FR2754554A1 - Dispositif de purge et reseau de distribution d'eau comprenant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

Dispositif de purge (4) d'un réseau d'eau potable, comprenant une électrovanne (11) commandée, raccordée à une canalisation (2') dudit réseau, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de pilotage (8) apte à inhiber le déversement de l'eau à la purge (5) en fonction de la pression de l'eau dans ladite canalisation, en amont de ladite électrovanne. L'invention permet de ne mettre en purge un bout mort (2') d'un réseau d'eau potable que lorsque la pression dans celui-ci est supérieure à une certaine valeur de seuil et d'éviter une contamination du réseau d'eau potable par la circulation de l'eau de la purge vers une canalisation.

Description

L'invention a trait à un dispositif de purge et à un réseau de distribution d'eau comprenant un tel dispositif.

Lors de la mise en place de réseaux de distribution d'eau potable, il est connu d'installer des canalisations en vue de la construction ultérieure de bâtiments industriels ou d'habitation, cette construction pouvant intervenir plusieurs années après la mise en place du réseau. Ainsi, un réseau de distribution d'eau potable peut comprendre des "bouts morts" sur lesquels aucun point de consommation d'eau n'est raccordé.

Par ailleurs, la consommation d'eau dans un réseau peut être très variable en cours d'année. Par exemple, dans les zones touristiques, la consommation d'eau peut être quasi nulle en dehors des périodes d'occupation des locaux. De la même façon, certains bâtiments tels qu'une école, un lycée ou des bâtiments universitaires, présentent des fonctionnements alternatifs avec de longues périodes d'interruption de la distribution.

Dans tous les cas qui précèdent, la stagnation de l'eau dans les conduites de distribution peut entraîner des problèmes de modification des caractéristiques physico-chimiques et biologiques de l'eau, ce qui induit des risques de pollution de l'ensemble du réseau d'eau potable à cause du développement de germes et/ou de bactéries, en particulier lorsque le réseau est à une température supérieure à 15oC.

Pour résoudre ce problème, les exploitants de réseaux d'eau potable ont tendance à sur-chlorer ces bouts morts pour conserver à l'eau son caractère potable et éviter la contamination du réseau. Cependant, cette opération est coûteuse, contraignante et génératrice d'une gène pour l'usager pour qui le goût du chlore est désagréable.

On peut aussi concevoir de purger à intervalles réguliers les bouts morts d'un réseau afin 'd'éviter la stagnation de l'eau dans les canalisations de ces bouts morts. Cependant, lorsque cette purge est effectuée sans contrôle, elle peut avoir lieu alors qu'elle n'est pas nécessaire. En effet, si de l'eau est effectivement consommée à partir de la canalisation sur laquelle est branché un dispositif de purge, il ne devrait pas être nécessaire de procéder à cette purge. Or, un système fonctionnant uniquement à partir d'une horloge ne peut pas détecter une éventuelle consommation de l'eau dans la canalisation. Il s'ensuit donc des mises à la purge qui ne sont pas nécessaires et résultent dans le gaspillage de quantités d'eau importantes. D'autre part, lorsque la pression de l'eau dans la canalisation constituant le bout mort est faible, il peut s'avérer particulièrement inopportun de la mettre en communication avec une masse d'eau constituant une purge car, compte tenu des pressions relatives de la canalisation et de cette masse d'eau, il est possible que de l'eau circule de la masse d'eau constituant la purge vers la canalisation, d'où une entrée d'eau incontrôlée dans le réseau et sa possible contamination.

L'invention vise à résoudre ces problèmes et à proposer un dispositif de purge d'un réseau d'eau potable fonctionnant de façon contrôlée afin d'éviter un gaspillage de l'eau et une contamination accidentelle du réseau.

Dans cet esprit, l'invention concerne un dispositif de purge d'un réseau d'eau potable comprenant une électrovanne commandée raccordée à une canalisation dudit réseau, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de pilotage apte à inhiber le déversement de l'eau à la purge en fonction de la pression de l'eau dans ladite canalisation, en amont de ladite électrovanne.

Grâce à l'invention, le dispositif de purge demeure fermé, tant que la pression dans la canalisation n'est pas supérieure à une valeur de seuil permettant de garantir que, d'une part, il n'est pas consommé d'eau sur la ligne à un point tel qu'il ne serait pas nécessaire de vidanger la canalisation et, d'autre part, la pression dans la canalisation n'est pas trop faible au point qu'une circulation de l'eau de la purge vers la canalisation serait possible.

Selon un premier aspect avantageux de l'invention, le dispositif comprend un organe de calibrage apte à définir le débit d'eau déversé dans la purge en position ouverte du dispositif.

