FR2924952A1 - Autonomous system for potabilizing brackish and/or polluted water, comprises pipes for circulating water, a unit for capturing renewable energy, a unit for controlling electronic and/or informatic set, and an automatic control unit - Google Patents

Autonomous system for potabilizing brackish and/or polluted water, comprises pipes for circulating water, a unit for capturing renewable energy, a unit for controlling electronic and/or informatic set, and an automatic control unit Download PDF

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Abstract

The autonomous system for the potabilization of brackish and/or polluted water, comprises pipes (7) for the circulation of water from an upstream inlet (8a) to two downstream outlets (8b, 8c), a unit for capturing renewable energy such as solar or wind to generate a Ub voltage fluctuating throughout the day and supplying electricity to the pumping unit, a unit for controlling electronic and/or informatic set that are connected to a sensor for measuring the generated voltage at the upstream pumping unit, an automatic control unit, and a voltage stabilizer. The autonomous system for the potabilization of brackish and/or polluted water, comprises pipes (7) for the circulation of water from an upstream inlet (8a) to two downstream outlets (8b, 8c), a unit for capturing renewable energy such as solar or wind to generate a Ub voltage fluctuating throughout the day and supplying electricity to the pumping unit, a unit for controlling electronic and/or informatic set that are connected to a sensor for measuring the generated voltage at the upstream pumping unit, an automatic control unit, and a voltage stabilizer such as a unit for electrochemical or electrostatic energy storage. The upstream inlet is arranged for suction of crude water. One of the outlets is used for treating water and another is used for the discharge of water. The pipes are associated with an upstream pumping unit for the suction and delivery of crude water at the upstream inlet, and a downstream unit for water filtration membrane connected to the downstream outlet for water treatment through an expansion valve. The value for generating the voltage increases for a same level of capturing, when the speed of the pumping unit is decreased and increased. The voltage stabilizer is located between the energy capturing unit and the pumping unit, and is permanently retained at full load or nearly full load. The control unit corresponds to the full load voltage of the stabilizer, or a nominal voltage for functioning the system. The pumping unit consists of a set of two pumps including a downstream lift pump and a downstream booster pump. The control unit is connected to the two pumps. A unit is arranged for measuring the pressure of the supplied water Peb within the pipe extending between the two pumps. The control unit is connected: to the downstream expansion valve; to a water flow sensor Qeb located on a first pipe extending between the pump unit and a filtration unit (3); to downstream of an inlet of a recycling loop; to a water pressure sensor either located on the first pipe for measuring a supplied pressure Pa or a second pipe extending between the filtration unit and the expansion valve for measuring a pressure Pc; to the recirculation pump; and to a sensor of recycling water flow Qrec mounted on recycling loop. The control unit is capable of automatically controlling: the speed of the pumping unit according to a value that allows the generated voltage Ub to achieve and to maintain a voltage set point Ubo; the speed of the upstream lift pump to achieve and to maintain a generated voltage set point Ubo; the speed of the downstream of the booster pump to achieve and to maintain the supplied water pressure set point Pebo corresponding to the optimal functioning value of the downstream pump; the opening of the expansion valve so that the pressure of discharge water Pc or supplied water Pa is maintained at a pressure reference value Pco or Pao; and the speed of the recycling pump so that the recycling rate Qrec achieves and maintains a recycling flow reference value Qreco. The reference value of pressure Pco or Pao varies according to the measured value of feed rate Qeb for obtaining and maintaining a minimum specific energy Wt. The pipes are arranged to form a recycling loop of which the inlet is located between the filtration unit and expansion valve and the outlet is located between the filtration unit and pumping unit. The recycling loop comprises a recirculation pump enhancing the flow of water from the inlet to the outlet. The reference value of flow Qreco varies according to the measured value of the feed rate Qeb for obtaining and maintaining a minimum specific energy Wt. The filtration is carried out by reverse osmosis or by nanofiltration. An independent claim is included for a process for the management of function of an autonomous system for the potabilization of water.

Description

La présente invention concerne un système autonome de potabilisation d'eau du genre équipé d'une unité de filtration d'eau sur membrane(s), en particulier pour les eaux saumâtres et/ou polluées. Dans de nombreux pays en voie de développement, l'accès à une eau potable pour les populations autochtones constitue un enjeu majeur. L'une des solutions intéressantes consiste à équiper les points d'eau saumâtre et/ou polluée avec des systèmes de potabilisation fonctionnant au moyen d'unités de filtration d'eau sur membrane(s). Mais dans ces pays, ces systèmes de potabilisation doivent en plus pouvoir fonctionner de manière autonome sur le plan énergétique, en particulier en raison du faible développement du réseau électrique. Pour pallier à ce problème, ces systèmes de potabilisation sont de préférence équipés en plus de moyens de captage d'énergie renouvelable, par exemple de type énergie solaire et/ou éolienne. The present invention relates to an autonomous water purification system of the type equipped with a water filtration unit membrane (s), particularly for brackish water and / or polluted. In many developing countries, access to safe drinking water for indigenous people is a major challenge. One of the interesting solutions is to equip the brackish and / or polluted water points with water purification systems operating by means of water filtration units on membrane (s). But in these countries, these systems of potabilization must in addition be able to operate autonomously on the energy plan, in particular because of the weak development of the electrical network. To overcome this problem, these water purification systems are preferably equipped in addition to means for capturing renewable energy, for example solar energy and / or wind.

Ces systèmes autonomes de potabilisation sont habituellement structurés pour fonctionner à partir d'une alimentation constante en électricité ; or l'énergie électrique générée par ces moyens de captage varie au cours de la journée. Des moyens de stockage d'énergie, très souvent du genre batteries électrochimiques, sont alors associés à ces moyens de captage d'énergie, cela pour restituer une énergie électrique constante quelle que soit la puissance disponible et délivrée par lesdits moyens de captage. Ces moyens de stockage doivent avoir une capacité importante d'accumulation d'énergie électrique, au minimum de plusieurs dizaines de kilowattheures ; et ils fonctionnent alors en permanence selon des séquences répétées de charge et de décharge. La capacité importante des moyens de stockage électrique a l'inconvénient d'augmenter le prix de revient et le poids du système de potabilisation. Ces moyens de stockage électrique sont en plus relativement polluants, et difficiles à recycler. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un système autonome de potabilisation d'eau qui a l'intérêt de réduire la capacité des moyens de stockage électrique, voir à permettre leur suppression. Elle vise également à obtenir un ratio optimal de débit d'eau potable par rapport à l'énergie électrique consommée, et cela quelle que soit la puissance générée instantanément au niveau des moyens de captage d'énergie. These stand-alone water purification systems are usually structured to operate from a constant power supply; however, the electrical energy generated by these sensing means varies during the day. Energy storage means, very often of the electrochemical battery type, are then associated with these energy sensing means, in order to restore a constant electrical energy whatever the power available and delivered by said sensing means. These storage means must have a significant capacity for the accumulation of electrical energy, at least several tens of kilowatt hours; and they then operate continuously according to repeated charge and discharge sequences. The large capacity of the electrical storage means has the disadvantage of increasing the cost price and the weight of the drinking water system. These electrical storage means are in addition relatively polluting, and difficult to recycle. The present invention aims to remedy these drawbacks by proposing an autonomous water purification system that has the advantage of reducing the capacity of the electrical storage means, or to allow their removal. It also aims to obtain an optimum ratio of drinking water flow rate with respect to the electrical energy consumed, and this regardless of the instantaneous power generated at the means of energy capture.

Le système autonome de potabilisation d'eau selon l'invention est du genre comprenant des conduites pour la circulation de l'eau depuis une entrée amont d'aspiration d'eau brute jusqu'à deux sorties aval, l'une pour l'eau traitée et l'autre pour l'eau de rejet ; ces conduites sont associées à -une unité amont de pompage, assurant l'aspiration et le refoulement de l'eau brute au niveau de ladite entrée amont et son cheminement sous pression dans lesdites conduites vers l'aval, et - une unité aval de filtration d'eau sur membrane(s) (composée éventuellement de plusieurs membranes couplées en série et/ou en parallèle), raccordée à ladite sortie aval d'eau traitée et, par l'intermédiaire d'une vanne de détente, à ladite sortie d'eau de rejet ; ce système comprend encore des moyens de captage d'énergie renouvelable, par exemple de type énergie solaire ou éolienne, qui génèrent une tension électrique Ub fluctuant au cours de la journée et alimentant en énergie électrique au moins ladite unité de pompage, la valeur de ladite tension électrique générée Ub augmentant, pour un même niveau de captage, lorsque le régime de ladite unité de pompage diminue, et inversement. Le système autonome selon l'invention se caractérise par le fait qu'il comporte des moyens de commande du genre électroniques et/ou informatiques qui sont connectés à un capteur de mesure de ladite tension électrique générée Ub et à l'unité amont de pompage. Ces moyens de commande pilotent automatiquement le régime de ladite unité de pompage selon une valeur qui permet à ladite tension générée Ub d'atteindre et de se maintenir au niveau d'une valeur donnée de tension électrique dite consigne de tension électrique Ubo . Cette structure particulière permet une régulation du fonctionnement de l'unité de pompage, et par conséquent de l'ensemble du système de potabilisation, en fonction de la quantité d'énergie collectée par les moyens de captage. Les moyens de stockage d'énergie (souvent lourds, chers et polluants) deviennent ainsi optionnels, ou peuvent au moins être réduits en capacité et en taille, cela avec tous les avantages qui en découlent. Ainsi dans le cas d'un système de potabilisation dénué de moyens d'accumulation d'énergie, les moyens de commande pilotent automatiquement le régime de l'unité de pompage avantageusement selon une valeur qui permet à la tension générée Ub d'atteindre et de se maintenir au niveau de la valeur de consigne de tension électrique Ubo correspondant à la tension électrique nominale de fonctionnement du système de potabilisation (souvent par exemple de 96 V ou 192 V). The autonomous water purification system according to the invention is of the type comprising pipes for the circulation of water from an upstream intake intake of raw water to two downstream outlets, one for water treated and the other for the discharge water; these pipes are associated with an upstream pumping unit, ensuring the suction and discharge of the raw water at said upstream inlet and its flow under pressure in said pipes downstream, and a downstream filtration unit of water on membrane (s) (optionally composed of several membranes coupled in series and / or in parallel), connected to said outlet outlet of treated water and, via an expansion valve, to said outlet of reject water; this system also comprises means for capturing renewable energy, for example of the solar or wind energy type, which generate a fluctuating voltage Ub during the day and supplying electrical energy to at least said pumping unit, the value of said generated electrical voltage Ub increasing, for the same level of capture, when the speed of said pump unit decreases, and vice versa. The autonomous system according to the invention is characterized in that it comprises electronic and / or computer-like control means which are connected to a sensor for measuring said generated electrical voltage Ub and to the upstream pumping unit. These control means automatically control the speed of said pumping unit according to a value which allows said generated voltage Ub to reach and to maintain a given value of voltage known as voltage voltage Ubo. This particular structure allows a regulation of the operation of the pumping unit, and therefore of the entire system of potabilization, depending on the amount of energy collected by the sensing means. The means of storing energy (often heavy, expensive and polluting) thus become optional, or can at least be reduced in capacity and size, that with all the benefits that result. Thus, in the case of a water purification system devoid of energy accumulation means, the control means automatically control the speed of the pumping unit advantageously according to a value which allows the voltage generated Ub to reach and maintain at the level of the Ubo voltage setpoint corresponding to the nominal operating voltage of the potabilization system (often for example 96 V or 192 V).

