partie dans l'enfoncement. L'enfoncement peut avoir une profondeur moyenne supérieure à 1 cm, de préférence supérieure à 3 cm par rapport au reste de la face de réception du bloc en béton perméable, qui est par exemple plane. L'enfoncement peut avoir une forme cylindrique, parallélépipédique, etc. L'enfoncement correspond, par exemple, à une ou plusieurs ouvertures ou cavités formées dans le bloc en béton perméable pour recevoir les plantes. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le système de filtration comprend une bordure entourant la couche de substrat. La bordure peut être posée sur le bloc en béton ou fixée à celui-ci. La bordure correspond, par exemple, à un cadre métallique ou à un cadre en bois, en plastique, en pierre, en béton, etc. La hauteur moyenne de la bordure peut être supérieure à 1 cm, de préférence supérieure à 3 cm, par exemple d'environ 5 cm, par rapport à la face de réception du bloc en béton perméable, qui est par exemple plane. La couche de substrat est alors disposée sur la face de réception à l'intérieur de la bordure. La bordure facilite le maintien de la couche de substrat et la protection des plantes. La couche de substrat peut également être disposée à l'intérieur d'au moins une partie des pores du bloc en béton sur une partie de l'épaisseur du bloc, de préférence inférieure à quelques centimètres, par exemple 2 cm, depuis la face de réception du bloc. La couche de substrat peut être enfoncée par une action volontaire dans les pores du bloc en béton ou se répandre dans les pores par entraînement, notamment par les eaux de pluie. Un film d'un matériau souple et perméable peut être disposé au moins entre le fond de l'enfoncement et la couche de substrat. Le matériau souple et perméable peut être un géotextile tissé ou non tissé. De préférence, le béton perméable comprend pour un mètre cube de béton frais : de 100 kg à 400 kg (de préférence de 140 kg à 300 kg, encore plus préférentiellement de 200 kg à 300 kg) d'un liant hydraulique ; et de 1300 kg à 1800 kg (de préférence de 1300 kg à 1600 kg, encore plus préférentiellement de 1300 kg à 1500 kg) d'un gravillon ou un mélange de gravillons ayant une taille moyenne comprise de 3 à 20 mm (de préférence de 3 à 10 mm, encore plus préférentiellement de 6 à 10 mm). De préférence, le béton perméable selon l'invention ne comprend pas de sable.

Le liant hydraulique forme une pâte reliant les gravillons tout en préservant une interconnexion entre les vides du béton. Selon un mode de réalisation, le béton perméable a une densité à l'état durci de 1500 à 2200 kg/m3, de préférence de 1600 à 1900 kg/m3. Selon un mode de réalisation, le béton perméable a une porosité, c'est-à-dire un pourcentage de vides, à l'état durci de 10 à 40 % en volume, de préférence de 18 à 30 % en volume. La perméabilité du béton perméable, mesurée selon la norme NF EN 12697-19, peut être comprise de 0,01 mm/s à 1000 mm/s, de préférence de 0,1 mm/s à 100 mm/s, encore plus préférentiellement de 1 à 20 mm/s.

