EP3022360B1 - Dispositif et procédé de déneigement - Google Patents

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EP3022360B1
EP3022360B1 EP14750571.3A EP14750571A EP3022360B1 EP 3022360 B1 EP3022360 B1 EP 3022360B1 EP 14750571 A EP14750571 A EP 14750571A EP 3022360 B1 EP3022360 B1 EP 3022360B1
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EP
European Patent Office
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reservoir
snow
water
storage basin
ultrasound
Prior art date
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EP14750571.3A
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German (de)
English (en)
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EP3022360A1 (fr
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Hassan AL BIZRI
François DOUSTEYSSIER
Christophe MICOLI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ecodeneige
Maritime d'Expertises Cie
Original Assignee
Ecodeneige
Maritime d'Expertises Cie
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Publication date
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Application filed by Ecodeneige, Maritime d'Expertises Cie filed Critical Ecodeneige
Publication of EP3022360A1 publication Critical patent/EP3022360A1/fr
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Publication of EP3022360B1 publication Critical patent/EP3022360B1/fr
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H5/00—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice
    • E01H5/12—Apparatus or implements specially adapted for breaking, disintegrating, or loosening layers of ice or hard snow with or without clearing or removing ; Roughening ice or hard snow by means of tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/32—Discharging presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/26—Permeable casings or strainers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H5/00—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice
    • E01H5/10—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice by application of heat for melting snow or ice, whether cleared or not, combined or not with clearing or removing mud or water, e.g. burners for melting in situ, heated clearing instruments; Cleaning snow by blowing or suction only
    • E01H5/102—Self-contained devices for melting dislodged snow or ice, e.g. built-in melting chambers, movable melting tanks

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for reducing the volume and fluidification of snow for the evacuation of snow accumulated on roads in public places or industrial and airport sites.
  • the present invention relates to the general field of reducing the volume of snow due to bad weather in areas of large area and whose evacuation and return to service of the area must be carried out very quickly.
  • the evacuated snow contains pollutants such as fuels as well as various solid waste or objects such as pieces of tires or various dirt.
  • the device US 4,697,572 uses water from the urban network in very large quantities to mechanically create a mixture. Water from the urban network is consumed significantly and released as a water / snow amalgam. It is the calories of the urban water that are used at a high price.
  • the disadvantages of the current methods come from the fact that the volume of snow at stake requires storage in large enclosures or bins and therefore at a place far from the site whereas, because of the volume of snow at stake, the number of gear as well as the number of loading / transport / discharge cycles between the site and the storage site are relatively important and therefore the proposed snow removal processes are relatively long and expensive.
  • the object of the present invention is therefore to provide snow removal devices and methods making it possible to facilitate transport and to reduce the volume of snow as quickly as possible in order to allow it to be evacuated in order to limit extremely costly shutdowns, and lower cost.
  • the goal is to reduce the amount of snow accumulated on large surfaces that must be made operational very quickly and to evacuate and / or store the snow in liquid form in tanks of limited volume to be able to locate them easily near risky sites to limit the distance to be covered by snow removal equipment.
  • said first reservoir is partially pre-filled with water at the bottom of the first reservoir to above said ultrasound emitters and below said mechanical means of breakdown. Ultrasound thus differs with greater efficiency in water than in air.
  • said rigid structure is a lattice structure defining orifices for the passage of the fluidized snow and its downward flow of the first reservoir, said rigid structure extending over substantially the entire horizontal cross section of the first reservoir and supporting a plurality of ultrasound emitters distributed in several places.
  • said ultrasound emitters are in the form of cylindrical bars, preferably in the number of 10 to 50, fixed over the solid portions of said rigid structure and distributed over said rigid structure so that said ultrasound diffuse substantially homogeneously throughout the cross section of said first tank, at least in a lower part of the first tank preferably pre-filled with water.
  • ultrasonic destructuring means are optimized in terms of power required and / or speed of fluidification of the snow which becomes easier and faster transferable.
  • the fluidification of the snow in said first tank is carried out in the form of a homogeneous pumped and pumped fluidified snow-water mixture or mechanically transferable to the said larger storage basin in which the complete cast iron natural snow is at room temperature and without any energy input from the machine.
  • Ultrasound can destruct the aggregates of the crystals forming the snow and facilitate the fluidification of the snow without heating it and without making a change of state so as to reduce the volume and allow its transfer easily. If necessary, some of the snow from swimming in the submerged lower part of the first tank pre-filled with water may melt.
  • the fact of not melting the snow but of bringing it to a pasty homogeneous pumpable and or mechanically transferable thanks to the combination of means applying in particular the ultrasounds to destructure the snow, allows to considerably reduce the consumption of energy since the calories required to pass from the solid state to the liquid state, are not necessary within the reservoir.
  • the method according to the present invention does not consume water but operates in closed circuit with the storage tank and allows the recovery and treatment of water for use for other needs.
  • the device according to the present invention is therefore more advantageous both in terms of energy consumption and in terms of water saving.
  • the heating of the water is not necessary and is only implemented to prevent the freezing of the nozzles or pipes or organs of the machine under certain circumstances.
  • the combination of means involving the use of ultrasound and agitation allows destructuring aggregates of ice crystals forming the snow to fluidify it, without changing its physical state, so that the overall energy consumption of the process according to the The invention is at least 20 times less than previous devices involving the heating of snow.
  • the said means of hashing and / or mixing and reduction and fluidization are able to break blocks of ice or compacted snow and to destructure and homogenize the snow to make it transferable in said first transfer line from the lower end of the reservoir to the storage basin.
  • Said water injection means at room temperature contribute to the fluidification thereof by using the energy that comes from the storage tank through the contribution of calories naturally present in the soil.
  • the system operates in a closed loop without any energy input from the machine other than a transfer pump.
  • the implementation of a relatively limited first reservoir volume in which the snow is fluidized before being transferred by pumping means to said storage basin of greater volume and further from the snow-covered site makes possible the permanent implantation of the first reservoir at a relatively small distance from the site at risk.
  • the duration of the snow fluidification treatment in the relatively small first tank is compatible with the loading / transport / unloading duration of a relatively small number of trucks. bucket and / or bucket of standard size loaders.
  • the first tank is used only to fluidify the snow, which is naturally melted in the larger storage tank by the tank. natural supply of energy from the ground and can be implanted at a greater distance from the site, the mixture obtained in the first tank allowing the easy transfer to long distances via pipes and pumps.
  • the reservoir's reception capability will be several m 3 of snow, in particular from 4 to 30 m 3, according to the model of the machine and therefore adapted according to the size of the site and loading / unloading means snow as well as the number of tanks according to the present invention.
  • the first tank receives snow unloaded directly by dump trucks. It serves as a buffer tank and includes equipment to help the snow down, even to compact, fluidify by water injection, knead and force down the tank.
  • the lower part of the first tank is pre-filled with water so that the snow can be pumped out and the resulting mixture is sent to the injection nozzles which equip the first tank and / or to the storage tank, bringing thus the calories necessary to increase the fluidification of the snow.
  • ultrasound diffuses more effectively in water than in air.
  • Another advantage of the device is therefore also environmental because it allows to reuse a water rather than being lost as explained below.
  • Another advantage, energetic this time, lies on the one hand in the fact of using the heat energy given by the soil and brought by the water stored in the storage basin to melt the snow and fluidify the agglomerate and on the other hand to reduce the distances traveled by trucks and therefore by the same reduction of greenhouse gases.
  • an interest of the device is also to avoid the melting of the snow on the spot which generates areas highly humid and potentially muddy which present suddenly a danger for the circulation.
  • the ultrasonic generation means emit ultrasound of at least 20 kHz, preferably from 20 kHz to 1 MHz.