De manière alternative, le système de potabilisation peut tout de même comporter un dispositif amortisseur des fluctuations de tension électrique, par exemple de type moyens de stockage d'énergie genre électrochimique ou électrostatique, interposé entre les moyens de captage d'énergie et l'unité de pompage, qui est maintenue en permanence en pleine charge ou quasiment en pleine charge. Dans ce cas, les moyens de commande pilotent automatiquement le régime de l'unité de pompage avantageusement selon une valeur qui permet à la tension générée Ub d'atteindre et de se maintenir au niveau de la valeur consigne de tension électrique Ubo correspondant à la tension de pleine charge dudit dispositif amortisseur. De manière générale, cette valeur consigne de tension Ubo correspond avantageusement à la tension d'appoint ou tension de floating (c'est-à-dire encore la valeur de tension compensant les pertes internes du dispositif amortisseur). Alternatively, the potabilization system may still include a device for damping electrical voltage fluctuations, for example of the type of electrochemical or electrostatic energy storage means interposed between the energy sensing means and the unit. pump, which is permanently maintained at full load or almost fully loaded. In this case, the control means automatically control the speed of the pumping unit advantageously according to a value which allows the generated voltage Ub to reach and to maintain the level of the voltage setpoint value Ubo corresponding to the voltage full load of said damping device. In general, this Ubo voltage setpoint value advantageously corresponds to the makeup voltage or floating voltage (that is to say, still the voltage value compensating the internal losses of the damping device).

Selon une forme de réalisation particulière, l'unité amont de pompage se compose d'un ensemble de deux pompes : - une pompe amont de relevage et -une pompe aval surpresseur. Dans ce cas, les moyens de commande sont connectés aux deux pompes, et à des moyens de mesure de la pression d'eau d'alimentation Peb au sein de la conduite s'étendant entre lesdites deux pompes. According to a particular embodiment, the upstream pumping unit consists of a set of two pumps: an upstream lift pump and a downstream booster pump. In this case, the control means are connected to the two pumps, and means for measuring the supply water pressure Peb within the pipe extending between said two pumps.

Les moyens de commande pilotent alors avantageusement et automatiquement : - d'une part, le régime de l'une desdites deux pompes, et de préférence celui de la pompe amont de relevage, de sorte que la tension électrique générée Ub atteigne et se maintienne au niveau de la consigne de tension électrique Ubo, - et d'autre part, le régime de l'autre desdites deux pompes, et de préférence celui de la pompe aval surpresseur, de sorte que la pression d'eau d'alimentation Peb atteigne et se maintienne à un niveau donné de pression d'eau d'alimentation Pebo dit consigne de pression d'alimentation correspondant à la valeur de fonctionnement optimal de ladite seconde pompe. Cette régulation particulière a l'intérêt d'assurer le fonctionnement optimal de la pompe aval surpresseur, ceci quel que soit le débit d'eau brute qui lui est fourni par la pompe amont de relevage. Selon encore une caractéristique supplémentaire, les moyens de commande sont connectés - à la vanne aval de détente, - à un capteur de débit d'eau d'alimentation Qeb situé sur une première conduite s'étendant entre l'unité de pompage et l'unité de filtration, le cas échéant en amont d'une sortie d'une boucle de recyclage, et - à un capteur de pression d'eau situé soit sur ladite première conduite pour mesurer une pression d'alimentation Pa, soit sur une seconde conduite s'étendant entre ladite unité de filtration et ladite vanne de détente pour mesurer une pression de rejet Pc. The control means then advantageously and automatically control: on the one hand, the speed of one of said two pumps, and preferably that of the upstream lifting pump, so that the generated electrical voltage Ub reaches and is maintained at level of the Ubo voltage setpoint, - and secondly, the speed of the other of said two pumps, and preferably that of the downstream pump booster, so that the water supply pressure Peb reaches and is maintained at a given level of Pebo supply water pressure said supply pressure setpoint corresponding to the optimal operating value of said second pump. This particular regulation has the advantage of ensuring the optimal operation of the downstream booster pump, whatever the flow of raw water supplied to it by the upstream lifting pump. According to yet another characteristic, the control means are connected - to the downstream expansion valve - to a feed water flow sensor Qeb located on a first pipe extending between the pumping unit and the filtration unit, optionally upstream of an outlet of a recycling loop, and - a water pressure sensor located on said first pipe for measuring a supply pressure Pa, or on a second pipe extending between said filtration unit and said expansion valve for measuring a discharge pressure Pc.

Dans ce cas, les moyens de commande pilotent automatiquement l'ouverture de la vanne de détente avantageusement de sorte que la pression d'eau de rejet Pc ou d'alimentation Pa atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de pression dite valeur référence de pression , respectivement Pco ou Pao ; cette valeur référence de pression Pco ou Pao varie en fonction de la valeur mesurée du débit d'alimentation Qeb, pour l'obtention et le maintien d'une énergie spécifique Wt minimale. Cet asservissement en temps réel de la vanne, en fonction du débit d'alimentation Qeb, contribue à l'obtention d'un rendement maximal de l'ensemble du système de potabilisation, quel que soit le régime de fonctionnement de l'unité amont de pompage. In this case, the control means automatically control the opening of the expansion valve advantageously so that the discharge water pressure Pc or Pa supply reaches and is maintained at a given value of pressure called value pressure reference, respectively Pco or Pao; this pressure reference value Pco or Pao varies as a function of the measured value of the feed rate Qeb, for obtaining and maintaining a specific energy Wt minimum. This real-time control of the valve, as a function of the feed rate Qeb, contributes to obtaining a maximum yield of the entire system of potabilization, whatever the operating regime of the upstream unit of pumping.

Selon une autre caractéristique, des conduites sont agencées pour former une boucle de recyclage, dont l'entrée est située entre l'unité de filtration et la vanne de détente et dont la sortie est située entre ladite unité de filtration et l'unité de pompage, ladite boucle de recyclage comportant une pompe de recirculation favorisant le cheminement de l'eau de l'entrée vers la sortie. According to another characteristic, pipes are arranged to form a recycling loop, the inlet of which is situated between the filtration unit and the expansion valve and the outlet of which is situated between said filtration unit and the pumping unit. , said recycling loop comprising a recirculation pump promoting the flow of water from the inlet to the outlet.

Dans ce cas, les moyens de commande sont avantageusement connectés - à la pompe de recirculation, - à un capteur de débit de recyclage d'eau Qrec, monté sur la boucle de recyclage, et - au capteur de débit d'eau d'alimentation Qeb, situé sur la conduite s'étendant entre l'unité de pompage et l'unité de filtration, en amont de la sortie de ladite boucle de recyclage. In this case, the control means are advantageously connected to the recirculation pump, to a water recycling flow sensor Qrec, mounted on the recycling loop, and to the feedwater flow sensor. Qeb, located on the pipe extending between the pumping unit and the filtration unit, upstream of the outlet of said recycling loop.

Les moyens de commande pilotent alors automatiquement le régime de la pompe de recyclage avantageusement de sorte que le débit de recyclage Qrec atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de débit de recyclage dite valeur référence de débit de recyclage Qreco , laquelle valeur référence de débit Qreco varie en fonction de la valeur mesurée du débit d'alimentation Qeb, pour l'obtention et le maintien d'une énergie spécifique Wt minimale. Là encore, cet asservissement en temps réel de la pompe de recyclage, en fonction du débit d'alimentation Qeb, contribue à l'obtention du rendement maximal de l'ensemble du système de potabilisation, quel que soit le régime de fonctionnement de l'unité amont de pompage. The control means then automatically control the speed of the recycling pump advantageously so that the Qrec recycling rate reaches and is maintained at a given value of recycle flow rate called Qreco recycle flow rate reference value, which reference value Qreco flow rate varies according to the measured value of the feed rate Qeb, for obtaining and maintaining a specific energy Wt minimum. Here again, this real-time servocontrol of the recycling pump, as a function of the feed rate Qeb, contributes to obtaining the maximum efficiency of the entire water purification system, whatever the operating regime of the system. upstream pumping unit.

La présente invention porte également sur un procédé de gestion du fonctionnement d'un système autonome de potabilisation d'eau tel que décrit ci-dessus. Ce système est du genre comprenant des conduites pour la circulation de l'eau depuis une entrée amont d'aspiration ou de refoulement d'eau brute jusqu'à deux sorties aval, l'une pour l'eau traitée et l'autre pour l'eau de rejet, lesquelles conduites sont associées à : - une pompe de relevage, assurant l'aspiration et/ou le refoulement de l'eau au niveau de l'entrée amont, - une pompe surpresseur, assurant le cheminement de l'eau vers l'aval et sous pression dans les conduites, - une unité de filtration d'eau sur membrane, raccordée à ladite sortie aval d'eau traitée et, par l'intermédiaire d'une vanne de détente, à ladite sortie d'eau de rejet, et lequel système comprend encore - éventuellement des conduites agencées pour former une boucle de recyclage, dont l'entrée est située en aval de l'unité de filtration et dont la sortie est située en amont de ladite unité de filtration, ladite boucle de recyclage comportant une pompe de recirculation favorisant le cheminement retour de l'eau, et - des moyens de captage d'énergie renouvelable générant une tension Ub fluctuant au cours de la journée, qui alimentent en énergie électrique la pompe de relevage, la pompe surpresseur de pompage, et le cas échéant la pompe de recirculation. The present invention also relates to a method for managing the operation of an autonomous water purification system as described above. This system is of the type comprising pipes for the circulation of water from an upstream intake inlet or discharge of raw water to two downstream outlets, one for the treated water and the other for the discharge water, which pipes are associated with: - a lifting pump, ensuring the suction and / or discharge of water at the upstream inlet, - a booster pump, ensuring the flow of water downstream and under pressure in the pipes, - a membrane water filtration unit, connected to said treated water outlet and, via an expansion valve, to said water outlet of rejection, and which system further comprises - possibly pipes arranged to form a recycling loop, whose inlet is located downstream of the filtration unit and whose outlet is located upstream of said filtration unit, said loop recirculation pump with recirculation pump water return, and - renewable energy harvesting means generating a fluctuating voltage Ub during the day, which supply electrical energy to the lift pump, the pump booster pump, and if necessary the pump recirculation.

