FR3102999A1

FR3102999A1 - Dispositif de récupération de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface d'un plan d'eau.

Info

Publication number: FR3102999A1
Application number: FR1912575A
Authority: FR
Inventors: Yves Lecoffre; Guillaume Maj
Original assignee: YLEC CONSULTANTS
Current assignee: YLEC CONSULTANTS
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2039-11-08
Also published as: WO2021089955A1; FR3102999B1

Abstract

Dispositif de récupération par déversement de produits surnageant à la surface d'un plan d’eau, comprenant : une cuve (2), un organe de maintien (7) maintenant la cuve dans une position telle que le bord supérieur de la paroi périphérique de la cuve est situé au-dessous de la surface libre du plan d’eau, un organe tubulaire d’écumage (18), mobile par rapport à la cuve, comprenant une virole intérieure engagée librement à l’intérieur de la cuve et présentant un seuil supérieur de déversement (20), et un organe d’extraction (13) de liquide communiquant avec la partie inférieure de la cuve, l’organe tubulaire d’écumage étant soumis au niveau du liquide dans la virole intérieure, l’organe tubulaire d’écumage (18) comprenant un organe d’isolement (21) qui délimite, avec la virole intérieure, un espace annulaire de confinement (22) dans lequel la partie supérieure de la paroi périphérique (3) de la cuve (2) est engagée librement, en position d’emboîtement. Figure pour l’abrégé : Fig 1

Description

Dispositif de récupération de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface d'un plan d'eau.

La présente invention concerne le domaine de la récupération de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface de plans d'eau, en particulier en vue de leur dépollution.

Elle s'applique en particulier au problème de la récupération de liquides non miscibles à l'eau, flottant en surface de plans d'eau divers, naturels ou artificiels, comme par exemple les ports, les étangs, les lacs, les retenues, les mers, les bassins ou réservoirs de stockage d'eau, notamment dans les activités industrielles, environnementales, agricoles ou domestiques, ou encore les piscines.

Le brevet WO 2017/139855 décrit un dispositif de récupération de produits solides surnageant à la surface d’un plan d’eau, qui comprend une cuve qui est ancrée au fond du plan d’eau par un câble de sorte à être immergée et dont le fond présente un passage pourvu d’une hélice rotative pour l’évacuation vers le plan d’eau de l’eau du plan d’eau qui se déverse dans la cuve et qui comprend un panier disposé à l’intérieur de la cuve pour récupérer les produits solides qui sont entraînés par l’eau de déversement et qui ainsi tombent dans le panier.

Le brevet ES 1 080 807 décrit un dispositif de récupération de produits solides surnageant à la surface d’un plan d’eau, qui comprend une cuve qui est fixée à une paroi verticale de sorte à être immergée et dont le fond présente un passage pourvu d’une hélice rotative pour l’évacuation de l’eau de la cuve vers le plan d’eau et qui comprend un panier qui est engagé dans la cuve et dont la partie supérieure, située au-dessus du bord supérieur de la cuve, est reliée à la cuve par un soufflet d’étanchéité empêchant l’eau du plan d’eau de pénétrer directement dans la cuve par-dessus le bord supérieur de cette dernière. Le panier est apte à flotter sous l’effet de l’eau contenue dans la cuve. Le niveau de la surface libre de l’eau dans la cuve, relativement au niveau du plan d’eau, imposé par l’évacuation sous l’effet de l’hélice, détermine la position verticale du bord supérieur du panier par rapport à la surface libre du plan d’eau, de sorte que le bord supérieur du panier constitue un bord de déversement de l’eau du plan d’eau dans le panier et donc dans la cuve. Le soufflet constitue un frein aux déplacements verticaux du panier. De plus, les qualités physiques du soufflet, notamment son élasticité, sont susceptibles de se détériorer sous l’effet des conditions atmosphériques et des produits polluants du plan d’eau et donc de nuire aux déplacements verticaux du panier.

Le brevet WO 2018/102869 décrit un dispositif de récupération de produits solides surnageant à la surface d’un plan d’eau, qui comprend une cuve qui est portée par un flotteur de sorte à être immergée et qui comprend une virole flottante pourvue d’un fond, qui est engagée dans la cuve de sorte à coulisser verticalement par rapport à la cuve, en créant une étanchéité partielle à glissement entre la virole et la cuve, de sorte que l’eau du plan d’eau peut se déverser par-dessus le bord supérieur de la virole et être évacuée par des trous aménagés à la partie inférieure de la virole. L’étanchéité partielle constitue un frein aux déplacements verticaux de la virole par rapport à la cuve et la virole peut se trouver bloquée sous l’effet d’impuretés, de particules et de déchets contenus dans le plan d’eau.

Selon un mode de réalisation, il est proposé un dispositif de récupération par déversement de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface d'un plan d’eau.

Le dispositif de récupération comprend

une cuve ouverte vers le haut et comprenant une paroi périphérique, présentant un bord supérieur, et un fond,

un organe de maintien apte à maintenir la cuve dans une position telle que le bord supérieur de la paroi périphérique de la cuve est situé au-dessous de la surface libre du plan d’eau,

un organe tubulaire d’écumage, mobile par rapport à la cuve, qui comprend une virole intérieure qui est engagée librement à l’intérieur et en regard de la paroi périphérique de la cuve et qui comprend un seuil supérieur de déversement solidaire de la virole intérieure, et

un organe d’extraction de liquide communiquant avec la partie inférieure de la cuve.

L’organe tubulaire d’écumage est doté d’une flottabilité lui permettant d’être soumis au niveau du liquide à l’intérieur de la virole intérieure, de sorte que le seuil supérieur de déversement s’abaisse quand le niveau de liquide descend dans la virole intérieure et s’élève quand le niveau de liquide monte dans la virole intérieure.

L’organe tubulaire d’écumage comprend un organe d’isolement qui est solidaire de la virole intérieure et qui délimite, avec la virole intérieure, un espace annulaire de confinement dans lequel la partie supérieure de la paroi périphérique de la cuve est engagée librement, en position d’emboîtement, de sorte que l’espace annulaire de confinement soit ouvert vers le bas de part et d’autre de la paroi périphérique de la cuve.

