FR2988308A1 - Dispositif de rincage d'un bassin - Google Patents

Abstract

L'invention a trait à un dispositif de rinçage (1) d'un bassin muni d'une zone à rincer appelée piste (2) apte à stocker une quantité d'eau, et d'une zone d'évacuation (3) d'où l'eau peut être extraite de ledit bassin, ledit dispositif de rinçage (1) comprenant un caisson (7) muni en partie basse d'un siphon (9) , un clapet anti-retour (8) disposé en partie haute du caisson (7), et apte à laisser sortir l'air du caisson (7) en cas de surpression et à empêcher l'entrée de l'air en cas de dépression, et une conduite (10) configurée pour relier la partie haute dudit caisson (7) par son extrémité haute (11) à ladite zone d'évacuation (3) par son extrémité basse (15). Ladite conduite (10) comprend une partie mobile (19), de sorte que ladite extrémité basse (15) est mobile en translation verticale entre une position basse où elle est recouverte d'eau tant que le bassin n'est pas quasiment vide, et une position haute où son extrémité basse (15) est suffisamment éloignée d'un flux d'eau de rinçage provenant dudit caisson (7) pour permettre l'écoulement de ladite eau de rinçage sans que celle-ci soit aspirée dans ladite conduite (10).

Description

L'invention concerne le nettoyage du radier de capacités destinées au stockage de liquides chargés de substances solides tel que eaux de pluies, eaux mixtes ou eaux usées. L'invention concerne par exemple le nettoyage du radier de 5 bassin d'orage, de fosse de relevage ou de capacités diverses. Les bassins d'orage sont des réservoirs enterrés ou aérien qui en cas de pluies, permettent de stocker les eaux d'un réseau unitaire en vue de leur traitement biologique en station d'épuration après l'arrêt de la pluie. 10 La vidange des bassins peut être réalisée par des pompes située dans une fosse de pompage ou par une vidange gravitaire. L'ensemble constituant le point bas du bassin est également appelée zone d'évacuation. Après cette vidange, il subsiste au fond du bassin (radier) 15 des impuretés ou des boues. Ces boues peuvent être éliminées par des systèmes de chasse automatiques notamment. Cela peut se faire par : - des compartiments à clapets, dans lesquels on accumule une grande quantité d'eau, avant d'ouvrir 20 brutalement les clapets, selon le document EP 0211058 par exemple - ou bien encore des augets basculeurs, systèmes dans lesquels on place un important volume d'eau en hauteur, avant de le déverser brutalement sur le radier, selon le document 25 FR2630472 par exemple. Ces méthodes sont globalement efficaces, mais nécessitent l'utilisation d'énergie électrique, pneumatique ou hydraulique. D'autre part beaucoup de bassins ne possèdent pas de système de rinçage du fait du cout important des équipements et de 30 l'adaptation du génie civil pour leur mise en oeuvre. Dans les bassins sans système de rinçage, les boues s'accumulent sur le radier. Elles devront être retirées manuellement ; ce qui engendre des cout importants et des risques pour les intervenants en raison d'une éventuelle présence de gaz H2S et 35 de risques de chute du fait de la profondeur de ces ouvrages.

Le document DE 39 15 076 divulgue un système de rinçage comprenant un caisson qui se remplit chaque fois que le bassin se remplit d'eau, et qui ne se vide que lorsque le bassin est presque vide, provoquant ainsi un rinçage du fond. Un système de trois tubes relie le caisson à la partie basse du bassin, le deuxième tube étant nettement plus fin. Par ailleurs un couvercle permet d'obturer le premier tube, pour le mettre en relation de pression avec les deuxième et troisième tubes, avec un contrepoids ayant pour effet l'ouverture du couvercle dès que l'air a pu pénétrer dans le premier tube en passant par les deuxième et troisième tubes. Ainsi quand le bassin est presque vide, l'air entre par le troisième tube, puis circule jusqu'au premier tube en passant par le deuxième tube, ce qui provoque l'ouverture du couvercle, et donc le vidage du caisson produisant le rinçage du bassin. Dès que le couvercle est ouvert, il n'y a plus de risque que l'eau de rinçage soit aspiré à nouveau par le troisième tube, ce qui permet de garantir que l'eau de rinçage, chargé des saletés du fond du bassin va bien sortir du bassin, sans risque d'être renvoyée dans le caisson.

