FR3110611A1

FR3110611A1 - Dispositif de rétention de déchets en sorties d'émissaires, d’exutoires, de buses, de canalisations et d’avaloirs et procédé de conception sur mesure d’un tel dispositif

Info

Publication number: FR3110611A1
Application number: FR2005428A
Authority: FR
Inventors: Stéphane Asikian; Sébastien Augy
Original assignee: Eurofilet France
Current assignee: Eurofilet France
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: WO2021234175A1; EP4153341A1; FR3110611B1

Abstract

Dispositif de rétention (10) de déchets (13) comportant un filet principal (11) et au moins un moyen de fixation apte à fixer une ouverture (15) du filet principal sur un support solide, ladite ouverture entourant une sortie (5) du réseau d’eaux pluviales de manière à ce que toutes les eaux rejetées par la sortie (5) passent à travers le filet. Selon la caractéristique principale du dispositif, la résistance du filet principal (11) est telle qu’elle peut supporter la force de traction limite correspondant au poids de l’eau tombant dans le filet principal (11) rempli de déchets (13) en cas d’un débit d’eau maximal atteint à la sortie, la résistance d’au moins un moyen de fixation étant dimensionnée en fonction de cette force de traction limite et de la résistance du filet principal (11) et pour être inférieure à cette force de traction limite afin que le dispositif de rétention (10) se détache de son support lorsque cette force de traction est atteinte et éviter ainsi l’obstruction de la sortie (5) des eaux pluviales et une inondation des parties situées en amont du dispositif de rétention (10). Figure pour l’abrégé : Figure 2a

Description

Dispositif de rétention de déchets en sorties d'émissaires, d’exutoires, de buses, de canalisations et d’avaloirs et procédé de conception sur mesure d’un tel dispositif

La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs de rétention des matières solides et polluantes contenues dans les réseaux de collecte des eaux pluviales, qui utilisent la force gravitaire de ces réseaux, et concerne en particulier un dispositif de rétention permettant de retenir les déchets en sorties d'émissaires, d’exutoires, de buses, de canalisations et d’avaloirs et concerne également le procédé de conception sur mesure d’un tel dispositif.

État de la technique

Il existe de nombreux systèmes pour éliminer les matières polluantes contenues dans les eaux pluviales et ainsi éviter de polluer les milieux naturels dans lesquels ces eaux sont rejetées. De tels systèmes peuvent comprendre par exemple des paniers de collecte munis de plusieurs écrans de filtrage de tailles de mailles différentes. Ces paniers sont fabriqués à partir de grillages rigides. Ils sont généralement installés de façon définitive et sont munis d’une porte d’extrémité pour être vidés. Un tel système est décrit par exemple dans le document EP0882161.

Un dispositif pour séparer les matières solides véhiculées par un effluent d’eaux usées et/ou pluviales décrit dans le document FR2811691, comporte un panier amovible qui peut être manié par une personne seule. Ce dispositif comporte également, comme dans le premier document cité, un tamis en matière rigide qui présente l’avantage de ne pas se rompre en cas de fortes précipitations. Cependant, en cas de fortes précipitations et pour éviter un engorgement du dispositif, l’eau en excès peut déborder en passant par-dessus le panier et ainsi, l’intégralité de l’eau chargée en polluants ne passent pas par le dispositif filtrant, ce qui présente l’inconvénient de ne plus remplir le rôle de dépolluant.

La demande US 6,517,709 décrit un sac de rétention placé à une sortie d’eau verticale telle qu’un avaloir, le sac est contenu dans un bassin de rétention et peut comprendre deux couches. L’entrée du sac étant installée autour de la sortie des eaux usées, tous les déchets et polluants contenus dans l’eau sont captés par le sac. Cependant, l’inconvénient d’un tel dispositif réside dans le fait qu’une fois le sac rempli de matières solides, la forme et la disposition du sac ne sont pas prévues pour éviter ou retarder l’effet d’engorgement et de bouchon de la sortie des eaux usées et donc le risque de mise en charge du réseau. Par conséquent, à moins de vider le sac très régulièrement, le risque d’inonder les terrains situés en amont de la sortie des eaux est bien réel lorsque le niveau de matières solides dans le sac a atteint l’entrée du sac. Ce risque est fortement accru en cas de fortes précipitations.

De plus, aucun des dispositifs décrits de l’art antérieur ne prévoit un dimensionnement du dispositif de rétention adapté au site sur lequel il doit être installé et aucun des dispositifs cités ne décrit de moyens de sécurisation en cas de fortes précipitations et d’augmentation soudaine du débit d’eau.

C’est pourquoi, le but de l’invention est de pallier ces inconvénients en fournissant un dispositif à grande capacité de rétention de matières polluantes en sortie d’une conduite d’eau, polyvalent et adaptable à toutes typologies de site, dimensionné pour retarder le colmatage des matières à la sortie et l’effet bouchon et comprenant des moyens de sécurisation pour éviter l’inondation des terrains situés en amont.

Un autre but de l’invention est de fournir un procédé de conception sur mesure d’un tel dispositif.

L’objet de l’invention est donc un dispositif de rétention de déchets comportant un filet principal et au moins un moyen de fixation apte à fixer une ouverture du filet principal sur un support solide, ladite ouverture entourant une sortie d’un réseau d’eaux pluviales de manière à ce que toutes les eaux rejetées par la sortie passent à travers le filet. Selon la caractéristique principale du dispositif, la résistance du filet principal est telle qu’elle peut supporter la force de traction limite correspondant au poids de l’eau tombant dans le filet principal rempli de déchets en cas d’un débit d’eau maximal atteint à la sortie, la résistance d’au moins un moyen de fixation étant dimensionnée en fonction de cette force de traction limite et de la résistance du filet principal et pour être inférieure à cette force de traction limite afin que le dispositif de rétention se détache de son support lorsque cette force de traction est atteinte et éviter ainsi l’obstruction de la sortie des eaux pluviales et une inondation des parties situées en amont du dispositif de rétention.