Le procédé selon l'invention consiste : - à piloter le régime de la pompe amont de relevage selon une valeur qui permet à ladite tension générée Ub d'atteindre et de se maintenir au niveau d'une valeur donnée de tension électrique dite consigne de tension électrique Ubo , ladite tension électrique générée Ub augmentant, pour un même niveau de captage, lorsque le régime de ladite unité de pompage diminue, et inversement, - à piloter le régime de la pompe surpresseur de sorte que la pression d'eau d'alimentation Peb, au sein de la conduite s'étendant entre ladite pompe de relevage et ladite pompe surpresseur, atteigne et se maintienne à un niveau donné de pression d'alimentation Pebo dit consigne de pression d'alimentation correspondant à la valeur de fonctionnement optimal de ladite pompe surpresseur, - à piloter l'ouverture de la vanne de détente de sorte que la pression d'eau mesurée soit sur une première conduite s'étendant entre l'unité de pompage et l'unité de filtration, dite pression d'alimentation Pa, soit sur une seconde conduite s'étendant entre ladite unité de filtration et ladite vanne de détente, dite pression d'eau de rejet Pc, atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de pression dite valeur référence de pression Pao ou Pco, ladite valeur référence de pression Pao ou Pco variant en fonction de la valeur de débit d'alimentation Qeb, mesurée dans la conduite s'étendant entre l'unité de pompage et l'unité de filtration, le cas échéant en amont de la sortie de la boucle de recyclage, - et le cas échéant, à piloter le régime de ladite pompe de recyclage pour que le débit de recyclage Qrec atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de débit de recyclage dite valeur référence de débit de recyclage Qreco , ladite valeur référence de recyclage Qreco variant en fonction de la valeur mesurée dudit débit d'alimentation Qeb. L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante en relation avec les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un système autonome de potabilisation d'eau conforme à l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement, et à titre d'exemples, des itérations obtenues à partir de la relation de l'énergie spécifique de l'installation Wt (en kilowattheures par m3), en fonction du débit de recyclage Qrec, cela à partir de valeurs déterminées de débits d'alimentation Qeb (ici Qeb1, Qeb2 et Qeb3) ; - la figure 3 montre des relations linéarisées entre le débit d'alimentation Qeb et les valeurs de références Qreco et Pco. Le système de potabilisation 1 en question, représenté sur la figure 1, se compose de deux principales parties fonctionnelles : - une partie hydrique ou hydraulique 2, intervenant dans le traitement des eaux, agencée en particulier autour d'une unité de filtration 3, du genre à membrane(s), et - d'une partie électrique 4, alimentant en énergie la partie hydrique 2 par la mise en oeuvre en particulier de moyens 5 pour le captage d'énergie renouvelable. The method according to the invention consists in: controlling the speed of the upstream lift pump according to a value which enables said generated voltage Ub to reach and to maintain a given voltage value, said voltage setpoint Ubo electric, said generated voltage Ub increasing, for the same level of capture, when the speed of said pump unit decreases, and conversely, - to control the speed of the booster pump so that the supply water pressure Peb, within the pipe extending between said lifting pump and said booster pump, reaches and is maintained at a given level of supply pressure Pebo said supply pressure setpoint corresponding to the optimum operating value of said booster pump, - controlling the opening of the expansion valve so that the measured water pressure is on a first pipe extending between the pump unit e and the filtration unit, said supply pressure Pa, or a second pipe extending between said filtration unit and said expansion valve, said reject water pressure Pc, reaches and is maintained at the level of a given pressure value referred to as the pressure reference value Pao or Pco, said pressure reference value Pao or Pco varying as a function of the supply flow rate value Qeb, measured in the pipe extending between the pumping unit and the filtration unit, if necessary upstream of the outlet of the recycling loop, and if necessary, to control the speed of said recycling pump so that the recycling flow Qrec reaches and is maintained at the level of a given recycling flow rate value referred to as the Qreco recycling flow rate reference value, said Qreco recycling reference value varying as a function of the measured value of said feed flow rate Qeb. The invention will be further illustrated, without being limited in any way, by the following description in relation to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic representation of an autonomous water purification system according to the invention; FIG. 2 schematically represents, and by way of example, iterations obtained from the relationship of the specific energy of the installation Wt (in kilowatt hours per cubic meter), as a function of the recycle flow rate Qrec, from determined values of feed rates Qeb (here Qeb1, Qeb2 and Qeb3); FIG. 3 shows linearized relations between the Qeb feed rate and the Qreco and Pco reference values. The drinking water system 1 in question, shown in FIG. 1, consists of two main functional parts: a water or hydraulic part 2, involved in the treatment of water, arranged in particular around a filtration unit 3, membrane type (s), and - an electrical part 4, supplying energy to the water part 2 by the implementation in particular means 5 for the capture of renewable energy.

La partie hydrique 2 se compose d'un ensemble de conduites 7 : - des conduites successives 7a, 7b, et 7e dans lesquelles l'eau chemine depuis une entrée amont 8a (où l'eau brute est aspirée) jusqu'à l'unité de filtration 3, et - des conduites aval 7d et 7e, qui partent de ladite unité de filtration 3 et qui sont raccordées respectivement à l'une des deux sorties aval : l'une 8b pour l'eau traitée potabilisée et l'autre 8e pour l'eau de rejet. L'unité de filtration 3 consiste ici en une membrane de filtration par osmose inverse. A titre indicatif, cette membrane pourrait aussi par exemple consister en une membrane de nanofiltration, d'électrodyalyse, de piézodyalyse ou encore de thermo- osmose. Cette unité de filtration 3 peut encore se composer de plusieurs membranes du type cité dessus, convenablement couplées en série et/ou en parallèle. Des moyens électromécaniques fonctionnels sont prévus pour provoquer et réguler le cheminement de l'eau, depuis l'amont (entrée 8a) vers l'aval (sorties 8b et 8e). The hydric part 2 consists of a set of pipes 7: successive pipes 7a, 7b, and 7e in which the water travels from an upstream inlet 8a (where the raw water is sucked) to the unit filtration 3, and - downstream pipes 7d and 7e, which start from said filtration unit 3 and which are respectively connected to one of the two downstream outlets: one 8b for the treated water treated and the other 8th for discharge water. The filtration unit 3 here consists of a reverse osmosis filtration membrane. As an indication, this membrane could also for example consist of a nanofiltration membrane, electrodyalyse, piezo analysis or thermoosmosis. This filtration unit 3 may also consist of several membranes of the type mentioned above, suitably coupled in series and / or in parallel. Functional electromechanical means are provided to cause and regulate the flow of water from upstream (inlet 8a) downstream (outlets 8b and 8e).

Tout d'abord, du côté de l'entrée amont 8a, ces moyens électromécaniques se présentent sous la forme d'une unité amont de pompage 9. Cette dernière assure l'aspiration etlou le refoulement de l'eau brute au niveau de l'entrée amont 8a, puis son cheminement et son refoulement sous pression, vers l'aval, dans les conduites 7 et au travers de l'unité de filtration 3. Cette unité amont de pompage 9 se compose ici d'une paire de pompes : -une pompe amont de relevage 10, par exemple de type de surface ou immergée, assurant la fonction d'aspiration et/ou de refoulement, et - une pompe aval surpresseur 11, par exemple du type à pistons ou multicellulaire, intervenant dans la fonction de refoulement de l'eau vers l'aval, sous pression. De manière alternative, ces deux pompes pourraient être remplacées par une pompe unique du type multicellulaire de surface ou immergée. De même, des moyens électromécaniques sous la forme d'une vanne motorisée de détente 12 sont prévus sur la conduite 7e s'étendant entre l'unité de filtration 3 et la sortie d'eau de rejet 8c. Cette vanne de détente 12 est par exemple du type à siège . Cette partie hydrique 2 comporte encore une conduite 7f, optionnelle, agencée pour former une boucle de recyclage, dont l'entrée se situe sur la conduite de rejet 7e (entre l'unité de filtration 3 et la vanne 12) et dont la sortie est localisée sur la conduite 7c d'alimentation de l'unité de filtration 3 (entre ladite unité de filtration 3 et la pompe surpresseur 11). Une pompe de recirculation 13, par exemple du type centrifuge à entraînement magnétique, est montée sur cette conduite de recyclage 7f pour provoquer et contrôler le cheminement de l'eau depuis l'entrée vers la sortie. First, on the side of the upstream inlet 8a, these electromechanical means are in the form of an upstream pumping unit 9. The latter ensures the suction and / or the discharge of the raw water at the level of the Upstream inlet 8a, then its flow and its pressure discharge, downstream, in the pipes 7 and through the filtration unit 3. This upstream pumping unit 9 here consists of a pair of pumps: an upstream lifting pump 10, for example of the surface type or submerged, providing the suction and / or discharge function, and a downstream booster pump 11, for example of the piston or multicellular type, involved in the function of backflow of water downstream, under pressure. Alternatively, these two pumps could be replaced by a single pump type multicellular surface or immersed. Similarly, electromechanical means in the form of a motorized expansion valve 12 are provided on the pipe 7e extending between the filtration unit 3 and the discharge water outlet 8c. This expansion valve 12 is for example of the seat type. This water part 2 also comprises an optional conduit 7f, arranged to form a recycling loop, the inlet of which is located on the rejection duct 7e (between the filtration unit 3 and the valve 12) and whose output is located on the feed pipe 7c of the filtration unit 3 (between said filtration unit 3 and the booster pump 11). A recirculation pump 13, for example of the centrifugal magnetic drive type, is mounted on this recycle line 7f to cause and control the flow of water from the inlet to the outlet.