Néanmoins ce système est assez complexe, avec un couvercle et un contrepoids avec un flotteur, et présente donc des risques importants de disfonctionnements dès que des impuretés viennent s'introduire dans l'entourage immédiat des diverses pièces mobiles.

La présente invention se propose de remédier à au moins une partie des inconvénients précités et propose un système sans énergie, ne comportant aucun joint et aucune pièce mécanique, qui permet de rincer le radier d'un bassin d'orage. Sa conception est simple et robuste et elle ne nécessite pas de travaux supplémentaires au niveau du génie civil. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de rinçage d'un bassin muni d'une ou plusieurs zones a rincer appelées piste, et d'une zone d'évacuation d'où l'eau peut être extraite de ledit bassin, ledit dispositif de rinçage comprenant un caisson muni en partie basse d'un siphon, un clapet anti-retour disposé en partie haute du caisson, et apte à laisser sortir l'air du caisson en cas de surpression et à empêcher l'entrée de l'air en cas de dépression, et une conduite configurée pour relier la partie haute dudit caisson par son extrémité haute à ladite zone d'évacuation par son extrémité basse. Ce dispositif de rinçage est particulier en ce que ladite conduite comprend une partie mobile, de sorte que ladite extrémité basse est mobile en translation verticale entre une position basse où elle est recouverte d'eau tant que le bassin n'est pas quasiment vide, et une position haute où son extrémité basse est suffisamment éloignée d'un flux d'eau de rinçage provenant dudit caisson pour permettre l'écoulement de ladite eau de rinçage sans que celle-ci soit aspirée dans ladite conduite. Ainsi à chaque remplissage du bassin, ledit caisson se remplit, ainsi qu'une partie de ladite conduite contenant l'extrémité basse, et à chaque vidange du bassin, le caisson reste plein jusqu'à ce que le bassin soit quasiment vide, en l'occurrence jusqu'à ce que l'extrémité basse de la conduite n'est plus recouverte d'eau, et laisse échapper l'eau contenue dans la conduite. A ce moment-là la pression est relâchée dans le caisson, qui se vide instantanément, et produit ainsi un effet de rinçage de la piste du bassin. La mobilité verticale de l'extrémité inférieure de la conduite permet alors de garantir que l'eau de rinçage n'est pas aspirée par la conduite, ce qui empêcherait l'évacuation de l'eau de rinçage, et les saletés seraient piégées. Grâce à l'invention, cela peut être évité. Selon d'autres caractéristiques : - ladite partie mobile de la conduite peut être soutenue par l'intermédiaire d'un ressort disposé en un point d'attache de la partie mobile de la conduite, et configure pour céder au poids de la partie mobile de la conduite contenant de l'eau et entourée d'air, de sorte que celle-ci est en position basse, et pour rappeler ladite conduite vers sa position haute dès que ladite conduite est vidée de son eau ; on obtient ainsi un mécanisme particulièrement simple et fiable, ladite conduite peut comprendre une manchette souple de mobilité disposée entre la partie mobile de la conduite et une partie fixe, de sorte à permettre un mouvement de rotation d'au moins une partie de la partie mobile de la conduite sensiblement autour de ladite manchette souple de mobilité, se traduisant au niveau de l'extrémité basse de la conduite par au moins un mouvement de translation verticale, conférant ainsi une mobilité sans pièce mécanique comme un axe ou une rotule, - ladite partie mobile de la conduite peut comprendre une manchette souple de verticalité configurée pour limiter le mouvement de la partie de la conduite située entre ladite manchette souple de verticalité et l'extrémité basse de la conduite à un mouvement de translation sensiblement vertical ; une telle disposition permet d'éviter un mouvement horizontal de l'extrémité basse de la conduite induite par ledit mouvement de rotation, et de plus de libérer le mouvement horizontal de ladite extrémité basse, et de réduire ainsi les contraintes et difficultés à effectuer le mouvement de translation vertical, - ladite conduite peut présenter une forme de U renversé, avec une première partie verticale partant de la partie haute du caisson, une deuxième partie sensiblement horizontale ou légèrement inclinée, et enfin une troisième partie verticale se terminant par l'extrémité basse, proposant ainsi une solution très simple, - ladite manchette souple de mobilité peut être disposée dans ladite deuxième partie, par exemple à environ un mètre du point d'attache, ce qui confère une bonne mobilité verticale à l'extrémité basse de la conduite, - ladite manchette souple de verticalité peut être située dans ladite troisième partie proche de l'extrémité supérieure de ladite troisième partie de sorte à limiter les mouvements latéraux, induits par ledit mouvement de rotation, de ladite troisième partie, - ledit dispositif de rinçage peut comprendre deux butées conçues pour limiter le mouvement de translation vertical de la partie mobile de la conduite, - ladite zone d'évacuation peut être une fosse de pompage dans laquelle est disposée une pompe apte à pomper l'eau vers une sortie du bassin, et l'extrémité basse de la conduite située dans ladite fosse de pompage ; une telle disposition permet d'enterrer le bassin, ce qui le rend plus discret, et facilite la collecte de l'eau de pluie, - le volume dudit caisson peut être inferieur au volume de ladite fosse de pompage ; ainsi toute l'eau de rinçage se retrouve immédiatement dans la zone de réception. L'avantage de la présente invention réside en particulier en ce qu'elle permet de rincer le radier automatiquement après chaque vidange, par une solution robuste et fiable, sans aucun joint devant s'ouvrir ou se refermer, et sans axe de rotation. On obtient ainsi un dispositif de rinçage facile à fabriquer et à mettre en oeuvre, et les risques de panne sont réduits au minimum.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se 25 référant au dessin joint : la figure 1 représente une vue schématique de côté d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de rinçage selon l'invention, les figures 2 à 5 illustrent un second mode de 30 réalisation d'un dispositif de rinçage selon l'invention, lors de quatre étapes successives de son remplissage et de sa vidange. Tel que représenté dans la figure 1, la présente invention concerne un dispositif de rinçage 1 d'un bassin.