Selon un mode de réalisation, le béton perméable a une résistance à la compression après 28 jours supérieure ou égale à 6 MPa, de préférence de 7 à 20 MPa. Le liant hydraulique peut comprendre du ciment, notamment du ciment Portland, et au moins un matériau particulaire (ou addition minérale) ayant une taille moyenne de particules inférieure à 100 pm, ou un mélange de matériaux particulaires. Les additions minérales peuvent comprendre des matériaux pouzzolaniques ou non pouzzolaniques ou un mélange de ceux-ci. Des ciments qui conviennent sont les ciments Portland décrits dans l'ouvrage « Lea's Chemistry of Cement and Concrete ». Les ciments Portland incluent les ciments de laitier, de pouzzolane, de cendres volantes, de schistes brûlés, de calcaire et les ciments composites. Il s'agit par exemple d'un ciment de type CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV ou CEM V selon la norme « Ciment» NF EN 197-1. Un ciment préféré pour l'invention est le CEM I (généralement PM ES) ou CEM II/A. De préférence, le béton perméable comprend pour un mètre cube de béton frais : 300 kg, encore plus de 60 kg à 400 kg (de préférence de 80 kg à préférentiellement de 150 kg à 300 kg) de ciment Portland ; 120 kg, encore plus de 0 kg à 180 kg (de préférence de 0 kg à préférentiellement de 0 kg à 90 kg) dudit moins un matériau particulaire ou dudit au 35 moins un mélange de matériaux particulaires ; de 0,3 kg à 3 kg (de préférence de 0,3 kg à 2 kg, encore plus préférentiellement de 0,3 kg à 1 kg) d'extrait sec d'un plastifiant ; de 1300 kg à 1800 kg (de préférence de 1300 kg à 1600 kg, encore plus préférentiellement de 1300 kg à 1500 kg) du gravillon ou du mélange de gravillons ; et de 40 kg à 200 kg (de préférence de 40 kg à 100 kg) d'eau. Le gravillon est généralement un gravillon de silice ou de calcaire. Un exemple de matériau particulaire correspond au laitier, notamment au laitier granulé de haut fourneau.

Des matériaux pouzzolaniques adaptés comprennent les fumées de silice, également connues sous le nom de micro-silice, qui sont un sous-produit de la production de silicium ou d'alliages de ferrosilicium. Il est connu comme un matériau pouzzolanique réactif. Son principal constituant est le dioxyde de silicium amorphe. Les particules individuelles ont généralement un diamètre d'environ 5 à 10 nm. Les particules individuelles s'agglomèrent pour former des agglomérats de 0,1 à 1 pm, et puis peuvent s'agréger ensemble en agrégats de 20 à 30 pm. Les fumées de silice ont généralement une surface spécifique BET de 10 - 30 m2/g. D'autres matériaux pouzzolaniques comprennent les cendres volantes qui ont généralement un D10 supérieur à 10 pm et un D90 inférieur à 120 pm et ont, par exemple, un D50 d'environ 30 à 50 pm. D'autres matériaux pouzzolaniques comprennent des matériaux riches en aluminosilicate tels que le métakaolin et les pouzzolanes naturelles ayant des origines volcaniques, sédimentaires, ou diagéniques. Des matériaux non-pouzzolaniques adaptés comprennent des matériaux contenant du carbonate de calcium (par exemple du carbonate de calcium broyé ou précipité), de préférence un carbonate de calcium broyé. Le carbonate de calcium broyé peut, par exemple, être le Durcal® 1 (OMYA, France). Les matériaux nonpouzzolaniques ont de préférence une taille moyenne de particules inférieure à 5 pm, par exemple de 1 à 4 pm. Les matériaux non-pouzzolaniques peuvent être un quartz broyé, par exemple le C800 qui est un matériau de remplissage de silice sensiblement non-pouzzolanique fourni par Sifraco, France. La surface spécifique BET préférée (déterminée par des méthodes connues) du carbonate de calcium ou du quartz broyé est de 2 - 10 m2/g, généralement moins de 8 m2/g, par exemple de 4 à 7 m2/g, de préférence moins de 6 m2/g. Le carbonate de calcium précipité convient également comme matériau non-pouzzolanique. Les particules individuelles ont généralement une taille (primaire) de l'ordre de 20 nm. Les particules individuelles s'agglomèrent en agrégats ayant une taille (secondaire) d'environ 0,1 à 1 pm. Les agrégats forment eux-mêmes des amas ayant une taille (ternaire) supérieure à 1 pm. Un matériau non-pouzzolanique unique ou un mélange de matériaux non- pouzzolaniques peut être utilisé, par exemple du carbonate de calcium broyé, du quartz broyé ou du carbonate de calcium précipité ou un mélange de ceux-ci. Un mélange de matériaux pouzzolaniques ou un mélange de matériaux pouzzolaniques et non-pouzzolaniques peuvent également être utilisés. Le béton selon l'invention peut être utilisé en association avec des éléments de renfort, par exemple des fibres métalliques et/ou des fibres organiques et/ou des fibres de verre et/ou d'autres éléments de renfort décrits ci-après. Par l'expression « plastifiant/réducteur d'eau », on entend un adjuvant qui, sans modifier la consistance, permet de réduire la teneur en eau d'un béton donné, ou qui, sans modifier la teneur en eau, en augmente l'affaissement/l'étalement, ou qui produit les deux effets à la fois. La norme EN 934-2 prévoit que la réduction d'eau doit être supérieure à 5 %. Les réducteurs d'eau peuvent, par exemple, être à base d'acides lignosulfoniques, d'acides hydroxycarboxyliques ou d'hydrates de carbone traités et d'autres composés organiques spécialisés, par exemple le glycérol, l'alcool polyvinylique, le sodium alumino-méthyl-siliconate, l'acide sulfanilique et la caséine. Le plastifiant peut, en outre, être un superplastifiant. Par l'expression « superplastifiant » ou « superfluidifiant » ou « super réducteur d'eau », on entend un réducteur d'eau qui permet de réduire de plus de 12 % la quantité d'eau nécessaire à la réalisation d'un béton (norme EN 934-2). Un superplastifiant présente une action fluidifiante dans la mesure où, pour une même quantité d'eau, l'ouvrabilité du béton est augmentée en présence du superplastifiant. Les superplastifiants ont été classés de façon générale en quatre groupes : condensat de naphtalène formaldéhyde sulfoné (ou SNF, acronyme anglais pour Sulphonated Naphtalene Formaldehyde condensate) (généralement un sel de sodium) ; ou condensat de mélamine formaldéhyde sulfoné (ou SMF, acronyme anglais pour Sulphonated Melamine Formaldehyde condensate) ; des lignosulfonates modifiés (ou MLS, acronyme anglais pour Modified Lignosulfonates) ; et autres. Des superplastifiants de nouvelle génération comprennent des composés polycarboxyliques tels que les polyacrylates. Le superplastifiant est de préférence une nouvelle génération de superplastifiant, par exemple un copolymère contenant du polyéthylène glycol comme greffon et des fonctions carboxyliques dans la chaîne principale telle qu'un éther polycarboxylique. Des polysulphonates-polycarboxylate de sodium et des polyacrylates de sodium peuvent également être utilisés. Afin de réduire la quantité totale d'alcalins, le superplastifiant peut être utilisé comme un sel de calcium plutôt que d'un sel de sodium.