Comme développé par la suite, cette boucle de recyclage 7f sert à optimiser le rendement énergétique de l'installation 1 ; le recyclage de l'eau en sortie de membrane(s) 3, réinjectée directement à l'entrée de l'unité de filtration 3 et en aval de l'unité de pompage 9, consomme moins d'énergie qu'un recyclage réinjectant l'eau entre les pompes de relevage 10 et de surpression 11 ou qu'une absence totale de recyclage ; elle permet aussi d'optimiser l'épuration de l'eau et de limiter les volumes d'eau rejetée au niveau de la sortie 8e. Concernant la partie électrique 4, les moyens de captage d'énergie renouvelable 5 consistent en des panneaux solaires photovoltaïques, ou en un dispositif type éolienne(s) ou type hydraulique. La puissance captée par ces moyens de captage 5 est transformée en énergie électrique de tension Ub, par exemple d'une valeur de 96 ou 192 volts. As developed subsequently, this recycling loop 7f serves to optimize the energy efficiency of the installation 1; the recycling of the water at the outlet of the membrane (s) 3, reinjected directly at the inlet of the filtration unit 3 and downstream of the pumping unit 9, consumes less energy than a recycling reinjecting the water between the lift pumps 10 and overpressure pumps 11 or a total absence of recycling; it also makes it possible to optimize the purification of water and to limit the volumes of water discharged at exit 8e. Regarding the electrical part 4, the renewable energy capture means 5 consist of photovoltaic solar panels, or a wind turbine type device (s) or hydraulic type. The power captured by these sensing means 5 is converted into voltage electrical energy Ub, for example a value of 96 or 192 volts.

Un circuit électrique 15, convenablement structuré, connecte les moyens de captage 5 avec les différents moyens électromécaniques de la partie hydrique 2, à savoir en particulier les pompes 10, 11 et 13 précitées et aussi la motorisation de la vanne 12 (ce circuit électrique 15 est représenté schématiquement et seulement partiellement pour simplifier la figure). An electrical circuit 15, suitably structured, connects the sensing means 5 with the various electromechanical means of the water part 2, namely in particular the aforementioned pumps 10, 11 and 13 and also the motorization of the valve 12 (this electrical circuit 15 is shown schematically and only partially to simplify the figure).

Un dispositif limiteur de tension 16, optionnel, est prévu entre les moyens de captage 5 et le reste du circuit électrique 15 pour servir d'élément de sécurité visant à éviter les problèmes de surtension d'alimentation. Ce circuit électrique 15 est également équipé de moyens d'accumulation d'énergie électrique 17, dont la fonction est, selon l'invention, de servir de tampon amortisseur des fluctuations d'énergie apportée par les moyens de captage 5, et en corollaire de tampon amortisseur des fluctuations de tension électrique d'alimentation. Ainsi, en cas de variations rapides (en croissance ou en décroissance) de l'apport d'énergie par les moyens de captage (donc de variations rapides de la tension d'alimentation), les moyens tampons absorbent instantanément ces variations pour en réduire l'amplitude (par exemple, une variation de tension Ub de 100% en quelques secondes, peut être ramenée à une variation de moins de 5%). Ces moyens d'accumulation 17 sont ici de type batteries électrochimiques, classiques en soi, connectés sur la ligne électrique générale 15 sous tension Ub ; cette batterie électrochimique pourrait également être remplacée par une batterie de condensateurs, ou par un accumulateur cinétique de type volant d'inertie. A titre d'exemple, ces moyens d'accumulation 17 peuvent avoir une capacité d'accumulation de quelques kilowattheures, pour une installation destinée à produire environ un mètre cube d'eau potable par heure ; cela correspond encore à quelques dizaines d'ampères-heure dans le cas d'une batterie électrochimique de 100 volts. Conformément à l'invention, le système de potabilisation 1 comporte encore des moyens de commande 18 du genre électroniques et/ou informatiques qui sont connectés aux différents moyens électromécaniques 10, 11, 12 et 13 de la partie hydrique 2, cela de manière à asservir ou à réguler leurs fonctionnements respectifs. An optional voltage limiter device 16 is provided between the sensing means 5 and the remainder of the electrical circuit 15 to act as a safety element to avoid power surge problems. This electric circuit 15 is also equipped with electrical energy storage means 17, whose function is, according to the invention, to serve as buffer damping energy fluctuations provided by the sensing means 5, and as a corollary to damping buffer of power supply voltage fluctuations. Thus, in the event of rapid variations (in growth or decay) of the energy input by the sensing means (and therefore of rapid variations in the supply voltage), the buffer means instantaneously absorb these variations in order to reduce them. amplitude (for example, a voltage variation Ub of 100% in a few seconds can be reduced to a variation of less than 5%). These accumulation means 17 are here of electrochemical battery type, conventional in themselves, connected to the general electrical line 15 under voltage Ub; this electrochemical battery could also be replaced by a capacitor bank, or by a kinetic accumulator of the flywheel type. For example, these accumulation means 17 may have an accumulation capacity of a few kilowatt hours, for an installation intended to produce about one cubic meter of drinking water per hour; this still corresponds to a few tens of ampere hours in the case of a 100 volt electrochemical battery. According to the invention, the potabilization system 1 further comprises control means 18 of the electronic and / or computer type which are connected to the various electromechanical means 10, 11, 12 and 13 of the water part 2, so as to enslave or to regulate their respective operations.

Ces moyens de commande 18 peuvent par exemple consister en un ou plusieurs régulateurs PID (Proportionnelle - Intégrale - Dérivée) ou automates programmables, équipés notamment d'entrées type capteurs de grandeur physique et de sorties de commande connectées aux moyens électromécaniques 10, 11, 12 et 13 précités. These control means 18 may for example consist of one or more PID controllers (Proportional - Integral - Derivative) or programmable controllers, equipped in particular with inputs of physical magnitude sensor type and control outputs connected to the electromechanical means 10, 11, 12 and 13 above.

Comme détaillé ci-dessous et représenté sur la figure 1, ces moyens de commande 18 peuvent se composer de plusieurs dispositifs de commande, chacun dédié pour agir sur l'un des moyens électromécaniques 10, 11, 12 ou 13. De manière alternative, l'installation peut intégrer un moyen de commande unique 18, pour le pilotage centralisé de ces moyens électromécaniques 10, 11, 12 et 13. As detailed below and shown in Figure 1, these control means 18 may consist of several control devices, each dedicated to act on one of the electromechanical means 10, 11, 12 or 13. Alternatively, the The installation can integrate a single control means 18 for the central control of these electromechanical means 10, 11, 12 and 13.

En l'occurrence, la pompe amont de relevage 10 est connectée à des moyens de commande 18a munis d'une entrée connectée à un capteur 19a de mesure de la tension électrique Ub au sein du circuit électrique 15. Ce capteur 19a se situe sur la ligne électrique générale d'alimentation 15. II mesure la tension Ub qui correspond à la tension directement générée par les moyens de captage d'énergie 5; cette tension Ub augmente, pour un même niveau de captage, notamment lorsque le régime de cette pompe amont 10 diminue, et inversement. In this case, the upstream pump lifting 10 is connected to control means 18a provided with an input connected to a sensor 19a for measuring the voltage Ub within the electrical circuit 15. This sensor 19a is located on the general power supply line 15. It measures the voltage Ub which corresponds to the voltage directly generated by the energy sensing means 5; this voltage Ub increases, for the same level of capture, especially when the speed of this upstream pump 10 decreases, and vice versa.

On note que, en pratique, le régime des autres pompes 11 et 13 influent également sur cette tension Ub, mais cela globalement dans le même sens de variation que celui provoqué par cette pompe de relevage 10 ; ces autres pompes 11 et 13 sont dites suiveuses, et les moyens de commande 18a de la pompe de relevage les prennent ainsi en compte. It should be noted that, in practice, the speed of the other pumps 11 and 13 also affect this voltage Ub, but this generally in the same direction of variation as that caused by this lifting pump 10; these other pumps 11 and 13 are said follower, and the control means 18a of the lift pump thus takes them into account.

Les moyens de commande 18a sont configurés et programmés pour piloter automatiquement le régime de cette pompe de relevage 10 selon une valeur qui permet à la tension générée Ub précitée d'atteindre et de se maintenir au niveau d'une valeur prédéterminée de tension électrique dite consigne de tension électrique Ubo , correspondant ici à la tension de pleine charge des moyens accumulateurs tampons 17 (également connus sous le nom de tension d'appoint ou de floating , qui correspond à la tension de compensation de la perte interne de ces moyens d'accumulation). Cette régulation du régime de la pompe de relevage 10 en fonction de la tension Ub vise en particulier à obtenir un débit d'eau potabilisée qui est fonction directement de l'énergie captée. La pompe aval surpresseur 11 est quant à elle connectée à des moyens de commande 18b dont l'entrée est associée à un capteur 19b de mesure de la pression d'eau d'alimentation Peb au sein de la conduite 7b s'étendant entre la pompe de relevage 10 et cette pompe surpresseur 11. The control means 18a are configured and programmed to automatically control the speed of this lifting pump 10 according to a value which allows the generated voltage Ub above to reach and to maintain a predetermined value of electrical voltage called setpoint. Ubo voltage, corresponding here to the full load voltage buffer storage means 17 (also known as booster or floating voltage, which corresponds to the compensation voltage of the internal loss of these accumulation means ). This regulation of the speed of the lifting pump 10 as a function of the voltage Ub is aimed in particular at obtaining a flow of drinking water which is a direct function of the energy captured. The downstream booster pump 11 is in turn connected to control means 18b whose input is associated with a sensor 19b for measuring the supply water pressure Peb within the pipe 7b extending between the pump lift 10 and this booster pump 11.

Ces moyens de commande 18b sont configurés et programmés pour piloter automatiquement le régime de cette pompe surpresseur 11 de sorte que la pression d'eau d'alimentation Peb atteigne et se maintienne selon une valeur prédéterminée de pression d'eau d'alimentation Pebo dite consigne de pression d'alimentation correspondant à la valeur de fonctionnement optimal de cette pompe surpresseur 11. These control means 18b are configured and programmed to automatically control the speed of this booster pump 11 so that the supply water pressure Peb reaches and is maintained according to a predetermined value of supply water pressure Pebo said setpoint supply pressure corresponding to the optimum operating value of this booster pump 11.

De manière générale, en fonctionnement, une augmentation du régime de cette pompe 11 assure une réduction de la pression d'alimentation Peb, et inversement. In general, in operation, an increase in the speed of this pump 11 ensures a reduction of the supply pressure Peb, and vice versa.

Cette régulation du régime de la pompe surpresseur 11 en fonction de la consigne de pression Pebo, vise en particulier à maintenir un fonctionnement optimal de cette pompe 11. This regulation of the speed of the booster pump 11 as a function of the pressure set point Pebo, aims in particular to maintain optimal operation of this pump 11.