Le bassin comprend une zone de à rincer appelée piste 2 permettant de stocker l'eau recueillie, ainsi qu'une fosse de pompage 3 située en partie basse du bassin. Au moins une pompe 4 immergée est disposée dans la fosse de pompage 3, associée à une conduite de pompage 5, permettant d'évacuer l'eau recueillie vers une sortie 6. Le dispositif de rinçage 1 selon l'invention comporte un caisson 7 disposé au bout de la piste 2, d'un volume inférieur à celui de la fosse de pompage 3 dans laquelle sont logées les pompes 4. Le volume du caisson 7 est idéalement légèrement inférieur au volume de la fosse de pompage 3. En partie haute ce caisson 7 est équipé d'un clapet anti-retour 8, et en partie basse d'un siphon 9. Il peut y avoir plusieurs caissons 7 pouvant fonctionner simultanément.

Une conduite 10, sous la forme d'un tuyau de gros diamètre, relie le sommet du caisson 7 à la fosse de pompage 3, située au point le plus bas du bassin. L'extrémité haute 11 de la conduite 10 est raccordée au sommet du caisson 7. Une première partie 12 de la conduite 10 en partant de son extrémité haute 11 est verticale ascendante. Le clapet anti-retour 8 peut être disposé sur la conduite 10 au voisinage de l'extrémité supérieure de cette première partie 12, de sorte à être situé au niveau la partie la plus haute de la conduite 10. Elle est suivie d'une deuxième partie 13 sensiblement horizontale, ou légèrement inclinée, par exemple vers le haut comme représenté à la fig. 1. La conduite 10 se termine par une troisième partie verticale descendante 14, jusqu'à l'extrémité basse 15 de la conduite 10. L'inclinaison de la partie 13 permet d'éviter les dépôts, et doit être plus ou moins importante, selon les dimensions du bassin. Dans certains cas, la partie 13 est disposée avec une partie ascendante, suivie d'une partie descendante, en forme de V inversé, permettant de lui donner une pente plus forte, sans augmenter la hauteur nécessaire à l'installation.