Ainsi, lorsque la cuve est immergée et l’organe tubulaire d’écumage est en place, de sorte que la jupe intérieure est engagée dans la cuve et la jupe extérieure est engagée dans le plan d’eau, de l’air est emprisonné dans ledit espace libre de sorte que la partie supérieure de la paroi périphérique de la cuve ne soit pas immergée, empêchant ainsi le liquide du plan d’eau de pénétrer dans la cuve par cet espace libre entre la cuve immergée et l’organe tubulaire d’écumage. Une étanchéité parfaite ou totale est ainsi créée sans liaison mécanique entre la cuve et l’organe tubulaire d’écumage.

L’espace annulaire de confinement peut être configuré de sorte à retenir un volume d’air dans lequel émerge la partie supérieure de la paroi périphérique de la cuve lorsque les parties inférieures de la virole intérieure et de l’organe d’isolement sont immergées.

L’organe d’isolement peut comprendre une jupe extérieure située à distance de la virole intérieure et une liaison étanche reliant la virole intérieure et la jupe extérieure.

L’organe de maintien de la cuve peut comprendre un flotteur.

L’organe de maintien de la cuve peut comprendre des moyens de guidage vertical de la cuve par rapport à un support.

L’organe de maintien de la cuve peut comprendre un moyen de fixation de la cuve à un support extérieur.

La virole intérieure peut être pourvue, intérieurement, d’un flotteur assurant la flottabilité précitée de l’organe tubulaire d’écumage.

L’organe tubulaire d’écumage peut être pourvu à sa partie inférieure d’un lest.

L’organe d’extraction peut comprendre une pompe fixée à la partie inférieure de la cuve et qui communique d’une part avec l’intérieur de la cuve et d’autre part avec le plan d’eau, la pompe laissant passer le liquide lorsqu’elle n’est pas activée.

Le dispositif de récupération peut comprendre un organe de retenue pour dévier l’écoulement depuis l’espace inférieur de la virole intérieure vers l’organe d’extraction, vers le haut puis vers le bas.

Le dispositif de récupération peut comprendre un seau de retenue qui est disposé à l’intérieur de la cuve et dans lequel une partie inférieure de la virole intérieure est engagée avec un jeu, le seau de retenue formant un organe de retenue déviant l’écoulement depuis l’espace inférieur de la virole intérieure vers l’organe d’extraction, en passant entre l’extrémité inférieure de la virole intérieure et le fond du seau de retenue, puis vers le haut entre la virole intérieure et la paroi périphérique du seau de retenue, puis au-dessus du bord supérieur de la paroi périphérique du seau de retenue, puis vers le bas entre la paroi périphérique du seau de retenue et la paroi périphérique de la cuve.

Le seau de retenue peut être pourvu d’une tige de préhension qui s’étend vers le haut au travers de la virole intérieure.

Le seau de retenue peut être solidaire de la virole intérieure.

L’organe tubulaire d’écumage peut comprendre un organe de retenue qui comprend un fond intermédiaire solidaire de l’extrémité inférieure de la virole intérieure, un tube central solidaire du fond intermédiaire et s’étendant vers le haut, un tube intermédiaire solidaire du fond intermédiaire, s’étendant vers le haut et situé entre et à distance de la virole intérieure et du tube central et aménageant un passage inférieur de communication entre l’espace inférieur de la virole intérieure et l’espace entre le tube central et le tube intermédiaire, le fond intermédiaire étant pourvu d’un orifice traversant communiquant avec l’intérieur du tube central, l’extrémité supérieure du tube central étant située au-dessous du seuil de déversement, l’extrémité supérieure du tube intermédiaire étant située au-dessus de l’extrémité supérieure du tube central.

Ainsi, l’écoulement est dévié depuis l’espace inférieur de la virole intérieure, autour du tube intermédiaire vers l’organe d’extraction, en passant au travers du passage inférieur de communication du tube intermédiaire, puis vers le haut entre le tube intermédiaire et le tube central, puis au-dessus du bord supérieur du tube central, puis vers le bas au travers du tube central, puis au travers de l’orifice traversant du fond intermédiaire.

Le seuil de déversement peut être formé par un bord supérieur de la virole intérieure.

Le seuil de déversement peut être formé par une face supérieure de l’organe d’isolement.

Le seuil de déversement peut comprendre des portions espacées, l’organe tubulaire d’écumage comprenant des parties entre ces portions espacées et en saillie vers le haut par rapport à ces portions espacées.

Il est également proposé un procédé de récupération de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface d'un plan d'eau, mettant en œuvre le dispositif de récupération, dans lequel,

la cuve est immergée dans le plan d’eau, de sorte que le bord supérieur de sa paroi périphérique soit situé au-dessous de la surface du plan d’eau,

l’organe tubulaire d’écumage est mis en place, en position d’emboîtement, de sorte à être dans un état de flottaison sous l’effet du liquide contenu dans la jupe intérieure et de sorte qu’un volume d’air soit créé dans l’espace de confinement, dans lequel émerge la partie supérieure de la paroi périphérique de la cuve,

et dans lequel le liquide est extrait depuis la partie inférieure de la cuve, de sorte que le liquide du plan d’eau se déverse vers l’intérieur de la virole intérieure en passant au-dessus du seuil de déversement de l’organe tubulaire d’écumage, le débit du liquide extrait déterminant la position verticale du seuil de déversement de l’organe tubulaire d’écumage par rapport à la surface du plan d’eau.

Le débit du liquide extrait peut être tel que l’épaisseur de la lame de liquide passant au-dessus du seuil de déversement est inférieure à dix millimètres.

Le débit de liquide extrait peut être réglé ou régulé de sorte que les produits liquides et/ou solides se déversant, présentant une densité inférieure à celle de l’eau, restent et s’accumulent à l’intérieur de l’organe d’écumage tubulaire.

