WO2024153640A1 - Système de collecte de débris flottants ou immergés dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer, à filtre mécanique fixe et dispositif mobile de nettoyage et collecte par aspiration - Google Patents

Système de collecte de débris flottants ou immergés dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer, à filtre mécanique fixe et dispositif mobile de nettoyage et collecte par aspiration Download PDF

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suction
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collection system
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Pascal Crepet
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Definitions

  • the present invention relates to the field of collecting solid debris floating or at least partly submerged in an aquatic environment or bodies of water such as oceans, seas, or entrained in a flow of water, such as a course of water, a river, a river, a canal, or a pipeline.
  • the invention can be implemented for any floating or partially submerged debris/waste found on a microscopic or millimeter scale in an aquatic environment whose level and/or the flow rate is(are) likely to change over time, particularly suddenly.
  • microscopic scale or “millimetric scale” is meant here and in the context of the invention, the usual meaning, namely waste/debris which cannot be observed with the naked eye, unlike waste/debris with the naked eye. macroscopic scale.
  • the invention can be implemented on any type of ship, barge or on any type of quay or at the edge of a body of water or at the outlet of a wastewater pipe, such as sewer.
  • a first solution could consist of manually or mechanically replacing a clogged filter. However, this is not possible in practice because it would require stopping the flow of water, in a river for example. Besides the cost impact, such a replacement would have also the disadvantage of allowing unwanted debris/waste to pass through for the time required for filter replacement.
  • continuous cleaning has the advantage of not reducing collection efficiency and interrupting collection in areas which may be critical because they are loaded with debris/waste.
  • the invention aims to meet all or part of these need(s).
  • the subject of the invention is, according to one of its aspects, a system for collecting debris, in particular of micrometric or millimetric size, floating or at least partly immersed in an aquatic environment whose level and/or the flow rate is(are) subject to change, including:
  • the mechanical filter comprising at least one active part intended to be at least partly immersed in the flow of fluid
  • At least one suction conduit opening into the nozzle and connected to the suction source, the suction nozzle and the suction conduit being intended to be mounted movable opposite the active part of the fixed filter so as to to sweep, in at least one back-and-forth movement, at least part of the surface that said active part covers and thus evacuate the debris retained by the swept surface.
  • the system comprises a level detector for measuring the level of the fluid in which the active part of the filter is immersed, the operation of the collection and cleaning device being controlled by the measurement of the level of fluid by the detector.
  • the level detector can be a gauge, distinct from the filter, and/or at least one bar arranged transversely and above the filter whose lower end is at a level equal to or below the minimum level of the flow of fluid that can reach the aquatic environment, so as to guarantee permanent immersion of the filter in the fluid flow. This allows the filter to always be in the water for more uniform cleaning, and to prevent dirty water from passing over the filter.
  • the surface of the active part of the filter which it is necessary to vacuum for the collection of debris can be determined automatically and in real time, even in the event of a sudden change in the fluid flow, in particular a course of water.
  • one or more parts of the device, in particular one or more suction nozzles may not work. This guarantees the operation of the suction pump so that it can always suck up the waste collected in the fluid.
  • the mechanical filter can be flexible or rigid with its active part formed by at least one flat surface intended to be in a plane transverse to the flow.
  • the mechanical filter is flexible or rigid with its active part formed by a curved surface, preferably along a cylindrical portion.
  • This alternative is advantageous, for example when the system according to the invention is installed within a water pipe, the section of which is constantly filled with the fluid to be cleaned.
  • the suction nozzle is provided with a lip or a scraping brush adapted to scrape, during its sweeping, the active part of the filter.
  • the collection and cleaning device comprises at least one means of spraying cleaning fluid, such as water, a gas (air), mounted movably so as to be arranged in an area of the side of the filter opposite to that in which the suction nozzle is arranged.
  • the spray jet of the cleaning liquid or gas directly on the surface of the filter is sure to loosen/tear off any debris/waste that could remain stuck in the holes or meshes of the filter, this loosened debris/waste then being sucked into the suction nozzle.
  • the efficiency of the collection is thus improved since the spraying, particularly in the form of a jet of the cleaning fluid, allows mechanical separation of the debris captured by the mechanical filter. This is particularly important for debris on a microscopic scale.
  • the collection and cleaning device preferably comprises a conduit for supplying the cleaning fluid connected to the spray means.
  • the collection and cleaning device comprises a closed circuit comprising a pump whose inlet is connected to the suction conduit and the outlet is connected to the cleaning fluid supply conduit, the pump being equipped with a filter adapted to retain the vacuumed debris.
  • the debris captured by the filter is sucked up by a pump from the suction conduit, whose filter which equips it allows it to be collected outside the fluid flow and advantageously sent to a storage location.
  • the cleaning fluid such as water used to transport the debris to the pump, can in turn be cleaned to be reused again through the inlet conduit.
  • the suction nozzle and part of the suction duct and where appropriate the spraying means are mounted on a chassis adapted to move in a back and forth movement according to a horizontal axis and/or along a vertical axis along the active part of the filter.
  • the chassis has a general U shape with one of the branches of the U housing the suction nozzle and a part of the suction duct arranged facing one side of the fdtre , and the other of the branches of the U housing the spraying means and a part of the supply conduit arranged on the other side of the filter.
  • the suction nozzle and the suction duct and part of the suction duct and where appropriate the spraying means being mounted on at least one articulated arm adapted to move in a movement back and forth along a horizontal axis and/or along a vertical axis along the active part of the filter.
  • the invention also relates to a boat or a guiding conduit or a pipe, in particular for waste water, a bank of a course or a body of water or a course of water equipped with at least one system of collection as described previously.
  • the invention essentially consists of a system for collecting floating or partially submerged debris/waste, of microscopic or millimetric size, which comprises a mechanical retention filter fixed across a flow of fluid in the aquatic environment, and a suction collection device which can sweep in at least one back-and-forth movement an active part of the filter, one surface of which is permanently in the flow, whatever or its flow rate and its level, the retained debris/waste being evacuated by suction during scanning of the surface of the active part of the fixed filter.
  • Figure 1 shows in front view a system for collecting debris/waste within a mass of molten plastic material as implemented in an extrusion machine according to the state of the art.
  • FIG 2 shows in perspective view a debris/waste collection system according to a first embodiment of the invention that it is integrated into a watercourse.
  • Figure 2A is a longitudinal sectional view of Figure 2 at the level of a nozzle and a suction duct of a collection and cleaning device.
  • Figure 3A is a longitudinal sectional view of a floating debris/waste collection system according to the invention, showing two distinct positions of the cleaning collection device in sweeping in a direction transverse to the fixed mechanical filter.
  • Figure 3B is a longitudinal sectional view of a floating debris/waste collection system according to the invention, showing two distinct positions of the cleaning collection device in sweeping in a direction transverse to the fixed mechanical filter, opposite to the direction of Figure 3 A.
  • FIG 4 is a perspective view illustrating another embodiment of a system according to the invention.
  • FIG 5 is a perspective view illustrating an alternative embodiment of a system according to the invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional view of a system as shown in Figure 5, showing an integration configuration of the system in a watercourse, with different active and inactive positions of the collection and storage device. cleaning.
  • Figure 7 shows an active position of the device according to Figure 6, just below the free surface of the watercourse.