Au niveau du raccordement entre les parties 13 et 14, la conduite 10 est suspendue par un point d'attache 24 à une structure fixe 16 par l'intermédiaire d'un dispositif de rinçage 1 comprenant un ressort 17. A une distance, par exemple de l'ordre d'un mètre, de ce raccordement le long de la partie horizontale 13, est disposé une manchette souple de mobilité 18, définissant une partie mobile 19 de la conduite 10 par rapport à une partie fixe 20. La partie mobile 19 est ainsi mobile en rotation autour d'un point situé au niveau de cette manchette souple de mobilité 18. Un tel mouvement de rotation produit au niveau du raccordement entre les parties 13 et 14 un mouvement sensiblement vertical, entre une position haute dans laquelle le ressort 17 est comprimé, et une position basse, dans laquelle il est étiré. Au niveau de l'extrémité basse 15 de la conduite 10, ce mouvement se traduit par une combinaison de deux mouvements : d'une part un mouvement de translation vertical entre une position basse dans laquelle l'extrémité basse 15 se trouve immergée dans l'eau tant que le bassin n'est pas quasiment vide, et une position haute, dans laquelle l'extrémité 15 se trouve hors d'un flux d'eau de rinçage. Il s'y ajoute une composante de mouvement sensiblement horizontal. Pour éviter la composante horizontale du mouvement, on a introduit une manchette souple de verticalité 21 dans la troisième partie 14 de la conduite 10, juste sous le raccordement entre les parties 13 et 14. De cette façon, l'extrémité 15 est libre dans le plan horizontal, ce qui évite 25 bien des contraintes qu'un déplacement horizontal imposé induirait. Cette extrémité 15 est donc mobile en translation verticale sans contrainte particulière sur son positionnement horizontal. Enfin une butée haute 22 et une butée basse 23 limitent le 30 déplacement de la partie mobile 19. On peut également disposer une butée circulaire (non représentée) autour de la partie verticale 14, pour limiter le mouvement latéral de cette partie, en particulier pour éviter qu'elle entre en contact avec la pompe 4 ou la conduite de 35 pompage 5.

La pompe 4 peut aussi être remplacée par un ensemble de plusieurs pompes, ou une vidange gravitaire. Lors du remplissage de le bassin, les caissons 7 se remplissent simultanément (voir fig. 2). L'air qui se trouve en partie haute est évacué par les clapets anti retour 8. Dès que l'eau arrive au niveau de la prise d'air sous le clapet anti retour 8, le niveau du caisson 7 ne monte plus (fig. 3). Ce volume d'eau contenu alors dans le caisson 7 représente le volume de la vague de rinçage.