  • These ultrasound generation means comprise in a known manner generators for increasing the frequency of the usual voltage which is 50 Hz up to a frequency greater than or equal to 20 kHz coupled to transducers still called sonotrodes consisting of one or more pairs of preloaded piezoelectric ceramic forming Langevin triplets which transforms the electric current into vibratory mechanical displacement thus generating ultrasonic waves.
  • the combination of said mobile dynamic settlement means, said water injection means and said hashing and kneading means thus divides the volume of the snow by a factor of 2 to 5 at least, while said means for generating ultrasound can fluidify the snow into a homogeneous mixture to allow its rapid transfer via pipes and conventional pumping and transfer means.
  • said mobile dynamic settlement means comprise pivoting plates, preferably perforated plates, all of said plates covering substantially the entire surface of a horizontal section of said first tank above said hash means and and / or kneading, said plates being fixed to the side walls of the first tank in an articulated manner in rotation with respect to said side walls of said first tank, along an axis of horizontal rotation, preferably using hydraulic cylinders.
  • the snow contains 50 to 90% of air, the adjournments allow to evacuate the air and pre-chop the snow during its settlement. More particularly, the perforations of said perforated plates form a comb or rake structure with solid structures. are at least 10 cm wide spaced by voids at least 10 cm wide.
  • the first reservoir further comprises means for filtering solid objects contained in the snow, preferably a mesh grid preferably of at least 5 cm, arranged upstream of said discharge orifice of the fluidized snow mixture. lower part of the first tank, downstream of said ultrasonic generation means, and means for discharging said objects towards the outside of said first tank, in particular an additional tank, preferably scavenger-type evacuation means actuated by a hydraulic cylinder or Archimedes screw.
  • the first reservoir, the injection nozzles and the pipelines further comprise secondary heating means by joule effect.
  • the heating is implemented only to prevent the freezing of the nozzles or pipes but is not required to fluidify the snow but it is the use of the combination of means including ultrasound which allows destructuring aggregates of ice crystals forming snow.
  • chords constituting said lattice structure supporting the ultrasound emitters define a regular mesh of 5 to 15cm.
  • the ultrasonic means make it possible to transform the compacted snow in order to increase its fluidity and to make it easier to move the mixture obtained after treatment with ultrasound in the pipes and means of evacuation and transfer which will transfer this mixture to the storage basin via pipes of diameter section at least 200mm. This displacement action is performed through the transfer pump.
  • the destructured snow is decreased in volume.
  • said mechanical means are hashing and kneading and forced displacement means comprising toothed rotating discs and / or inclined pallet-shaped fingers mounted on at least one horizontal transverse axis or drum, able to break and push down pieces of ice and / or compacted snow, preferably a plurality of parallel axes so as to cover the entire horizontal section of said first tank.
  • said first reservoir comprises or cooperates with means for dynamic evacuation of the fluidized snow, at the lower end of the first reservoir, preferably a transfer pump and / or a motorized worm, downstream of said orifice evacuation, and below said filtering means and said means for generating ultrasound.
  • means for dynamic evacuation of the fluidized snow at the lower end of the first reservoir, preferably a transfer pump and / or a motorized worm, downstream of said orifice evacuation, and below said filtering means and said means for generating ultrasound.
  • the first reservoir further comprises first fluidized snow transfer means comprising first conduit and first fluid circulation pump from said first reservoir to a said storage tank, and second water transfer means between said storage pond and water injection nozzles within the first tank, comprising second pipe and second fluid circulation pump.
  • the first tank is an open tank whose side walls at the bottom are partially buried in the ground or said first tank is arranged on a truck or on a trailer.
  • said first tank is mounted and fixed directly on a truck in order to follow the snowplowing machines, which then directly pour the snow into the opening of the first tank.
  • the storage tank is open air whose side walls are at least at least buried in the ground. Otherwise, the storage tank can simply be placed on the ground.
  • the device can be equipped with hydraulic pumps and pipes for transferring water to a point allowing its discharge such as river, lake or retention basin, after filtration.
  • the ability to reduce snow, its fluidification and evacuation and storage is dependent on the size of the place to be equipped and the type of snow, including the proportion of air it contains, namely, in general from 50 to 90% air as mentioned above.
  • the number of devices to implement is to be adapted on the basis of standard sizes of about 2 to 30 cubic m3 and the number and size of the tanks are adjustable according to the geometric constraints of the site. For example, it is possible to use a storage basin with a capacity of 20m x 30m x 4m or 2,400m3.
  • the earth acts as a heat exchanger so that the fluidized mixture of snow transferred from the bottom of the first tank and / or the water transferred from the second tank, are a temperature higher than the outside temperature.
  • the invention also makes it possible to add filtration modules in order to separate the chemical and particulate pollutants from the water contained in the storage tank, the aim being to make it usable for green spaces in hot weather for example or even for use in cleaning and sanitary water.
  • said first reservoir and said storage basin are partially pre-filled with water and preferably at least partially buried, and the water flows in a closed circuit between said storage tank and said first tank, said storage tank comprising or cooperating with filtration and water circulation means for transferring water stored in a water supply network or in the environment.
  • the device (s) can be connected directly to them.
  • the device and the various steps of the method according to the invention are determined by instructions of computer programs and or industrial programmable logic controller (PLC) with human machine interface (HMI).
  • PLC programmable logic controller
  • HMI human machine interface
  • the invention also relates to a computer program on an information medium, this program being capable of being implemented in a control module, this program comprising instructions adapted to the implementation of the steps of the process according to the invention.
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other form desirable shape.
  • the information medium can be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which can be routed via an electrical or optical cable, by radio or by other means to a control room for report alarm and / or remote control.
  • the figure 1 represents a device according to the invention for reducing the volume of snow by the fluidizing to evacuate more easily.
  • the device for reducing volume, fluidization and storage according to the invention shown in the figures comprises a first reservoir 1 disposed below the ground level in a pit 17 which can be partially buried near the site to be cleared of snow and connected. to a second tank called storage basin 11 of larger volume also preferably buried located at a greater distance from the site to snow.
  • the tank and storage basin are open.
  • the packing means also contribute to pushing the snow down the first tank 1 towards the hashing and kneading means 2.
  • the plates 4a are formed of parallel slats 4 2 spaced by voids 4 1 forming combs or rakes.
  • the orifices 4 1 within the perforated plates 4 allow the evacuation of the air contained in the snow during its compaction.
  • compaction also aims to optimize the efficiency of the destructuring means of the snow by ultrasonic treatment described below.
  • the compacted snow in the intermediate compartment 1b between the perforated plates 4a in the low position and hashing and kneading means 2 (described below) is treated by injecting water at room temperature at the first spray nozzles. 3a water mounted on the side walls of the intermediate portion 1b of the tank.
  • the water comes from the water 12 stored in the storage tank 11 which is initially filled with an amount of at least 20% here about 50% of its volume.
  • the water 12 is pumped at the bottom 11a of the storage tank 11 and transferred by said second transfer line 10 and the second circulation pump 10a to the spray nozzles 3a and 3b.
  • the spray nozzles 3a and 3b make it possible to spray the snow with water in order to contribute to its fluidization because the sprayed water is at ambient temperature.
  • chopping and mixing means 2 comprising a plurality of chopping and mixing devices 2 arranged horizontally and in parallel.
  • Each chopping and kneading device 2 comprises a plurality of discs whose periphery is toothed and / or of fingers or lugs in the form of pallets 2a, inclined relative to the vertical, arranged parallel to each other regularly spaced, mounted around and along a horizontal axis 2b adapted to be actuated in rotation by means of a motor 2c.
  • the toothed rotary discs and / or pallets 2a thus create the triple technical effect of hashing, mixing and forced displacement of the compacted downward snow which arrives at a lower part 1c of the tank disposed below the hashing and kneading means 2 .
  • the side walls of the first tank are of pyramidal or funnel shape.