Grâce à cet aspect de 'invention, il est possible, en fonction du temps d'ouverture du dispositif de purge, de calculer précisément la quantité d'eau déversée dans la purge, de sorte que, en fonction du volume intérieur de la canalisation à purger, on peut définir le temps d'ouverture du dispositif de purge, ce qui conduit au déversement à la purge du volume exact de l'eau comprise dans la canalisation sans nécessité de prévoir une quantité supplémentaire comme marge de sécurité. Ainsi, la quantité d'eau déversée à la purge est déterminée précisément et aucun gaspillage de l'eau n'est réalisé.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le moyen de pilotage et l'organe de calibrage comprennent des régulateurs de pression. Ces régulateurs de pression sont robustes et peuvent être installés pour de longues années dans un dispositif de purge. On peut, en outre, les commander et les régler de façon aisé. Ils présentent aussi l'avantage d'être utilisables sur de larges plages de pressions de l'eau présente dans la canalisation.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on peut aussi prévoir que le moyen de pilotage comprend une sonde de pression dans la conduite, en amont de l'électrovanne, cette sonde étant connectée à une borne d'entrée oui/non de l'électrovanne ou d'un boîtier de commande de celle-ci.

Suivant un aspect avantageux de l'invention, l'électrovanne est une électrovanne trois voies bi-stable, ce qui permet son maintien dans l'une ou l'autre de ses positions sans consommation de courant. On peut, en outre, prévoir que l'électrovanne est montée en parallèle au trajet principal de l'eau dans le dispositif, entre la canalisation et une chambre de mesure du régulateur de pression formant moyen de pilotage.

Grâce à cet aspect de l'invention, l'électrovanne est dimensionnée pour le passage d'une fraction seulement du débit d'eau, ce qui permet de choisir une électrovanne du commerce appartenant à une gamme standard et donc présentant un coût faible.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le dispositif est intégré dans un coffre comprenant un boîtier de commande de l'électrovanne. Ainsi le dispositif de l'invention peut être installé en sous-sol ou hors sol, en tout lieu, de façon relativement simple.

L'invention concerne enfin un réseau de distribution d'eau potable comprenant un dispositif de purge tel que précédemment décrit.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un réseau de distribution d'eau potable, comprenant un dispositif de purge conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une représentation partielle d'un réseau de distribution d'eau potable
- la figure 2 est un schéma d'un dispositif de purge conforme à l'invention, associé au réseau de la figure 1, en position fermée
- la figure 3 est un schéma analogue à la figure 2 alors que le dispositif est en position ouverte et
- la figure 4 est une vue en perspective du dispos il tif de purge de la figure 2.

A la figure 1, une conduite principale 1 appartenant à un réseau de distribution R comprend plusieurs branches 2 sur lesquelles sont raccordés des utilisateurs u. L'une des branches 2 n'est raccordée à aucun utilisateur et porte la référence 2'. Cette branche 2' constitue un bout mort du réseau
R. Comme indiqué précédemment, elle doit être purgée afin d'éviter que l'eau stagnante ne se détériore et ne risque de contaminer le réseau R. Pour ce faire, un dispositif de purge 4 est prévu à l'extrémité du bout mort 2.

Ce dispositif apparaît plus clairement à la figure 2. Il est intercalé entre le bout mort 2' et une purge 5 constituée, en pratique, par le sol dans lequel s'évacue l'eau déversée, ou par un réseau d'assainissement. Lé dispositif 4 comprend un robinet d'isolement amont 6 permettant son raccordement à la canalisation 2' constituant le bout mort. En aval du robinet 6 sont disposés un premier régulateur de pression 8 et un second régulateur de pression 9 dont l'utilité apparaîtra plus clairement dans ce qui suit. On note 10 le conduit reliant le robinet 6, les régulateurs 8 et 9 et la purge 5.

Une électrovanne 11 à trois voies/deux positions est montée en parallèle entre le conduit 10 et une chambre de mesure 8a du régulateur 8. L'électrovanne 11 est du type bistable. Elle est commandée à partir d'un boîtier 12 émettant, en fonction d'une consigne donnée par l'opérateur, des impulsions électriques permettant de faire basculer l'électrovanne 11 entre ses deux positions. Comme il apparaît à la figure 2, lorsque l'électrovanne 11 est dans la position où elle ne relie pas le conduit 10 et la chambre 8a, la chambre 8a est reliée à l'atmosphère extérieure et un clapet 8b du régulateur 8 est appliqué sur l'orifice de sortie 8c d'une conduite interne 8d du régulateur 8 sous l'effet de la force développée par un ressort 8e. Dans cette position, le clapet 8b s'oppose au passage de l'eau depuis la canalisation 2' vers la purge 5.