Lors de la vidange du bassin, l'eau reste à l'intérieur des caissons 7 car l'air ne peut y entrer à cause de la fermeture des clapets anti retour 8 (fig. 4). Une dépression se crée dans le tube 25, qui peut être en PVC. Dès que le niveau de l'eau de la fosse arrive au niveau de l'extrémité 15 du tuyau 10 celui-ci se vide instantanément. Il remonte alors de quelque centimètre par le redressement du ressort de traction 17 et permet à l'air de s'introduire. Pendant les chasses, les pompes 4 continuent de fonctionner jusqu'au niveau bas de la zone de pompage 3. La colonne d'eau du caisson 7 se vide très rapidement grâce 20 à la grande section de passage de la conduite 10 qui est par exemple de 300mm pour des caissons 7 rectangulaires et 250 mm pour un caisson 7 cylindrique. Cette vidange rapide provoque une vague puissante qui entraine les boues vers la zone de pompage 3 où se trouvent les pompes. 25 Lors d'un orage ou d'une forte pluie, on peut ouvrir l'accès au bassin, et celui-ci se remplit alors. Au fur et à mesure, l'eau pénètre dans la conduite 10 et dans le caisson 7, les remplissant au moins partiellement. L'air en surpression de la conduite 10 et du caisson 7 est évacué par le clapet anti- 30 retour 8. Lorsqu'après la pluie on vidange le bassin, l'eau commence à baisser dans le bassin, mais l'étanchéité du clapet anti-retour 8 fait qu'il se crée une dépression dans le haut de la conduite 10 et du caisson 7, empêchant l'eau du caisson 7 de s'écouler par le siphon 9. L'eau contenue dans la conduite 10 ne 35 peut pas non plus s'écouler par l'extrémité basse 15, tant que celle-ci est immergée dans l'eau.

Tant que le niveau dans la zone de réception est suffisamment haut, il est indifférent que la partie mobile 19 de la conduite soit en position haute ou en position basse. En revanche, quand le niveau s'approche du sol, le bassin ne contient plus beaucoup d'eau. Dans ces conditions, le poids de la partie mobile 19 de la conduite avec son contenu d'eau au moins dans la partie verticale 14 étire le ressort 17 de sorte que l'extrémité 15 se trouve en position basse. Lorsque le bassin est quasiment vide, en l'occurrence lorsque le niveau d'eau s'approche du fond de la fosse d'évacuation 3 et passe sous l'extrémité basse 15, l'air peut pénétrer dans la conduite 10, ce qui permet à l'eau contenue dans la conduite 10 de s'écouler par l'extrémité basse 15, ce qui entraîne que la partie mobile 19 devient bien plus légère, de sorte que le ressort 17 se comprime et entraîne la partie mobile 19, et donc l'extrémité basse 15 vers sa position haute contre la butée 22. Le caisson 7 se vidange alors rapidement par son siphon 9. Cela produit un effet de rinçage de la piste 2, toute l'eau de rinçage passant rapidement sur le fond de cette zone et entraînant toutes les saletés par un effet mécanique. Cette eau de rinçage chargée de saletés arrive dans la fosse de pompage 3, où elle est reprise par la pompe 4, pour être évacuée. La partie mobile 19, la manchette souple de mobilité 18 et 25 la butée haute 22 sont conçus pour que la position haute de l'extrémité basse 15 soit au-dessus du flux de l'eau de rinçage. On peut ainsi garantir que toute l'eau de rinçage est reprise par la pompe ou évacuée par la zone d'évacuation 4 vers la sortie 6 du bassin. L'extrémité basse 15 est suffisamment 30 haute pour ne pas aspirer une partie de cette eau de rinçage. Ainsi le caisson 7 se remplit automatiquement à chaque fois que le bassin se remplit, et il conserve sa colonne d'eau tant que la zone d'évacuation n'est pas quasiment vide. Lorsque la zone d'évacuation 3 est quasiment vide, l'air 35 entrant par le tuyau libère la dépression dans le caisson 7, et la colonne d'eau contenue dans le caisson 7 se déverse brutalement sur le radier 26 de la zone de réception 2, entrainant les boues résiduelles dans la zone d'évacuation 3. La zone d'évacuation permet d'éliminer les boues qui sont diluées du fait de la chasse qui les a remises en suspension.