  • the compacted snow has been thinned in part and is in the form of a mixture.
  • the chopped and kneaded snow is also subjected to a water injection treatment by second lower water spraying nozzles 3b disposed under the chopping and mixing devices 2, fed by the same second pipe 10 and the second pump 10a. .
  • the snow undergoes a volume reduction of at least a factor of 2 to 5, whereby it is useful to subject it to additional compaction treatment resulting from the funnel-shaped side walls of the tank in said lower part 1b.
  • hash and kneading devices 2 are arranged arranged side by side so as to cover substantially the entire surface of a horizontal section of the first tank, two successive devices being regularly spaced apart and their axis of rotation being rotated in the opposite direction relative to each other.
  • the snow is subjected to ultrasonic treatments in order to complete the destructuring and the fluidification of the snow.
  • This lower part 1c of the first tank is pre-filled with water initially and represents a volume for example of about 6m3.
  • the surface 6 of the water being for example about 6m 2 over a height H2 greater than 1m because of the funnel shape of this lower part 1c.
  • the ultrasonic treatment means comprise a rigid lattice structure 5 constituted by a grid of rigid sections or members 5a 5 to 10 cm thick and on which width sonotrodes or transducers 5b ultrasound transmitters are uniformly distributed. multiple locations in the horizontal cross section of the first tank.
  • the sonotrodes are in the form of substantially cylindrical bars with a diameter of about 5 to 10 cm and a height of about 50 to 150 cm. Ultrasonic transmitters in the form of bars of this type are known to those skilled in the art and commercially available.
  • This embodiment is advantageous because it creates a vibrating contact surface and therefore an ultrasound generation within the water / snow mixture in the first reservoir and substantially over its entire cross section.
  • the initial water pre-filling of the lower part 1c of the first reservoir makes it possible to fully immerse the said ultrasound-emitting bars, in particular to promote the diffusion of ultrasound within the entire water / snow mixture.
  • FIG. 7 of smaller mesh size 7 1 intended to recover the pieces of detritus or various objects initially contained in the spilled snow and which may be periodically evacuated from the grid by a scraper 7a actuated by a hydraulic cylinder 7b towards the outside of the tank 1 having an escape hatch (not shown) to the storage basin 11 annex.
  • the grid 7 serves in particular to retain any metallic or mineral elements such as stones contained in the snow.
  • this grid 7 below the fluidization means 2-6 of the first reservoir because if this grid 7 was disposed in the upper part, its small mesh 7 1 could prevent the passage of non-fluidized snow through the filtration grid .
  • the lower open end 1e of the lower part 1d of the tank disposed under the grid 7 is funnel-shaped to accompany the reduction of snow volume in fluidized form.
  • the lower end 1e communicates with a discharge means 8 of the fluidized snow.
  • These evacuation means 8 comprise a transfer pump 9ab and a pipe 9 optionally supplemented by an endless motorized screw 8a or an Archimedean screw within a cylindrical nozzle 8c actuated by a motor 8b and push the fluidized snow to within the first transfer pipe 9 with the circulation pump 9a thus feeding the storage tank 11 thus creating a closed loop circulation between the first tank and the storage tank.
  • the storage tank 11 may be equipped with a third transfer line 13 from its bottom 11a transferring with the aid of a circulation pump 14 integrating filtration means water to a water supply network 15.
  • the third transfer line 15 may also make it possible to evacuate water 12 stored in the storage basin 11 to a secondary storage point such as a lake, a river or the like.
  • Ultrasound has an effect on the fluidification of snow without having to heat it under the following conditions.
  • Ultrasound has the effect of reducing the volume of snow at first as the snow retracts on itself and fluidize to obtain an easily transferable mixture using conventional pumps and pipes.
  • This effect is improved in terms of speed by 30% if the volume of the snow mass is initially reduced by 30% per settlement.
  • the amount of snow to be evacuated for 10 cm thick would be 200,000 to 600,000 m3 with a weight that varies from 200 to 500 kg / m3, the equivalent water to be evacuated is 22,000 to 300,000 m3.

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Description

  • La présente invention concerne un procédé et un dispositif de réduction du volume et fluidification de neige pour l'évacuation de neige accumulée sur des chaussées dans les lieux publics ou sites industriels et aéroportuaires.
  • La présente invention se rapporte au domaine général de la réduction du volume de neige suite à des intempéries dans des zones de superficie importante et dont l'évacuation et la remise en service de la zone doivent s'effectuer très rapidement.
  • Il s'agit principalement des aéroports et aérodromes mais également de toutes les surfaces dans les lieux publics qui nécessitent d'être dégagées de la neige accumulée de manière à retrouver une situation normale de fonctionnement.
  • Les aéroports, entre autres, présentent des superficies de l'ordre de plusieurs millions de m2 ce qui représente plusieurs centaines de milliers de m3 de neige à évacuer afin de retrouver des conditions d'exploitation normales. L'évacuation doit se faire très rapidement et peut être envisagée en 1 à 3 jours. Elle est actuellement effectuée à l'aide d'engins publics de type tractopelles et camions benne parfois avec un transfert de la neige sur de longues distances.
  • Un problème provient de ce que le volume de neige en jeu nécessite de la stocker en un lieu éloigné du site. En particulier, la neige enlevée ne doit pas être accumulée en bord de piste pour éviter une accumulation d'eau se transformant en boue et dangereuse pour les avions. Un deuxième problème provient du fait qu'une hauteur maximale admissible en bord de piste doit être respectée pour l'exploitation de l'aéroport. Cette hauteur admissible n'est pas compatible avec les volumes de neige en jeu lors d'évènements climatiques neigeux.
  • Du fait du volume de neige en jeu, le nombre d'engins ainsi que le nombre de cycles de chargement/transport/déverses en un lieu de stockage adapté est relativement important et les procédés de déneigement rapides s'avèrent extrêmement couteux.
  • Un autre problème provient de ce que la neige évacuée comporte des polluants tel que des carburants ainsi que des déchets ou objets solides divers tels que des morceaux de pneumatiques ou saletés diverses.
  • Les problèmes d'élimination de neige accumulée affectent aussi les sites touristiques hivernaux tels que les stations de ski et les sites industriels tels que les installations d'exploitation pétrolière et installation de production de gaz dans les zones nordiques ou polaires où les phénomènes climatiques peuvent entrainer la formation de congères sur les installations et bâtiments pouvant les rendre impraticables et/ou inexploitables voire dans certains cas inaccessibles.
  • Actuellement, en pratique, ces contraintes sont combattues par la fonte de la neige et changement d'état physique, état de glace à l'état liquide par changement de phase, par chauffage impliquant des énergies importantes du fait du changement de phase, impliquant notamment des énergies d'origine fossiles telles que gaz, charbon et pétrole entrainant d'importantes émanations de gaz à effet de serre qui remettent en question les exploitations en zone urbaine ou polaire à cause des dégâts engendrés sur l'écosystème pour ces traitements de fonte de neige.
  • Il est connu notamment dans US 540 026 , US 2008/0178866 ou WO2012/038595 de stocker et chauffer la neige par différents moyens de chauffage ordinaire dans une enceinte en surface et en récupérer de l'eau.
  • Dans le document US 4697572 , on décrit un récipient équipé de moyens de déstructuration de la neige combinés à des moyens d'injection d'eau, le liquide étant évacué à l'égout.
  • Le dispositif de US 4 697 572 utilise de l'eau du réseau urbain en quantité très importante afin de créer mécaniquement un mélange. L'eau du réseau urbain est consommée de manière importante et rejetée sous forme d'amalgame eau/neige. Ce sont les calories de l'eau du réseau urbain qui sont dispendieusement utilisées.