Les moyens de commande 18c connectés à la vanne de détente 12 sont quant à eux raccordés à deux capteurs de mesure 19c : - un premier capteur 19cl de débit d'eau d'alimentation Qeb, situé au niveau de la conduite 7e s'étendant entre l'unité de pompage 9 et l'unité de filtration 3, en amont du circuit de recyclage 7f, et - un second capteur 19c2 de pression d'eau de rejet Pc, situé sur la conduite 7e s'étendant entre l'unité de filtration 3 et la vanne de détente 12 (ici en aval du circuit de recirculation 7f). The control means 18c connected to the expansion valve 12 are in turn connected to two measurement sensors 19c: a first water supply flow sensor 19c, Qeb, situated at the level of the pipe 7e extending between the pumping unit 9 and the filtration unit 3, upstream of the recycling circuit 7f, and a second outlet water pressure sensor 19c2 Pc located on the pipe 7e extending between the unit of filtration filtration 3 and the expansion valve 12 (here downstream of the recirculation circuit 7f).

Les moyens de contrôle 18c en question sont ici configurés et programmés pour piloter automatiquement l'ouverture de la vanne de détente 12 de sorte que la pression d'eau de rejet Pc, mesurée par le capteur 19c2 dédié, atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de pression dite valeur référence de pression d'alimentation Pco . The control means 18c in question are here configured and programmed to automatically control the opening of the expansion valve 12 so that the discharge water pressure Pc, measured by the dedicated sensor 19c2, reaches and is maintained at the level of a given value of pressure known as the reference value of the supply pressure Pco.

En pratique, comme développé par la suite, cette valeur référence Pco varie avec la valeur de débit d'alimentation Qeb (mesurée par le capteur 19c1 dédié). Les moyens de commande 18d associés à la pompe de recyclage 13 sont quant à eux connectés - à un capteur 19d de débit de recyclage d'eau, monté sur la boucle de recyclage 7f et ici en amont de ladite pompe de recirculation 13, et - au capteur 19c1 de débit d'alimentation Qeb précité. Ces moyens de contrôle 18d sont configurés et programmés pour piloter automatiquement le régime de la pompe de recyclage 13 de sorte que le débit de recyclage Qrec (mesuré par le capteur 19d dédié) atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de recyclage dite valeur référence de débit de recyclage Qreco . En fonctionnement, comme détaillé ci-après, cette valeur référence Qreco varie également en fonction de la valeur du débit d'alimentation Qeb (mesurée par le capteur 19c1 dédié). Cet asservissement de la vanne 12 et de la pompe de recirculation 13 en fonction des deux valeurs référence Pco et Qreco précitées permet en particulier l'obtention d'un débit optimal d'eau potable au niveau de la sortie 8b, cela pour une puissance énergétique donnée, et produite par les moyens de captage d'énergie 5. In practice, as developed subsequently, this reference value Pco varies with the feed rate value Qeb (measured by the dedicated sensor 19c1). The control means 18d associated with the recycling pump 13 are in turn connected to a water recycling flow sensor 19d, mounted on the recycling loop 7f and upstream of said recirculation pump 13, and to the above-mentioned Qc feed rate sensor 19c1. These control means 18d are configured and programmed to automatically control the speed of the recycling pump 13 so that the recycling rate Qrec (measured by the dedicated sensor 19d) reaches and is maintained at a given value of recycling said Qreco Recycling Flow Reference Value. In operation, as detailed hereinafter, this reference value Qreco also varies according to the value of the feed rate Qeb (measured by the dedicated sensor 19c1). This servocontrol of the valve 12 and the recirculation pump 13 as a function of the two reference values Pco and Qreco mentioned above makes it possible in particular to obtain an optimum flow of drinking water at the outlet 8b, for an energy output. given, and produced by the energy sensing means 5.

En l'occurrence, la valeur référence du débit de recyclage Qreco (fonction du débit d'alimentation Qeb) est obtenue à partir de l'équation définissant la valeur de l'énergie spécifique de l'installation (en kilowattheures par m3), c'est-à-dire l'énergie spécifique consommée par les moyens électromécaniques 10, 11, 12 et 13 de la partie hydrique 2, et par unité de volume d'eau potabilisée. In this case, the reference value of the Qreco recycling rate (function of the Qeb feed rate) is obtained from the equation defining the value of the specific energy of the installation (in kilowatt hours per m3). that is to say the specific energy consumed by the electromechanical means 10, 11, 12 and 13 of the water part 2, and per unit of volume of drinking water.

Cette équation définissant la valeur de l'énergie spécifique Wt de l'installation, est en particulier fonction des pressions, des débits, des taux de sels dans les différents conduits, mais aussi des caractéristiques de l'unité de filtration et des pompes. Cette équation définissant Wt peut être établie par un homme du métier, cela en fonction et tenant compte de la structure de l'installation. This equation defining the value of the specific energy Wt of the installation is in particular a function of the pressures, flow rates, salt levels in the different ducts, but also the characteristics of the filtration unit and the pumps. This equation defining Wt can be established by a person skilled in the art, this according to and taking into account the structure of the installation.

Plus précisément, la relation de Qreco, en fonction du débit d'alimentation Qeb, peut être établie par la résolution de l'équation définissant la valeur de l'énergie spécifique Wt ; cette équation est, à cet effet, dérivée et égale à zéro. More precisely, the Qreco relation, as a function of the feed rate Qeb, can be established by solving the equation defining the value of the specific energy Wt; this equation is, for this purpose, derived and equal to zero.

Cette relation Qreco fonction de Qeb peut également être établie par itération sur la relation de la valeur de l'énergie spécifique Wt en fonction du débit de recyclage Qrec. Plus précisément, pour une valeur donnée de débit d'alimentation Qeb (par exemple Qeb1, Qeb2 ou Qeb3 sur le figure 2), la courbe de l'énergie spécifique Wt en fonction du débit de recyclage Qrec (figure 2) permet d'identifier la valeur de débit de recyclage Qrec correspondant à la valeur du minimum d'énergie spécifique Wt ; cette valeur déterminée de débit Qrec à minimum d'énergie correspond à la valeur de référence de débit de recyclage Qreco pour le débit d'alimentation Qeb étudié. Dans tous les cas, on recherche avantageusement à définir, pour un débit d'alimentation donné Qeb, la valeur du débit de recyclage Qreco permettant l'obtention de l'énergie spécifique Wt minimale. La relation entre la valeur de référence Pco et le débit d'alimentation Qeb, se déduit de la relation précitée entre la valeur de référence Qreco et le débit d'alimentation Qeb. This relation Qreco function of Qeb can also be established by iteration on the relation of the value of the specific energy Wt as a function of the recycle flow Qrec. More precisely, for a given power flow rate value Qeb (for example Qeb1, Qeb2 or Qeb3 in FIG. 2), the curve of the specific energy Wt as a function of the recycle flow rate Qrec (FIG. 2) makes it possible to identify the recycling flow rate value Qrec corresponding to the value of the specific energy minimum Wt; this determined minimum flow rate Qrec value corresponds to the Qreco recycling flow rate reference value for the Qeb feed rate studied. In all cases, it is advantageous to define, for a given feed rate Qeb, the value of the Qreco recycling flow rate for obtaining the specific energy Wt minimum. The relation between the reference value Pco and the feed rate Qeb is deduced from the aforementioned relationship between the reference value Qreco and the feed rate Qeb.

Les relations entre les valeurs de référence Qreco et Pco, en fonction de la valeur mesurée du débit d'alimentation Qeb, peuvent être linéarisées comme représenté par exemple figure 3, sous les formes Qreco = a.Qeb+b et Pco = c.Qeb+d ; les paramètres a, b, c et d sont mesurés sur les graphes des droites de linéarisation. The relations between the reference values Qreco and Pco, as a function of the measured value of the feed rate Qeb, can be linearized as represented for example in FIG. 3, in the forms Qreco = a.Qeb + b and Pco = c.Qeb + d; the parameters a, b, c and d are measured on the graphs of the linearization lines.

Un programme informatique est utilisé avantageusement pour réaliser ces itérations et ces calculs. Par exemple, pour une installation dont l'unité de filtration comporte une unique membrane d'osmose inverse, le système d'équations régissant le fonctionnement hydraulique serait avantageusement le suivant : A computer program is advantageously used to perform these iterations and calculations. For example, for an installation whose filtration unit comprises a single reverse osmosis membrane, the system of equations governing the hydraulic operation would advantageously be as follows:

(1) Qa = Qeb + Qrec (2) Qp = Qa - Qc (3) Ca . Qa = Ceb . Qeb + Cc . Qrec (4) Ca . Qa = Cc. Qc (1) Qa = Qeb + Qrec (2) Qp = Qa - Qc (3) Ca. Qa = Ceb. Qeb + Cc. Qrec (4) Ca. Qa = Cc. Qc

(5) Qp = A . [Pc + AP/2 - B . (Ca+Cc)/2] (5) Qp = A. [Pc + AP / 2 - B. (Ca + Cc) / 2]

(6) Wt = Pc . Qeb/na . Qp + AP . Qrec/nrec . Qp (6) Wt = Pc. Qeb / na. Qp + AP. Qrec / nrec. Qp

dans lesquelles : - Qa, Ca, et Pc correspondent respectivement au débit d'eau, à la concentration en sel et à la pression dans la partie de la conduite 7c située en aval de l'injection du recyclage d'eau et à l'entrée de la membrane 3 ; - Qeb et Ceb sont respectivement le débit et la concentration en sel dans la partie de la conduite 7e située entre la sortie de la pompe surpresseur 11 et l'injection du recyclage d'eau ; Ceb est une donnée de l'usager ; - Qc et Cc correspondent respectivement au débit d'eau et à la concentration en sel dans la partie de la conduite 7e située entre la sortie (concentrat) de la membrane 3 et la dérivation vers la boucle de recyclage d'eau 7f ; Qc est une donnée, soit du fabricant de la membrane, soit découlant d'un choix justifié par la plus ou moins grande rapidité d'encrassement de la membrane (choix du Fouling Index ou pouvoir colmatant) ; - Qrec est le débit d'eau de recyclage dans la conduite 7f ; - Qp est le débit d'eau potabilisée à la sortie 8b d'eau potable de la membrane 3 ; in which: Qa, Ca, and Pc respectively correspond to the water flow, to the salt concentration and to the pressure in the part of the pipe 7c situated downstream of the injection of the water recycling and to the entrance of the membrane 3; Qeb and Ceb are respectively the flow rate and the salt concentration in the portion of the pipe 7e situated between the outlet of the booster pump 11 and the injection of the water recycling; Ceb is a data of the user; - Qc and Cc respectively correspond to the water flow and the salt concentration in the portion of the pipe 7e located between the outlet (concentrate) of the membrane 3 and the bypass to the water recycling loop 7f; Qc is a given, either from the manufacturer of the membrane, or from a choice justified by the more or less rapid clogging of the membrane (choice of Fouling Index or clogging power); Qrec is the flow of recycle water in line 7f; Qp is the flow of drinking water at the outlet 8b of drinking water of the membrane 3;