5 L'opération se répète à chaque fois qu'il y a une vidange du bassin. L'avantage de la présente invention réside en particulier en ce qu'elle permet de rincer la piste 2 du bassin automatiquement après chaque vidange, par une solution robuste 10 et fiable, sans aucun joint devant s'ouvrir ou se refermer, sans axe de rotation. On obtient ainsi un dispositif de rinçage 1 facile à fabriquer et à mettre en oeuvre, et les risques de panne sont réduits au minimum. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme 15 de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre de l'invention. 20

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de rinçage (1) d'un bassin muni d'une zone à rincer appelée piste (2) apte à stocker une quantité d'eau, et 5 d'une zone d'évacuation(3) d'où l'eau peut être extraite dudit bassin, ledit dispositif de rinçage (1) comprenant un caisson (7) muni en partie basse d'un siphon (9), un clapet anti-retour (8) disposé en partie haute du caisson (7), et apte à laisser sortir l'air du caisson (7) en cas de surpression et à empêcher 10 l'entrée de l'air en cas de dépression, et une conduite (10) configurée pour relier la partie haute dudit caisson (7) par son extrémité haute (11) à ladite zone d'évacuation(3) par son extrémité basse (15), caractérisé en ce que ladite conduite (10) comprend une partie mobile (19), de sorte que ladite extrémité 15 basse (15) est mobile en translation verticale entre une position basse où elle est recouverte d'eau tant que le bassin n'est pas quasiment vide, et une position haute où son extrémité basse (15) est suffisamment éloignée d'un flux d'eau de rinçage provenant dudit caisson (7) pour permettre l'écoulement de 20 ladite eau de rinçage sans que celle-ci soit aspirée dans ladite conduite (10).
2. 2. Dispositif de rinçage (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite partie mobile (19) de la conduite est soutenue par l'intermédiaire d'un ressort (17) disposé en un 25 point d'attache (24) de la partie mobile (19) de la conduite, et configure pour céder au poids de la partie mobile (19) de la conduite contenant de l'eau et entourée d'air, de sorte que celle-ci est en position basse, et pour rappeler ladite conduite (10) vers sa position haute dès que ladite conduite (10) est 30 vidée de son eau.
3. 3. Dispositif de rinçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite conduite (10) comprend une manchette souple de mobilité (18) disposée entre la partie mobile (19) de la conduite et une partie fixe (20), de 35 sorte à permettre un mouvement de rotation d'au moins une partie de la partie mobile (19) de la conduite sensiblement autour deladite manchette souple de mobilité (18), se traduisant au niveau de l'extrémité basse (15) de la conduite (10) par au moins un mouvement de translation verticale.
4. 4. Dispositif de rinçage (1) selon la revendication 5 précédente, dans lequel ladite partie mobile (19) de la conduite comprend une manchette souple de verticalité (21) configurée pour limiter le mouvement de la partie de la conduite (10) située entre ladite manchette souple de verticalité (21) et l'extrémité basse (15) de la conduite (10) à un mouvement de 10 translation sensiblement vertical.
5. 5. Dispositif de rinçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite conduite (10) présente une forme de U renversé, avec une première partie (12) verticale partant de la partie haute du caisson (7), une 15 deuxième partie (13) sensiblement horizontale ou légèrement inclinée, et enfin une troisième partie (14) verticale se terminant par l'extrémité basse (15).
6. 6. Dispositif de rinçage (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite manchette souple de mobilité (18) 20 est disposée dans ladite deuxième partie (13).
7. 7. Dispositif de rinçage (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel ladite manchette souple de verticalité (21) est située dans ladite troisième partie (14) proche de l'extrémité supérieure de ladite troisième partie (14) 25 de sorte à limiter les mouvements latéraux, induits par ledit mouvement de rotation, de ladite troisième partie (14).
8. 8. Dispositif de rinçage (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant deux butées (22, 23) conçues pour limiter le mouvement de translation vertical de la 30 partie mobile (19) de la conduite.
9. 9. Dispositif de rinçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite zone d'évacuation(3) est une fosse de pompage (3) dans laquelle est disposée une pompe (4) apte à pomper l'eau vers une sortie (6) 35 du bassin, et l'extrémité basse (15) de la conduite (10) est située dans ladite fosse de pompage (3).
10. 10. Dispositif de rinçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le volume dudit caisson (7) est inférieur au volume de ladite zone d'évacuation (3).