Des dispositifs de récupération de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface d'un plan d'eau vont maintenant être décrits à titre d’exemples non-limitatifs, illustrés par le dessin dans lequel :

représente une coupe verticale d’un dispositif de récupération,

représente une vue partiellement de dessus et partiellement en coupe selon II-II du dispositif de récupération de la figure 1,

représente une coupe verticale du dispositif de récupération, en situation séparée,

représente une coupe verticale du dispositif de récupération, en position inerte ou d’état initial,

représente une coupe verticale du dispositif de récupération, en position de fonctionnement,

représente une coupe verticale du dispositif de récupération, en position inerte ou d’état final après fonctionnement,

représente une coupe verticale du dispositif de récupération, en position de fonctionnement, équipé d’un seau de retenue,

représente une coupe verticale du dispositif de récupération de la figure 7, en cours de séparation,

représente une coupe verticale du dispositif de récupération de la figure 7, après séparation,

représente une coupe verticale du dispositif de récupération, équipé d’un organe de retenue, en cours de séparation, et

représente une coupe verticale du dispositif de récupération de la figure 10, après séparation.

Selon un mode de réalisation, illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif de récupération 1 pour la récupération de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface d'un plan d'eau, comprend une cuve 2 ouverte vers le haut et comprenant une paroi périphérique 3, qui présente un bord supérieur 4, et un fond 5. Avantageusement, la paroi périphérique cylindrique 3 est cylindrique et le fond 5 est radial.

Le dispositif de récupération 1 comprend un organe de maintien 6 apte à maintenir la cuve 2 dans un état de flottaison sous l’effet de l’eau du plan d’eau.

L’organe de maintien 6 comprend un flotteur 7 qui est fixé à la cuve 2 par un support 8 et qui est situé extérieurement et à distance de la paroi périphérique 3 de la cuve 2. Le flotteur 7 est en plusieurs parties espacées de sorte à laisser des passages entre ces parties.

Par exemple, le flotteur 7 comprend avantageusement trois parties identiques espacées 7a, 7b et 7c situées à 120° les unes par rapport aux autres.

Selon l’exemple de réalisation représenté, le support 8 comprend un élément cylindrique extérieur 9 qui entoure à distance la paroi périphérique 3 de la cuve 2. L’extrémité inférieure de l’élément cylindrique extérieur 9 est fixée à la cuve 2, par exemple à un prolongement radial extérieur 10 du fond 5 de la cuve 2. L’extrémité supérieure de l’élément cylindrique extérieur 9, qui est située au-dessous du bord supérieur 4 de la paroi périphérique 3 de la cuve 2, est pourvue d’un plateau annulaire périphérique radial 11 qui porte, sur sa face supérieure, les parties 7a, 7b et 7c du flotteur 7, qui sont en saillie vers le haut par rapport au plateau 11.

L’espace entre la paroi périphérique 3 de la cuve 2 et l’élément cylindrique extérieur 9 est apte à communiquer avec le plan d’eau. Pour cela, par exemple, le prolongement 10 est pourvu d’orifices traversants 12.

Selon une variante de réalisation, l’élément cylindrique extérieur 9 et le plateau annulaire 11 pourraient être remplacés par des bras de support espacés reliés au fond 5 de la cuve 2 ou à la partie inférieure de la paroi périphérique 3 de la cuve 2.

Le dispositif de récupération 1 comprend un organe d’extraction 13, apte à extraire le liquide depuis la partie inférieure intérieure de la cuve 2.

Par exemple, l’organe d’extraction 13 comprend une pompe 14 qui est montée au-dessous du fond 5 de la cuve 2, qui communique avec l’intérieur de la cuve 2 par un orifice central 15 aménagé au travers du fond 5 et qui présente un embout d’échappement 16 apte à communiquer avec le plan d’eau. Le moteur électrique de la pompe 14 peut être alimenté par un câble électrique 17.

Avantageusement, le câble électrique 17 peut être relié à une batterie, par exemple portée par le plateau 11, par l’intermédiaire d’un interrupteur de commande ou d’un circuit de commande, par exemple télécommandés. Néanmoins, le câble électrique 17 pourrait être relié à une source d’énergie électrique située à distance.

Avantageusement, le passage d’écoulement au travers de la pompe 14 est libre lorsque la pompe 14 n’est pas activée.

La cuve 2 pourrait en outre comprendre un lest additionnel solidaire de sa partie inférieure en vue d’améliorer sa stabilité en position verticale.

Le dispositif de récupération 1 comprend un organe tubulaire d’écumage 18, mobile par rapport à la cuve 2, qui comprend une virole intérieure 19 qui, en position d’emboîtement, est engagée librement à l’intérieur et en regard de la paroi périphérique 3 de la cuve 2 et qui comprend un seuil supérieur annulaire de déversement 20 solidaire de façon étanche de la virole intérieure 19. Un liquide passant au-dessus du seuil annulaire de déversement 20 se déverse à l’intérieur de la virole intérieure 19. Le seuil supérieur annulaire de déversement 20 est situé au-dessus du bord supérieur de la paroi périphérique 3 de la cuve 2.

L’organe tubulaire d’écumage 18 comprend un organe d’isolement 21 qui est solidaire de la virole intérieure 19 et qui délimite, avec la virole intérieure 19, un espace annulaire de confinement 22 dans lequel la partie supérieure de la paroi périphérique 3 de la cuve 2 est engagée librement, en position d’emboîtement, c’est-à-dire avec des jeux radiaux de part et d’autre de la paroi périphérique 3 de la cuve 2.

Ainsi, en position d’emboîtement, l’espace de confinement 22 est ouvert vers le bas, de part et d’autre de la paroi périphérique 3 de la cuve 2, et est fermé au-dessus du bord supérieur 4 de la paroi périphérique 3 de la cuve 2.

Plus spécifiquement, l’organe d’isolement 21 comprend une jupe extérieure 23, concentrique à la virole intérieure 19, et une liaison étanche 24 qui relie l’extrémité supérieure de la virole intérieure 19 et l’extrémité supérieure de la jupe extérieure 23.

Par exemple, la jupe extérieure 23 est cylindrique et la liaison étanche 24 comprend un anneau radial. Le seuil supérieur annulaire de déversement 20 est alors formé par la face supérieure de la liaison annulaire 24.