D'autres adjuvants peuvent être ajoutés au béton selon l'invention, par exemple, un agent antimousse (par exemple, du polydiméthylsiloxane). Il peut s'agir également de silicones sous la forme d'une solution, d'un solide ou de préférence sous la forme d'une résine, d'une huile ou d'une émulsion, de préférence dans l'eau. La quantité d'un tel agent dans le béton est généralement au plus de 5 parties par poids par rapport au ciment. Le béton selon l'invention peut également comprendre des agents hydrophobes pour augmenter la répulsion de l'eau et réduire l'absorption de l'eau et la pénétration dans des structures solides comprenant le béton selon l'invention. De tels agents comprennent les silanes, les siloxanes, les silicones et les siliconates ; des produits disponibles dans le commerce comprennent des produits liquides et solides diluables dans un solvant, par exemple en granulés. Le béton selon l'invention peut comprendre un agent viscosant et/ou un agent de modification de la limite d'écoulement (généralement pour accroître la viscosité et/ou la limite d'écoulement). De tels agents comprennent : les dérivés de cellulose, par exemple des éthers de cellulose solubles dans l'eau, tels que les éthers de carboxyméthyl, méthyl, éthyl, hydroxyéthyl et hydroxypropyl de sodium ; les alginates ; et le xanthane, la carraghénine ou la gomme de guar. Un mélange de ces agents peut être utilisé. Le béton peut comprendre un agent de cure pour éviter une dessiccation trop rapide du béton pendant sa prise et les premiers jours de son durcissement. L'agent de cure est alors présent dans la masse du bloc en béton. Des exemples d'agent de cure sont le polyéthylène glycol ou le produit commercialisé sous l'appellation RHEOMAC 885 F par la société BASF. Le béton selon l'invention peut comprendre un agent activateur qui permet de favoriser les réactions d'hydratation des matériaux vitreux. De tels agents comprennent des sels sodique et/ou calcique. Le béton selon l'invention peut comprendre un accélérateur et/ou un agent entraîneur d'air et/ou un retardateur. Le béton selon l'invention a de préférence un temps de prise Vicat de 2 à 18 heures, par exemple de 4 à 14 heures.