Un autre objet de l’invention est un procédé de conception d’un dispositif de rétention sur mesure, comprenant les étapes a) et b) suivantes :

a) Conception d’un filet principal comprenant une ouverture destinée à venir se fixer autour d’une sortie d’un réseau d’eaux pluviales de manière à ce que toute l’eau rejetée par la sortie passe à travers le filet principal,

b) Conception d’au moins un moyen de fixation du dispositif de rétention apte à se rompre en cas de force de traction sur le filet principal supérieure à une force de traction limite correspondant au poids de l’eau tombant dans le filet principal rempli de déchets dans le cas d’un débit d’eau maximal atteint à la sortie de réseaux d’eaux pluviales.

Brève description des figures

Les buts, objets et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels :

représente une vue schématique en perspective du dispositif selon l’invention,

représente une première vue schématique de face du dispositif selon l’invention,

représente une seconde vue schématique de face du dispositif selon l’invention,

représente une vue schématique en perspective du dispositif selon l’invention muni d’un moyen pour empêcher le refoulement,

représente une vue schématique de face du dispositif selon l’invention de la figure 3.

représente une variante de réalisation du dispositif selon l’invention.

Description détaillée de l’invention.

Selon la figure 1, le dispositif selon l’invention est un dispositif à grande capacité de rétention 10 de matières polluantes comprenant principalement un filet principal 11 pour piéger les matières solides contenues dans les eaux pluviales d’une sortie 5 placée en général dans un milieu naturel, tel qu’en milieu terrestre, aquatique, subaquatique, maritime ou fluvial. Le réseau de collecte peut être un réseau unitaire ou séparatif, c’est-à-dire contenir que les eaux pluviales ou les eaux pluviales mélangées aux eaux usées. La sortie 5 peut-être un émissaire, un exutoire, une canalisation, une buse ou un avaloir. La sortie 5 est en général située devant une rampe d’écoulement 6. Le filet dispose d’une ouverture 15 adaptée pour venir se fixer autour de la sortie 5 afin que toutes les matières solides contenues dans l’eau à la sortie 5 tombent dans le filet. De manière évidente, seules les matières solides dont la taille est supérieure à la taille des mailles du filet sont retenues par le filet. Le filet a la forme d’un tronc de pyramide à base carrée ou rectangulaire, l’ouverture du filet correspondant à la petite base de la pyramide, le fond du filet 14 correspond à la grande base de la pyramide. La longueur du filet correspond à la hauteur du tronc de pyramide.

Sur la figure 1, la forme pyramidale du filet est volontairement représentée comme s’il était rigide, pour une meilleure compréhension. Cependant le filet est constitué de mailles en corde et une fois mis en place, le filet épouse le relief du terrain. Le filet a donc une forme évasée de sorte qu’à partir de son ouverture 15 par laquelle pénètre l’eau chargée de matières solides et jusqu’à la surface du fond 14, sa surface de passage désignée aussi par section de passage, augmente. Cette caractéristique a pour avantage d’augmenter le temps de remplissage du filet par rapport à un filet de même longueur mais de section de passage constante. La forme du filet permet à la fois de retarder le moment où le filet sera colmaté tout en garantissant la circulation des fluides, et une grande capacité de rétention de déchets : de l’ordre de 3 m³pour la version standard.

La forme du filet en tronc de pyramide est donc issue d’une pyramide droite, à base carrée ou à base rectangulaire. Les quatre faces latérales du tronc de pyramide sont donc des trapèzes isocèles qui sont tous identiques dans le cas d’une pyramide à base carrée et deux à deux identiques dans le cas d’une pyramide a base rectangulaire, les faces identiques étant opposées l’une de l’autre. Les faces latérales du tronc de pyramide sont donc définies par la hauteur de longueur L, l’angle α (alpha) et l’angle β (béta) que fait la hauteur des trapèzes deux à deux identiques avec leurs côtés non parallèles. La dimension du filet 11 est donc définie par sa longueur L, la longueur des arêtes a et b de son ouverture 15 et par les angles α et β. Les angles α et β sont toujours choisis non nuls. En effet, si les angles α et β sont nuls, la forme volumique du filet principal 11 a une section de passage constante.

Le filet 11 est fabriqué à partir d’un cordage dans un matériau hydrophobe, de faible élasticité et résistant aux rayonnements ultraviolets. Le matériau utilisé pour le cordage est de préférence du polypropylène mais un matériau de caractéristiques équivalentes pourrait être utilisé. Le diamètre du cordage est choisi pour rendre le filet principal 11 résistant au poids de l’eau tombant dans le filet rempli de déchets en cas d’un débit d’eau maximal à la sortie 5. Le diamètre est généralement compris entre 8 et 20 mm et de préférence compris entre 13 et 15 mm. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les nœuds des mailles du filet qui constituent les parois du filet sont des nœuds symétriques. Le nœud utilisé pour le maillage du filet est du type nœud de Carrick car il présente l’avantage d’offrir une résistance homogène dans les quatre brins qui en sortent, du fait de sa symétrie. Les mailles du filet sont de préférence de forme carrée de taille comprise entre 150 x 150 mm pour la version standard et 100 x 100 mm pour la version renforcée.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif de rétention 10 comporte un second filet 21 placé à l’intérieur du premier et principal filet 11 et de forme identique à celui-ci. Les dimensions caractéristiques du second filet 21 sont celles du filet principal 11 augmentées de 3% à 10% et de préférence de 5% de façon à ce qu’il épouse parfaitement la forme du filet principal. D’autre part, l’avantage de sur dimensionner le second filet 21 par rapport au filet principal 11 évite au second filet de jouer un rôle résistant qui viendrait s’ajouter à celui du filet principal 11. Seul le potentiel résistant du filet principal 11 est ainsi utilisé pour l’ensemble des deux filets et seule la fonction de rétention des déchets est utilisée pour le filet secondaire.