  • Les inconvénients des procédés actuels viennent de ce que le volume de neige en jeu nécessite de la stocker dans des enceintes ou bacs volumineux et donc en un lieu éloigné du site alors que, du fait du volume de neige en jeu, le nombre d'engins ainsi que le nombre de cycles de chargement/transport/déverse entre le site et le lieu du stockage sont relativement importants et donc les procédés de déneigement proposés restent relativement longs et couteux.
  • Le but de la présente invention est donc de fournir des dispositifs et procédés de déneigement permettant de faciliter le transport et réduire le plus rapidement possible le volume de neige pour permettre de l'évacuer afin de limiter les arrêts d'exploitation extrêmement coûteux, et à moindre coût. Plus particulièrement, le but est de permettre la réduction du volume de la neige accumulée sur des surfaces importantes qui doivent être rendues opérationnelles très rapidement et d'évacuer et/ou de stocker la neige sous forme liquide dans des réservoirs de volume limité afin de pouvoir les implanter facilement à proximité des sites à risque pour limiter la distance à parcourir par les engins de déneigement.
  • Pour ce faire, la présente invention fournit un dispositif de réduction de volume et de fluidification de neige comprenant :
    • un premier réservoir fixe (faisant office de « bac de fluidification »), équipé de moyens de fluidification et réduction de volume de la neige, et
    • au moins un deuxième réservoir formant un bassin de stockage de plus grand volume que le premier réservoir, le volume dudit bassin de stockage étant d'au moins 20 fois de préférence au moins 100 fois, le volume du premier réservoir, et ledit bassin de stockage étant rempli au moins partiellement d'eau à température ambiante, de préférence au moins 20% de son volume étant rempli d'eau, et
    • au moins une première canalisation de transfert de fluide entre un orifice d'évacuation à l'extrémité inférieure dudit premier réservoir de fluidification et ledit bassin de stockage, et
    • au moins une deuxième canalisation de transfert entre le bassin de stockage et ledit premier réservoir, de préférence depuis le fond dudit bassin de stockage,
    • les dits moyens de fluidification comprenant :
      • des moyens de tassement de la neige comprenant des moyens mobiles de tassement dynamique (4), et
      • des moyens mécaniques de déstructuration par hachage et/ou malaxage disposés dessous lesdits moyens de tassement, et aptes à provoquer un déplacement forcé vers le bas de la neige, et
      • des moyens d'injection d'eau, de préférence comprenant des buses d'aspersion d'eau, à l'intérieur et/ou au-dessus du premier réservoir alimentés par de l'eau provenant du bassin de stockage via une dite deuxième canalisation, lesdits moyen d'injection d'eau étant situés au moins au-dessus des moyens de hachage et malaxage, de préférence aussi au-dessous desdits moyens de hachage et/ou malaxage, et
    • des moyens de génération d'ultrasons comprenant des dispositifs émetteurs d'ultrasons supportés par une structure rigide à l'intérieur du premier réservoir, disposés dessous lesdits moyens de hachage et/ou malaxage et dessous des dites buses d'injection d'eau.
  • De préférence, ledit premier réservoir est partiellement pré-rempli d'eau en partie basse du premier réservoir jusqu'au-dessus desdits émetteurs d'ultrasons et dessous lesdits moyens mécaniques de déstructuration. Ainsi les ultrasons diffusent avec une plus grande efficacité dans l'eau que dans l'air.
  • Plus particulièrement, ladite structure rigide est une structure en treillis définissant des orifices permettant le passage de la neige fluidifiée et son écoulement vers le bas du premier réservoir, ladite structure rigide s'étendant sur sensiblement toute la section transversale horizontale du premier réservoir et supportant une pluralité d'émetteurs d'ultrasons répartis en plusieurs endroits.
  • Plus particulièrement encore, lesdits émetteurs d'ultrasons se présentent sous la forme de barreaux cylindriques, de préférence au nombre de 10 à 50, fixés par-dessus les parties pleines de ladite structure rigide et répartis sur ladite structure rigide de manière à ce que lesdits ultrasons diffusent de manière sensiblement homogène sur toute la section transversale dudit premier réservoir, au moins dans une partie basse du premier réservoir de préférence pré remplie d'eau.
  • Cette disposition et diffusion homogène des émetteurs d'ultrasons au sein du premier réservoir permet d'augmenter l'efficacité des ultrasons qui sont générés directement au sein du mélange eau/neige. Ainsi les moyens de déstructuration par ultrasons se trouvent optimisés en termes de puissance requise et/ou rapidité de fluidification de la neige laquelle devient plus facilement et plus rapidement transférable.
  • Selon la présente invention, on réalise la fluidification de la neige dans ledit premier réservoir sous la forme d'une mélange homogène eau/neige déstructuré fluidifié pompable et ou transférable mécaniquement vers le dit bassin de stockage de plus grande taille au sein duquel la fonte complète naturelle de la neige s'effectue à température ambiante et sans aucun apport énergétique de la machine.
  • Les ultrasons permettent de déstructurer les agrégats des cristaux formant la neige et faciliter la fluidification de la neige sans la chauffer et sans opérer de changement d'état de manière à en réduire le volume et permettre son transfert de manière aisée. Le cas échéant, une partie de la neige du fait de baigner dans la partie basse immergée du premier réservoir pré remplie d'eau peut fondre.
  • Selon la présente invention, le fait de ne pas fondre la neige mais de l'amener à un état pâteux homogène pompable et ou transférable mécaniquement grâce à la combinaison de moyens appliquant notamment les ultrasons pour déstructurer la neige, permet de diminuer considérablement la consommation d'énergie puisque les calories requises pour passer de l'état solide à l'état liquide, ne sont pas nécessaires au sein du réservoir.
  • En outre, le procédé selon la présente invention, ne consomme pas d'eau mais fonctionne en circuit fermé avec le bassin de stockage et permet la récupération et le traitement de l'eau afin de l'utiliser pour d'autres besoins.
  • Le dispositif selon la présente invention est donc plus avantageux tant en terme de consommation d'énergie qu'en terme d'économie d'eau.
  • Selon la présente invention, le chauffage de l'eau n'est donc pas nécessaire et est seulement mis en oeuvre pour éviter le gel des buses ou conduites ou organes de la machine dans certaines circonstances.
  • La combinaison des moyens impliquant l'utilisation d'ultrasons et d'agitation permet de déstructurer les agrégats de cristaux de glace formant la neige pour la fluidifier, sans changer son état physique, de sorte que la consommation globale en énergie du procédé selon l'invention est au moins 20 fois inférieure à celle des dispositifs antérieurs impliquant le chauffage de la neige.
  • Les dits moyens de hachage et/ou malaxage et de réduction et de fluidification sont aptes à casser des blocs de glace ou de neige compactée et de déstructurer et homogénéiser la neige pour la rendre transférable dans ladite première canalisation de transfert depuis l'extrémité inférieure du réservoir vers le bassin de stockage.
  • Les dits moyens d'injection d'eau à température ambiante contribuent à la fluidification de celle-ci en utilisant l'énergie qui provient du bassin de stockage grâce à l'apport des calories présentent naturellement dans le sol. Le système fonctionne en boucle fermée sans apport d'énergie de la machine autre qu'une pompe de transfert.
  • La mise en oeuvre d'un volume de premier réservoir relativement limité au sein duquel la neige est fluidifiée avant d'être transférée par des moyens de pompage vers ledit bassin de stockage de plus grand volume et plus éloigné du site enneigé, rend possible l'implantation à demeure du premier réservoir à une distance relativement réduite du site à risque.
  • En outre, selon la présente invention, on tire parti du fait que la durée du traitement de fluidification de la neige dans le premier réservoir de taille relativement réduite est compatible avec la durée de chargement/transport/déchargement d'un nombre relativement réduit de camions benne et/ou de godet de chargeurs de taille standard.