Le rapport massique eau/ciment du béton selon l'invention peut varier si des substituts au ciment sont utilisés, plus particulièrement des matériaux pouzzolaniques. Le rapport eau/liant est défini comme le rapport massique entre la quantité d'eau E et la somme des quantités de ciment et de tous matériaux pouzzolaniques : il est généralement de 0,27 à 0,4, de préférence de 0,3 à 0,4. Le volume de pâte (qui comprend le ciment, l'eau, le plastifiant et le ou les matériaux particulaires pouzzolaniques ou non-pouzzolaniques) est de 100 à 200 L par mètre cube de béton frais, de préférence de 120 à 160 L par mètre cube de béton frais.

Le procédé de fabrication du système de filtration comprend une étape de fabrication d'un bloc en béton perméable tel que décrit précédemment et une étape de mise en place de la plante et de la couche de substrat, les racines de la plante s'étendant au moins partiellement dans la couche de substrat. Plus précisément, le procédé peut comprendre une étape de mise en place de la couche de substrat recouvrant au moins partiellement la face de réception du bloc en béton. Dans le cas de graines, les graines peuvent être alors plantées dans la couche de substrat. Dans le cas de plants, seule une partie de la couche de substrat peut être tout d'abord mise en place. Les plants sont ensuite disposés sur la partie de la couche de substrat et le reste de la couche de substrat est alors réparti autour des plants.

Le procédé de fabrication comprend, par exemple, une étape de plantation de la plante dans la couche de substrat. Avant le dépôt de la couche de substrat dans l'enfoncement, le procédé comprend par exemple le dépôt d'un film d'un matériau souple et perméable, par exemple un géotextile, entre la couche de substrat et le bloc en béton. Toutefois, il peut être préférable de ne pas disposer un matériau souple et perméable entre la couche de substrat et le bloc en béton. De cette façon, lors de la croissance de la plante, les racines de la plante selon l'invention peuvent éventuellement croître au moins en partie dans les pores du bloc en béton perméable. Une meilleure accroche de la plante au bloc en béton est ainsi obtenue. Le béton perméable peut être préparé par des méthodes connues, notamment le mélange des composants solides et de l'eau, la mise en forme puis le durcissement. Afin de préparer le béton perméable selon l'invention, les constituants sont mélangés avec de l'eau. L'ordre suivant de mélange peut, par exemple, être adopté : mélange des constituants pulvérulents de la matrice ; introduction de l'eau et d'une fraction, par exemple la moitié, des adjuvants ; mélange ; introduction de la fraction restante des adjuvants ; mélange.

Dans le mélange des composants du béton perméable selon l'invention, les matériaux sous forme de particules autres que le ciment peuvent être introduits comme pré-mélanges ou premix sec de poudres ou de suspensions aqueuses diluées ou concentrées.

Le bloc en béton perméable est obtenu de préférence par le coulage du béton perméable dans un moule ou un coffrage et éventuellement par le tassement en surface du béton perméable à l'état frais. Le tassement en surface du béton perméable peut être réalisé par tout type d'outil, notamment une règle, un paveur, un rouleau, un vibreur, en une ou plusieurs étapes.