Le second filet 21 comporte un maillage de rétention plus fin que celui du premier filet afin de retenir des déchets de plus petite taille. Le second filet peut être un filet dont la taille des mailles est comprise entre 14mm et 50mm afin de retenir des macro-déchets. Le second filet peut également être composé de mailles millimétriques de l’ordre de 200 microns afin de retenir des micro-déchets. L’assemblage des deux filets 11 et 21 assure la rétention de l’intégralité des micro et / ou macro déchets de taille supérieure aux maillages du second filet 21 situé à l’intérieur, s’écoulant sur le réseau d’eaux pluviales et passant par la sortie 5.

Le dispositif de rétention est fixé sur un support solide grâce à un premier moyen de fixation qui relie le filet principal 11 au support. Ce support est en général le mur entourant la sortie des eaux pluviales. Selon une alternative de réalisation, le support solide peut être un portique de fixation adaptable qui est fixé lui-même au sol et / ou sur les côtés de façon à entourer la sortie 5 des eaux pluviales. Le portique est en général en forme de U.

Le dispositif de rétention comprend des moyens de sécurisation et de protection contre les inondations. En effet, en cas d’épisodes de pluies après une période de sécheresse par exemple, le filet va se remplir rapidement de déchets. Si les conditions météorologiques se dégradent, le filet peut atteindre sa capacité de rétention maximale avant le passage des manutentionnaires pour son vidage et finir par se colmater et boucher la sortie des eaux pluviales, ce qui risque de créer rapidement des inondations sur les terrains situés en amont. C’est pourquoi selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le premier moyen de fixation du dispositif de rétention est composé de deux pièces rigides liées entre elles, dont une partie est conçue pour se déconnecter de l’autre partie en cas de force de traction sur le filet principal 11 supérieure à une force de traction limite correspondant au poids de l’eau tombant dans le filet rempli de déchets dans le cas d’un débit d’eau maximal atteint à la sortie 5. Le débit maximal atteint est un débit théorique prédéterminé et fourni généralement par le gestionnaire de réseau.

La figure 2a représente un dispositif de rétention 10 selon l’invention fixé sur un support solide de façon à ce que l’ouverture 15 du filet principal 11 entoure la sortie 5 d’eaux pluviales tel qu’un exutoire. Comme on peut le voir, le dispositif de rétention 10 est fixé au support par son filet extérieur 11, et contenant des déchets 13. Bien que l’ouverture 15 du filet principal 11 soit de forme carrée ou rectangulaire, celle-ci peut être facilement adaptée à la sortie 5 d’eaux pluviales circulaire du fait de la malléabilité du cordage qui constitue le filet. La superficie de l’ouverture 15 d’entrée du filet est supérieure à la superficie de la section de sortie 5 des eaux pluviales. Le dispositif de rétention selon l’invention garantit le filtrage de 100% des eaux pluviales qui le traversent.

Le premier moyen de fixation est un ensemble de points de fixation. Chaque point de fixation comprenant un couple de pièces rigides qui coopèrent ensemble deux à deux. L’ensemble des premières pièces rigides de chaque couple est lié au filet sur le contour de son ouverture 15 et l’ensemble des secondes pièces rigides de chaque couple est fixé sur le support solide qui entoure l’ouverture de sortie 5 des eaux pluviales. Les premières pièces rigides sont des manilles 41, 42, 43 et les secondes pièces rigides sont des pitons à œil 51, 52, 53. Chaque manille 41, 42 et 43 lie le cordage du filet principal avec un piton à œil, 51, 52 et 53 scellé dans le support solide. Chaque accouplement d’une manille et d’un piton à œil 41 et 51 ou 42 et 52 ou 43 et 53 représente donc un point de fixation. De façon équivalente, des mousquetons peuvent être utilisés également à la place des manilles. À l’endroit où les manilles sont liées au cordage celui-ci est renforcé par des épissures.

Les points de fixation sont répartis de façon non uniforme. La répartition non uniforme des points de fixation du filet vise à répartir les efforts uniformément le long du contour de l’ouverture 15 du filet. En effet, le poids de l’eau tombant dans le filet exerce une force de traction maximale sur les cordages de la face supérieure du filet, cette force de traction est moins importante sur les cordages des surfaces latérales du filet et est minimale sur les cordages de la surface inférieure du filet. Le dispositif selon l’invention prévoit trois zones sur le contour de l’ouverture 15 du filet 11 et sur le support pour la répartition des points de fixation. Ces trois zones sont définies de la façon suivante :

70 % des points de fixation se situent sur la première zone du contour de l’ouverture 15 représentant entre 30 et 40 % de l’ouverture 15 et se situant sur la partie haute du contour,
20 % des points de fixation se situent sur la seconde zone du contour de l’ouverture 15 représentant entre 20 et 30 % du périmètre de l’ouverture 15 et se situant sur la partie médiane du contour,
Et 10 % des points de fixation se situent sur la troisième zone du contour de l’ouverture 15 représentant entre 30 et 40 % du périmètre de l’ouverture 15 et se situant sur la partie basse du contour.

À l’intérieur de chaque zone, les points de fixation sont répartis uniformément pour plus de facilités d’installation. Le but étant que les manilles ou mousquetons 41, 42, 43 qui y sont rattachées se déconnectent en même temps pour qu’il y est le moins de dégâts possibles sur le filet et sur le support solide, cette répartition présente l’avantage de s’approcher de ce but. Cette déconnexion a pour but de sécuriser les terrains situés en amont en évitant leur inondation.