  • De surcroît, du fait qu'on utilise un premier réservoir et un bassin de stockage distincts, le premier réservoir est mis en oeuvre seulement pour fluidifier la neige dont la fonte naturelle s'effectue au sein du bassin de stockage de plus grande taille par l'apport naturel d'énergie du sol et pouvant être implanté à plus grande distance du site, le mélange obtenu dans le premier réservoir permettant le transfert aisé vers de longues distances par l'intermédiaire de canalisations et pompes.
  • Plus particulièrement, la capacité de réception du réservoir sera de plusieurs m3 de neige, notamment de 4 à 30m3, suivant le modèle de la machine et donc adapté en fonction de la taille du site et des moyens de chargement/déchargement de la neige, de même que le nombre de réservoir selon la présente invention.
  • On comprend que le premier réservoir reçoit la neige déchargée directement par les camions benne. Il sert de réservoir tampon et comprend des équipements qui permettent d'aider la neige à descendre, voire de la compacter, de la fluidifier par injection d'eau, de la malaxer et la forcer vers le bas du réservoir.
  • La partie basse du premier réservoir est pré-rempli d'eau de manière à pouvoir y faire aboutir la neige et pomper et envoyer le mélange obtenu vers les buses d'injection qui équipent le premier réservoir et/ou vers le bassin de stockage, apportant ainsi des calories nécessaires à augmenter la fluidification de la neige. En outre, les ultrasons diffusent de façon plus efficace dans l'eau que dans l'air.
  • Un autre avantage du dispositif est donc également d'ordre environnemental car il permet de réutiliser une eau plutôt qu'elle soit perdue comme explicité ci-après.
  • Un autre avantage, énergétique cette fois-ci, réside d'une part dans le fait d'utiliser l'énergie calorifique donnée par le sol et apportée par l'eau stockée dans le bassin de stockage pour fondre la neige et fluidifier l'agglomérat et d'autre part de diminuer les distances parcourues par les camions et donc par la même la réduction de gaz à effet de serre.
  • D'autre part, un intérêt du dispositif est aussi d'éviter la fonte de la neige sur place ce qui génère des zones fortement humides et potentiellement boueuses qui présentent du coup un danger pour la circulation.
  • Les moyens de génération d'ultrasons émettent par ultrasons d'au moins 20kHz, de préférence de 20kHz à 1MHz.
  • Ces moyens de génération d'ultrasons comprennent de façon connue des générateurs permettant d'augmenter la fréquence de la tension électrique usuelle qui est de 50 Hz jusqu'à une fréquence supérieure ou égale à 20 kHz couplée à des transducteurs encore dénommés sonotrodes constitués d'un ou plusieurs couples de céramique piézoélectrique précontrainte formant des triplés de Langevin qui transforme le courant électrique en déplacement mécanique vibratoire générant ainsi des ondes ultrasonores.
  • De préférence, le tassement initial par les dits moyens mobile de tassement dynamique avant malaxage permet d'obtenir une diminution de volume initial Vo de la neige d'au moins 30% (V= 70% de Vo) d'où il résulte une réduction de l'énergie ou du temps pour fluidifier la neige compactée à l'aide des moyens de génération d'ultrason d'au moins 30% (t=70% de to).
  • La combinaison des dits moyens mobiles de tassement dynamique, dits moyens d'injection d'eau et dits moyens de hachage et malaxage permet ainsi de diviser le volume de la neige d'un facteur 2 à 5 au moins, tandis que lesdits moyens de génération d'ultrasons permettent de fluidifier la neige en un mélange homogène pour permettre son transfert rapide via des canalisations et moyens de pompage et de transfert conventionnels.
  • Plus particulièrement, les dits moyens mobiles de tassement dynamique comprennent des plaques pivotantes, de préférence des plaques ajourées, l'ensemble des dites plaques recouvrant sensiblement toute la surface d'une section horizontale du dit premier réservoir au-dessus des dits moyens de hachage et/ou malaxage, les dites plaques étant fixées aux parois latérales du premier réservoir de manière articulée en rotation par rapport auxdites parois latérales du dit premier réservoir, selon un axe de rotation horizontal, de préférence à l'aide de vérins hydrauliques.
  • La neige contient 50 à 90% d'air, les ajournements permettent d'évacuer l'air et pré-hacher la neige lors de son tassement. Plus particulièrement, les perforations des dites plaques ajourées forment une structure en peigne ou râteau avec des structures pleines présentent au moins 10 cm de largeur espacées par des vides au moins 10 cm de largeur.
  • De préférence, le premier réservoir comprend en outre des moyens de filtrage d'objets solides contenus dans la neige, de préférence une grille de maillage de préférence d'au moins 5cm, disposés en amont dudit orifice d'évacuation du mélange fluidifié de neige en partie basse du premier réservoir, en aval des dits moyens de génération d'ultrasons, et des moyens d'évacuation des dits objets vers l'extérieur dudit premier réservoir, notamment un bac supplémentaire, de préférence des moyens d'évacuation du type racloir actionnés par un vérin hydraulique ou vis d'Archimède.
  • Plus particulièrement, le premier réservoir, les buses d'injection et les canalisations comprennent en outre des moyens de chauffage secondaires par effet joule. Selon la présente invention, le chauffage est mis en oeuvre uniquement pour éviter le gel des buses ou des conduites mais n'est pas requis pour fluidifier la neige mais c'est l'utilisation de la combinaison des moyens impliquant notamment des ultrasons qui permet de déstructurer les agrégats de cristaux de glace formant la neige.
  • Plus particulièrement les membrures constitutives de ladite structure en treillis supportant les émetteurs d'ultrasons, définissent une maille régulière de 5 à 15cm.
  • Les moyens ultrasons permettent la transformation de la neige compactée afin d'en augmenter la fluidité et permettre le déplacement de manière plus aisée du mélange obtenu après traitement par les ultrasons dans les conduits et moyens d'évacuation et de transfert qui vont transférer ce mélange vers le bassin de stockage par l'intermédiaire de conduites de section de diamètre au moins 200mm. Cette action de déplacement est réalisée au travers de la pompe de transfert.
  • Avantageusement, le réservoir comprend en outre le dit réservoir, des moyens statiques de tassement consistant en ce que :
    • sa hauteur est de dimension supérieure à sa largeur, et
    • ses parois latérales comportent une partie formant un entonnoir de section horizontale inférieure à son ouverture supérieure, ladite partie formant entonnoir étant disposée au moins dessous les dits moyens de hachage et/ou malaxage.
  • Du fait qu'en dessous des dits moyens de hachage et/ou de malaxage, la neige déstructurée est diminuée en volume.
  • Plus particulièrement, lesdits moyens mécaniques sont des moyens de hachage et de malaxage et de déplacement forcé comprenant des disques rotatifs dentés et/ou des doigts en forme de palettes, inclinés montés sur au moins un axe ou tambour transversal horizontal, aptes à casser et pousser vers le bas des morceaux de glace et/ou de neige compactée, de préférence une pluralité d'axes parallèles de manière à couvrir toute la section horizontale du dit premier réservoir.
  • De préférence, le dit premier réservoir comprend ou coopère avec des moyens d'évacuation dynamique de la neige fluidifiée, à l'extrémité inférieure du premier réservoir, de préférence une pompe de transfert et/ou une vis sans fin motorisée, en aval dudit orifice d'évacuation, et au-dessous des dits moyens de filtrage et dits moyens de génération d'ultrasons.
  • Plus particulièrement, le premier réservoir comprend en outre des premiers moyens de transfert de neige fluidifiée comprenant des première conduite et première pompe de circulation de fluide depuis le dit premier réservoir vers un dit bassin de stockage, et des seconds moyens de transfert de l'eau entre le dit bassin de stockage et des buses d'injection d'eau au sein du premier réservoir, comprenant des deuxième conduite et deuxième pompe de circulation de fluide.