- LP est la perte de charge en pression dans la membrane 3 entre l'entrée d'eau en 7c et la sortie de rejet en 7e ; AP est une donnée du fabricant de la membrane ; - A est une donnée du fabricant de la membrane, elle dépend de sa perméabilité, de sa surface et de la température de l'eau introduite ; - B est une donnée de la théorie classique physico-chimique du phénomène d'osmose ; elle est établie par la nature des sels présents dans l'eau à traiter, leur masse molaire et leur nombre d'ions dissociés dans l'eau ainsi que de la température de cette eau traitée ; - le terme B. (Ca + Cc)/2 représente la pression osmotique moyenne sur la membrane ; - le terme Pc + API2 représente la pression transmembranaire ; et - qa et nrec sont respectivement les rendements des pompes de l'unité de pompage 9 et de la pompe de recyclage 13. En l'occurrence, dans le cas de cette installation dont l'unité de filtration comporte une membrane d'osmose inverse et comme représenté figure 3, les valeurs références de pression de rejet Pco et de débit de recyclage Qreco évoluent inversement l'une par rapport à l'autre en fonction de la valeur mesurée du débit d'alimentation Qeb. LP is the pressure loss in pressure in the membrane 3 between the water inlet at 7c and the rejection outlet at 7e; AP is a data from the manufacturer of the membrane; - A is a data from the manufacturer of the membrane, it depends on its permeability, its surface and the temperature of the introduced water; B is a datum of the classical physico-chemical theory of the osmosis phenomenon; it is established by the nature of the salts present in the water to be treated, their molar mass and their number of dissociated ions in the water as well as the temperature of this treated water; the term B. (Ca + Cc) / 2 represents the average osmotic pressure on the membrane; the term Pc + API2 represents the transmembrane pressure; and qa and nrec are respectively the pump yields of the pumping unit 9 and the recycle pump 13. In this case, in the case of this installation, the filtration unit comprises a reverse osmosis membrane. and as shown in FIG. 3, the reference values of the discharge pressure Pco and of the recycling flow rate Qreco change inversely with respect to one another as a function of the measured value of the feed rate Qeb.

Plus précisément, la valeur référence de débit de recyclage Qreco diminue lorsque la valeur mesurée du débit d'alimentation Qeb augmente, et inversement. En revanche, la valeur référence de pression Pco augmente lorsque la valeur mesurée de débit d'alimentation Qeb augmente, et inversement. More specifically, the Qreco recycling flow rate reference value decreases when the measured value of the feed rate Qeb increases, and vice versa. On the other hand, the reference value of pressure Pco increases when the measured value of feed rate Qeb increases, and vice versa.

A titre d'exemple, en fonctionnement, lorsque la puissance produite par les moyens de captage 5 diminue (par exemple du fait d'une baisse des rayonnements solaires ou de la vitesse du vent), la tension électrique Ub diminue au niveau du circuit électrique 15. Les moyens accumulateurs tampons 17 interviennent éventuellement seulement pour amortir cette diminution. For example, in operation, when the power produced by the sensing means 5 decreases (for example due to a decrease in solar radiation or wind speed), the voltage Ub decreases at the electrical circuit 15. Buffer accumulator means 17 may only intervene to dampen this decrease.

Les moyens de commande 18a associés à la pompe de relevage 10 détectent cette variation de tension par l'intermédiaire de son capteur 19a. Ces moyens de commande 18a mettent alors en oeuvre la boucle de régulation consistant à réduire le régime de la pompe de relevage 10 associée, cela jusqu'à ce que la tension Ub mesurée revienne au niveau de la consigne de tension électrique Ubo. A titre d'exemple, cette consigne de tension Ubo est de l'ordre de 100 V pour une batterie électrochimique de 96 V. Cette réduction du régime de la pompe de relevage 10 aboutit à une réduction du débit et de la pression en aval, en particulier au sein de la conduite 7b. The control means 18a associated with the lifting pump 10 detect this voltage variation via its sensor 19a. These control means 18a then implement the control loop consisting in reducing the speed of the associated lift pump 10 until the measured voltage Ub returns to the level of the voltage setpoint Ubo. By way of example, this Ubo voltage set point is of the order of 100 V for a 96 V electrochemical battery. This reduction in the speed of the lifting pump 10 results in a reduction in the flow rate and the pressure downstream, especially within driving 7b.

Les moyens de commande 18b associés à la pompe surpresseur 11 entrent alors en action par la mise en oeuvre de la boucle de régulation visant à rétablir une pression d'alimentation Pebo recherchée et prédéfinie. Pour cela, les moyens de commande 18b provoquent une diminution du régime de la pompe surpresseur 11, jusqu'à ce que la pression Peb mesurée par le capteur 19b revienne au niveau de la consigne de pression Pebo (par exemple de l'ordre de 1 bar). Cette réduction du régime de la pompe surpresseur 11 aboutit ensuite à une baisse du débit et de la pression en aval, et notamment du débit d'alimentation Qeb et de la pression de rejet Pc (mais pas selon la valeur de référence Pco souhaitée pour le fonctionnement optimal du système), avec la baisse du rendement de l'unité de filtration 3 qui en découle. Pour rétablir le fonctionnement optimal de cette unité de filtration 3, les moyens de commande 18p, associés à la vanne 12, interviennent par la mise en oeuvre de la boucle d'asservissement décrite précédemment ; ces moyens de commande 18c calculent, en temps réel, la valeur de référence Pco (selon la relation citée dessus). The control means 18b associated with the booster pump 11 then come into action by the implementation of the control loop aimed at restoring a desired and predefined Pebo supply pressure. For this, the control means 18b cause a decrease in the speed of the booster pump 11, until the pressure Peb measured by the sensor 19b returns to the level of the pressure set Pebo (for example of the order of 1 bar). This reduction in the speed of the booster pump 11 then leads to a decrease in the flow rate and the downstream pressure, and in particular the feed rate Qeb and the discharge pressure Pc (but not according to the reference value Pco desired for the optimal operation of the system), with the resulting decrease in the efficiency of the filtration unit 3. To restore the optimal operation of this filtration unit 3, the control means 18p, associated with the valve 12, intervene by the implementation of the control loop described above; these control means 18c calculate, in real time, the reference value Pco (according to the relationship cited above).

Le débit Qeb variant, la valeur de référence Pco varie également ; les moyens de commande 18c interviennent alors en modifiant de manière adaptée l'ouverture de la vanne de détente 12 jusqu'à ce que la pression Pc revienne à la valeur de référence Pco. De même, l'évolution du débit d'alimentation Qeb entraîne la mise en action de la boucle d'asservissement au niveau de la pompe de recyclage 13. Ces moyens de commande 18d calculent, en temps réel, la valeur de référence Qreco sur la base de la relation précitée. En pratique, du fait de la réduction du débit d'alimentation Qeb, la valeur référence Qreco varie ce qui correspond à une variation du régime de cette pompe de recyclage 13, cela pour maintenir un débit d'eau optimal au niveau de l'unité de filtration 3. The flow Qeb varies, the reference value Pco also varies; the control means 18c then intervene by suitably modifying the opening of the expansion valve 12 until the pressure Pc returns to the reference value Pco. Similarly, the evolution of the feed rate Qeb causes the servo loop to be actuated at the level of the recycling pump 13. These control means 18d calculate, in real time, the reference value Qreco on the basis of the aforementioned relationship. In practice, because of the reduction of the feed rate Qeb, the Qreco reference value varies, which corresponds to a variation of the speed of this recycling pump 13, in order to maintain an optimum flow of water at the level of the unit. filtration 3.

Bien entendu, dans le cas où la puissance générée par les moyens de captage 5 venait à augmenter, les différentes pompes et la vanne vont être pilotées en sens inverse à celui décrit dessus pour maintenir un fonctionnement optimal de l'installation. De même, dans le cas où les moyens de captage génèrent une tension Ub inférieure à un seuil minimal déterminée, l'installation est automatiquement mise à l'arrêt (notamment par l'arrêt de l'unité amont de pompage 9). De manière générale et à titre d'alternative, le capteur de pression 19c2 associé aux moyens de commande 18p (pilotant la vanne 12) peut être placé sur la conduite 7c s'étendant entre la pompe surpresseur 11 et l'unité de filtration 3, cela le cas échéant en amont de la boucle de recirculation 7f. Of course, in the case where the power generated by the sensing means 5 was to increase, the different pumps and the valve will be driven in the opposite direction to that described above to maintain optimal operation of the installation. Similarly, in the case where the sensing means generate a voltage Ub below a minimum threshold determined, the installation is automatically shut down (in particular by stopping the upstream pumping unit 9). In general and as an alternative, the pressure sensor 19c2 associated with the control means 18p (driving the valve 12) can be placed on the pipe 7c extending between the booster pump 11 and the filtration unit 3, this if necessary upstream of the recirculation loop 7f.

Les moyens de commande 18c sont alors programmés et configurés avec une valeur de référence de pression d'alimentation Pao (pression d'alimentation de l'unité de filtration 3), toujours fonction de Qeb et calculée sur la base d'équations similaires à celles utilisées pour déterminer la valeur référence Pco. On note que les pressions Pc et Pa sont normalement de valeurs similaires. The control means 18c are then programmed and configured with a reference value of supply pressure Pao (supply pressure of the filtration unit 3), always a function of Qeb and calculated on the basis of equations similar to those used to determine the Pco reference value. It is noted that the pressures Pc and Pa are normally of similar values.