Selon une variante de réalisation, la liaison annulaire 24 pourrait être située au-dessous du bord supérieur de la virole intérieure 19. Dans ce cas, le bord supérieur de la virole intérieure 19 constituerait le seuil supérieur de déversement 20.

L’organe tubulaire d’écumage 18 est doté d’une flottabilité lui permettant d’être soumis au niveau du liquide à l’intérieur de la virole intérieure 19, de sorte que le seuil supérieur de déversement 20 s’abaisse quand le niveau de liquide descend dans la virole intérieure 19 et s’élève quand le niveau de liquide monte dans la virole intérieure 19.

Pour cela, la zone supérieure de la face intérieure de la virole intérieure 19 est pourvue d’un flotteur 25. Par exemple, le flotteur 25 comprend trois parties identiques espacées 25a, 25b et 25c situées à 120° les unes par rapport aux autres.

Avantageusement, l’organe tubulaire d’écumage 18 comprend un lest additionnel 26 solidaire de sa partie inférieure en vue d’améliorer sa stabilité en position verticale. Par exemple, ce lest additionnel 26 comprend une bague montée sur la partie inférieure de la virole intérieure 19.

Le dispositif de récupération 1 peut être utilisé et fonctionne de la manière suivante.

Comme illustré sur la figure 3, on met en place la cuve 2 dans un plan d’eau W. La cuve 2 est complétement immergée et est portée par le flotteur 7. Le bord supérieur 4 de la paroi périphérique 3 de la cuve 2 est situé au-dessous de la surface libre 27 du plan d’eau W. Le support 8 est complètement immergé.

L’organe tubulaire d’écumage 18 est séparé et en dehors du plan d’eau W.

Comme illustré sur la figure 4, on met en place l’organe tubulaire d’écumage 18, de haut en bas, en engageant la virole intérieure 19 à l’intérieur de la paroi périphérique 3 de la cuve 2 et la jupe extérieure 23 à l’extérieur de la paroi périphérique 3 de la cuve 2, la paroi périphérique 3 de la cuve 2 s’engageant avec des jeux dans l’espace de confinement 22 entre la virole intérieure 19 et la jupe extérieure 23.

Ce faisant, un volume d’air 28 est emprisonné à l’intérieur de l’espace de confinement 22 dès que les extrémités inférieures de la virole intérieure 19 et de la jupe extérieure 23 s’immergent.

Le flotteur 25 produit peu à peu son effet, jusqu’à ce que l’organe tubulaire d’écumage 18 atteigne une position verticale d’équilibre.

Le dispositif de récupération 1 se trouve alors dans une position inerte ou d’état initial qui est établie comme décrit ci-dessous.

L’intérieur de la cuve 2 communique librement avec le plan d’eau W au travers de la pompe 14, inactive, via l’orifice 15 du fond 5.

Du fait de cette communication, à l’intérieur de la virole intérieure 19, la surface libre 29 du liquide est établie au même niveau que la surface libre 27 du plan d’eau W.

L’organe tubulaire d’écumage 18, pourvu de l’organe d’isolement 21, est partiellement immergé et est porté librement par le flotteur 25 sous l’effet du liquide contenu dans la virole intérieure 19.

Le seuil supérieur de déversement 20 de l’organe tubulaire d’écumage 18 est établi à un niveau situé au-dessus de la surface libre 27 du plan d’eau W.

Le bord supérieur 4 de la paroi périphérique 3 de la cuve 2 est à distance au-dessous de la liaison 24 entre la virole intérieure 19 et la jupe extérieure 23. L’extrémité inférieure de la virole intérieure 19 est à distance au-dessus du fond 5 de la cuve 2.

Le volume d’air emprisonné 28 détermine d’une part une surface libre annulaire 30 de liquide établie entre la virole intérieure 19 et la paroi périphérique 3 de la cuve 2, à l’intérieur de la cuve 2 et au-dessus du bord inférieur de la virole intérieure 19, et d’autre part une surface libre annulaire 31 de liquide établie entre la paroi périphérique 3 de la cuve 2 et la jupe extérieure 23, à l’extérieur de la cuve 2 et au-dessus du bord inférieur de la jupe extérieure 23, de sorte qu’une partie supérieure de la paroi périphérique 3 de la cuve 2 émerge dans le volume d’air emprisonné 28.

La surface libre 30 et la surface libre 31 sont alors au même niveau et à un niveau établi au-dessous de la surface libre 27 du plan d’eau W et de la surface libre 29 du liquide dans la virole 19.

Le volume d’air 28, ainsi créé dans l’espace de confinement 22 aménagé par l’organe d’isolement 21, empêche le liquide du plan d’eau W de pénétrer directement dans la cuve 2 en passant entre la paroi périphérique 3 et la virole intérieure 19. Le volume d’air 28 constitue ainsi un bouchon d’air assurant une étanchéité sans liaison mécanique et sans contact.

Maintenant, on active la pompe 14 via le câble électrique 17 relié à une source d’énergie électrique. Ce faisant, du liquide est extrait de la cuve 2 depuis sa partie inférieure, via l’orifice 15 de son fond 5, et est envoyé dans le plan d’eau W, via l’embout d’échappement 16.

Le dispositif de récupération 1 se dirige alors vers une position de fonctionnement illustrée sur la figure 5, atteinte et établie comme décrit ci-dessous.

Le niveau de la surface libre 29 du liquide à l’intérieur de la virole intérieur 19 descend par rapport au niveau de la surface libre 27 du plan d’eau W. En même temps, l’organe tubulaire d’écumage 18, porté par le liquide dans la virole intérieure 19 sous l’effet du flotteur 25, descend librement par rapport à la cuve 2. L’extrémité inférieure de la virole intérieure 19 se rapproche du fond 5 de la cuve 2 et la liaison 24 se rapproche de l’extrémité supérieure 4 de la paroi périphérique 3 de la cuve 2.

Les niveaux de la surface libre annulaire 30 et de la surface libre annulaire 31 varient de sorte à équilibrer les pressions par un effet siphon, en conservant le volume d’air emprisonné 28 et en conservant une partie supérieure de la paroi périphérique 3 en situation émergée dans le volume d’air 28, assurant ainsi une conservation de l’étanchéité entre le plan d’eau W et l’intérieur de la cuve 2.