Le dispositif de rétention comprend un second moyen de fixation, illustré sur la figure 2b, pour sécuriser le dispositif et éviter la perte du filet et des polluants collectés. Le second moyen de fixation comporte deux points de fixation latéraux et une corde constituée de deux brins 65 et 75 attachés au filet principal 11 et situés en périphérie de son ouverture 15. Les deux brins de corde 65 et 75 sont sensiblement de même longueur au moins égale au périmètre de l’ouverture 15 et sont attachés au filet principal de façon coulissante. Le premier brin 65 et le second brin 75 encerclent indépendamment l’un de l’autre l’ouverture 15 du filet principal 11 et les extrémités de chaque brin se rejoignent sur un point de fixation. Chaque point de fixation comprend deux parties rigides, une première partie 71 scellée dans le support telle qu’un piton à œil et une seconde partie 81, telle qu’une manille ou un mousqueton, liée à un des deux brins 65 ou 75.

Lorsque le premier moyen de fixation se rompt, la partie détachée du dispositif de rétention est déportée légèrement en aval suite à l’application des forces hydrodynamiques et est retenue par le second moyen de fixation afin d’éviter que le filet principal 11 et tout ce qu’il contient ne se déporte maladroitement sur les terrains en aval. Les deux brins de corde 65 et 75 se tendent et de ce fait, sont contraints à se serrer autour de l’ouverture 15 du filet principal 11 pour la fermer et mettre le filet 11 en sécurité. Ensuite, le filet principal 11 et tout ce qu’il contient repose légèrement en aval de la sortie d’eaux pluviales de façon sécuritaire car retenu par les brins de corde 65 et 75 rattachés respectivement aux deux points de fixation 71, 81 et l’ouverture 15 du filet principal 11 est fermée par les deux brins 65 et 75 de corde assurant ainsi l’intégralité de la rétention des déchets solides. Le dispositif de rétention est ainsi mis en sécurité jusqu’à la prochaine intervention des manutentionnaires pour les opérations de vidage. Les deux brins de corde 65 et 75 sont de préférence de diamètre 14 mm et peuvent résister à un poids de 2690 kg chacun.

Selon l’alternative de solution où le filet est fixé sur un portique de fixation en forme de U, une grande partie du contour, équivalente en général à trois quarts du contour de l’ouverture du filet est fixée sur le portique tandis que le quart restant du contour est fixé sur le socle sur lequel sont scellés les pieds du portique. La répartition des points de fixation selon les trois zones telles que décrites précédemment reste donc valable pour cette alternative de solution.

Le dispositif de rétention 10 comporte un moyen pour empêcher le refoulement des déchets 13 en dehors du filet 11 illustré sur les figures 3 et 4. Ce moyen permet, dans le cas d’une installation aquatique ou subaquatique, d’empêcher le refoulement des déchets en amont du dispositif de rétention, pouvant être causé par les perturbations courantologiques. Il permet également de retenir les déchets dans le filet lorsque le dispositif de rétention se détache de son support. Le moyen pour empêcher le refoulement des déchets en dehors du filet comprend un troisième filet 31 muni d’une ouverture d’entrée 35 et une ouverture de sortie 34. L’ouverture d’entrée 35 du troisième filet 31 a une superficie au moins équivalente à celle de l’ouverture 15 du filet principal 11. Le filet 31 est situé de façon à ce que son ouverture d’entrée 35 coïncide avec l’ouverture 15 du filet et que son ouverture de sortie 34 débouche à l’intérieur du filet 11. Les déchets transportés par l’eau et entrant dans le filet 11 par l’ouverture 15 du filet sont symbolisés par la flèche 30 de la figure 4. Ils traversent le troisième filet 31 en entrant par son ouverture d’entrée 35 et en sortant par son ouverture de sortie 34 qui débouche dans le filet 11.

Le troisième filet 31 a la forme d’un tronc de pyramide plus petit que celui correspondant à la forme du filet principal 11 et orienté dans le sens inverse de celui-ci. L’ouverture d’entrée 35 du troisième filet 31 correspondant à la grande base du petit tronc de pyramide et l’ouverture de sortie 34 correspondant à la grande base du petit tronc de pyramide a une surface plus petite que la surface de l’ouverture d’entrée 35 afin que les déchets qui pénètrent dans le filet 11 en traversant le troisième filet 31 soient piégés à l’intérieur. Le rapport de réduction des superficies des ouvertures d’entrée et de sortie 35 et 34 est compris entre 2 et 5.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le troisième filet 31 est monté sur le filet 11 de façon amovible pour pouvoir être retiré ou remplacé tout au long du cycle de vie du dispositif de rétention. Les moyens pour le rendre amovibles peuvent être un dispositif de bandes auto-agrippantes.

Chaque dispositif de rétention selon l’invention installée sur site est numéroté et équipé de moyens d’identification tels qu’un code-barres en deux dimensions appelé communément QR code et d’un terminal utilisateur. Un ensemble de données est collecté à intervalle de temps régulier pour chaque dispositif de rétention installé, grâce au terminal utilisateur. Les données collectées sont transmises à une plate-forme de gestion des données et de suivi en ligne. Les données collectées permettent principalement de répertorier la fréquence des opérations de vidage des dispositifs de rétention, la nature et la quantité des déchets récoltés.