  • Figure 8 is a longitudinal sectional view showing a collection and cleaning system with a mechanical filter of hemicylindrical shape, as installed in a water conduit.
  • Figure 9 is a front view of equipment with several collection and cleaning systems according to the invention, arranged side by side, as installed in a watercourse.
  • FIG 10 is a top view of the equipment according to Figure 9.
  • FIG 11 is a profile view of the equipment according to Figure 9.
  • Figure 12 is a longitudinal sectional view showing the integration of a waste collection and cleaning system according to the invention with several mechanical filters arranged in series and in cascade within a conduit. water.
  • Figure 13 is a longitudinal sectional view showing the integration of a waste collection and cleaning system on a microscopic scale in addition to fixed waste sieving collection systems on a macroscopic scale.
  • Figure 14 is a schematic in longitudinal section showing an advantageous integration of a collection system according to the invention within a pipeline.
  • the arrow F designates the direction of the flow of liquid (water) in the aquatic environment and the arrow N designates the direction of the cleaning flow (suction and, where appropriate, spraying of water).
  • the arrows S, SI, S2 designate a direction of movement/scanning of a collection and cleaning device according to the invention in a direction transverse to an active part of a fixed filter.
  • This system 1 comprises a mechanical filter 2 with holes or meshes, arranged in a fixed manner in a plane transverse to a flow of water F to be cleaned.
  • the filter 2 is flexible and comprises an active part 20 including at least one surface which is in the flow F of water.
  • the system 1 comprises a collection and cleaning device 3 which comprises at least one suction nozzle 30 which opens into a suction zone facing the active part 20 of the filter 2.
  • a suction conduit 31 opens into each nozzle 30 and is connected to the inlet of a pump 4 which makes it possible to evacuate the debris retained by the active part 20 of the filter into the suction conduit 31.
  • At least one spray nozzle 32 of cleaning liquid, such as water, or a gas under pressure is arranged opposite the suction nozzle 30, that is to say in a zone on the side of the filter 2 opposite to that in which the suction nozzle 30 is arranged.
  • a water supply conduit 33 is connected to the outlet of pump 4.
  • the suction nozzle(s) 30, the suction conduit 31 on the one hand and the spray nozzle(s) 32 and the water supply conduit 33 are mounted on a chassis 34.
  • this frame 34 has a general U shape with one of the branches of the U housing the suction nozzle 30 the suction duct 31 arranged facing one side of the filter, and the other of the branches of the U housing the spray nozzle 32 and the water supply conduit 33 arranged on the other side of the filter.
  • the frame 34 is adapted to move back and forth along a vertical horizontal axis along said active part 20 of the filter .
  • the operation of the collection system is as follows.
  • the active part 20 of the fixed filter 2 retains the floating debris/waste which is in the flow F.
  • the movement of the frame 34 in translation in a back and forth movement makes it possible to sweep the active part 20 with the suction zone on one side of the latter.
  • the spraying of cleaning fluid combines with the suction to both evacuate the waste/debris D retained by the filter 2 and simultaneously clean the latter, all being carried out continuously with the trapping of the waste/debris D by the active part 20 in flow F.
  • the collected debris/waste D is removed both by the suction and the spray of water then sucked into the conduit 31 and the flexible 35 by the pump 4 to be driven to that - this including the filter which equips it retains debris/waste.
  • This debris/waste can be sent to a storage location, not shown.
  • This collection of waste/debris by suction also cleans the active part 20 of the filter 2.
  • the water used to transport the waste in the conduits 31, 35 can be cleaned within the pump 4 itself to be reinjected into the conduits 36, 34 up to the spray nozzle(s) 32.
  • the back-and-forth movement guarantees continuous scanning of at least part of the surface of the active part 20 of the filter 2.
  • the system can include a level detector which can make it possible to control the operation of the device to the water level of the flow F to be cleaned, which can change even suddenly for example for a watercourse.
  • the level detector may be a gauge separate from the filter or a bar arranged transversely above the filter.
  • the minimum height of the filter is chosen to be equal to the minimum height of the watercourse. This guarantees continuous, and preferably constant, operation of the collection and cleaning device.
  • Figures 3A and 3B show two distinct positions of a collection and cleaning device 3 in the flow F moving transversely in one direction SI and the opposite direction S2.
  • each suction nozzle 30 is provided with a scraping lip 300, 301 adapted to scrape the active part 20 of the filter during the movement of the device 3 in translation along said active part.
  • Each scraping lip 300, 301 is slidably mounted between an active scraping position in which it scrapes the active part 20 of the filter 2 and an inactive position in which it is entered into the wall of the suction nozzle 30, being at a distance from the filter 2.
  • Tension rollers 24, 25 make it possible to tension the filter 2 at each suction nozzle 30 depending on the scraping lip 300, 301 which is activated.
  • Each roller 24, 25 is also mounted sliding between an active tension position in which it tightens the active part 20 of the filter 2 and an inactive position in which it is distant from the filter 2.
  • the device 3 translates in the direction SI, i.e. from left to right, the scraping lips 300 and the tensioning rollers 24 are in their active position while the scraping lips 301 and the rollers tensioners 25 are in their inactive position.
  • Figure 4 shows another embodiment of a collection and cleaning device 3 comprising two articulated arms 37, 38 on either side of the active part 20 of the fixed filter
  • the free end of one arm 37 supports the suction nozzle 30 and the suction conduit 31 while that of the other arm 38 supports the spray nozzle 32 and the supply conduit 33.
  • the arms articulated 37, 38 move synchronously according to the same back and forth movements, being able to scan from top to bottom and from left to right the active part 20 of the fixed filter 2.
  • Figure 6 illustrates an integration of this device 3 with the chassis 34 mounted movable in vertical translation on a frame 5 directly installed within a watercourse to be cleaned.
  • the frame 5 can comprise two uprights 50 stuck to the bottom of the watercourse while being arranged vertically, the frame 34 being slidably mounted on these two uprights 50.
  • Filter 2 is also fixed for example with means for adjusting its tension in frame 5.
  • chassis 34 supporting the device 3 is shown in three distinct positions that it can take:
  • a level detector in the form of a float 39 indicating the level water can be mounted sliding along the frame 5.
  • Figure 7 repeats Figure 6 showing only the middle position of the frame 34 supporting the device 3, that is to say just below the free surface L of the watercourse.
  • the flexible suction pipes 35 and discharge pipes 36 of the pump 4 to which the suction pipe 31 and the water supply pipe 33 are respectively connected can be routed inside the vertical uprights 50 of the frame 5.
  • Figure 8 illustrates a variant according to which the mechanical filter 2 is no longer planar but of hemicylindrical shape. It can thus be arranged in a crosswise water conduit C.
  • the collection and cleaning device 3 is then advantageously equipped with a rotating arm 300 whose center of rotation is on the axis of the cylinder defining the active part 20 of the filter.
  • the suction conduit 31 and the water supply conduit 33 fixed to the free end of the rotating arm 300, can sweep the active part 20 over the entire section of the water conduit, always being tangent to said part 20.
  • a recess D is advantageously provided in the water conduit so that the collection and cleaning device 3 sweeps the end portions of the filter 2.
  • Figures 9 to 11 represent equipment 100 with several independent collection and cleaning devices 3 and filters 2 which have just been described with reference to Figures 6 and 7, arranged side by side, as installed in a watercourses.