Lorsque le seuil de déversement 20 de l’organe tubulaire d’écumage 18 passe au-dessous de la surface libre 27 du plan d’eau W, le liquide du plan d’eau se déverse à l’intérieur de la virole intérieure 19 en passant au-dessus du seuil de déversement 20 sous la forme d’une lame de liquide 32. En phase de fonctionnement, le débit de liquide entrant par déversement dans la cuve 2 est alors en moyenne égal au débit sortant de la cuve 2 sous l’effet de la pompe 14.

Le débit de la pompe 14 est réglé ou régulé de sorte que l’épaisseur de la lame de liquide 32 de déversement soit établie approximativement à une valeur déterminée, par exemple de quelques millimètres et avantageusement inférieure à dix millimètres.

Il résulte de ce qui précède que des impuretés 33, telles que des corps liquides gras, qui surnagent sur la surface libre 27 du plan d’eau W, c’est-à-dire qui présentent une densité inférieure à celle de l’eau, sont entraînées et se déversent dans la cuve 2, plus particulièrement à l’intérieur de la virole intérieure 19.

Le débit de liquide extrait est réglé ou régulé de sorte que les impuretés 33 se déversant, présentant une densité inférieure à celle de l’eau, restent et s’accumulent à l’intérieur de l’organe d’écumage tubulaire 18.

Avantageusement, les impuretés 33 se séparent de l’eau à l’intérieur de la cuve 2 par gravité, plus particulièrement à l’intérieur de la virole intérieure 19, et forment une couche 34 qui surnage.

L’efficacité de cette séparation augmente lorsque le débit du liquide diminue et donc lorsque l’épaisseur de la lame déversante 32 diminue, et inversement.

L’épaisseur maximale possible de la couche d’impuretés 34, ou épaisseur de stockage d’impuretés, sans reversement dans le plan d’eau W, est d’autant plus grande que la distance entre le flotteur 25 et le fond 5 de la cuve 2 est grande. Avantageusement, cette épaisseur de stockage d’impuretés sera telle que le bas de la couche d’impuretés ne dépasse pas l’extrémité inférieure de la virole intérieure 19.

Lorsque par exemple l’épaisseur de la couche d’impuretés 34 est jugée suffisante, il s’agit d’extraire cette couche d’impuretés. Le dispositif de récupération 1 peut être équipé d’un capteur (non représenté) fixé par exemple, par l’intermédiaire d’un support vertical, sur le fond 5 de la cuve 2, et positionné à l’intérieur de la virole intérieure 19 lorsque le dispositif de récupération est en fonctionnement, de sorte à générer un signal électrique lorsque l’interface eau/couche 34 atteint cet endroit, ce capteur étant relié à un organe extérieur d’avertissement, par exemple sonore ou lumineux, par un fil souple.

Tout d’abord, on désactive la pompe 14. Alors, l’eau du plan d’eau pénètre dans la cuve 2 au travers de la pompe 14 via l’orifice 15 du fond 5 de la cuve 2. La surface libre 29 dans la virole intérieure 19 remonte et entraîne vers le haut l’organe tubulaire d’écumage 18, sous l’effet du flotteur 25. L’organe tubulaire d’écumage 18 se dirige vers et atteint une position inerte ou d’état final représentée sur la figure 6, correspondant approximativement à sa position inerte ou d’état initial décrite précédemment en référence à la figure 4. Ces deux positions inertes diffèrent essentiellement du fait de l’existence de la couche d’impuretés 34 dans la position d’état final.

La partie supérieure de l’organe tubulaire d’écumage 18, située au-dessus des niveaux de liquide 27 et 29 constitue un barrage entre le plan d’eau W et l’intérieur de la virole intérieure 19. Ce barrage permet de conserver la couche d’impuretés récupérée à l’intérieur de la cuve.

Compte tenu de l’existence de la couche d’impuretés 34, qui présente une densité inférieure à celle de l’eau, la surface libre 29 du liquide dans la virole intérieure 19 s’établit à un niveau supérieur au niveau de la surface libre 27 du plan d’eau W, mais à un niveau inférieur au niveau du seuil de déversement 20.

Laissant en place le dispositif de récupération 1 sur le plan d’eau W, on plonge une canne d’aspiration (non représentée), reliée à une pompe d’aspiration par un conduit flexible, dans la couche d’impuretés 34 afin d’extraire cette couche d’impuretés 34. La canne d’aspiration peut être manipulée par un opérateur ou être montée à demeure par exemple sur le plateau 11 et être reliée à un conduit flexible éventuellement déconnectable relié à la pompe extérieure d’aspiration.

Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 7, le dispositif de récupération 1 comprend en outre un seau de retenue 35 qui est disposé dans la cuve 2 et dans lequel une partie inférieure de la virole 19 est engagée librement. Le seau de retenue 35 comprend une paroi périphérique 36 engagée librement, c’est-à-dire avec des jeux de part et d’autre, entre la virole intérieure 19 et la paroi périphérique 3 de la cuve 2, et comprend un fond 37 équipé de pieds espacés 38 qui sont en appui sur le fond 5 de la cuve 2, de sorte à laisser un espace entre le fond 37 du seau de retenue 35 et le fond 5 de la cuve 2. L’extrémité inférieure de la virole intérieure 19 est à distance au-dessus du fond 37.

En position inerte ou d’états initial ou final et en position de fonctionnement, décrites précédemment, le bord supérieur 39 de la paroi périphérique 36 du seau de retenue 35 est situé au-dessous de la surface libre annulaire 30 du liquide entre la paroi périphérique 3 de la cuve 2 et la virole intérieure 19.

La pompe 14 étant activée, le liquide aspiré s’écoule, depuis l’espace inférieur de la virole intérieure 19, entre l’extrémité inférieure de la virole intérieure 19 et le fond 37 du seau de retenue 35, puis s’écoule vers le haut entre la virole intérieure 19 et la paroi périphérique 36 du seau de retenue 35, puis passe par-dessus le bord supérieur 39 de la paroi périphérique 36 du seau de retenue 35, au-dessous de la surface libre annulaire 30, puis s’écoule vers la bas entre la paroi périphérique 3 de la cuve 2 et la paroi périphérique 36 du seau de retenue 35, puis se dirige vers l’orifice 15 du fond 5 de la cuve 2 en passant entre le fond 37 du seau de retenue 35 et le fond 5 de la cuve 2 pour enfin être évacué au travers de l’orifice 15 vers le plan d’eau W.