En effet, les données collectées sont répertoriées selon trois rubriques. Une première rubrique qui regroupe les données d’identification du dispositif, la caractérisation des déchets qu’il traite, sa date de pose et son lieu de pose. Une seconde rubrique qui regroupe les caractéristiques structurelles du dispositif et de l’environnement dans lequel il est implanté. Ces données regroupent principalement les dimensions du filet principal et le type du milieu d’implantation, c’est-à-dire s’il est terrestre, aquatique, subaquatique, maritime, fluvial, etc. La troisième rubrique regroupe des données sur les déchets collectés relevés lors des opérations de vidage des filets. Il peut s’agir de la nature des déchets collectés et de leur quantité. Cette troisième rubrique permet d’évaluer de façon objective une situation de désordre environnemental ou bien d’attester de l’absence ou de la résorption du risque de pollution sur une zone géographique définie.

Selon une variante de réalisation du dispositif de rétention selon l’invention illustrée sur la figure 5, le dispositif de rétention peut être intégré à un ensemble plus volumineux de collecte de déchets. L’ensemble de collecte de déchets comporte principalement un filet primaire 101 disposé le plus près possible de la sortie du réseau d’eaux pluviales, au moins un filet intermédiaire 102 ou 103 disposé après le filet primaire et deux dispositifs de rétention 111, 112 selon l’invention disposés côte à côte après le dernier filet intermédiaire en position terminale. Le mode de réalisation illustré comporte deux filets intermédiaires 102 et 103. Les filets primaire et intermédiaires sont juxtaposés les uns derrière les autres et comportent chacun une ouverture d’entrée et une ouverture de sortie, de façon à ce que l’ouverture d’entrée de chaque filet intermédiaire corresponde avec l’ouverture de sortie du filet le précédant. L’ouverture d’entrée du filet primaire 101 entoure la sortie des eaux pluviales non représentée sur la figure, l’ouverture de sortie du filet primaire correspond avec l’ouverture d’entrée du filet intermédiaire 102 et l’ouverture de sortie du filet intermédiaire 102 correspond avec l’ouverture d’entrée du filet intermédiaire 103 et l’ouverture de sortie du filet intermédiaire 103 correspond avec les ouvertures d’entrée des filets principaux des dispositifs de rétention 111 et 112. Cette configuration permet aux déchets déversés par la sortie de traverser les filets et d’être retenus dans les filets des dispositifs de rétention. Lorsque les filets finaux des dispositifs de rétention de déchets 111 et 112 sont remplis, le volume important de l’ensemble des filets permet de collecter un volume de déchets supérieur aux volumes utiles des filets des dispositifs de rétention 111 et 112.

Dans cette variante de réalisation, les ouvertures des filets primaire et intermédiaires sont maintenues grâce à des armatures de maintien intermédiaires 121 et une armature de maintien terminale 122 montées coulissantes sur des rails 131. Les ouvertures des dispositifs de rétention 111 et 112 sont également maintenues sur l’armature terminale 122 qui maintient les ouvertures de sorties du dernier filet intermédiaire 103. Grâce aux armatures montées coulissantes sur rails, l’ensemble peut passer d’une position déployée comme celle représentée sur la figure 5, où la taille des filets est maximale, à une position repliée où les armatures sont serrées le plus possible les unes contre les autres, et inversement. La position repliée présente l’avantage de diminuer la distance entre les dispositifs de rétention et la plate-forme 105 dédiée au grutage et relevage et facilite ainsi les opérations de vidage des dispositifs de rétention 111 et 112 et éventuellement des filets 101, 102 et 103.

Les rails 131 sont installés sur la rampe d’écoulement 106 qui comporte de préférence une rigole centrale 116 pour canaliser l’eau et éviter que les déchets contenus dans les filets soient en permanence en contact avec l’eau. Cette caractéristique présente l’avantage de minimiser la part des déchets plastiques qui se réduisent en particules fines et présente l’avantage d’éviter la dégradation prématurée des équipements qui constituent l’ensemble.

L’invention propose également un procédé de conception du dispositif de rétention sur mesure précédemment décrit.

Le procédé de conception du dispositif de rétention 10 comprend les étapes a) et b) suivantes :

a) Conception d’un filet principal 11 comprenant une ouverture 15 destinée à venir se fixer autour d’une sortie 5 des eaux pluviales de manière à ce que toute l’eau rejetée par la sortie 5 passe à travers le filet principal 11,

b) Conception d’un premier moyen de fixation du filet principal 11 apte à se rompre en cas de force de traction sur le filet principal 11 supérieure à une force de traction limite correspondant au poids de l’eau tombant dans le filet principal 11 rempli de déchets 13 dans le cas d’un débit d’eau maximal atteint à la sortie 5 d’eaux pluviales.

Le filet principal 11 du dispositif de rétention 10 selon l’invention est conçu sur mesure à partir d’un modèle type et en prenant en compte les contraintes contextuelles et environnementales du site où il va être installé.

Par conséquent, l’étape a) du procédé de conception du dispositif de rétention sur mesure comprend les étapes notées a1) à a9) suivantes :

a1) Acquisition de données dimensionnelles pour chaque dispositif, relatives au site d’installation du dispositif,

a2) Estimation du volume utile maximal toléré correspondant au volume maximal de déchets récupérable sur le site en fonction des contraintes d’extraction du dispositif pour le vider,

a3) Estimation du taux de remplissage du filet principal 11 en fonction du positionnement du dispositif,

a4) Conception d’un filet principal 11 à partir d'un filet modèle de la forme d’un tronc de pyramide à base carrée ou rectangulaire, la petite base du tronc de pyramide correspondant à l’ouverture du filet, auquel on adapte la hauteur, la longueur des arêtes de la petite base et les angles des surfaces latérales avec la base, aux données dimensionnelles acquises lors de l’étape a),

a5) Calcul de la surface totale du filet principal 11,

a6) Calcul du volume total du filet principal 11,

a7) Calcul du volume utile pratique correspondant au produit du taux de remplissage estimé à l’étape c) par le volume total du filet principal (11) calculé à l’étape f),

a8) Comparaison du volume utile pratique obtenu à l’étape a7) avec le volume utile maximal toléré estimé à l’étape a2),

a9) Détermination des filets principaux 11 valides pour un site d’installation particulier parmi les filets principaux 11 obtenus selon les étapes a1) à a8), si le volume utile maximal toléré est supérieur au volume utile pratique.