  • the equipment 100 may include posts 110 anchored in the bed of the watercourse, to which are the frames 5 of each collection and cleaning device 3 which each support a mechanical filter 2.
  • a maintenance walkway 120 floating thanks to floats 130 while being integral with the posts 110 can be provided to access the collection systems 1 from above.
  • the walkway 120 can be equipped with a guardrail 140.
  • filters 2 can be mounted in slides 150 so that they can be extracted from the water independently of each other.
  • the extraction device may consist of a rail 160, for example fixed at the top of anchor posts 110, and a pulley 170/belt subsystem fixed on the rail 160 to slide manually or by means of a motor.
  • filter 2 between its fixed functional position, immersed at least partly in the watercourse, as shown for filter 2 illustrated furthest to the left in Figure 9 and its maintenance position extracted from the water, as shown for the filter 2 shown rightmost in Figure 9.
  • a collection system 1 according to the invention is preferably favored for waste/debris on a microscopic scale, such as microplastics to be collected in a watercourse.
  • Figure 12 illustrates a configuration with mechanical filters arranged in series and in cascade one behind the other within a water pipe Cl whose nominal section is equal to SI.
  • This configuration makes it possible to reliably filter 100% of the water flow circulating in the conduit Cl without lowering the flow speed of the fluid and by increasing the fluid passage section to a minimum, while the speed of the water when passing filters in series can be slowed down. This makes it easier to clean one or both of the filters, in which debris may become blocked.
  • cascade filters 2 there are a number of three identical cascade filters 2 with an active part 20 which is pierced over 50% of its surface.
  • a given active part 20 reduces the fluid passage section by 50%.
  • the adjacent filters are separated by deflectors 22 which reduce the section across the fluid flow F of the surface S2 of the active part to a section S4.
  • section S2 is equal to 50% of SI
  • S3 is equal to 75% of SI
  • S4 is equal to 25% of SL
  • Figure 13 shows the complementarity of a collection system according to the invention 1 as illustrated in Figure 2 with several collection systems 10 of waste/debris of macroscopic size.
  • This configuration in Figure 13 thus concerns the treatment of sediments collected in the bed of a watercourse.
  • micro-waste having passed through all the filters 200, 300, 300 are then collected by a collection system 1 described previously which is installed in a filtration water pipe.
  • a collection system 1 described previously which is installed in a filtration water pipe.
  • Figure 14 illustrates an advantageous alternative embodiment that can be implemented in a pipe C, particularly of small diameter.
  • An enlargement E of the pipe C can allow, with a drive motor M, to slideably mount the suction nozzles 30 and spray nozzles 32, each on a slide 300, 320 on either side and along the filter 2.
  • the conduits 31, 33 are then flexible.
  • the drive motor M itself slides along the axis X along the filter on, for example, a rail.
  • the drive motor and its rail can then advantageously be mounted in a casing above the fluid level F, which makes it possible to protect it without having to carry out sophisticated seals.
  • the collection system according to the invention is preferably attached to a bank or quay of a watercourse, we can consider attaching it to a ship hull or floats, or to secure it within a waterfall, a sewer pipe outlet.
  • the suction and spray ducts can be mounted integral with the same movement device. They can also be mounted on mechanically independent devices but slaved to each other.
  • the number of filters, their arrangement and, where applicable, the section separation of the conduit can be adapted depending on the application and its characteristics. constraints.

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Abstract

Système de collecte de débris flottants ou immergés dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer, à filtre mécanique fixe et dispositif mobile de nettoyage et collecte par aspiration. L'invention concerne un système de collecte (1) de débris flottants ou immergés notamment de taille micrométrique ou millimétrique, flottants ou immergés dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer, comprenant : - au moins un filtre mécanique (2) à trous ou à mailles, destiné à être fixé en travers d'un flux de fluide, comprenant au moins une partie active (20) destinée à être immergée dans le flux de fluide, - au moins un dispositif de collecte et de nettoyage (3) comprenant : une source d'aspiration (4); au moins une buse d'aspiration (30); au moins un conduit d'aspiration (31), débouchant dans la buse et relié à la source d'aspiration, la buse et le conduit d'aspiration étant destinés à être montés mobiles en regard de la partie active du filtre fixe de sorte à balayer, selon au moins un mouvement de va-et- vient, au moins une partie de la surface que ladite partie active couvre et ainsi évacuer les débris retenus.

Description

Description
Titre : Système de collecte de débris flottants ou immergés dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer, à filtre mécanique fixe et dispositif mobile de nettoyage et collecte par aspiration.
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine de la collecte de débris solides flottants ou au moins en partie immergés dans un milieu aquatique ou plans d’eau tels que les océans, les mers, ou entraînés dans un flux d’eau, tel qu’un cours d’eau, un fleuve, une rivière, un canal, ou une canalisation.
Bien que décrite en référence avec des débris flottants de type microplastiques, l’invention peut être mise en œuvre pour tous débris/déchets flottants ou en partie immergée que l’on trouve à l’échelle microscopique ou millimétrique dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer au cours du temps, notamment brusquement. Par « échelle microscopique » ou « échelle millimétrique » on entend ici et dans le cadre de l’invention, le sens usuel à savoir des déchets/débris qui ne peuvent pas être observés à l’œil nu, contrairement aux déchets/débris à l’échelle macroscopique.
L’invention peut être mise en œuvre sur tout type de navire, barge ou sur tout type de quai ou en bordure d’un plan d’eau ou en sortie de conduite d’eaux usées, de type d’égouts.
Technique antérieure
De nombreuses solutions ont été proposées pour la collecte de déchets/débris flottants. En particulier, il est largement connu de disposer un filtre mécanique en travers d’un flux d’eau, le filtre mécanique ayant la forme d’un tamis avec une maille inférieure à la taille des débris/déchets à collecter.
Cependant, en particulier pour les déchets/débris à l’échelle microscopique/millimétrique, il se produit généralement un colmatage progressif, plus ou moins rapide du filtre en fonction de la densité des débris/déchets entraînés dans le flux d’eau.
Une première solution pourrait consister à remplacer manuellement ou mécaniquement un fdtre colmaté. Or cela n’est pas envisageable en pratique car cela nécessiterait d’arrêter le débit d’eau, d’une rivière par exemple. Outre l’impact du coût, un tel remplacement aurait aussi pour inconvénient de laisser passer des débris/déchets non souhaités pendant la durée requise pour le remplacement du filtre.
Il est donc nécessaire d’assurer un nettoyage en continu du filtre, c’est-à-dire sans interrompre la filtration recherchée. Autrement exprimé, il est nécessaire de garantir une filtration mécanique des débris/déchets présents dans un flux d’eau, sans avoir à arrêter ladite filtration pour décolmater le ou les fdtres mécaniques mis en œuvre.
Contrairement à un nettoyage périodique, un nettoyage en continu a pour avantage de ne pas réduire le rendement de la collecte et d’interrompre celle-ci dans des zones qui peuvent être critiques parce que chargées en débris/déchets.
Dans le domaine de l’extrusion des matières plastiques et des déchets plastiques de toutes natures, il est connu de réaliser une filtration en continu de matières plastiques fondues, en amont et/ou aval d’extrudeuses, afin de retenir les agglomérats ou les particules solides et d’acheminer la masse fondue, sans interrompre la production. On pourra se référer par exemple aux brevets EP3490779B1 et EP3562647B1. Ces solutions de filtration de matière plastique fondue consistent essentiellement à faire passer un flux de matières fondues sur au moins un filtre métallique fixe de forme circulaire à trou dont la surface est raclée par un racleur en rotation en continu sur toute la surface et une pompe vient aspirer directement par une buse agencée dans le racleur les particules solides raclées.