  • De préférence, le premier réservoir est un bac à ciel ouvert dont les parois latérales en partie basse sont enterrées partiellement dans le sol ou ledit premier réservoir est disposé sur un camion ou sur une remorque.
  • Dans une variante non préférée, le dit premier réservoir est monté et fixé directement sur un camion afin de suivre les déneigeuses qui déversent alors directement la neige dans l'ouverture du premier réservoir.
  • De préférence encore, le bassin de stockage est à ciel ouvert dont les parois latérales sont en partie basse au moins, enterrées dans le sol. Autrement, le bassin de stockage peut être simplement posé sur le sol.
  • La présente invention fournit également un procédé de déneigement d'un site à l'aide d'un dispositif selon l'invention caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
    • versement de la neige dans le premier réservoir, de préférence à raison de 2 à 30m3/minute de neige, et
    • actionnement desdits moyens de hachage et/ou malaxage, dits moyens d'injection d'eau, de préférence dits moyens de tassement dynamique et moyens de génération d'ultrasons, et
    • évacuation de la neige fluidifiée, depuis le dit orifice d'évacuation vers un dit bassin de stockage, de préférence à raison de 2 à 30m3/minute de neige fluidifiée. Ainsi il est possible de prévoir des rotations des engins de déchargement, camions et chargeurs, de 20 à 30 m3 toutes les 1 à 3 minutes.
  • Enfin, étant donné les volumes en jeu, le dispositif peut être équipé de pompes hydrauliques et de conduites permettant de transférer l'eau en un point autorisant son déversement tel que rivière, lac ou bassin de rétention, après filtration.
  • La capacité de réduction de la neige, de sa fluidification et de son évacuation et du stockage est dépendante de la superficie du lieu à équiper et du type de neige, notamment de la proportion d'air qu'elle contient, à savoir, en général de 50 à 90% d'air comme mentionné ci-dessus. Le nombre de dispositifs à implanter est à adapter sur la base de tailles standards d'environ 2 à 30 m3 unitaires et le nombre et la taille des réservoirs sont modulables en fonction des contraintes géométriques du site. Par exemple on peut mettre en oeuvre un bassin de stockage de capacité 20m x 30m x 4 m soit de 2.400 m3.
  • Lorsque ledit premier réservoir et/ou dit deuxième réservoir sont enterrés, la terre fait office d'échangeur thermique de sorte que le mélange fluidifié de neige transféré depuis le fond du premier réservoir et/ou l'eau transférée depuis le deuxième réservoir, sont à une température supérieure à la température extérieure.
  • Avec un tel dispositif qui fonctionne en boucle fermée, l'invention permet aussi d'adjoindre des modules de filtration afin de séparer les polluants chimiques et particulaires de l'eau contenue dans le bassin de stockage, le but étant de rendre celle-ci utilisable pour des espaces verts en période chaude par exemple ou bien encore une utilisation en eau de nettoyage et sanitaire.
  • De préférence, ledit premier réservoir et dit bassin de stockage sont partiellement pré-remplis d'eau et de préférence partiellement au moins enterrés, et l'eau circule en circuit fermé entre ledit bassin de stockage et ledit premier réservoir, ledit bassin de stockage comprenant ou coopérant avec des moyens de filtration et de circulation de l'eau permettant de transférer l'eau stockée dans un réseau d'alimentation en eau ou dans l'environnement.
  • Ainsi, en cas de présence de réseaux et de réservoirs d'eau naturels ou créés sur le site, le(s) dispositif(s) peuvent être raccordés directement sur ceux-ci.
  • Le dispositif et les différentes étapes du procédé selon l'invention sont déterminées par des instructions de programmes d'ordinateurs et ou d'automate programmable industriel (API) avec interface homme machine (IHM).
  • En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur sur un support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre dans un module de commande, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'invention.
  • Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens vers une salle de contrôle pour report d'alarme et/ou pilotage à distance.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif.
    • La figure 1 représente une vue de l'ensemble du dispositif avec le réservoir 1 et le bassin de stockage 11 en coupe longitudinale verticale du réservoir.
    • La figure 2 représente une vue du réservoir dans une fosse enterrée en coupe verticale transversale.
    • La figure 3 représente une vue de dessus du réservoir montrant les plaques ajourées de tassement en position basse de fermeture.
    • La figure 4 représente une vue de dessus de l'ensemble des dispositifs de hachage et malaxage 2.
    • La figure 5A représente une vue de dessus de la première structure en treillis 5 supportant des moyens de génération d'ultrasons.
    • La figure 5B est une vue en coupe verticale de la première structure en treillis 5 montrant des transducteurs 5a disposés de manière homogène.
    • La figure 6 est une vue de dessus d'une grille de filtration 6 vue de dessus.
  • La figure 1 représente un dispositif selon l'invention permettant de réduire le volume de neige en la fluidifiant pour l'évacuer plus facilement. Le dispositif de réduction de volume, de fluidification et de stockage selon l'invention représenté dans les figures comprend un premier réservoir 1 disposé en dessous du niveau du sol dans une fosse 17 qui peut être enterrée en partie à proximité du site à déneiger et relié à un deuxième réservoir dénommé bassin de stockage 11 de plus grand volume également de préférence enterré situé à une plus grande distance du site à déneiger. Le réservoir et bassin de stockage sont à ciel ouvert.
  • Le premier réservoir 1 comprend une section horizontale de forme rectangulaire et comporte une partie supérieure 1a à parois latérales évasées dont 2 parois latérales opposées parallèles sont équipées de moyen de tassement 4. Les moyens de tassement consistent en 2 plaques ajourées 4a rectangulaires montées à pivotement chacune selon un axe horizontal 4b disposé au niveau d'une dite paroi latérale et apte à être actionné en pivotement par un vérin 4c entre :
    • une position basse fermée, sensiblement horizontale dans laquelle les 2 plaques ajourées 4a recouvrent sensiblement toute la surface de la section horizontale du premier réservoir, ledit vérin 4c étant en position d'extension, et
    • une position haute ouverte, dans laquelle les plaques ajourées 4a sont sensiblement en position verticale contre lesdites parois latérales 1a. Initialement les plaques ajourées sont donc en position haute ouverte lorsqu'un chargeur ou un camion benne (non représenté) déverse de la neige dans le premier réservoir. Puis, dans un premier temps du procédé de traitement selon l'invention, les plaques ajourées sont pivotées en position basse pour compacter la neige entre lesdites plaques 4a et les moyens de malaxage 2 situés dessous tel que décrit ci-après. On préfère ici que les plaques ajourées 4a ne descendent pas plus bas que la position horizontale pour ne pas compacter excessivement la neige et bloquer l'actionnement des moyens de hachage et malaxage 2 décrit ci-après.
  • Les moyens de tassement contribuent également à pousser la neige vers le bas du premier réservoir 1 en direction des moyens de hachage et malaxage 2.
  • Sur la figure 3, les plaques 4a sont formées de lattes parallèles 42 espacées par des vides 41 formant des peignes ou râteaux.
  • Les orifices 41 au sein des plaques ajourées 4 permettent l'évacuation de l'air contenu dans la neige lors de son compactage. Le compactage de la neige permet d'obtenir de préférence une première réduction de volume d'au moins 30% (v=70% de v0). D'autre part, le compactage a également pour objectif d'optimiser l'efficacité des moyens de déstructuration de la neige par traitement par ultrasons décrit ci-après.