Pour l’étape a1), les données dimensionnelles prennent en compte le diamètre de la sortie 5 des eaux pluviales, les contraintes de dimension en largeur et en longueur en aval de la sortie.

L’étape a2) consiste à estimer le volume maximal toléré du filet principal. En effet, selon l’accessibilité du site, les dimensions de l’engin de levage que l’on pourra approcher du lieu d’installation du dispositif seront limités ou bien il ne sera pas possible d’approcher un engin de levage. Ces contraintes sont prises en compte pour estimer le volume maximal toléré du filet principal.

De même l’étape a3) consiste à estimer le pourcentage du volume du filet qui peut effectivement être rempli de déchets. En effet, selon l’inclinaison de la rampe d’écoulement sur laquelle le filet principal repose, le taux de remplissage est différent. Par exemple, le taux de remplissage est de 70% lorsque la rampe d’écoulement est horizontale et dans le prolongement de la sortie 5. Le taux de remplissage sera de 100% lorsque la rampe d’écoulement est verticale. On estime en effet que dans le cas d’une rampe horizontale, lorsque le filet atteint 70% de remplissage, les déchets charriés par l’eau commencent à remplir le conduit en amont de la sortie 5.

À partir des données dimensionnelles acquises lors de l’étape a1), les caractéristiques géométriques du filet principal 11 sont déterminées à partir d’un modèle type de filet de la forme d’un tronc de pyramide selon l’étape a4). La forme de tronc de pyramide est donc commune au filet principal de tous les dispositifs de rétention conçus selon le procédé de l’invention. D’après les caractéristiques géométriques du filet on peut en déduire par le calcul la superficie des parois du filet ainsi que sa superficie totale et le volume théorique du filet selon la formule du volume d’un tronc de pyramide. Ces calculs sont effectués aux étapes a5) et a6) du procédé.

Le volume utile pratique calculé à l’étape a7) est un volume théorique. Il est égal au produit du volume total du filet par le taux de remplissage du filet.

Le volume utile pratique obtenu à l’étape a7) est comparé avec le volume utile maximal toléré estimé à l’étape a2). Les filets obtenus par les étapes a1) à a8) du procédé sont considérés adéquats pour un site d’installation particulier lorsque le volume utile maximal toléré est supérieur au volume utile pratique.

Le premier moyen de fixation du filet est dimensionné en fonction de la résistance du filet et de la résistance des points de fixation et aussi en fonction des contraintes dynamiques qui sont fonction du débit d’eau maximum qui est théoriquement possible d’atteindre.

L’étape b) du procédé de conception du dispositif de rétention comprend les étapes suivantes notées b1) à b8) :

b1) Acquisition de données caractéristiques du cordage utilisé pour fabriquer le filet principal 11,

b2) Acquisition de données caractéristiques de la sortie 5 des eaux pluviales, telles que la superficie de la section de passage de sortie et le débit d’eau maximum,

b3) Acquisition de données caractéristiques du premier moyen de fixation telle que le nombre de points de fixation et leur résistance à la rupture unitaire,

b4) Calcul de la force de traction maximale admissible par le premier moyen de fixation avant rupture en fonction des données acquises à l’étape b3),

b5) Calcul de la force appliquée sur le filet principal 11 en cas de débit d’eau maximal atteint à la sortie 5 des eaux pluviales,

b6) Calcul de la force de traction maximale admissible par le filet principal 11 avant rupture en fonction des données acquises à l’étape b1) et du nombre de points de fixation,

b7) Comparaison des valeurs calculées aux étapes b4), b5), et b6),

b8) Validation du premier moyen de fixation pour les filets principaux 11 dont les valeurs calculées aux étapes b4), b5), et b6) vérifient la relation suivante : la force appliquée sur le filet principal 11 en cas de débit d’eau maximal est supérieure à la force de traction maximale admissible par le premier moyen de fixation et inférieure à la force de traction maximale admissible par le filet principal 11.

Pour l’étape b1) les données caractéristiques du cordage utilisé pour fabriquer le filet principal 11 sont celles intrinsèques au cordage et sont fournies par le fabricant, à savoir le diamètre du cordage et la résistance à la rupture unitaire brut. Les caractéristiques du cordage comprennent également des caractéristiques lorsque le cordage est noué. Chaque nœud et chaque épissure fait perdre de la résistance au cordage car ils induisent des frottements. De plus un coefficient de sécurité est prévu et compris entre 7 et 14, ce coefficient est lié aux incertitudes environnementales propres au milieu aquatique. Pour l’étape b2), les dimensions de la sortie d’eaux pluviales sont relevées sur le site d’installation et le débit d’eau maximum est issu de relevés antérieurs et habituels.

Les données caractéristiques des points de fixation acquises à l’étape b3) sont inhérentes au matériel utilisé, elles sont donc fournies par le fabricant, il s’agit de la résistance à la rupture unitaire des premières pièces rigides 41, 42, 43 liées au filet telle que des manilles ou des mousquetons.

Le calcul effectué à l’étape b4) donne la force maximale admissible par l’ensemble des points de fixation avant leur rupture. Ce résultat est essentiel car il représente le seuil de traction pouvant être supporté par le premier moyen de fixation.