La fabrication du bloc en béton peut comprendre une étape de cure du bloc en béton pour protéger le béton contre une dessiccation trop rapide pendant sa prise et les premiers jours de son durcissement. L'étape de cure du bloc en béton est réalisée après le coulage du béton, de préférence après l'étape de tassement de la surface du bloc en béton. A titre d'exemple, la surface du béton peut être maintenue humide par arrosage ou par protection à l'aide de paillassons, de sacs humides ou de bâches imperméables. A titre d'exemple, après l'étape de coulage, la surface du béton frais peut être recouverte de bâches imperméables pendant quelques heures ou plusieurs jours. L'enfoncement peut être obtenu en utilisant un moule de forme adaptée dans lequel le béton perméable est coulé à l'état frais. L'enfoncement peut également être obtenu en réalisant une découpe dans le bloc en béton perméable durci. En fonctionnement, le système de filtrage selon l'invention est destiné à recevoir de l'eau au moins au niveau de l'enfoncement. Une action de filtrage est exercée sur l'eau reçue à la fois par les plantes disposées dans l'enfoncement et par le bloc en béton perméable. L'eau qui s'échappe du bloc en béton perméable est ainsi au moins en partie débarrassée des agents polluants qu'elle contient. A tire d'exemple, le système de filtrage selon l'invention peut être disposé sur un sol perméable. L'eau filtrée par le système de filtrage selon l'invention peut alors être fournie au sol sous-jacent. Le système de filtrage selon l'invention peut être disposé au niveau d'aires de parking, de passages pour piétons, de bordures de routes, etc. Des exemples, illustrant l'invention sans en limiter la portée, vont être décrits en relation avec les figures suivante parmi lesquelles : la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un exemple de dalle en béton pour un exemple de système de filtration selon l'invention ; la figure 2 représente une section droite schématique de la dalle de la figure 1 ; et la figure 3 représente une vue schématique en perspective d'un autre exemple de système de filtration selon l'invention.

EXEMPLES La présente invention est décrite par les exemples qui suivent non limitatifs. Dans ces exemples, les matériaux utilisés sont disponibles auprès des fournisseurs suivants : Composants : Fournisseurs : Ciment Portland Lafarge, Saint Pierre La Cour France Cendres volantes Centrale thermique de Carling, France Gravillon 6/10 Lafarge site de Cassis, France Superplastifiant CHRYSOPIast 209TM Chryso Le ciment Portland (ciment Saint Pierre La cour) a un D10 de 2 pm et un D90 de 44 pm et une taille moyenne de particules de 15 pm. Il s'agit d'un ciment du type CEM 152,5 N selon la norme EN 197-1. L'adjuvant CHRYSOPIast 209TM est un plastifiant et correspond à un lignosulfonate.

Formulations de béton Les formulations (1) et (2) de béton utilisées pour réaliser les essais sont décrites dans les tableaux 1 et 2 suivants : Tableau 1 : Formulation (1) de béton Composant Proportion (en kg) pour 1 m3 de béton frais Ciment Saint Pierre La Cour 200 Cendres volantes Carling 31 Gravillon 6/10 de Cassis 1570 Adjuvant CHRYSOPIast 209TM 0,693 Eau totale 93,36 (dont 80,8 d'eau efficace) Le béton a un rapport eau efficace sur liant de 0,35. Le volume de pâte est de 25 158 litres par mètre cube de béton frais. La teneur en air du béton est de 249 litres par mètre cube de béton frais.

Tableau 2 : Formulation (2) de béton Composant Proportion (en kg) pour 1 m3 de béton frais Ciment Saint Pierre La Cour 260 Gravillon 6/10 de Cassis 1325 Adjuvant CHRYSOPIast 209TM 0,693 Eau totale 93,36 (dont 80,8 d'eau efficace) Le béton a un rapport eau efficace sur liant de 0,3. Le volume de pâte est de 160 litres par mètre cube de béton frais. La teneur en air du béton est de 345 litres par mètre cube de béton frais.

Méthode de préparation d'un béton selon les formulations (1) et (2) - Mettre les gravillons dans un malaxeur ; - A T = 0 seconde : débuter le malaxage et ajouter simultanément le tiers de l'eau de mouillage ; - A T = 30 secondes : introduction du liant (ciment et cendres volantes) puis poursuite du malaxage ; - A T = 60 secondes : (TO pour le test de maintien de rhéologie) : introduction des deux tiers restants de l'eau de mouillage et poursuite du malaxage ; - A T = 3 minutes et 30 secondes : arrêt du malaxage ; - A T = 90 minutes : coulage de l'élément en béton dans un moule ; - A T = 24 heures : démoulage de l'élément en béton et mise en saturation en eau pendant 6 jours ; - A T = 7 jours : séchage de l'élément en béton à l'air.