Selon encore une autre forme alternative de réalisation, les moyens de commande 18a et 18b, associés respectivement à la pompe de relevage 10 et à la pompe surpresseur 11, peuvent être configurés et programmés de sorte que : - d'une part, le régime de la pompe surpresseur 11 assure l'atteinte et le maintien de la consigne de tension générée Ubo, et - le régime de la pompe amont assure l'atteinte et le maintien de la consigne de pression d'eau d'alimentation Pebo correspondant alors à la valeur de fonctionnement optimale de ladite pompe de relevage. De manière générale, le débit d'eau potabilisée, refoulé au niveau de la sortie According to yet another alternative form of embodiment, the control means 18a and 18b, associated respectively with the lifting pump 10 and with the booster pump 11, can be configured and programmed so that: - on the one hand, the the booster pump 11 ensures the achievement and maintenance of the voltage setpoint Ubo generated, and - the speed of the upstream pump ensures the achievement and maintenance of the Pebo supply water pressure setpoint then corresponding to the optimum operating value of said lift pump. In general, the flow of drinking water, discharged at the outlet

8b, varie selon la puissance générée par les moyens de captage 5 (selon l'intensité du rayonnement solaire ou de la vitesse du vent, selon le cas). Les moyens 8b, varies according to the power generated by the sensing means 5 (depending on the intensity of the solar radiation or the wind speed, as the case may be). Ways

d'accumulation d'énergie 17 servent seulement à amortir les fluctuations de tension ; la capacité d'accumulation d'énergie électrique au sein du système de potabilisation peut ainsi être significativement réduite par rapport aux systèmes antérieurs fonctionnant à tension électrique constante. Pour certaines applications, ces moyens d'accumulation peuvent même être supprimés ; la consigne de tension Ubo correspond alors à la tension électrique nominale de fonctionnement du système de potabilisation ; de plus, en pratique, le système électrique 4 est avantageusement équipé d'un relais contacteur avec tension maximale/minimale, pour éviter les problèmes de variations extrêmes de tension électrique. Par exemple pour des panneaux solaires, seule l'énergie solaire disponible est utilisée ; les moyens d'accumulation ne se déchargent pas. On obtient ainsi un concept de production d'eau potabilisée au fil du soleil (dénommé aussi Max Solar Power Tracking - MSPT ) ou au fil du vent (dénommé aussi Max Wind Power Tracking - MWPT ). De même, la vanne 12 et la pompe de recyclage 13 sont contrôlées pour obtenir une consommation minimale d'énergie, quel que soit le niveau de production d'eau (dénommé aussi concept ROME - Régimes Optimisés à Minima d'Energie). L'association des deux concepts peut être dénommée ROSME - Régimes Optimisés Suiveurs à Minima d'Energie. energy accumulation devices 17 serve only to dampen voltage fluctuations; the capacity of electrical energy storage within the potabilization system can thus be significantly reduced compared to prior systems operating at constant electrical voltage. For some applications, these accumulation means can even be deleted; the Ubo voltage setpoint then corresponds to the nominal electrical operating voltage of the water purification system; moreover, in practice, the electrical system 4 is advantageously equipped with a contactor relay with maximum / minimum voltage, to avoid the problems of extreme variations in electrical voltage. For example for solar panels, only available solar energy is used; the accumulation means do not discharge. This gives a concept of production of water powered by the sun (also called Max Solar Power Tracking - MSPT) or wind (also called Max Wind Power Tracking - MWPT). Similarly, the valve 12 and the recycling pump 13 are controlled to obtain a minimum energy consumption, regardless of the level of water production (also called ROME concept - Optimized Energy Minima). The combination of the two concepts can be called ROSME - Optimized Diets Followers to Minima d'Energie.

Claims (10)