Le seau de retenue 35 constitue ainsi un organe de retenue pour dévier l’écoulement depuis l’espace inférieur de la virole intérieure 19 vers l’organe d’extraction 13, vers le haut puis vers le bas, et inversement.

Le seau de retenue 35 est pourvu d’une tige de préhension 40 dont l’extrémité inférieure est fixée au fond 37 et qui s’étend vers le haut, en traversant la virole intérieure 19, au-delà du seuil de déversement 20, et vers le haut au-delà de la surface libre 27 du plan d’eau W.

L’extrémité supérieure de la tige de préhension 40 est pourvue d’une poignée 41.

Lorsqu’il le souhaite, la pompe étant en fonctionnement ou à l’arrêt, un opérateur saisit la poignée 41 et tire vers le haut la tige de préhension 40. Ce faisant, l’opérateur relève le seau de retenue 35, librement par rapport à la cuve 2 et à l’organe d’écumage 18, jusqu’à ce que le fond 37 du seau de retenue 35 vienne en butée contre l’extrémité inférieure de la virole intérieure 19. Cette position intermédiaire est illustrée sur la figure 8.

Puis, le seau de retenue 35 entraîne vers le haut l’organe tubulaire d’écumage 18. L’organe tubulaire d’écumage 18 se sépare progressivement de la cuve 2 qui reste en place dans le plan d’eau W, pour tendre vers l’état illustré sur la figure 9.

Durant ce déplacement vers le haut, le surplus d’eau s’échappe du seau de retenue 35 en passant entre l’extrémité inférieure de la virole intérieure 19 et le fond 39 du seau de retenue 35, par un passage 19a, et au-dessus du bord supérieur 39 de la paroi périphérique 36 du seau de retenue 35, jusqu’à ce que la surface libre du liquide dans la virole intérieure 19 et le seau de retenue 35 soit au niveau du bord supérieur 39 de la paroi périphérique 36 du seau de retenue 35.

Ainsi, la couche d’impuretés 34, qui descend dans la virole intérieure 19 au fur et à mesure de l’évacuation de l’eau, reste dans le seau de retenue 35 et est extraite, sans qu’il y ait besoin d’enlever la cuve 2 du plan d’eau W.

La hauteur de la paroi périphérique 36 du seau de retenue 35 définit l’épaisseur maximale possible de la couche d’impuretés 34, ou épaisseur de stockage d’impuretés, sans reversement dans le plan d’eau W.

Selon une variante d’utilisation, l’enlèvement de l’organe tubulaire d’écumage 18 sous l’effet du seau de retenue 35 peut être réalisé à l’aide d’un engin de levage auquel on accroche la tige de préhension 40.

Après enlèvement de la couche d’impuretés 34 et après un nettoyage éventuel, le seau de retenue 35 et l’organe tubulaire d’écumage 18 peuvent être remis en place sur la cuve 2 pour une nouvelle utilisation, en prenant soin d’immerger le seau de retenue 35 dans l’eau contenue dans la cuve 2.

Selon une variante de réalisation, le seau de retenue 35 peut être solidaire de l’organe tubulaire d’écumage 18, en assurant les écoulements décrits précédemment lorsque la pompe 14 est activée et lorsque le seau de retenue 35 et l’organe tubulaire d’écumage 18 sont concomitamment extraits.

Par exemple, l’extrémité inférieure de la virole intérieure pourrait être fixée au fond 37 du seau de retenue 35, en aménageant un passage équivalent au passage 19a, ou la paroi périphérique 36 du seau de retenue 35 pourrait être reliée à la virole intérieure 19, par exemple par des pattes de fixation espacées reliant le bord supérieur 39 à la face extérieure de la virole intérieure 19.

Selon une autre variante de réalisation illustrée sur la figure 10, l’organe tubulaire d’écumage 18 comprend en outre un organe de retenue 40 pour dévier l’écoulement depuis l’espace inférieur de la virole intérieure 19 vers l’organe d’extraction 13, vers le haut puis vers le bas, et inversement.

L’organe de retenue 40 comprend un fond intermédiaire 41 solidaire de l’extrémité inférieure de la virole intérieure 19.

L’organe de retenue 40 comprend un tube central 42 qui s’étend vers le haut dans la virole intérieure 19 et dont l’extrémité inférieure est solidaire du fond intermédiaire 41.

L’organe de retenue 40 comprend un tube intermédiaire 43 qui s’étend vers le haut dans la virole intérieure 19, autour du tube central 42, entre et à distance de la virole intérieure 19 et du tube central 42, et dont l’extrémité inférieure est solidaire du fond intermédiaire 41. Le tube intermédiaire 43 est pourvu d’orifices aménageant un passage inférieur de communication 44 entre l’espace inférieur de la virole intérieur 19 et l’espace situé entre le tube central 42 et le tube intermédiaire 43.

L’extrémité supérieure 46 du tube central 42 est située au-dessous du seuil de déversement 20, et l’extrémité supérieure du tube intermédiaire 43 est située au-dessus de l’extrémité supérieure du tube central 42, et, avantageusement, au-dessus du seuil de déversement 20.

Le fond intermédiaire 41 est pourvu d’un orifice traversant 45 communiquant avec l’intérieur du tube central 42.

L’extrémité supérieure, ouverte, du tube central 42 est située au-dessous du seuil de déversement 20.

L’extrémité supérieure, ouverte, du tube intermédiaire 43 est située au-dessus du seuil de déversement 20.

En position inerte ou d’états initial ou final et en position de fonctionnement, le niveau de la surface libre 47 du liquide dans le tube intermédiaire 43 est situé au-dessus du bord supérieur 46 du tube central 42.