Méthode de granulométrie laser Les valeurs D10 et D90 et les tailles moyennes de particules pour les différentes poudres sont obtenues à partir des courbes granulométriques des courbes déterminées au moyen d'un granulomètre laser Malvern MS2000. La mesure s'effectue dans un milieu approprié (par exemple, en milieu aqueux) ; la taille des particules doit être comprise de 0,02 pm à 2 mm. La source lumineuse est constituée par un laser rouge He-Ne (632 nm) et une diode bleue (466 nm). Le modèle optique est celui de Fraunhofer, la matrice de calcul est de type polydisperse. Une mesure de bruit de fond est d'abord effectuée avec une vitesse de pompe de 2000 tr/min, une vitesse d'agitateur de 800 tr/min et une mesure du bruit sur 10 s, en l'absence d'ultrasons. On vérifie alors que l'intensité lumineuse du laser est au moins égale à 80%, et que l'on obtient une courbe exponentielle décroissante pour le bruit de fond. Si ce n'est pas le cas, les lentilles de la cellule doivent être nettoyées. On effectue ensuite une première mesure sur l'échantillon avec les paramètres suivants : vitesse de pompe de 2000 tr/min, vitesse d'agitateur de 800 tr/min, absence d'ultrasons, limite d'obscuration entre 10 et 20 %. L'échantillon est introduit pour avoir une obscuration légèrement supérieure à 10 %. Après stabilisation de l'obscuration, la mesure est effectuée avec une durée entre l'immersion et la mesure fixée à 10 s. La durée de mesure est de 30 s (30000 images de diffraction analysées). Dans le granulogramme obtenu, il faut tenir compte du fait qu'une partie de la population de la poudre peut être agglomérée. On effectue ensuite une seconde mesure (sans vidanger la cuve) avec des ultrasons. La vitesse de pompe est portée à 2500 tr/min, l'agitation à 1000 tr/min, les ultrasons sont émis à 100 % (30 watts). Ce régime est maintenu pendant 3 minutes, puis on revient aux paramètres initiaux : vitesse de pompe de 2000 tr/min, vitesse d'agitateur de 800 tr/min, absence d'ultrasons. Au bout de 10 s (pour évacuer les bulles d'air éventuelles), on effectue une mesure de 30 s (30000 images analysées). Cette seconde mesure correspond à une poudre désagglomérée par dispersion ultrasonique.

Chaque mesure est répétée au moins deux fois pour vérifier la stabilité du résultat. L'appareil est étalonné avant chaque séance de travail au moyen d'un échantillon standard (silice Cl0 Sifraco) dont la courbe granulométrique est connue. Toutes les mesures présentées dans la description et les gammes annoncées correspondent aux valeurs obtenues avec ultrasons.

Méthode de mesure de la résistance à la compression La mesure est réalisée sur une éprouvette cylindrique de 15 cm de diamètre et de 10 cm de hauteur selon la méthode décrite dans la norme NF 12390-3 « Résistance à la compression des éprouvettes ».

Méthode de mesure de la perméabilité d'un élément en béton perméable La mesure est réalisée sur une éprouvette cylindrique de 15 cm de diamètre et de 10 cm de hauteur selon la méthode décrite dans la norme NF EN 12697-19 « Mélanges bitumineux - Méthodes d'essai pour mélange hydrocarboné à chaud - Partie 19 : perméabilités des éprouvettes ».

Méthode de mesure de la porosité d'un élément en béton perméable La porosité du béton est déterminée par pesée selon la méthode décrite dans le document RMCAO T040 « Test method for porosity measurements of Portland pervious concrete ». En mesurant la masse, le volume ainsi que la densité apparente, on en déduit la porosité du béton. Cette méthode ne permet pas de distinguer la porosité ouverte de la porosité non accessible.