REVENDICATIONS - 1.- Système autonome de potabilisation d'eau, en particulier pour les eaux saumâtres et/ou polluées, lequel système comprend des conduites (7) pour la circulation de l'eau depuis une entrée amont (8a) d'aspiration d'eau brute jusqu'à deux sorties aval, l'une (8b) pour l'eau traitée et l'autre (8c) pour l'eau de rejet, lesquelles conduites (7) sont associées à : - une unité amont de pompage (9), assurant l'aspiration et le refoulement de l'eau brute au niveau de ladite entrée amont (8a) et son cheminement sous pression dans lesdites conduites (7) vers l'aval, - une unité aval (3) de filtration d'eau sur membrane(s), raccordée à ladite sortie aval d'eau traitée (8b) et, par l'intermédiaire d'une vanne de détente (12), à ladite sortie d'eau de rejet (8c), lequel système comprend encore des moyens (5) de captage d'énergie renouvelable, par exemple de type énergie solaire ou éolienne, pour générer une tension électrique Ub fluctuant au cours de la journée et alimentant en énergie électrique au moins ladite unité de pompage (9), la valeur de ladite tension électrique générée Ub augmentant, pour un même niveau de captage, lorsque le régime de ladite unité de pompage (9) diminue et inversement, caractérisé en ce que ledit système (1) comporte des moyens de commande (18a) du genre électroniques et/ou informatiques qui sont connectés à un capteur (192) de mesure de ladite tension électrique générée Ub et à ladite unité amont de pompage (9), lesquels moyens de commande (18a) pilotent automatiquement le régime de ladite unité de pompage (9) selon une valeur qui permet à ladite tension générée Ub d'atteindre et de se maintenir au niveau d'une valeur donnée de tension électrique dite consigne de tension électrique Ubo . - 1.- Autonomous water purification system, in particular for brackish and / or polluted water, which system comprises pipes (7) for the circulation of water from a suction inlet (8a) raw water up to two downstream outlets, one (8b) for treated water and the other (8c) for discharge water, which lines (7) are associated with: - an upstream pumping unit ( 9), ensuring the suction and discharge of raw water at said upstream inlet (8a) and its flow under pressure in said pipes (7) downstream, - a downstream unit (3) of filtration water on membrane (s), connected to said treated water outlet (8b) and, via an expansion valve (12), to said discharge water outlet (8c), which system further comprises means (5) for capturing renewable energy, for example of solar or wind energy type, to generate a fluctuating voltage Ub during the day and supply introducing into electrical energy at least said pumping unit (9), the value of said generated electrical voltage Ub increasing, for the same level of capture, when the speed of said pumping unit (9) decreases and vice versa, characterized in that said system (1) comprises control means (18a) of the electronic and / or computer type which are connected to a sensor (192) for measuring said generated electrical voltage Ub and to said upstream pumping unit (9), which means control device (18a) automatically control the speed of said pump unit (9) according to a value which allows said generated voltage Ub to reach and to maintain a given value of electrical voltage Ubo voltage setpoint voltage . 2.- Système de potabilisation d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif amortisseur des fluctuations de tension électrique (17), par exemple de type moyens de stockage d'énergie genre électrochimique ou électrostatique, situé entre les moyens de captage d'énergie (5) et l'unité de pompage (9), maintenue en permanence en pleine charge ou quasiment en pleine charge, et en ce que les moyens de commande (18a) pilotent automatiquement le régime de l'unité de pompage (9) selon une valeur qui permet à la tension générée Ub d'atteindre et de se maintenir au niveau de la valeur de consigne de tension électrique Ubo correspondant à la tension de pleine charge dudit dispositif amortisseur. 2.- water purification system according to claim 1, characterized in that it comprises a damping device voltage fluctuations (17), for example of energy storage type electrochemical or electrostatic type, located between the energy collecting means (5) and the pumping unit (9), permanently maintained at full load or almost at full load, and in that the control means (18a) automatically drive the speed of the pumping unit (9) according to a value which allows the generated voltage Ub to reach and maintain the voltage setpoint value Ubo corresponding to the full load voltage of said damping device. 3.- Système de potabilisation d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande (18a) pilotent automatiquement le régime de l'unité depompage (9) selon une valeur qui permet à la tension générée Ub d'atteindre et de se maintenir au niveau de la valeur de consigne de tension électrique Ubo correspondant à la tension électrique nominale de fonctionnement du système de potabilisation. 3.- water potabilisation system according to claim 1, characterized in that the control means (18a) automatically control the speed of the pumping unit (9) to a value that allows the voltage generated Ub to reach and to maintain the level of the Ubo voltage setpoint corresponding to the nominal electrical operating voltage of the water purification system. 4.- Système de potabilisation d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'unité de pompage (9) se compose d'un ensemble de deux pompes : - une pompe amont de relevage (10) et - une pompe aval surpresseur (Il), en ce que les moyens de commande (18a, 18b) sont connectés auxdites deux pompes (10, 11), et à des moyens (19b) de mesure de la pression d'eau d'alimentation Peb au sein de la conduite (7b) s'étendant entre lesdites deux pompes (10, 11), lesquels moyens de commande (18a, 18b) pilotent automatiquement : - d'une part, le régime de l'une desdites deux pompes (10) de sorte que la tension électrique générée Ub atteigne et se maintienne au niveau de la consigne de tension électrique Ubo, - et d'autre part, le régime de l'autre desdites deux pompes (11) de sorte que la pression d'eau d'alimentation Peb atteigne et se maintienne à un niveau donné de pression d'eau d'alimentation Pebo dit consigne de pression d'alimentation correspondant à la valeur de fonctionnement optimal de ladite seconde pompe (11). 4.- water purification system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pumping unit (9) consists of a set of two pumps: - an upstream pump lift (10 ) and - a downstream booster pump (II), in that the control means (18a, 18b) are connected to said two pumps (10, 11), and means (19b) for measuring the water pressure d supply Peb within the pipe (7b) extending between said two pumps (10, 11), which control means (18a, 18b) automatically control: - on the one hand, the regime of one of said two pumps (10) so that the generated electrical voltage Ub reaches and is maintained at the voltage set point Ubo, - and secondly, the speed of the other of said two pumps (11) so that the pressure supply water Peb reaches and is maintained at a given level of water supply pressure Pebo said supply pressure setpoint correspon to the optimum operating value of said second pump (11). 5.- Système de potabilisation d'eau selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commande (18a, 18b) pilotent automatiquement : -d'une part, le régime de la pompe amont de relevage (10) pour assurer l'atteinte et le maintien de la consigne de tension générée Ubo, - et d'autre part, le régime de la pompe aval surpresseur (11) pour assurer l'atteinte et le maintien de la consigne de pression d'eau d'alimentation Pebo correspondant à la valeur de fonctionnement optimal de ladite pompe aval (11). 5.- water potabilization system according to claim 4, characterized in that the control means (18a, 18b) automatically control: -the one hand, the speed of the upstream pump lift (10) to ensure the l reaching and maintaining the voltage setpoint generated Ubo, - and secondly, the speed of the downstream pump booster (11) to ensure the achievement and maintenance of the Pebo supply water pressure setpoint corresponding to the optimum operating value of said downstream pump (11). 6.- Système de potabilisation d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de commande (18p) sont connectés - à la vanne aval de détente (12), - à un capteur (19c1) de débit d'eau d'alimentation Qeb situé sur une première conduite (7c) s'étendant entre l'unité de pompage (9) et l'unité de filtration (3), le cas échéant en amont d'une sortie d'une boucle de recyclage 7f, et - à un capteur (19c2) de pression d'eau situé soit sur ladite première conduite (7c) pour mesurer une pression d'alimentation Pa, soit sur une seconde conduite (7e) s'étendant entre ladite unité de filtration (3) et ladite vanne de détente (12) pour mesurer une pression de rejet Pc, lesquels moyens de commande (18p) pilotent automatiquement l'ouverture de ladite vanne de détente (12) de sorte que la pression d'eau de rejet Pc ou d'alimentation Paatteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de pression dite valeur référence de pression Pco ou Pao, laquelle valeur référence de pression Pco ou Pao varie en fonction de la valeur mesurée de débit d'alimentation Qeb, pour l'obtention et le maintien d'une énergie spécifique Wt minimale. 6. A water treatment system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the control means (18p) are connected - to the downstream expansion valve (12) - to a sensor (19c1 ) of the feed water flow Qeb located on a first pipe (7c) extending between the pumping unit (9) and the filtration unit (3), optionally upstream of an outlet of a recycling loop 7f, and - a water pressure sensor (19c2) situated either on said first pipe (7c) for measuring a supply pressure Pa, or on a second pipe (7e) extending between said filtration unit (3) and said expansion valve (12) for measuring a discharge pressure Pc, which control means (18p) automatically drive the opening of said expansion valve (12) so that the pressure of discharge water Pc or Paatteigne supply and is maintained at a given value of pressure called pressure reference value Pco or Pao, which pressure reference value Pco or Pao varies according to the measured value of feed rate Qeb, for obtaining and maintaining a specific energy Wt minimum. 7.- Système de potabilisation d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des conduites (7f) agencées pour former une boucle de recyclage, dont l'entrée est située entre l'unité de filtration (3) et la vanne de détente (12) et dont la sortie est située entre ladite unité de filtration (3) et l'unité de pompage (9), ladite boucle de recyclage comportant une pompe de recirculation (13) favorisant le cheminement de l'eau de l'entrée vers la sortie. 7.- water potabilisation system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises conduits (7f) arranged to form a recycling loop, whose input is between the unit filter (3) and the expansion valve (12) and whose outlet is located between said filtration unit (3) and the pumping unit (9), said recycling loop comprising a recirculation pump (13) favoring the flow of water from the entrance to the exit. 8.- Système de potabilisation d'eau selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commande (18d) sont connectés - à la pompe de recirculation (13), - à un capteur (19d) de débit de recyclage d'eau Qrec, monté sur la boucle de recyclage (7f), et - au capteur (19c1) de débit d'eau d'alimentation Qeb, situé sur la conduite (7c) s'étendant entre l'unité de pompage (9) et l'unité de filtration (3), en amont de la sortie de ladite boucle de recyclage (7f), lesquels moyens de commande (18d) pilotent automatiquement le régime de ladite pompe de recyclage (13) de sorte que le débit de recyclage Qrec atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de débit de recyclage dite valeur référence de débit de recyclage Qreco , laquelle valeur référence de débit Qreco varie en fonction de la valeur mesurée du débit d'alimentation Qeb, pour l'obtention et le maintien d'une énergie spécifique Wt minimale. 8.- water purification system according to claim 7, characterized in that the control means (18d) are connected - to the recirculation pump (13) - to a recycling flow sensor (19d) of water Qrec, mounted on the recycle loop (7f), and - the feed water flow sensor (19c1) Qeb, located on the pipe (7c) extending between the pumping unit (9) and the filtration unit (3), upstream of the outlet of said recycling loop (7f), which control means (18d) automatically control the speed of said recycling pump (13) so that the recycle flow Qrec reaches and is maintained at a given recycling flow rate value called Qreco recycling flow rate reference value, which Qreco flow rate reference value varies according to the measured value of the feed flow rate Qeb, for obtaining and maintaining a specific energy Wt minimum. 9.- Système de potabilisation d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'unité de filtration (3) consiste en au moins une membrane de filtration par osmose inverse ou par nanofiltration. 9. A water purification system according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the filtration unit (3) consists of at least one reverse osmosis filtration membrane or nanofiltration. 10.- Procédé de gestion du fonctionnement d'un système autonome de potabilisation d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, lequel système comprend des conduites (7) pour la circulation de l'eau depuis une entrée amont (8a) d'aspiration d'eau brute jusqu'à deux sorties aval, l'une (8b) pour l'eau traitée et l'autre (8c) pour l'eau de rejet, lesquelles conduites (7) sont associées à : - une pompe de relevage (10), assurant l'aspiration de l'eau au niveau de l'entrée amont (8a), - une pompe surpresseur (11), assurant le cheminement de l'eau vers l'aval et sous pression dans les conduites (7),- une unité de filtration d'eau sur membrane(s) (3), raccordée à ladite sortie aval (8b) d'eau traitée et, par l'intermédiaire d'une vanne de détente (12), à ladite sortie (8c) d'eau de rejet, et lequel système comprend encore - éventuellement des conduites (7f) agencées pour former une boucle de recyclage, dont l'entrée est située en aval de l'unité de filtration (3) et dont la sortie est située en amont de ladite unité de filtration (3), ladite boucle de recyclage comportant une pompe de recirculation (13) favorisant le cheminement retour de l'eau, - des moyens (5) de captage d'énergie renouvelable générant une tension Ub fluctuant au cours de la journée, qui alimentent en énergie électrique la pompe de relevage (10), la pompe surpresseur de pompage (11), et le cas échéant la pompe de recirculation (13), lequel procédé consiste : - à piloter le régime de ladite pompe amont de relevage (10) selon une valeur qui permet à ladite tension générée Ub d'atteindre et de se maintenir au niveau d'une valeur donnée de tension électrique dite consigne de tension électrique Ubo , ladite tension électrique générée Ub augmentant, pour un même niveau de captage, notamment lorsque le régime de ladite unité de pompage (10) diminue, et inversement, - à piloter le régime de ladite pompe surpresseur (11) de sorte que la pression d'eau d'alimentation Peb, au sein de la conduite (7b) s'étendant entre ladite pompe de relevage (10) et ladite pompe surpresseur (11), atteigne et se maintienne à un niveau donné de pression d'alimentation Pebo dit consigne de pression d'alimentation correspondant à la valeur de fonctionnement optimal de ladite pompe surpresseur (11), - à piloter l'ouverture de ladite vanne de détente (12) de sorte que la pression d'eau mesurée soit sur une première conduite (7c) s'étendant entre l'unité de pompage (9) et l'unité de filtration (3), dite pression d'alimentation Pa, soit sur une seconde conduite (7e) s'étendant entre ladite unité de filtration (3) et ladite vanne de détente (12), dite pression d'eau de rejet Pc, atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de pression dite valeur référence de pression Pao ou Pco, ladite valeur référence de pression Pao ou Pco variant en fonction de la valeur de débit d'alimentation Qeb, mesurée dans la conduite s'étendant entre l'unité de pompage (9) et l'unité de filtration (3), pour l'obtention et le maintien d'une énergie spécifique Wt minimale, - et le cas échéant, à piloter le régime de ladite pompe de recyclage (13) pour que le 35 débit de recyclage Qrec atteigne et se maintienne au niveau d'une valeur donnée de débit de recyclage dite valeur référence de débit de recyclage Qreco , ladite valeurréférence de recyclage Qreco variant en fonction de la valeur mesurée dudit débit d'alimentation Qeb, pour l'obtention et le maintien d'une énergie spécifique Wt minimale. 10. A method for managing the operation of an autonomous water purification system according to any one of claims 1 to 9, which system comprises pipes (7) for the circulation of water from an upstream inlet (8a). ) sucking raw water up to two downstream outlets, one (8b) for treated water and the other (8c) for reject water, which lines (7) are associated with: - a lifting pump (10), ensuring the suction of water at the upstream inlet (8a), - a booster pump (11), ensuring the flow of water downstream and under pressure in the pipes (7), - a water filtration unit on membrane (s) (3), connected to said downstream outlet (8b) of treated water and, via an expansion valve (12) at said outlet (8c) of reject water, and which system further comprises - optionally pipes (7f) arranged to form a recycling loop, whose inlet is located downstream of the filtration unit (3) and whose outlet is located upstream of said filtration unit (3), said recycling loop comprising a recirculation pump (13) promoting the return flow of water, - means (5) for collecting water. renewable energy generating a fluctuating voltage Ub during the day, which supply electrical energy to the lifting pump (10), the booster pump (11) and, where appropriate, the recirculation pump (13), which process consists in: - controlling the speed of said upstream lifting pump (10) according to a value which enables said generated voltage Ub to reach and to maintain a given value of electrical voltage called Ubo voltage set point, said generated electrical voltage Ub increasing, for the same level of capture, especially when the speed of said pump unit (10) decreases, and vice versa, - to control the speed of said booster pump (11) so that the pressure of supply water Peb, within the pipe (7b) extending between said lifting pump (10) and said booster pump (11), reaches and is maintained at a given level of supply pressure Pebo said setpoint supply pressure corresponding to the optimum operating value of said booster pump (11), - controlling the opening of said expansion valve (12) so that the measured water pressure is on a first pipe (7c ) extending between the pumping unit (9) and the filtration unit (3), said supply pressure Pa, or on a second pipe (7e) extending between said filtration unit (3) and said expansion valve (12), referred to as the discharge water pressure Pc, reaches and remains at a given pressure value, referred to as the pressure reference value Pao or Pco, said pressure reference value Pao or Pco varying according to of the feed rate value Qeb, measured in the pipe is extending between the pumping unit (9) and the filtration unit (3), for obtaining and maintaining a specific minimum energy Wt, and, if necessary, controlling the speed of said recycling pump (13) for the recycle flow rate Qrec to reach and maintain at a given recycle flow rate value Qreco recycle flow rate reference value, said Qreco recycling reference value varying as a function of the measured value of said recycle flow rate. Qeb power supply, for obtaining and maintaining a specific energy Wt minimum.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108331068A (en) * 2018-01-23 2018-07-27 北京国岩华北技术检测有限公司 PCCP water delivery water pumping systems double over long distances
WO2019058363A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 Desalitech Ltd. System for closed circuit desalination with renewably solar/wind energy sources of variable power characteristics

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007075713A (en) * 2005-09-13 2007-03-29 Ebara Corp Water purifying apparatus for emergency
JP2007160157A (en) * 2005-12-12 2007-06-28 Hikita Kogyo Kk Water treatment apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007075713A (en) * 2005-09-13 2007-03-29 Ebara Corp Water purifying apparatus for emergency
JP2007160157A (en) * 2005-12-12 2007-06-28 Hikita Kogyo Kk Water treatment apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019058363A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 Desalitech Ltd. System for closed circuit desalination with renewably solar/wind energy sources of variable power characteristics
CN111132748A (en) * 2017-09-25 2020-05-08 淡化科技有限公司 System for renewable solar/wind energy source with variable power characteristic used for closed-circuit desalination
EP3687668A4 (en) * 2017-09-25 2021-05-19 Desalitech Ltd System for closed circuit desalination with renewably solar/wind energy sources of variable power characteristics
CN108331068A (en) * 2018-01-23 2018-07-27 北京国岩华北技术检测有限公司 PCCP water delivery water pumping systems double over long distances
CN108331068B (en) * 2018-01-23 2024-03-01 国岩华北工程技术(北京)有限公司 Long-distance double PCCP water delivery and lifting system

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