En état de fonctionnement, c’est-à-dire lorsque la pompe 14 est activée, la lame de liquide se déverse dans la virole intérieure 19, autour du tube intermédiaire 43. L’extrémité supérieure 46 du tube centrale 42 est immergée et une partie supérieure du tube intermédiaire 43 émerge.

L’organe de retenue 40 dévie l’écoulement du liquide aspiré, depuis l’espace inférieur de la virole intérieure 19, entre cette dernière et le tube intermédiaire 43, vers l’orifice 15, en passant au travers du passage inférieur 44 du tube intermédiaire 43, puis vers le haut entre le tube central 42 et le tube intermédiaire 43, puis au-dessus du bord supérieur 46 du tube central 42, puis vers le bas au travers du tube central 42, puis au travers de l’orifice 45 du fond intermédiaire 41.

L’extrémité supérieure du tube intermédiaire 43 est munie d’une poignée 48 permettant d’extraire vers le haut l’organe annulaire d’écumage 18 par rapport à la cuve 2, qui reste en place dans le plan d’eau W, pour atteindre une position extraite illustrée sur la figure 11.

Lors de cette extraction, le surplus d’eau s’échappe librement de l’organe tubulaire d’écumage 18, au travers de l’orifice du fond intermédiaire 45, jusqu’à ce que le niveau de la surface libre 47 du liquide entre le tube intermédiaire 43 et le tube central 42 atteigne le bord supérieur 46 du tube central 42 et que le niveau de la surface libre 29 du liquide autour du tube intermédiaire 43 et le niveau de la surface libre 47 du liquide entre le tube intermédiaire 43 et le tube central 42 s’équilibrent.

Ainsi, la couche d’impuretés 34, qui descend dans la virole intérieure 19 au fur et à mesure de l’évacuation de l’eau, reste dans la virole intérieure 19 grâce à l’existence du tube central 42.

La hauteur du tube central 42 définit l’épaisseur maximale possible de la couche d’impuretés 34, ou épaisseur de stockage d’impuretés, sans reversement dans le plan d’eau W.

Selon une variante d’utilisation, de sorte à rejeter le liquide en dehors du plan d’eau, la sortie de la pompe d’extraction 14 peut être reliée à un conduit d’évacuation ou une pompe d’extraction peut être placée à distance et reliée à l’orifice 15 par un conduit d’évacuation. Si besoin, le liquide ainsi extrait peut être traité dans un séparateur gravitaire ou rotatif.

Selon une variante de réalisation, l’extraction du liquide depuis la partie inférieure de la cuve 2 peut être réalisée à l’aide d’une canne d’extraction qui plonge au travers de la virole 19 et qui est reliée à une pompe d’aspiration contrôlée. Dans ce cas, l’orifice 15 du fond 5 de la cuve 2 est supprimé ou obstrué. Cette canne d’extraction peut avantageusement être solidaire de la cuve 2 et être montée par exemple sur le plateau 11. Le liquide extrait peut être rejeté dans le plan d’eau ou être dirigé vers un autre lieu par exemple par un conduit éventuellement flexible. Dans ce cas, l’organe d’extraction 13 devient inutile. Si besoin, le liquide ainsi extrait peut être traité dans un séparateur gravitaire ou rotatif.

Selon une variante de réalisation, le dispositif de récupération 1 peut être équipé d’un tube vertical complémentaire s’étendant dans la virole 3 et fixé par exemple au fond 5 de la cuve 2. L’extrémité inférieure de ce tube est fermée et son extrémité supérieure est ouverte et située légèrement au-dessous du niveau de la surface libre 27 du plan d’eau W.

La pompe 14 étant à l’arrêt et le dispositif de récupération 1 se trouvant dans la situation décrite précédemment en référence à la figure 6, en aspirant le contenu de ce tube vertical complémentaire à l’aide d’une canne d’extraction plongeant au fond de ce tube intermédiaire et reliée à une pompe, on provoque le déversement de la couche d’impuretés 34 dans ce tube vertical complémentaire, l’interface eau/couche d’impuretés 34 remontant dans la virole 19 au fur et à mesure de ce déversement. La couche d’impuretés 34 peut ainsi être extraite en laissant l’intégralité du dispositif de récupération 1 en place.

Selon une variante de réalisation, la cuve 2 pourrait être reliée à un support fixe par l’intermédiaire de coulisses verticales n’entravant pas ses déplacements verticaux éventuels en fonction de variations de niveau de la surface libre 27 du plan d’eau W.

Selon une variante de réalisation, dans la mesure où le niveau du plan d’eau W est invariable ou varie peu, la cuve 2 pourrait être fixée à un support extérieur, le bord supérieur 4 étant disposé au-dessous de la surface de ce plan d’eau. Dans ce cas, le flotteur 7 peut être supprimé.

Selon une variante de réalisation, le seuil de déversement 20 peut comprendre des portions de déversement espacées circonférentiellement, l’organe tubulaire d’écumage 18 comprenant des parties entre ces portions espacées de déversement, en saillie vers le haut.