  • La neige compactée dans le compartiment intermédiaire 1b entre les plaques ajourées 4a en position basse et des moyens de hachage et malaxage 2 (décrits ci-après) est traité par injection d'eau à température ambiante au niveau des premières buses d'aspersion d'eau 3a montées sur les parois latérales de la partie intermédiaire 1b du réservoir. L'eau provient de l'eau 12 stockée dans le bassin de stockage 11 celui-ci étant rempli initialement d'une quantité d'au moins 20% ici environ 50% de son volume. L'eau 12 est pompée au niveau du fond 11a du bassin de stockage 11 et transférée par ladite deuxième canalisation de transfert 10 et deuxième pompe de circulation 10a jusqu'aux buses d'aspersion 3a et 3b. Les buses d'aspersion 3a et 3b permettent d'asperger la neige avec de l'eau afin de contribuer à sa fluidification du fait que l'eau aspergée est à température ambiante. A cet égard, il y a lieu de noter que si les conditions climatiques extérieures sont très froides et que la surface du bassin 12 est gelée, l'eau dessous la surface étant liquide reste à une température suffisante pour réchauffer et commencer la fluidification de la neige. L'eau injectée dans la neige compactée permet donc une première fluidification.
  • Ensuite, la neige est hachée et malaxée par des moyens de hachage et malaxage 2 comprenant une pluralité de dispositifs de hachage et malaxage 2 disposés horizontalement et parallèlement. Chaque dispositif de hachage et malaxage 2 comprend une pluralité de disques dont la périphérie est dentée et/ou de doigts ou ergots en forme de palettes 2a, inclinés par rapport à la verticale, disposés parallèlement entre eux régulièrement espacés, montés autour et le long d'un axe horizontal 2b apte à être actionné en rotation à l'aide d'un moteur 2c. Les disques rotatifs dentés et/ou palettes 2a créent ainsi le triple effet technique de hachage, malaxage et déplacement forcé de la neige compactée vers le bas qui arrive au niveau d'une partie inférieure 1c du réservoir disposé dessous les moyens de hachage et malaxage 2.
  • Dans la partie inférieure 1c, les parois latérales du premier réservoir sont de forme pyramidale ou en entonnoir. A ce niveau, la neige compactée a été fluidifiée en partie et se trouve sous forme de mélange. Les morceaux de glace éventuels contenus ayant été concassés et les morceaux de neige plus fortement compactés ayant été hachés. La neige hachée et malaxée est également soumise à un traitement d'injection d'eau par des deuxièmes buses inférieures d'aspersion d'eau 3b disposée sous les dispositifs de hachage et malaxage 2, alimentées par la même deuxième canalisation 10 et deuxième pompe 10a. Du fait de ce traitement de fluidification, la neige subit une réduction de volume d'au moins un facteur 2 à 5 d'où il résulte qu'il est utile de lui faire subir un traitement de tassement additionnel résultant de la forme en entonnoir des parois latérales du réservoir dans ladite partie inférieure 1b.
  • Sur la figure 4, on a disposé 9 dispositifs de hachage et malaxage 2 disposés parallèlement côte à côte de manière à couvrir sensiblement toute la surface d'une section horizontale du premier réservoir, 2 dispositifs successifs étant régulièrement espacés et leur axe de rotation étant en rotation en sens inverse l'un par rapport à l'autre.
  • Dans la partie inférieure 1c, la neige est soumise à des traitements par ultrasons en vue de compléter la déstructuration et la fluidification de la neige. Cette partie inférieure 1c du premier réservoir est pré-remplie d'eau initialement et représente un volume par exemple d'environ 6m3. La surface 6 de l'eau étant par exemple d'environ 6m2 sur une hauteur H2 supérieure à 1m du fait de la forme en entonnoir de cette partie inférieure 1c.
  • La partie 1b du réservoir contenant les dispositifs de hachage et malaxage 2 et buse d'injection d'eau 3 au-dessus de la structure rigide 5, s'étend sur une hauteur H1 supérieure à H2.
  • Sur les figures 5A et 5B, les moyens de traitement par ultrasons comprennent une structure rigide en treillis 5 constituée par un quadrillage de profilés ou membrures rigides 5a de 5 à 10 cm d'épaisseur et largeur sur lesquels sont fixés des sonotrodes ou transducteurs 5b émetteurs d'ultrasons uniformément répartis en de multiples endroits dans la section transversale horizontale du premier réservoir. Le maillage de la structure en treillis 5 crée des orifices 51 de côté d = 5 à 25 cm, notamment d = 10 à 20 cm, permettant l'écoulement vers le bas du mélange eau/neige déstructuré. Les sonotrodes se présentent sous forme de barreaux sensiblement cylindriques de diamètre d'environ 5 à 10 cm et hauteur d'environ à 50 à 150 cm. Des émetteurs ultrasons sous forme de barreaux de ce type sont connus de l'homme de l'art et disponible dans le commerce. Ce mode de réalisation est avantageux car il crée une surface vibrante de contact et donc une génération d'ultrasons au sein du mélange eau/neige dans le premier réservoir et sensiblement sur toute sa section transversale. On disposera par exemple un nombre de 20 à 40 barreaux 5b émetteurs d'ultrasons de 20 kHz de puissance de 2 kW répartis de façon régulière sur toute la structure en treillis 5a.
  • Le pré-remplissage initial d'eau de la partie inférieure 1c du premier réservoir permet d'immerger complètement lesdits barreaux émetteurs d'ultrasons afin notamment de favoriser la diffusion des ultrasons au sein de tout le mélange eau/neige.
  • En dessous des moyens de déstructuration par génération d'ultrasons 5, on dispose une grille de filtration 7 représentée figure 7 de plus petit maillage 71 destinée à récupérer les morceaux de détritus ou objets divers contenus initialement dans la neige déversée et qui peuvent être périodiquement évacués de la grille par un racloir 7a actionné par un vérin hydraulique 7b en direction de l'extérieur du réservoir 1 comportant une trappe d'évacuation (non représentée) vers le bassin de stockage 11 annexe. La grille 7 sert notamment à retenir d'éventuels éléments métalliques ou minéraux tels que pierres contenues dans la neige.
  • Il est avantageux de disposer cette grille 7 dessous les moyens de fluidification 2-6 du premier réservoir car si cette grille 7 était disposée en partie supérieure, son petit maillage 71 pourrait empêcher le passage de la neige non fluidifiée à travers la grille de filtration.
  • L'extrémité inférieure ouverte 1e de la partie inférieure 1d du réservoir disposé sous la grille 7 est en forme d'entonnoir pour accompagner la réduction de volume de la neige sous forme fluidifiée. L'extrémité inférieure 1e communique avec un moyen d'évacuation 8 de la neige fluidifiée. Ces moyens d'évacuation 8 comprennent une pompe de transfert 9ab et une canalisation 9 éventuellement complétés par une vis motorisée sans fin 8a ou une vis d'Archimède au sein d'une tuyère cylindrique 8c actionnée par un moteur 8b et poussent la neige fluidifiée au sein de la première canalisation de transfert 9 à l'aide de la pompe de circulation 9a alimentant ainsi le bassin de stockage 11 créant ainsi une circulation en boucle fermée entre le premier réservoir et le bassin de stockage.
  • Le bassin de stockage 11 peut être équipé d'une troisième conduite de transfert 13 depuis son fond 11a transférant à l'aide d'une pompe de circulation 14 intégrant des moyens de filtration l'eau vers un réseau d'alimentation en eau 15.
  • La troisième conduite de transfert 15 peut permettre également d'évacuer de l'eau 12 stockée dans le bassin de stockage 11 vers un point de stockage secondaire tel que un lac, une rivière ou autre.
  • Des essais réalisés ont permis de démontrer que les ultrasons ont un effet sur la fluidification de la neige sans avoir besoin de la chauffer dans des conditions suivantes. Les ultrasons ont pour effet de faire diminuer le volume de neige dans un premier temps où la neige se rétracte sur elle-même et de la fluidifier pour obtenir un mélange facilement transférable à l'aide de pompe et canalisations conventionnelles.