Le calcul de la force appliquée sur le filet en cas de débit d’eau maximal effectué à l’étape b5) passe par les calculs de vitesse maximum et de pression appliquée en cas de débit maximum et s’effectue à partir du théorème de Bernoulli.

Le calcul de la force de traction maximale admissible par le filet effectué à l’étape b6) avant rupture prend en compte le nombre de points de fixation car les brins de cordage du filet linéaire directement liés à un point de fixation ont un impact important sur la résistance générale du filet tandis que les autres brins, qui ne sont pas reliés directement à un point de fixation participent à la résistance du filet de façon négligeable.

Selon l’étape b7) les résultats des calculs obtenus aux étapes b4, b5 et b6 sont comparés car, d’une part, la force de traction maximale admissible par le premier moyen de fixation doit être inférieure à la force appliquée sur le filet en cas de débit d’eau maximal pour que le premier moyen de fixation puisse se rompre par déconnexion des manilles ou mousquetons en cas de conditions météorologiques défavorables et d’autre part, la force de traction maximale admissible sur le filet doit être supérieure à la force appliquée sur le filet en cas de débit d’eau maximal, pour que le filet garde son intégrité et ne relâche pas les déchets dans la nature.

La force de traction maximale admissible par le second moyen de fixation du filet est dimensionné pour être toujours supérieure à la force appliquée sur le filet en cas de débit d’eau maximal. Le second moyen de fixation est surdimensionné pour éviter sa rupture quel que soit les conditions météorologiques.

Claims

Dispositif de rétention (10) de déchets (13) comportant un filet principal (11) et au moins un moyen de fixation apte à fixer une ouverture (15) dudit filet principal sur un support solide, ladite ouverture entourant une sortie (5) d’un réseau d’eaux pluviales de manière à ce que toutes les eaux rejetées par ladite sortie (5) passent à travers ledit filet principal, caractérisé en ce que la résistance du filet principal est telle qu’elle peut supporter la force de traction limite correspondant au poids de l’eau tombant dans le filet principal (11) rempli de déchets (13) en cas d’un débit d’eau maximal atteint à la sortie (5), la résistance d’au moins un moyen de fixation étant dimensionnée en fonction de cette force de traction limite et de la résistance dudit filet principal pour être inférieure à cette force de traction limite afin que le dispositif de rétention (10) se détache de son support lorsque cette force de traction est atteinte et éviter ainsi l’obstruction de la sortie (5) des eaux pluviales et une inondation des parties situées en amont du dispositif de rétention.
Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le filet principal (11) a la forme d’un tronc de pyramide à base carrée ou rectangulaire, l’ouverture (15) du filet correspondant à la petite base du tronc de pyramide.
Dispositif selon la revendication 1 ou 2, comportant un second filet (21) de forme identique au filet principal (11), dont les dimensions caractéristiques sont celles dudit filet principal augmentées de 3% à 10% et de préférence de 5% et dont la taille des mailles est plus petite que la taille des mailles dudit filet principal.
Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel le premier moyen de fixation du filet principal (11) sur le support est un ensemble de points de fixation (41, 51, 42, 52, 43, 53), chaque point de fixation comprenant une première pièce rigide telle qu’une manille (41, 42, 43) liée au filet principal (11) sur le contour de son ouverture (15) et une seconde pièce rigide telle qu’un piton à œil (51, 52, 53) scellé dans le support solide, les points de fixation étant répartis autour de l’ouverture (15) du filet principal (11) de façon non uniforme selon trois zones, en fonction de la répartition des forces de traction agissant sur les points de fixation.
Dispositif selon la revendication 4, dans lequel lesdites trois zones sur le contour de l’ouverture (15) du filet (11) et sur le support pour la répartition des points de fixation sont définies de la façon suivante :
70 % des points de fixation se situent sur la première zone du contour de l’ouverture (15) représentant entre 30 et 40 % du périmètre de l’ouverture (15) et se situant sur la partie haute du contour,

20 % des points de fixation se situent sur la seconde zone du contour de l’ouverture (15) représentant entre 20 et 30 % du périmètre de l’ouverture (15) et se situant sur la partie médiane du contour,