Ces solutions existantes de filtration de masse de matière fondues ne sont pas adaptées à une filtration d’un flux d’eau. En effet, ces solutions sont mises en œuvre au sein même de machines ou installations d’extrusion de matière plastique ou autres déchets plastiques avec comme préalable de dimensionnement le fait que le filtre circulaire est constamment immergé totalement dans le flux de matières fondues à filtrer.
Or, dans le cas de flux d’eau à filtrer, notamment dans le cas des égouts, des fleuves, des rivières, le débit et donc la hauteur du flux d’eau peut évoluer, même brusquement.
Aussi, une solution à racleur et buse rotatifs sur toute la surface du filtre circulaire ne peut convenir. Cela est illustré schématiquement par la figure 1.
Si on mettait en œuvre un système 1 de filtration et aspiration de matière fondues tel que divulgué par exemple dans les brevets EP3490779B1 et EP3562647B1, avec un filtre mécanique 2 circulaire immergé dans un flux d’eau F à filtrer dont la surface libre L ne serait pas au-dessus du filtre 2, alors le racleur 10 intégrant la buse d’aspiration serait au moins en partie à l’air libre. Et donc, la pompe d’aspiration reliée à la buse d’aspiration intégrée au racleur ne serait plus en état de fonctionner correctement.
Par conséquent, il existe un besoin d’une solution améliorée d’un système de collecte de débris/déchets, particulièrement de déchets/débris à l’échelle millimétrique ou microscopique à filtre mécanique qui permette un nettoyage en continu et ce sans diminuer l’efficacité du filtrage réalisé, et qui puisse s’adapter à n’importe quel flux d’eau à filtrer, dont le niveau et/ou débit peu(ven)t varier même brusquement.
Il existe un besoin en particulier d’une telle solution qui soit simple à mettre en œuvre.
L’invention vise à répondre à tout ou partie de ce(s) besoin(s).
Exposé de l’invention
Pour ce faire, l’invention a pour objet, selon l’un de ses aspects, un système de collecte de débris, notamment de taille micrométrique ou millimétrique, flottants ou au moins en partie immergés dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer, comprenant :
- au moins un filtre mécanique à trous ou à mailles, destiné à être fixé en travers d’un flux de fluide du milieu aquatique, le filtre mécanique comprenant au moins une partie active destinée à être au moins en partie immergée dans le flux de fluide,
- au moins un dispositif de collecte et de nettoyage comprenant :
• une source d’aspiration ;
• au moins une buse d’aspiration;
• au moins un conduit d’aspiration, débouchant dans la buse et relié à la source d’aspiration, la buse d’aspiration et le conduit d’aspiration étant destinés à être montés mobiles en regard de la partie active du filtre fixe de sorte à balayer, selon au moins un mouvement de va-et-vient, au moins une partie de la surface que ladite partie active couvre et ainsi évacuer les débris retenus par la surface balayée.
Selon un mode de réalisation avantageux, le système comprend un détecteur de niveau pour mesurer le niveau du fluide dans lequel est immergée la partie active du filtre, le fonctionnement du dispositif de collecte et de nettoyage étant asservi à la mesure du niveau de fluide par le détecteur. Selon ce mode, le détecteur de niveau peut être une jauge, distincte du filtre, et/ou au moins une barre agencée transversalement et au-dessus du filtre dont l’extrémité inférieure est à niveau égal ou en dessous de celui minimal du flux de fluide que peut atteindre le milieu aquatique, de sorte à garantir une immersion permanente du filtre dans le flux de fluide. Ainsi cela permet au filtre d’être toujours dans l’eau pour un nettoyage plus homogène de celui-ci, et d’éviter que les eaux sales passent par-dessus le filtre.
Ainsi, la surface de la partie active du filtre qu’il est nécessaire d’aspirer pour la collecte des débris peut être déterminée automatiquement et en temps réel, même en cas de changement brusque du débit de fluide, notamment d’un cours d’eau. En fonction du niveau du fluide, une ou plusieurs parties du dispositif notamment une ou plusieurs buses d’aspiration peuvent ne pas fonctionner. On garantit ainsi le fonctionnement de la pompe d’aspiration de sorte à ce qu’elle puisse toujours aspirer les déchets collectés dans le fluide.
Selon une première alternative, le filtre mécanique peut être souple ou rigide avec sa partie active formée par au moins une surface plane destinée à être dans un plan transversal au flux.
Selon une deuxième alternative, le filtre mécanique est souple ou rigide avec sa partie active formée par une surface incurvée, de préférence selon une portion cylindrique. Cette alternative est avantageuse, par exemple lorsqu’on implante le système selon l’invention au sein d’un conduit d’eau dont la section est constamment remplie du fluide à nettoyer.
Avantageusement, la buse d’aspiration est munie d’une lèvre ou d’une brosse de raclage adaptée pour racler, lors de son balayage, la partie active du filtre.
Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de collecte et de nettoyage comprend au moins un moyen de pulvérisation de fluide de nettoyage, tel que de l’eau, un gaz (air), monté mobile de sorte à être agencé dans une zone du côté du filtre opposé à celui dans lequel est agencée la buse d’aspiration. Le jet de pulvérisation du liquide ou de gaz de nettoyage directement sur la surface du filtre permet à coup sûr de décoller/arracher les débris/déchets qui pourraient rester coincés dans les trous ou mailles du filtre, ces débris/déchets décollés étant ensuite aspirés dans la buse d’aspiration. On améliore ainsi l’efficacité de la collecte puisque la pulvérisation notamment sous la forme d’un jet du fluide de nettoyage permet un décollement mécanique des débris capturés par le filtre mécanique. Cela est particulièrement important pour des débris à l’échelle microscopique. Le dispositif de collecte et de nettoyage comprend de préférence un conduit d’ amenée du fluide de nettoyage relié au moyen de pulvérisation.
Selon une configuration avantageuse, le dispositif de collecte et de nettoyage comprend un circuit fermé comprenant une pompe dont l’entrée est reliée au conduit d’aspiration et la sortie est reliée au conduit d’ amenée du fluide de nettoyage, la pompe étant équipée d’un filtre adapté pour retenir les débris aspirés. Ainsi, les débris capturés par le filtre sont aspirés par une pompe depuis le conduit d’aspiration, dont le fdtre qui l’équipe permet de les collecter hors du flux de fluide et avantageusement de les envoyer dans un endroit de stockage. Le fluide de nettoyage, tel que de l’eau ayant servi à véhiculer les débris jusqu’à la pompe peut être à son tour nettoyer pour être réutilisé à nouveau par le conduit d’ amenée. Selon un premier mode de réalisation avantageux, la buse d’aspiration et une partie du conduit d’aspiration et le cas échéant le moyen de pulvérisation, sont montés sur un châssis adapté pour se déplacer selon un mouvement de va-et-vient selon un axe horizontal et/ou selon un axe vertical le long de la partie active du filtre.