Méthode de détermination de l'efficacité de filtration Afin de déterminer l'efficacité de filtration, l'eau s'infiltrant au travers du système de filtration selon l'invention est récupérée et analysée. Chaque semaine, 1 litre d'une eau, avec une charge en polluants (voir tableau 3) représentative des concentrations pouvant se trouver dans les eaux de ruissellement d'une zone urbaine, est versé sur la face de réception du système de filtration qui mesure 1 m2 en une fois le premier jour de la semaine.

Tableau 3 : Concentration en polluants appliquée Semaine Paramètre Concentration 1 Phosphore total 0,48 mg/L 2 Azote total 5,26 mg/L 3 Plomb 0,2 mg/L 4 Cuivre 0,12 mg/L 5 Zinc 1,26 mg/L 6 Huile 3 g/m2 Un dispositif permet de récupérer l'eau filtrée par le système de filtration dans un bac récupérateur. Un contrôle régulier des bacs récupérateurs avec des analyses en hydrocarbures totaux (par spectrométrie infrarouge suivant la méthode AFNOR T90-114), azote total (par un appareil analyseur du carbone organique total et de l'azote total), phosphore (par spectrométrie d'émission atomique à plasma à couplage inductif) et en métaux lourds (par spectrométrie d'émission atomique à plasma à couplage inductif) des eaux récupérées est réalisé.

EXEMPLE 1 Un béton selon la formulation (1) a été préparé. Le béton a été coulé dans un moule pour former une dalle parallélépipédique. La surface libre du béton dans le moule a été tassée jusqu'à l'obtention d'une dalle 10, telle que représentée en figure 1, ayant la forme d'un parallélépipède rectangle ayant une longueur de 60 cm, une largeur de 40 cm et une hauteur de 15 cm. La grande face 12 de la dalle 10 correspond à la face de réception d'eau du système de filtration et la grande face opposée 13 de la dalle 10 correspond à la face de fourniture d'eau filtrée. La face 12 comprend une empreinte 14 en forme de parallélépipède rectangle ayant une longueur de 40 cm une largeur de 20 cm et une profondeur de 2 cm. La résistance à la compression à 28 jours de la dalle est de 8,9 MPa. La perméabilité de la dalle 10 est de 7,1 mm/s. La porosité de la dalle est de 30 %. La figure 2 représente un exemple de réalisation de système de filtration 5 selon de l'invention comprenant la dalle 10 pour laquelle on a représenté de façon schématique des gravillons 15 et des vides 16. Un film 17 d'un géotextile (membrane commercialisée par la société Soprema sous l'appellation soprafiltre) a été disposé dans l'empreinte 14. Le film 17 a été recouvert d'une couche 18 de 2 cm d'épaisseur de terreau universel. Un gazon (composé de fétuques et de ray grass), commercialisé sous l'appellation gazon rustique par la société Vilmorin a été planté dans la couche 18 de terreau. Il a été semé 5 kg de graines pour une surface 200 m2. En figure 2, on a représenté de façon schématique les plantes obtenues 20.

EXEMPLE 2 Un béton selon la formulation (1) a été préparé. Le béton a été coulé dans un moule pour former une dalle parallélépipédique. La surface libre du béton dans le moule a été tassée jusqu'à l'obtention d'une dalle ayant la forme d'un parallélépipède rectangle ayant une longueur de 60 cm, une largeur de 40 cm et une hauteur de 15 cm. Deux ouvertures cylindriques ont été réalisées dans la dalle. Chaque ouverture cylindrique a un diamètre de 10 cm et une profondeur de 5 cm environ. La résistance à la compression à 28 jours de la dalle est de 8,9 MPa. La résistance à la flexion à 28 jours de la dalle est de 1,25 MPa. La perméabilité de la dalle 10 est de 7,1 mm/s. La porosité de la dalle est de 30 %.

Une couche d'un géotextile (membrane commercialisée par la société Soprema sous l'appellation soprafiltre) a été disposée dans chaque ouverture cylindrique. La couche de géotextile a été recouverte d'une couche de 2 cm d'épaisseur de terreau universel.

Un plant d'un lierre, commercialisé sous l'appellation hedera helix par la société botanic, a été planté dans l'une des ouvertures. Un plant de Sedum, commercialisé sous l'appellation sedum acre par la société botanic a été planté dans l'autre ouverture cylindrique. Les plantes ont poussé pendant 6 mois de mai à octobre.