10 % des points de fixation se situent sur la troisième zone du contour de l’ouverture (15) représentant entre 30 et 40 % de l’ouverture (15) et se situant sur la partie basse du contour.
Dispositif selon l’un des revendications 1 à 5, comprenant un second moyen de fixation composé de deux points de fixation latéraux (71, 81) et d’une corde constituée de deux brins (65, 75) attachés au filet principal (11) et situés en périphérie de l’ouverture (15), les deux brins de corde sensiblement de même longueur, sont attachés audit filet principal de façon coulissante, le premier brin (65) et le second brin (75) encerclent indépendamment l’un de l’autre l’ouverture (15) dudit filet principal, chaque point de fixation comprenant une première partie rigide (71) scellée dans le mur tel qu’un piton à œil et une seconde partie rigide (81), telle qu’une manille ou un mousqueton, liée à un des deux brins (65) ou (75).
Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant un moyen pour empêcher les déchets (13) contenus dans le dispositif de rétention (10) de refouler à l’extérieur du filet principal (11).
Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le moyen pour empêcher les déchets (13) contenus dans le dispositif de rétention de refouler à l’extérieur du filet comprend un troisième filet (31) de la forme d’un tronc de pyramide comportant deux ouvertures, une ouverture d’entrée (35) de superficie au moins équivalente à celle de l’ouverture (15) du filet principal (11), le filet (31) étant situé de façon à ce que son ouverture d’entrée (35) coïncide avec l’ouverture (15) du filet et que son ouverture de sortie (34) débouche à l’intérieur du filet (11).
Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, dont un ensemble de données est collecté à intervalle de temps régulier grâce à des moyens d’identification tels qu’un code-barres à deux dimensions et un terminal utilisateur, les données collectées étant transmises à une plate-forme de gestion des données et de suivi en ligne, permettent principalement de répertorier la fréquence des opérations de vidage des dispositifs de rétention (10), la nature et la quantité des déchets (13) récoltés.
Ensemble pour collecter les déchets en sortie des eaux pluviales comprenant un filet primaire (101) disposé le plus près possible de la sortie des eaux pluviales et au moins un filet intermédiaire (102, 103) disposé après le filet, lesdits filets primaire et intermédiaires sont juxtaposés les uns derrière les autres et comportent chacun une ouverture d’entrée et un ouverture de sortie, de façon à ce que l’ouverture d’entrée de chaque filet intermédiaire corresponde avec l’ouverture de sortie du filet le précédant caractérisé en ce que l’ensemble comprend deux dispositifs de rétention (111, 112) selon l’une des revendications 1 à 9, l’ouverture de sortie du filet intermédiaire (103) correspondant avec les ouvertures d’entrée des filets des dispositifs de rétention (111, 112).
Ensemble selon la revendication 10, dans lequel les ouvertures des filets primaire et intermédiaires sont maintenues grâce à des armatures de maintien intermédiaires (121) et une armature de maintien terminale (122) montées coulissantes sur des rails (131), ladite armature de maintien terminale maintenant également les ouvertures des filets des dispositifs de rétention (111, 112), l’ensemble pouvant passer d’une position déployée où la taille des filets est maximale, à une position repliée où les armatures (121, 122) sont serrées le plus possible les unes contre les autres, et inversement.
Ensemble selon l’une des revendications 10 ou 11, présentant une plateforme (105) dédiée au grutage et relevage située à proximité de la sortie du réseau d’eaux pluviales, et une rampe d’écoulement (106) située devant la sortie des eaux, comportant une rigole centrale (116), ladite plateforme (105) permettant lorsque l’ensemble est en position repliée, de faciliter ainsi les opérations de vidage des dispositifs de rétention (111, 112) et des filets (101, 102, 103).
Procédé de conception d’un dispositif de rétention (10) sur mesure selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant les étapes suivantes :
a) Conception d’un filet principal (11) comprenant une ouverture (15) destinée à venir se fixer autour d’une sortie (5) du réseau d’eaux pluviales de manière à ce que toute l’eau rejetée par la sortie (5) passe à travers le filet principal (11),
b) Conception d’un premier moyen de fixation du filet principal (11) apte à se rompre en cas de force de traction sur le filet principal (11) supérieure à une force de traction limite correspondant au poids de l’eau tombant dans le filet principal (11) rempli de déchets (13) dans le cas d’un débit d’eau maximal atteint à la sortie (5) du réseau d’eaux pluviales.
Procédé de conception d’un dispositif de rétention (10) sur mesure selon la revendication 13, dans lequel l’étape a) comprend les étapes suivantes :
a1) Acquisition de données dimensionnelles pour chaque dispositif, relatives au site d’installation du dispositif,
a2) Estimation du volume utile maximal toléré correspondant au volume maximal de déchets récupérables sur le site en fonction des contraintes d’extraction du dispositif pour le vider,
a3) Estimation du taux de remplissage du filet principal (11) en fonction du positionnement du dispositif,
a4) Conception d’un filet principal (11) sur mesure à partir d'un filet modèle de la forme d’un tronc de pyramide à base carrée ou rectangulaire, la petite base du tronc de pyramide correspondant à l’ouverture du filet, auquel on adapte la hauteur, la longueur des arêtes de la petite base et les angles des surfaces latérales avec la base, aux données dimensionnelles acquises lors de l’étape a),
a5) Calcul de la surface totale du filet principal (11),
a6) Calcul du volume total du filet principal (11),
a7) Calcul du volume utile pratique correspondant au produit du taux de remplissage estimé à l’étape c) par le volume total du filet principal (11) calculé à l’étape f),
a8) Comparaison du volume utile pratique obtenu à l’étape a7) avec le volume utile maximal toléré estimé à l’étape a2),
a9) filets principaux (11) valides pour un site d’installation particulier parmi les filets principaux (11) obtenus selon les étapes a1) à a8), si le volume utile maximal toléré est supérieur au volume utile pratique.
Procédé de conception d’un dispositif de rétention (10) sur mesure selon la revendication 13 ou 14, dans lequel l’étape b) comprend les étapes suivantes :
b1) Acquisition de données caractéristiques du cordage utilisé pour fabriquer le filet principal (11),
b2) Acquisition de données caractéristiques de la sortie (5) des eaux pluviales, telles que la superficie de la section de passage de sortie et le débit d’eau maximum,
b3) Acquisition de données caractéristiques du premier moyen de fixation tel que le nombre de points de fixation et leur résistance à la rupture unitaire,
b4) Calcul de la force de traction maximale admissible par le premier moyen de fixation avant rupture en fonction des données acquises à l’étape b3),
b5) Calcul de la force appliquée sur le filet principal (11) en cas de débit d’eau maximal atteint à la sortie (5) du réseau d’eaux pluviales,
b6) Calcul de la force de traction maximale admissible par le filet principal (21) avant rupture en fonction des données acquises à l’étape b1) et du nombre de points de fixation,
b7) Comparaison des valeurs calculées aux étapes b4), b5), et b6),
b8) Validation du premier moyen de fixation pour les filets principaux (11) dont les valeurs calculées aux étapes b4), b5), et b6) vérifient la relation suivante : la force appliquée sur le filet principal (11) en cas de débit d’eau maximal est supérieure à la force de traction maximale admissible par le premier moyen de fixation et inférieure à la force de traction maximale admissible par le filet principal (11).