Selon ce premier mode et une variante de construction avantageuse, le châssis a une forme générale en U avec l’une des branches du U logeant la buse d’aspiration et une partie du conduit d’aspiration agencée en regard d’un côté du fdtre, et l’autre des branches du U logeant le moyen de pulvérisation et une partie du conduit d’amenée agencée de l’autre côté du filtre.
Selon un deuxième mode de réalisation avantageux, la buse d’aspiration et le conduit d’aspiration et une partie du conduit d’aspiration et le cas échéant le moyen de pulvérisation étant montés sur au moins un bras articulé adapté pour se déplacer selon un mouvement de va-et-vient selon un axe horizontal et/ou selon un axe vertical le long de la partie active du filtre.
L’invention concerne également un bateau ou un conduit de guidage ou une conduite, notamment d’eaux usées, une berge d’un cours ou d’un plan d’eau ou un cours d’eau équipé d’au moins un système de collecte tel que décrit précédemment.
Ainsi, l’invention consiste essentiellement en un système de collecte de débris/déchets flottants ou en partie immergés, de taille microscopique ou millimétrique, qui comprend un filtre de rétention mécanique fixé en travers d’un flux de fluide du milieu aquatique, et un dispositif de collecte par aspiration qui peut balayer selon au moins un mouvement de va-et- vient une partie active du filtre dont une surface est en permanence dans le flux, quel que soit son débit et son niveau, les débris/déchets retenus étant évacués par l’aspiration au cours du balayage de la surface de partie active du filtre fixe.
En cas de baisse de niveau du flux de fluide, seule une partie de la surface de la partie active peut être réellement aspirée, l’autre partie de la surface devenant alors inactive, car en dehors du flux de fluide.
Par « en dehors du flux de fluide », on entend ici et dans le cadre de l’invention, une partie du fdtre qui n’est pas traversée par le flux de fluide, quand bien même au moins une partie de la zone d’aspiration avec son capotage du dispositif de collecte est agencée dans le fluide.
Les avantages de l’invention sont nombreux parmi lesquels on peut citer :
- un système de collecte simple, fiable et aisé à implanter sur tous types de bateaux ou de berges, quais, conduites ou canalisations, notamment d’eaux usées, de type d’égouts, ou directement au cours d’eau ;
- un système de collecte qui peut s’adapter en temps réel au niveau/au débit d’eau du flux à nettoyer, quand bien même celui-ci varie brusquement;
- une collecte des déchets et un nettoyage du filtre qui sont concomitants et réalisés en continu, ce qui permet d’éviter un arrêt de la collecte, notamment dans des zones potentiellement chargées en débris/déchets et évite à des utilisateurs à devoir démonter le fdtre et à faire son nettoyage/sa maintenance in situ, c’est-à-dire dans des zones de collecte ;
- un système de collecte qui peut être utilisé aisément en sus d’un système de collecte de déchets de taille macroscopique.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes.
Brève description des dessins
[Fig 1] la figure 1 représente en vue de face un système de collecte de débris/déchets au sein d’une masse de matière plastique fondue tel que mis en œuvre dans une machine d’extrusion selon l’état de l’art.
[Fig 2] la figure 2 représente en vue en perspective un système de collecte de débris/déchets selon un premier mode de réalisation de l’invention qu’il est intégré dans un cours d’eau. [Fig 2A] la figure 2A est une vue en coupe longitudinale de la figure 2 au niveau d’une buse et d’un conduit d’aspiration d’un dispositif de collecte et nettoyage.
[Fig 3A] la figure 3A est une vue de coupe longitudinale d’un système de collecte de débris/déchets flottants selon l’invention, montrant deux positions distinctes du dispositif de collecte de nettoyage en balayage selon une direction transversale au filtre mécanique fixe.
[Fig 3B] la figure 3B est une vue de coupe longitudinale d’un système de collecte de débris/déchets flottants selon l’invention, montrant deux positions distinctes du dispositif de collecte de nettoyage en balayage selon une direction transversale au filtre mécanique fixe, inverse à la direction de la figure 3 A.
[Fig 4] la figure 4 est une vue en perspective illustrant un autre mode de réalisation d’un système selon l’invention.
[Fig 5] la figure 5 est une vue en perspective illustrant une variante de réalisation d’un système selon l’invention.
[Fig 6] la figure 6 est une vue en coupe transversale d’un système comme selon la figure 5, montrant une configuration d’intégration du système dans un cours d’eau, avec différentes positions actives et inactives du dispositif de collecte et de nettoyage.
[Fig 7] la figure 7 reprend une position active du dispositif selon la figure 6, juste en dessous de la surface libre du cours d’eau.
[Fig 8] la figure 8 est une vue en coupe longitudinale montrant un système de collecte et de nettoyage avec un filtre mécanique de forme hémicylindrique, tel qu’il est installé dans un conduit d’eau.
[Fig 9] la figure 9 est une vue de face d’un équipement à plusieurs systèmes de collecte et de nettoyage selon l’invention, agencés côte-à-côte, tel qu’installé dans un cours d’eau.
[Fig 10] la figure 10 est une vue de dessus de l’équipement selon la figure 9.
[Fig 11] la figure 11 est une vue de profil de l’équipement selon la figure 9.
[Fig 12] la figure 12 est une vue en coupe longitudinale montrant l’intégration d’un système de collecte et de nettoyage de déchets selon l’invention à plusieurs filtres mécaniques agencés en série et en cascade au sein d’un conduit d’eau. [Fig 13] la figure 13 est une vue en coupe longitudinale montrant l’intégration d’un système de collecte et de nettoyage de déchets à l’échelle microscopique en complément de systèmes fixes de collecte par tamisage de déchets à l’échelle macroscopique.
[Fig 14] la figure 14 est une schématique en coupe longitudinale montrant une intégration avantageuse d’un système de collecte selon l’invention au sein d’une canalisation.
Description détaillée
Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « entrée », « sortie », « avant », arrière », « amont » et « aval » sont à comprendre par rapport au sens du flux de liquide dans le milieu aquatique au sein duquel un dispositif selon l’invention est implanté.
Dans l’ensemble des figures, la flèche F désigne le sens du flux de liquide (eau) dans le milieu aquatique et la flèche N désigne le sens du flux de nettoyage (aspiration et le cas échéant pulvérisation d’eau). Les flèches S, SI, S2 désignent un sens de déplacement/balayage d’un dispositif de collecte et de nettoyage selon l’invention selon une direction transversale à une partie active d’un filtre fixe.
La figure 1 a déjà été commentée en préambule. Elle ne sera donc pas détaillée par la suite.
On a représenté sur la figure 2, un système de collecte de débris/déchets de taille micrométrique ou millimétrique flottants ou au moins en partie immergés dans un milieu aquatique, selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Ce système 1 comprend un filtre mécanique 2 à trous ou à mailles, agencé de manière fixe dans un plan transversal à un flux d’eau F à nettoyer.
Le filtre 2 est souple et comprend une partie active 20 dont au moins une surface qui est dans le flux F d’eau.
Le système 1 comprend un dispositif de collecte et de nettoyage 3 qui comprend au moins une buse d’aspiration 30 qui débouche dans une zone d’aspiration en regard de la partie active 20 du filtre 2. Un conduit d’aspiration 31 débouche dans chaque buse 30 et est relié à l’entrée d’une pompe 4 qui permet d’évacuer dans le conduit d’aspiration 31 les débris retenus par la partie active 20 du filtre.