EXEMPLE 3 La figure 3 représente un autre exemple de réalisation d'un système de filtration 25 selon l'invention. Un béton selon la formulation (2) a été préparé. Le béton a été coulé dans des moules pour former trois dalles parallélépipédiques ayant chacune la forme d'un parallélépipède rectangle ayant une longueur de 200 cm, une largeur de 120 cm et une hauteur de 15 cm. Chaque dalle a été recouverte après coulage d'une bâche en plastique pendant 2 jours. Chaque dalle 30 ne comprend pas d'empreinte sur la face supérieure 32. La résistance à la compression à 28 jours de la dalle est de 8,9 MPa. La perméabilité de la dalle 30 est de 7,1 mm/s. La porosité de la dalle est de 30 %. Pour chaque dalle 30, un cadre en bois 34 a été disposé sur la face supérieure 32 de la dalle 30. Une couche 36 de 2 cm d'épaisseur de terreau universel a été répartie sur la face supérieure 32 dans le cadre 34. Pour la première dalle, 9 plants de Sedum, commercialisé sous l'appellation sedum du Kamtchatka par la société Cerdys ont été plantés. En figure 3, on a représenté de façon schématique les plantes obtenues 38. Pour la deuxième dalle, 9 plants de fétuque bleue, commercialisé sous l'appellation Festuca glauca « Elijah blue » par la société Cerdys ont été plantés. Aucune plante n'a été plantée pour la troisième dalle.

On a laissé pousser les plantes pendant 3 semaines. Pour la deuxième dalle, le fétuque bleue n'a pas résisté bien qu'il s'agisse d'une plante d'extérieur qui est adaptée au sol sec et au climat chaud et sec. La méthode de détermination de l'efficacité de filtration décrite précédemment a été mise en oeuvre pour les première et troisième dalles.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Système (5 ; 25) de filtration d'eau, comprenant : - un bloc (10 ; 30) en un béton perméable comprenant une face (12 ; 32) de réception d'eau et une face (13) de fourniture d'eau filtrée ; - une couche d'un substrat (18 ; 36) recouvrant au moins en partie la face de réception ; et - au moins une plante (20 ; 38), dont les racines s'étendent au moins en partie dans la couche du substrat, choisie parmi le groupe comprenant le genre sedum, lolium, sorghum, hordeum et trifolium.
2. 2. Système de filtration selon la revendication 1, dans lequel la plante (20 ; 38) est choisie parmi le groupe comprenant le genre lolium, sorghum, hordeum et trifolium.
3. 3. Système de filtration d'eau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la face (12) de réception d'eau comprend un enfoncement (14), la couche de substrat (18) étant disposée au moins en partie dans l'enfoncement.
4. 4. Système de filtration d'eau selon la revendication 1 ou 2, comprenant une bordure (34) entourant la couche du substrat (36).
5. 5. Système de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le béton perméable comprend pour un mètre cube de béton frais : de 100 kg à 400 kg d'un liant hydraulique ; et de 1300 kg à 1800 kg d'un gravillon ou un mélange de gravillons ayant une taille moyenne comprise de 3 à 20 mm.
6. 6. Système de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le béton perméable a une densité à l'état durci de 1500 à 35 2200 kg/m3. 10 15 20 25 30 15
7. 7. Système de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le béton perméable a une porosité à l'état durci de 10 à 40 % en volume.
8. 8. Système de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le béton perméable a une résistance à la compression après 28 jours supérieure ou égale à 6 MPa.
9. 9. Système de filtration selon la revendication 5, dans lequel le béton perméable comprend pour un mètre cube de béton frais : de 60 kg à 400 kg de ciment Portland ; de 0 kg à 180 kg d'au moins un matériau particulaire ou d'un mélange de matériaux particulaires ayant une taille moyenne de particules inférieure à 100 pm ; de 0,3 kg à 3 kg d'un plastifiant ; de 1300 kg à 1800 kg du gravillon ou du mélange de gravillons ; et de 40 kg à 200 kg d'eau.