Claims

Dispositif de récupération par déversement de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface d'un plan d’eau, comprenant :
une cuve (2) ouverte vers le haut et comprenant une paroi périphérique (3), présentant un bord supérieur (4), et un fond (5),
un organe de maintien (7) apte à maintenir la cuve dans une position telle que le bord supérieur de la paroi périphérique de la cuve est situé au-dessous de la surface libre du plan d’eau,
un organe tubulaire d’écumage (18), mobile par rapport à la cuve, qui comprend une virole intérieure (19) qui est engagée librement à l’intérieur et en regard de la paroi périphérique de la cuve et qui comprend un seuil supérieur de déversement (20) solidaire de la virole intérieure, et
un organe d’extraction (13) de liquide communiquant avec la partie inférieure de la cuve,
l’organe tubulaire d’écumage étant doté d’une flottabilité lui permettant d’être soumis au niveau du liquide à l’intérieur de la virole intérieure, de sorte que le seuil supérieur de déversement s’abaisse quand le niveau de liquide descend dans la virole intérieure et s’élève quand le niveau de liquide monte dans la virole intérieure,
dans lequel
l’organe tubulaire d’écumage (18) comprend un organe d’isolement (21) qui est solidaire de la virole intérieure (19) et qui délimite, avec la virole intérieure, un espace annulaire de confinement (22) dans lequel la partie supérieure de la paroi périphérique (3) de la cuve (2) est engagée librement, en position d’emboîtement, de sorte que l’espace annulaire de confinement (22) soit ouvert vers le bas de part et d’autre de la paroi périphérique de la cuve.
Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’espace annulaire de confinement (22) est configuré de sorte à retenir un volume d’air dans lequel émerge la partie supérieure de la paroi périphérique (3) de la cuve lorsque les parties inférieures de la virole intérieure (19) et de l’organe d’isolement (21) sont immergées.
Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l’organe d’isolement (21) comprend une jupe extérieure (23) située à distance de la virole intérieure (19) et une liaison étanche (24) reliant la virole intérieure et la jupe extérieure.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de maintien (7) de la cuve comprend un flotteur.
Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l’organe de maintien (7) de la cuve comprend des moyens de guidage vertical de la cuve par rapport à un support.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’organe de maintien de la cuve comprend un moyen de fixation de la cuve à un support extérieur.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la virole intérieure (19) est pourvue, intérieurement, d’un flotteur (25) assurant la flottabilité précitée de l’organe tubulaire d’écumage.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe tubulaire d’écumage (18) est pourvu à sa partie inférieure d’un lest (26).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe d’extraction (13) comprend une pompe (14) fixée à la partie inférieure de la cuve (2) et qui communique d’une part avec l’intérieur de la cuve (2) et d’autre part avec le plan d’eau, la pompe (14) laissant passer le liquide lorsqu’elle n’est pas activée.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un organe de retenue pour dévier l’écoulement depuis l’espace inférieur de la virole intérieure vers l’organe d’extraction, vers le haut puis vers le bas.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un seau de retenue (35) qui est disposé à l’intérieur de la cuve et dans lequel une partie inférieure de la virole intérieure (19) est engagée avec un jeu, le seau de retenue (35) formant un organe de retenue déviant l’écoulement depuis l’espace inférieur de la virole intérieure (19) vers l’organe d’extraction (14), en passant entre l’extrémité inférieure de la virole intérieure (19) et le fond (37) du seau de retenue (35), puis vers le haut entre la virole intérieure (19) et la paroi périphérique (36) du seau de retenue (35), puis au-dessus du bord supérieur de la paroi périphérique (36) du seau de retenue (35), puis vers le bas entre la paroi périphérique (36) du seau de retenue (35) et la paroi périphérique (3) de la cuve (2).
Dispositif selon la revendication 11, dans lequel le seau de retenue (35) est pourvu d’une tige de préhension (40) qui s’étend vers le haut au travers de la virole intérieure (19).
Dispositif selon l'une des revendications 11 et 12, dans lequel le seau de retenue (35) est solidaire de la virole intérieure (19).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l’organe tubulaire d’écumage (18) comprend un organe de retenue qui comprend un fond intermédiaire (41) solidaire de l’extrémité inférieure de la virole intérieure (19), un tube central (42) solidaire du fond intermédiaire (41) et s’étendant vers le haut, un tube intermédiaire (43) solidaire du fond intermédiaire (41), s’étendant vers le haut et situé entre et à distance de la virole intérieure et du tube central et aménageant un passage inférieur de communication (44) entre l’espace inférieur de la virole intérieure (19) et l’espace entre le tube central (42) et le tube intermédiaire (43), le fond intermédiaire étant pourvu d’un orifice traversant (45) communiquant avec l’intérieur du tube central, l’extrémité supérieure du tube central (42) étant située au-dessous du seuil de déversement (20), l’extrémité supérieure du tube intermédiaire (43) étant située au-dessus de l’extrémité supérieure du tube central (42),
de sorte à dévier l’écoulement depuis l’espace inférieur de la virole intérieure, autour du tube intermédiaire (43) vers l’organe d’extraction, en passant au travers du passage inférieur de communication (44) du tube intermédiaire, puis vers le haut entre le tube intermédiaire et le tube central, puis au-dessus du bord supérieur (46) du tube central (42), puis vers le bas au travers du tube central, puis au travers de l’orifice traversant (45) du fond intermédiaire.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le seuil de déversement (20) est formé par un bord supérieur de la virole intérieure.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le seuil de déversement (20) est formé par une face supérieure de l’organe d’isolement (21).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le seuil de déversement (20) comprend des portions espacées, l’organe tubulaire d’écumage comprenant des parties entre ces portions espacées et en saillie vers le haut par rapport à ces portions espacées.
Procédé de récupération de produits liquides et/ou solides surnageant à la surface d'un plan d'eau, mettant en œuvre le dispositif de récupération selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel,
la cuve (2) est immergée dans le plan d’eau, de sorte que le bord supérieur de sa paroi périphérique soit situé au-dessous de la surface du plan d’eau,
l’organe tubulaire d’écumage (18) est mis en place, en position d’emboîtement, de sorte à être dans un état de flottaison sous l’effet du liquide contenu dans la jupe intérieure (19) et de sorte qu’un volume d’air (28) soit créé dans l’espace de confinement (22), dans lequel émerge la partie supérieure de la paroi périphérique (3) de la cuve (2),
et dans lequel le liquide est extrait depuis la partie inférieure de la cuve, de sorte que le liquide du plan d’eau se déverse vers l’intérieur de la virole intérieure (19) en passant au-dessus du seuil de déversement (20) de l’organe tubulaire d’écumage (18), le débit du liquide extrait déterminant la position verticale du seuil de déversement (20) de l’organe tubulaire d’écumage (18) par rapport à la surface du plan d’eau.
Procédé selon la revendication 18, dans lequel le débit du liquide extrait est tel que l’épaisseur de la lame de liquide (32) passant au-dessus du seuil de déversement (20) est inférieure à dix millimètres.
Procédé selon l'une des revendications 18 et 19, dans lequel le débit de liquide extrait est réglé ou régulé de sorte que les produits liquides et/ou solides se déversant, présentant une densité inférieure à celle de l’eau, restent et s’accumulent à l’intérieur de l’organe d’écumage tubulaire (18).