Lorsqu'il est nécessaire de purger la canalisation 2', une impulsion électrique est envoyée par le boîtier 12 à l'électrovanne 11 qui passe dans la position de la figure 3. Dans cette position, la chambre 8a contient de l'eau qui est à la même pression que celle du conduit 10 et de la canalisation 2', aux pertes de charge près. La pression dans la chambre 8a exerce un effort sur une membrane 8f du régulateur 8 qui a tendance à repousser le point d'appui du ressort 8e vers le haut.

Si la pression dans la canalisation 2' est suffisante pour que la force exercée par l'eau présente dans la chambre 8a déforme la membrane 8f au point que le clapet 8b est éloigné de l'extrémité 8c de la conduite interne 8d du régulateur 8, le dispositif de purge est ouvert et l'eau peut s'écouler depuis la canalisation 2' jusqu'à la purge 5. Si, au contraire, la pression dans la canalisation 2' est relativement faible, alors la pression dans la chambre de mesure 8a est faible et n'est pas suffisante pour déformer la membrane 8f, de sorte que le clapet 8b ne s'éloigne pas de l'extrémité 8c la conduite 8d.

Ainsi, le régulateur 8 est apte à inhiber le déversement de l'eau à la purge lorsque la pression dans la canalisation 2', en amont de l'électrovanne 11, est inférieure à une valeur de seuil définie par l'élasticité de la membrane 8f et la constante de raideur du ressort 8e.

On note que l'électrovanne 11 est montée en parallèle par rapport au conduit 10 et que seule une faible quantité d'eau la traverse lors de chaque basculement entre sa position de la figure 2 et sa position de la figure 3 ou réciproquement.

Ainsi, l'électrovanne sert uniquement au pilotage du dispositif de purge et peut être dimensionnée en conséquence. En particulier, on peut choisir une électrovanne du commerce, de faible capacité, donc de coût relativement faible.

Le régulateur 9 permet de garantir que le débit d'eau s'écoulant en aval du régulateur 8 n'est pas supérieur à une valeur déterminée par la constante de raideur de son ressort 9e. En effet, une ouverture du régulateur 9, c'est-à-dire l'éloignement d'un clapet 9bpar rapport à l'extrémité 9c d'une conduite interne 9d du régulateur 9, est obtenue contre la force du ressort 9e. Un diaphragme 13 est installé en aval du régulateur 9.

Le fonctionnement est le suivant : Lorsque le débit en aval du régulateur 8 traversant le régulateur 9 est plus important que celui défini par la capacité du diaphragme 13, la pression de l'eau dans la chambre de mesure 9a du régulateur 9 augmente au point qu'une membrane 9f est déformée en direction du ressort 9e, ce qui a pour effet de repousser la tige supportant le clapet 9c vers le haut et de rapprocher le clapet 9c de l'extrémité 9d de la conduite interne 9b, de sorte que le débit d'eau est diminué. Le régulateur 9 et le diaphragme 13 constituent donc un organe de calibrage apte à définir le débit d'eau déversé dans la purge 5 en position ouverte du dispositif 4.

Ainsi, grâce à l'invention, lorsque la pression dans la canalisation 2' est supérieure à la valeur de seuil permettant l'ouverture du régulateur 8, la quantité d'eau déversée dans la purge 5 au cours d'une période d'ouverture du dispositif 4 peut être déterminée précisément en fonction du débit nominal défini par le régulateur 9 et diaphragme 13. Ceci permet de calculer précisément les périodes d'ouverture du dispositif 4 pour que soit déversée dans la purge 5 une quantité d'eau correspondant exactement au volume du bout mort 2'.

Selon un aspect avantageux de l'invention, le régulateur 8 est réglable, de sorte que la valeur de la pression néces saire à son ouverture peut être choisie lors de la mise en place du dispositif. En pratique, on détermine cette valeur comme étant sensiblement égale à la valeur nominale de la pression statique dans la canalisation 2'. Si de l'eau est consommée dans la canalisation 2', la pression devient inférieure à cette pression nominale et le régulateur 8 demeure fermé.

De la même manière, il est avantageux de prévoir que le régulateur 9 est réglable, ce qui permet d'ajuster la valeur du débit de purge en fonction des caractéristiques de réseau amont.

Selon un autre aspect avantageux, un capteur de température extérieure, non représenté, est raccordé au boîtier 12 et permet d'activer l'électrovanne 11' pour qu'elle bascule de sa position de la figure 2 à sa position de la figure 3 afin de créer une circulation d'eau dans le bout mort 2 et dans le dispositif 4 lorsque la température est déjà d'une valeur de seuil, par exemple 20C. On évite ainsi la prise en glace de l'eau dans la canalisation 2', dans le conduit 10 ou dans les régulateurs 8 et 9.