  • Cet effet se trouve amélioré en termes de rapidité de 30% si le volume de la masse de neige est initialement réduit de 30% par tassement.
  • Pour un aéroport de taille importante et internationale, la quantité de neige à évacuer pour 10 cm d'épaisseur serait de 200.000 à 600.000 m3 à raison d'un poids qui varie de 200 à 500 kg/m3, l'équivalent en eau à évacuer est donc de 22.000 à 300.000 m3.

Claims (15)

  1. Dispositif de réduction de volume de neige et de fluidification comprenant :
    - un premier réservoir fixe (1) équipé de moyens (2-6) de fluidification et de réduction de volume de la neige,
    - au moins un deuxième réservoir formant bassin de stockage (11) de plus grand volume que le premier réservoir, le volume dudit bassin de stockage étant d'au moins 20 fois de préférence d'au moins 100 fois le volume du premier réservoir, et ledit bassin de stockage étant rempli d'eau à température ambiante au moins partiellement, de préférence au moins 30% de son volume étant rempli d'eau,
    - au moins une première canalisation de transfert de fluide (9) entre un orifice d'évacuation (1e) à l'extrémité inférieure dudit premier réservoir (1) et ledit bassin de stockage (11); et
    - au moins une deuxième canalisation de transfert (10) entre ledit bassin de stockage (11) et ledit premier réservoir (1),
    - les dits moyens de fluidification (2-6) comprenant :
    - des moyens de tassement de la neige comprenant des moyens mobiles de tassement dynamique (4), et
    - des moyens mécaniques de déstructuration par hachage et/ou malaxage (2) disposés dessous lesdits moyens de tassement, et aptes à provoquer un déplacement forcé vers le bas de la neige, et
    - des moyens d'injection d'eau (3), comprenant de préférence des buses d'aspersion d'eau (3a, 3b), à l'intérieur et/ou au-dessus du premier réservoir (1) alimentés par de l'eau (12) provenant du bassin de stockage (11) via une dite deuxième canalisation, lesdits moyens d'injection d'eau (3) étant situés au moins au-dessus (3a) lesdits moyens de hachage et/ou malaxage(2), de préférence aussi au-dessous (3b) lesdits moyens de hachage et/ou malaxage, et
    - des moyens de génération d'ultrasons comprenant des dispositifs émetteurs d'ultrasons (5a) supportés par une structure rigide (5) à l'intérieur du premier réservoir, disposés dessous lesdits moyens de hachage et/ou malaxage (2) et dessous des dites buses d'injection d'eau.
  2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit premier réservoir est partiellement pré-rempli d'eau en partie basse (1c) du premier réservoir jusqu'au-dessus desdits émetteurs d'ultrasons et dessous lesdits moyens mécaniques de déstructuration.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ladite structure rigide (5) est une structure en treillis définissant des orifices (51) permettant le passage de la neige fluidifiée et son écoulement vers le bas du premier réservoir, ladite structure rigide s'étendant sur sensiblement toute la section transversale horizontale du premier réservoir et supportant une pluralité d'émetteurs d'ultrasons (5b) répartis en plusieurs endroits.
  4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdits émetteurs d'ultrasons se présentent sous la forme de barreaux cylindriques (5b) de préférence de 10 à 50 barreaux, fixés par-dessus les parties pleines (5a) de ladite structure rigide et répartis sur ladite structure rigide de manière à ce que lesdits ultrasons diffusent de manière sensiblement homogène sur toute la section transversale dudit premier réservoir, au moins dans une partie basse du premier réservoir de préférence pré remplie d'eau.
  5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que lesdits moyens mobiles de tassement dynamique (4) comprennent des plaques pivotantes, de préférence des plaques ajourées (4a) ou premières grilles pivotantes, l'ensemble des dites plaques recouvrant sensiblement toute la surface d'une section horizontale dudit premier réservoir au-dessus desdits moyens de hachage et/ou malaxage, les dites plaques étant fixées aux parois latérales du premier réservoir de manière articulée en rotation par rapport auxdites parois latérales du dit premier réservoir, selon un axe de rotation horizontal (4b), de préférence à l'aide de vérins hydrauliques (4c).
  6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le réservoir (1) comprend en outre des moyens de filtrage (7) d'objets solides contenus dans la neige, de préférence une grille de maillage (71), de préférence d'au moins 5cm, disposés en amont dudit orifice d'évacuation (1e) du mélange fluidifié de neige en partie basse du premier réservoir, en aval des dits moyens de génération d'ultrasons (5a), et des moyens d'évacuation (7a, 7b) des dits objets vers l'extérieur dudit premier réservoir, de préférence des moyens d'évacuation du type racloir (7a) actionné par un vérin hydraulique (7b) ou vis d'Archimède.
  7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le premier réservoir (1) comprend en outre des moyens statiques de tassement consistant en ce que :
    - sa hauteur est de dimension supérieure à sa largeur, et
    - ses parois latérales comportent une partie (1c) formant un entonnoir de section horizontale inférieure (1d) à son ouverture supérieure (1a), ladite partie formant entonnoir (1c) étant disposée au moins dessous les dits moyens de hachage et/ou malaxage (2).
  8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les dits moyens mécaniques de déstructuration sont des moyens de hachage et malaxage et déplacement forcé (2) comprenant des disques rotatifs dentés et/ ou des doigts en forme de palettes (2a), inclinés montés sur au moins un axe ou tambour transversal horizontal (2b), aptes à casser et pousser vers le bas des morceaux de glace et/ou neige compactée, de préférence une pluralité d'axes ou tambours parallèles de manière à couvrir sensiblement toute la section horizontale du dit premier réservoir.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le dit premier réservoir comprend ou coopère avec des moyens d'évacuation dynamique (8) de la neige fluidifiée à l'extrémité inférieure du premier réservoir, de préférence une pompe de transfert et/ou une vis sans fin motorisée (8a), en aval dudit orifice d'évacuation (1c), et au-dessous des dits moyens de filtrage et dits moyens de génération d'ultrasons.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le réservoir comprend en outre des premiers moyens de transfert de neige fluidifiée comprenant des première conduite (9) et première pompe de circulation du mélange obtenu (9a) depuis le dit premier réservoir vers un dit bassin de stockage, et des seconds moyens de transfert (10) de l'eau entre le bassin de stockage (11) et des buses d'injection (3) d'eau au sein du premier réservoir, comprenant des deuxième conduite (10) et deuxième pompe de circulation de fluide (10a).
  11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le premier réservoir (1) est un bac à ciel ouvert dont les parois latérales en partie basse, sont enterrées dans le sol.
  12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que ledit premier réservoir est disposé sur un camion ou sur une remorque.
  13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que ledit bassin de stockage est un bassin à ciel ouvert dont les parois latérales sont en partie basse au moins, enterrées dans le sol.
  14. Procédé de déneigement d'un site à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
    - versement de la neige dans le premier réservoir (1), de préférence à raison de 2 à 30m3/minute de neige,
    - actionnement desdits moyens de hachage et/ou malaxage (2), dits moyens d'injection d'eau (3), de préférence dits moyens tassement dynamique (4) et dits moyens génération d'ultrasons (5a), et
    - évacuation de la neige fluidifiée, depuis le dit orifice d'évacuation (1e) vers un dit bassin de stockage (11), de préférence à raison de 2 à 30m3/minute de neige fluidifié.
  15. Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que ledit premier réservoir et ledit bassin de stockage sont partiellement pré-remplis d'eau et de préférence partiellement au moins enterrés, et l'eau circule en circuit fermé entre ledit bassin de stockage et ledit premier réservoir, ledit bassin de stockage comprenant ou coopérant avec des moyens de filtration et de circulation de l'eau permettant de transférer l'eau stockée dans un réseau d'alimentation en eau ou dans l'environnement.
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