En outre, pour garantir que des déchets/débris D qui seraient emprisonnés dans les mailles/trous de la partie active 20 du filtre 2 fixe soient bien décrochés de ce dernier afin d’être aspirés, au moins une buse de pulvérisation 32 de liquide de nettoyage, tel que de l’eau, ou un gaz sous pression est agencée en regard de la buse d’aspiration 30, c’est-à-dire dans une zone du côté du filtre 2 opposé à celui dans lequel est agencée la buse d’aspiration 30.
Un conduit d’amenée d’eau 33 est reliée à la sortie de la pompe 4.
Dans l’exemple illustré de la figure 2, la ou les buses d’aspiration 30, le conduit d’aspiration 31 d’une part et la ou les buses de pulvérisation 32 et le conduit d’amenée d’eau 33 sont montés sur un châssis 34.
Plus précisément, ce châssis 34 a une forme générale en U avec l’une des branches du U logeant la buse d’aspiration 30 le conduit d’aspiration 31 agencée en regard d’un côté du filtre, et l’autre des branches du U logeant la buse de pulvérisation 32 et le conduit d’amenée d’eau 33 agencée de l’autre côté du filtre.
Pour relier chacun des conduits d’aspiration 31 et d’amenée d’eau 32 respectivement à l’entrée et à la sortie de la pompe 4, des tuyaux flexibles 35, 36 peuvent être prévus.
Pour réaliser la collecte des débris/déchets retenus par la partie active 20 du filtre 2 fixe, le châssis 34 est adapté pour se déplacer selon un mouvement de va-et-vient selon un axe horizontal vertical le long de ladite partie active 20 du filtre.
Le fonctionnement du système de collecte est le suivant.
La partie active 20 du filtre 2 fixe retient les débris/déchets flottants qui sont dans le flux F. Le déplacement du châssis 34 en translation selon un mouvement de va-et-vient permet de balayer la partie active 20 avec la zone d’aspiration d’un côté de cette dernière.
La pulvérisation de fluide de nettoyage vient se combiner à l’aspiration pour à la fois évacuer les déchets/débris D retenus par le filtre 2 et simultanément nettoyer ce dernier, le tout étant effectué en continu avec le piégeage des déchets/débris D par la partie active 20 dans le flux F.
Ainsi, au passage du châssis 34, les débris/déchets D collectés sont décollés à la fois par l’aspiration et la pulvérisation d’eau puis aspirés dans le conduit 31 et le flexible 35 par la pompe 4 pour être entraînés jusqu’à celle-ci dont le filtre qui l’équipe retient les débris/déchets. Ces débris/déchets peuvent être envoyés dans un endroit de stockage, non représenté. Cette collecte par aspiration des déchets/débris réalise également le nettoyage de la partie active 20 du filtre 2.
L’eau ayant servi à véhiculer les déchets dans les conduits 31, 35 peut être nettoyée au sein même de la pompe 4 pour être réinjectée dans les conduits 36, 34 jusqu’à la ou les buses de pulvérisation 32.
Et, la filtration avec retenue des débris/déchets continue simultanément sans qu’aucun arrêt de déplacement du châssis 34 ne soit nécessaire.
Le mouvement de va-et-vient garantit un balayage continu d’au moins une partie de la surface de la partie active 20 du filtre 2.
Le système peut comprendre un détecteur de niveau qui peut permettre d’asservir le fonctionnement du dispositif au niveau d’eau du flux F à nettoyer, qui peut évoluer même brusquement par exemple pour un cours d’eau. Le détecteur de niveau peut être une jauge distincte du filtre ou une barre agencée transversalement au-dessus du filtre. La hauteur minimale du filtre est choisie pour être égale à la hauteur minimale du cours d’eau. On garantit ainsi un fonctionnement en continu, et de préférence constant, du dispositif de collecte et de nettoyage.
Par exemple comme illustré aux figures 2 et 2A, les hauteurs B et C peuvent subitement ne plus être immergées. Et donc seule la surface de hauteur A, qui est immergée, de la partie active 20 du filtre 2 est concernée par la collecte et le nettoyage. Ainsi, dans ce cas, on prévoit avantageusement d’obturer la partie de buse 30 ou les buses 30 qui n’ont pas à aspirer, c’est- à-dire celles en regard des hauteurs B et C. Il en va de même avec la partie de buse de pulvérisation ou des buses de pulvérisation 32.
On peut ainsi faire fonctionner la pompe 4 en continu sans risque de la détériorer car elle aspire toujours de l’eau avec les déchets.
Les figures 3A et 3B montrent deux positions distinctes d’un dispositif de collecte et de nettoyage 3 dans le flux F en déplacement transversal selon un sens SI et le sens opposé S2.
Sur ces figures 3A et 3B, chaque buse d’aspiration 30 est munie d’une lèvre de raclage 300, 301 adaptée pour racler la partie active 20 du filtre lors du déplacement du dispositif 3 en translation le long de ladite partie active. Chaque lèvre de raclage 300, 301 est montée coulissante entre une position active de raclage dans laquelle elle racle la partie active 20 du filtre 2 et une position inactive dans laquelle elle est rentrée dans la paroi de la buse d’aspiration 30, en étant à distance du filtre 2.
Des galets tendeurs 24, 25 permettent de tendre le filtre 2 au niveau de chaque buse d’aspiration 30 en fonction de la lèvre de raclage 300, 301 qui est activée. Chaque galet 24, 25 est également monté coulissant entre une position active de tension dans laquelle il vient tendre la partie active 20 du filtre 2 et une position inactive dans laquelle il est distant du filtre 2.
Le fonctionnement des lèvres de raclage 300, 301 et des galets tendeurs 24, 25 est asservi au sens de déplacement du dispositif 3.
Dans la configuration de la figure 3A, le dispositif 3 translate dans le sens SI, i.e. de la gauche vers la droite, les lèvres de raclage 300 et les galets tendeurs 24 sont dans leur position active tandis que les lèvres de raclage 301 et les galets tendeurs 25 sont dans leur position inactive.
A l’inverse, dans la configuration de la figure 3B, le dispositif 3 translate dans le sens S2,
1.e. de la droite vers la gauche, les lèvres de raclage 301 et les galets tendeurs 25 sont dans leur position active tandis que les lèvres de raclage 300 et les galets tendeurs 24 sont dans leur position inactive.
On peut aussi prévoir une seule lèvre en position centrale au niveau de la buse d’aspiration avec également un unique galet fixe. Cela permet d’éviter les mécanismes de déplacement des lèvres 300, 301 et des galets tendeurs 24, 25.
La figure 4 montre un autre mode de réalisation d’un dispositif de collecte et de nettoyage 3 comprenant deux bras articulés 37, 38 de part et d’autre de la partie active 20 du filtre fixe
2. L’extrémité libre d’un bras 37 supporte la buse d’aspiration 30 et le conduit d’aspiration 31 tandis que celle de l’autre bras 38 supporte la buse de pulvérisation 32 et le conduit d’amenée 33. Les bras articulés 37, 38 se déplacent synchronisés selon les mêmes mouvements de va-et-vient, en pouvant balayer de haut en bas et de gauche à droite la partie active 20 du filtre 2 fixe.