La figure 4 montre que le dispositif 4 peut être installé dans un coffre 14 équipé d'un panneau mobile de fermeture 14a.

On comprend que le dispositif 4 constitue ainsi un ensemble autonome qui peut être raccordé sur un bout mort 2' tant que aucune consommation n'a lieu sur celui-ci et peut être déposé lorsqu'un ou plusieurs utilisateurs se connectent sur le bout 2'. Le dispositif 4 peut être équipé d'un manomètre 15 permettant de visualiser la pression dans la chambre 8a, c'est-àdire, aux pertes de charges près, la pression dans la canalisation à laquelle est raccordé le dispositif 4 par l'intermédiaire du robinet d'isolement 6.

Selon un aspect avantageux de l'invention, le boîtier de commande 12 peut être équipé d'un moyen de réception lui permettant de coopérer avec une télécommande 16 que l'utilisateur tient dans la main pour la programmation des basculements de l'électrovanne 11 entre ses deux positions stables. Cet aspect de l'invention peut être particulièrement avantageux lorsque l'ensemble du dispositif 4 est enterré dans un réseau souterrain. Il n'est alors pas nécessaire pour l'utilisateur de descendre jusqu'au niveau du coffret 14.

Tel que représenté à la figure 4, le dispositif 4 peut être installé dans une borne de puisage, une bouche de lavage ou une borne fontaine qui joue alors le rôle du coffre 14.

Cette variante permet d'intégrer le dispositif au paysage urbain dans la mesure où les passants sont habitués à l'esthé- tique des bornes ou des bouches connues. De plus, ces bornes ou bouches sont généralement déjà pourvues d'un raccordement à une purge, ou exutoire. Ainsi, la mise en place du dispositif ne requiert pas de travaux de raccordement à un réseau d'assainissement particulier.

Selon une variante non représentée de l'invention, on peut aussi prévoir que le moyen de pilotage du dispositif de purge comprend une sonde de pression disposée dans la canalisation, en amont de l'électrovanne, cette sonde étant connectée à une borne d'entrée oui/non de l'électrovanne ou d'un boîtier de commande de celle-ci. Dans ce cas, l'électrovanne est du type à deux voies/deux positions et est installée sur le trajet de l'eau entre la canalisation et la purge. La logique associée à l'électrovanne est alors prévue pour que le passage de l'électrovanne de sa position fermée à sa position ouverte soit inhibée lorsque la valeur détectée par la sonde de pression est inférieure à une valeur de seuil prédéfinie.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de purge (4) d'un réseau (R) d'eau potable, comprenant une électrovanne (11) commandée raccordée à une canalisation (2') dudit réseau, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de pilotage (8) apte à inhiber le déversement de l'eau à la purge (5) en fonction de la pression de l'eau dans ladite canalisation, en amont de ladite électrovanne.

2. Dispositif de purge selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de calibrage (9, 13) apte à définir le débit d'eau déversé dans la purge (5) en position ouverte du dispositif.

3. Dispositif de purge selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de pilotage (8) et ledit organe de calibrage (9, 13) comprennent des régulateurs de pression (8, 9)

4. Dispositif de purge selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque régulateur de pression (8, 9) comprend un clapet (8c, 9c) déplacé entre une position d'appui sur l'extrémité (8c, 9c) d'une conduite interne (8d, 9d) dudit régulateur et une position éloignée de ladite extrémité sous l'effet d'un effort exercé par un ressort de rappel (8e, 9e) et une membrane déformable (8f, 9f) d'une chambre de mesure (8a, 9a) dudit régulateur.

5. Dispositif de purge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de pilotage comprend une sonde de pression dans la canalisation, en amont de ladite électrovanne, ladite sonde étant connectée à une borne d'entrée oui/non de ladite électrovanne ou d'un boîtier de commande.

6. Dispositif de purge selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite électrovanne (11) est une électrovanne trois voies/deux positions bi-stable.

7. Dispositif de purge selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que ladite électrovanne (11) est montée, en parallèle au trajet principal (10) de l'eau dans ledit dispositif (4), entre ladite canalisation (2') et une chambre de mesure (8a) dudit régulateur de pression (8) formant moyen de pilotage.

8. Dispositif de purge selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif (4) est intégré dans un coffre (14) comprenant un boîtier de commande (12) de ladite électrovanne (11).

9. Dispositif de purge selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit coffre est une borne de puisage, une bouche de lavage ou une borne fontaine.

10. Réseau de distribution d'eau potable comprenant un dispositif de purge (4) selon l'une des revendications précédentes.