La figure 5 illustre une variante de configuration du dispositif de collecte et de nettoyage 3 porté par un châssis 34. Dans cette variante, le châssis 34 peut se déplacer en translation selon un axe vertical et non plus horizontal comme dans la configuration de la figure 2. Le fonctionnement de la collecte par aspiration et pulvérisation d’eau est le même que celui du dispositif de la figure 2. Le dispositif 3 a pour avantage par rapport à celui illustré à la figure 2 de pouvoir être complètement immergé sous l’eau.
La figure 6 illustre une intégration de ce dispositif 3 avec le châssis 34 monté mobile en translation verticale sur un bâti 5 directement implanté au sein d’un cours d’eau à nettoyer. Par exemple, le bâti 5 peut comprendre deux montants 50 piqués au fond du cours d’eau en étant agencés à la verticale, le châssis 34 étant monté coulissant sur ces deux montants 50.
Le filtre 2 est également fixé par exemple avec des moyens de réglage de sa tension dans le bâti 5.
Dans cette figure 6, le châssis 34 supportant le dispositif 3 est montré dans trois positions distinctes qu’il peut prendre:
- une position extrême basse dans laquelle il est au fond du cours d’eau et peut ainsi nettoyer la surface la plus basse de la partie active 20 du filtre 2 en collectant par aspiration les déchets/débris D qu’elle retient,
- une position médiane dans laquelle il est à fleur d’eau, c’est-à-dire juste en dessous de la surface libre L du cours d’eau et peut ainsi nettoyer la surface de la partie active 20 du filtre 2 en collectant par aspiration les déchets/débris D qu’elle retient qui sont notamment flottants,
- une position extrême haute dans laquelle il est en haut du bâti 5 et peut ainsi nettoyer la surface la plus haute de la partie active 20 du filtre 2 en collectant par aspiration les déchets/débris D qu’elle retient.
Pour asservir au mieux la fonctionnement du dispositif 3, c’est-à-dire adapter sa course de va-et-vient au niveau réel du cours d’eau, un détecteur de niveau sous la forme d’un flotteur 39 indiquant le niveau de l’eau peut être monté coulissant le long du bâti 5.
En cas de crue, l’eau peut passer par-dessus le bâti 5 sans dégrader ce dernier ni le filtre fixe 2 ou le dispositif de collecte et de nettoyage 3.
La figure 7 reprend la figure 6 en montrant uniquement la position médiane du châssis 34 supportant le dispositif 3, c’est-à-dire juste en dessous de la surface libre L du cours d’eau. Les tuyaux flexibles d’aspiration 35 et de refoulement 36 de la pompe 4 auxquels sont reliés respectivement le conduit d’aspiration 31 et le conduit d’ amenée d’eau 33 peuvent cheminés à l’intérieur des montants verticaux 50 du bâti 5.
La figure 8 illustre une variante selon laquelle le filtre mécanique 2 n’est plus plan mais de forme hémicylindrique. Il peut ainsi être agencé dans un conduit d’eau C en travers. Le dispositif de collecte et de nettoyage 3 est alors avantageusement équipé d’un bras rotatif 300 dont le centre de rotation est sur l’axe du cylindre définissant la partie active 20 du filtre. Ainsi, le conduit d’aspiration 31 et le conduit d’amenée d’eau 33, fixés à l’extrémité libre du bras rotatif 300 peuvent balayer la partie active 20 sur toute la section du conduit d’eau, en étant toujours tangents à ladite partie 20. On prévoit avantageusement un décrochement D dans le conduit d’eau de sorte à ce que le dispositif de collecte et de nettoyage 3 balaye les portions d’extrémité du filtre 2.
Les figures 9 à 11 représentent un équipement 100 à plusieurs dispositifs de collecte et de nettoyage 3 et de filtres 2 indépendants qui viennent d’être décrits en référence aux figures 6 et 7, agencés côte-à-côte, tel qu’installé dans un cours d’eau.
L’équipement 100 peut comprendre des poteaux 110 ancrés dans le lit du cours d’eau, auxquels sont les bâtis 5 de chaque dispositif de collecte et de nettoyage 3 qui supportent chacun un filtre mécanique 2.
Une passerelle de maintenance 120 flottante grâce à des flotteurs 130 en étant solidaire des poteaux 110 peut être prévue pour accéder par le haut aux systèmes de collecte 1. La passerelle 120 peut être équipée d’un garde-corps 140.
Pour la maintenance, tous les filtres 2 peuvent être montés dans des glissières 150 afin de pouvoir être extraits indépendamment les uns des autres de l’eau. Le dispositif d’extraction peut consister en un rail 160 par exemple fixé en haut de poteaux d’ancrage 110 et d’un sous-système poulie 170/courroie fixé sur le rail 160 pour faire coulisser manuellement ou au moyen d’un moteur un filtre 2 entre sa position fonctionnelle fixe, immergée au moins en partie dans le cours d’eau, comme montré pour le filtre 2 illustré le plus à gauche sur la figure 9 et sa position de maintenance extraite de l’eau, comme montré pour le filtre 2 illustré le plus à droite sur la figure 9. Comme déjà indiqué, un système de collecte 1 selon l’invention est de préférence privilégié pour des déchets/débris à l’échelle microscopique, comme des microplastiques à collecter dans un cours d’eau.
La figure 12 illustre une configuration à filtres mécaniques agencés en série et en cascade les uns derrière les autres au sein d’un conduit d’eau Cl dont la section nominale est égale à SI. Cette configuration permet de filtrer à coup sûr 100% du flux d’eau qui circule dans le conduit Cl sans baisser la vitesse d’écoulement du fluide et en augmentant au minimum la section de passage du fluide, tandis que la vitesse de l’eau au passage des filtres en série peut être ralentie. Cela facilite le nettoyage de l’un et/ou l’autre des filtres, dans lequel(lesquels) des débris peuvent venir se bloquer.
Dans l’exemple illustré, il y a un nombre de trois filtre 2 en cascade identiques avec une partie active 20 qui est percée sur 50% de sa surface. Autrement dit, une partie active 20 donnée réduit la section de passage du fluide de 50%. Les filtres adjacents sont séparés par des déflecteurs 22 qui réduisent la section en travers du flux de fluide F de la surface S2 de la partie active à une section S4.
Ainsi, la section S2 est égale à 50% de SI, S3 est égale à 75% de SI et S4 est égale à 25% de SL
La figure 13 montre la complémentarité d’un système de collecte selon l’invention 1 tel qu’illustré à la figure 2 avec plusieurs systèmes de collecte 10 de déchets/débris de taille macroscopique.
Cette configuration de la figure 13 concerne ainsi le traitement de sédiments collectés dans le lit d’un cours d’eau.
Ces sédiments collectés sont déversés dans une série de filtres 200, 300, 400 de mailles macroscopiques à dimensions réduites au fur et à mesure. Les macrodéchets présents dans les sédiments sont ainsi récupérés puis collectés par gravité dans des bacs afférents 210, 310, 410 solidaires chacun d’un des filtres 200, 300, 400.
Les micro-déchets ayant traversé tous les filtres 200, 300, 300 sont ensuite collectés par un système de collecte 1 décrit précédemment qui est implanté dans une canalisation d’eau de filtration. Ainsi, avec ce système combiné 1, 200, 300, 400 on peut collecter l’intégralité des déchets/débris de taille macroscopique, microscopique et millimétrique présents initialement dans des sédiments d’un cours d’eau.
D’autres variantes et améliorations peuvent être prévues sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
On peut envisager un système avec plusieurs dispositifs de collecte et de nettoyage et un unique filtre. Ces dispositifs peuvent présenter les mêmes caractéristiques, ou de caractéristiques différentes tels que leur surface d’absorption, leur puissance d’absorption, avec ou sans brosse, ou avec ou sans racleur, etc.
La figure 14 illustre une variante avantageuse de réalisation que l’on peut mettre en œuvre dans une canalisation C, notamment de faible diamètre. Un élargissement E de la conduite C peut permettre avec un moteur d’entrainement M de monter de manière coulissante les buses d’aspiration 30 et de pulvérisation 32, chacune sur une glissière 300, 320 de part et d’autre et le long du filtre 2. Les conduits 31, 33 sont alors flexibles.
Le moteur d’entraînement M coulisse lui-même selon l’axe X le long du filtre sur par exemple un rail. Le moteur d’entraînement et son rail peuvent alors être avantageusement montés dans un carter au-dessus du niveau du fluide F, ce qui permet de le protéger sans avoir à réaliser des étanchéités sophistiquées.
Dans cette canalisation C, l’eau circule avec la totalité du filtre immergé sans qu’il y ait besoin d’un détecteur de niveau.
En cas de colmatage et arrêt du système d’aspiration 30, 31, l’eau passe par-dessus et peut donc continuer à circuler dans la conduite C.
Si dans l’ensemble des exemples illustrés, le système de collecte selon l’invention est de préférence solidarisé à une berge ou quai d’un cours d’eau, on peut envisager de le fixer à une coque de navire ou des flotteurs, ou de le solidariser au sein même d’une cascade, d’ une sortie de conduite d’égouts. Les conduits d’aspiration et de pulvérisation peuvent être montés solidaires d’un même dispositif de déplacement. Ils peuvent aussi être montés sur des dispositifs mécaniquement indépendants mais asservis l’un à l’autre.
Le fonctionnement du système selon l’invention peut être continu, ou discontinu, notamment selon des périodes de temps régulières ou non. Dans l’exemple illustré de la figure 8, le filtre mécanique est selon une portion hémicylindrique. De fait, un filtre mécanique plan ou incurvé selon toute forme peut être envisagé.
Dans un agencement de filtres en série et cascade, notamment pour une application dans un conduit d’eau, le nombre de filtres, leur agencement et le cas échéant le décrochement de section du conduit peuvent être adaptés en fonction de l’application et de ses contraintes.
On peut envisager des moyens pour permettre un rabattement du ou des filtres en cas de non- utilisation. On prévoit dans ce cas de ranger les buses et les conduits de sorte à ce qu’ils ne gênent pas le rabattement du ou des filtres.

Claims

Revendications
1. Système de collecte (1) de débris, notamment de taille micrométrique ou millimétrique, flottants ou immergés dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer, comprenant :
- au moins un filtre mécanique (2) à trous ou à mailles, destiné à être fixé en travers d’un flux de fluide du milieu aquatique, le filtre mécanique comprenant au moins une partie active (20) destinée à être au moins en partie immergée dans le flux de fluide,
- au moins un dispositif de collecte et de nettoyage (3) comprenant :
• une source d’aspiration (4) ;
• au moins une buse d’aspiration (30);
• au moins un conduit d’aspiration (31), débouchant dans la buse et relié à la source d’aspiration, la buse d’aspiration et le conduit d’aspiration étant destinés à être montés mobiles en regard de la partie active du filtre fixe de sorte à balayer, selon au moins un mouvement de va-et-vient, au moins une partie de la surface que ladite partie active couvre et ainsi évacuer les débris retenus par la surface balayée.
2. Système de collecte selon la revendication 1, comprenant un détecteur de niveau pour mesurer le niveau du fluide dans lequel est immergée la partie active du filtre, le fonctionnement du dispositif de collecte et de nettoyage étant asservi à la mesure du niveau de fluide par le détecteur.
3. Système de collecte selon la revendication 2, le détecteur de niveau étant une jauge, distincte du filtre, et/ou au moins une barre agencée transversalement et au-dessus du filtre, dont l’extrémité inférieure est à niveau égal ou en dessous de celui minimal du flux de fluide que peut atteindre le milieu aquatique, de sorte à garantir une immersion permanente du filtre dans le flux de fluide.
4. Système de collecte selon l’une des revendications 1 à 3, le filtre mécanique étant souple ou rigide avec sa partie active formée par au moins une surface plane destinée à être dans un plan transversal au flux.
5. Système de collecte selon l’une des revendications 1 à 3, le filtre mécanique étant souple ou rigide avec sa partie active formée par une surface incurvée, de préférence selon une portion cylindrique.
6. Système de collecte selon l’une des revendications précédentes, la buse d’aspiration étant munie d’une lèvre ou brosse de raclage adaptée pour racler, lors de son balayage, la partie active du filtre.
7. Système de collecte selon l’une des revendications précédentes, le dispositif de collecte et de nettoyage comprenant au moins un moyen de pulvérisation de fluide de nettoyage, tel que de l’eau, un gaz (air), monté mobile de sorte à être agencé dans une zone du côté du fdtre opposé à celui dans lequel est agencée la buse d’aspiration.
8. Système de collecte selon la revendication 6, le dispositif de collecte et de nettoyage comprenant un conduit d’ amenée du fluide de nettoyage relié au moyen de pulvérisation.
9. Système selon la revendication 8, le dispositif de collecte et de nettoyage comprenant un circuit fermé comprenant une pompe dont l’entrée est reliée au conduit d’aspiration et la sortie est reliée au conduit d’ amenée du fluide de nettoyage, la pompe étant équipée d’un filtre adapté pour retenir les débris aspirés.
10. Système de collecte selon l’une des revendications précédentes, la buse d’aspiration et une partie du conduit d’aspiration et le cas échéant le moyen de pulvérisation, étant montés sur un châssis adapté pour se déplacer selon un mouvement de va-et-vient selon un axe horizontal et/ou selon un axe vertical le long de la partie active du filtre.
11. Système de collecte selon la revendication 10 en combinaison avec la revendication 8 ou 9, le châssis ayant une forme générale en U avec l’une des branches du U logeant la buse d’aspiration et une partie du conduit d’aspiration agencée en regard d’un côté du fdtre, et l’autre des branches du U logeant le moyen de pulvérisation et une partie du conduit d’ amenée agencée de l’autre côté du fdtre.
12. Système de collecte selon l’une des revendications 1 à 9, la buse d’aspiration et le conduit d’aspiration et une partie du conduit d’aspiration et le cas échéant le moyen de pulvérisation étant montés sur au moins un bras articulé adapté pour se déplacer selon un mouvement de va-et-vient selon un axe horizontal et/ou selon un axe vertical le long de la partie active du filtre.
13. Bateau, conduit de guidage ou conduite, notamment d’eaux usées ou berge d’un cours ou d’un plan d’eau équipé d’au moins un système de collecte selon l’une des revendications précédentes.
PCT/EP2024/050929 2023-01-16 2024-01-16 Système de collecte de débris flottants ou immergés dans un milieu aquatique dont le niveau et/ou le débit est(sont) susceptible(s) de changer, à filtre mécanique fixe et dispositif mobile de nettoyage et collecte par aspiration WO2024153640A1 (fr)

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