Brevet FR2281884A1 — publié le 19760312

La présente invention concerne un dispositif pour des réservoir posés sur le sol, en particulier ceux contenant des liquides huileux, qui en cas de fuites évitera la pollution de la nappe phréatique. Parmi les dispositifs connus de ce genre le plus simple et le plus efficace consiste en une cuve étanche entourant le réservoir et ayant un volume au moins égale à celui du réservoir. L'inconvénient principal d'une telle cuve est son prix, qui est de ntse ordre de celui du réservoir. La présente invention a pour but d'éliminer tout risque de pollution de la nappe phréatique par le moyen d'un dispositif plus simple et ayant un fonctionnement sur. Dans la présente invention ceci est obtenu en entourant un ou plusieurs réservoirs complètement par une cloison étanche, qui essentiellement est placée en position verticale et a sa surface supérieure un peu au-dessus le sol et sa surface inférieure plus bas que le niveau le plus bas de la nappe phréatique. En cas de fuite d'un réservoir avec un tel dispositif, les hydrocarbures qui stéchappent, ayant un poids spécifique moindre que celui de liteau, se couchent à la surface de la nappe phréatique a' à l'intérieur de la cloison entourant le réservoir sans qu'elles puissent en sortir dans la terre à l'extérieur. Si l'on augmente la hauteur de la cloison entre sa surface inférieure et le niveau le plus bas de la nappe phréatique, il est possible d'accrottre considérablement la garantie contre la pollution des eaux souterraines hors du réservoir. Si lton relie la partie supérieure de la cloison étanche avec un couvercle hermétique, qui peut être le fond du réservoir, et si l'on dispose d'une pompe capable de créer le vide, dtune façon permanente ou intermittente, dans les pores de la terre à l'intérieur de la cloison, on obtient une sécurité supplésentaire contre la pollution de la nappe phréatique et en même temps un moyen simple pour déceler les fuites. De plus, si lton utilise une telle pompe pour extraire le liquide dans le volume de terre à l'intérieur de la cloison, on peut directement voir si l'eau est polluée. L'utilisation d'une pompe à vide permet aussi de réduire la hauteur de la cloison, parce que sous l'action du vide créé à Itintérieur de la cloison la surface des liquides à cet endroit peut ttre levée plusieurs mètres au-dessus la nappe phréatique à l'extérieur. Quand on met la pompe en marche, on extrait d'abord l'air du volume de terre sous le réservoir et ensuite l'eau que l'on peut examiner s'il contienne des impurités. Si cela n'est pas le cas, on peut arrêter la pompe, et en raison des fuites d'air dans la terre et la construction au-dessus le liquide à l'intérieur de la cloison baissera à son niveau normale Dans le cas on trouve des hydrocarbures dans l'eau, on peut continuer à pomper l'eau polluée hors de la terre sous le réservoir. Ensuite on la possibilité de retourner le mélange au réservoir ou de séparer les hydrocarbures de liteau. Selon l'invention, on peut obtenir un moyen simple pour séparer les hydrocarbures de l'eau si l'on branche au tuyau par lequel l'eau sous le réservoir est aspirée vers 11 extérieur une citerne servant comme chambre à vide. Pour obtenir cet effet la citerne devrait être placée entre le volume de terre à l'intérieur de de la cloison et la pompe. La dernière a pour but d'expulser l'air dans la citerne et ainsi aspirer l'eau dedans. Si liteau aspirée contient des hydrocarbures, elles se détacheraient de l'eau dans la citerne et flotteraient sur l'eau. En utilisant une pompe supplémentaire on peut les sucer de la surface du liquide et ainsi les retourner au réservoir. La hauteur du liquide dans la citerne peut Entre déterminée par un tube de niveau de type usuel. La mesure du niveau du liquide dans la citerne donnera une indication de l'ampleur du vide créé dans la terre sous le réservoir. Si l'on laisse l'air rentrer dans la citerne le niveau du liquide dedans baisse et, en conséquence, l'eau purifié, qui se trouve dans la partie inférieure de ce récipient, retournera à la terre sous le réservoir. Si l'on attepd quelque temps avant de remplir la citerne de nouveau, on recueille d'abord les hydrocarbures, qui entre-temps se sont accumulées au-dessus la nappe phréatique. Par le dispositif décrit ci-dessus on évite de faire une dépense supplémentaire à un récipient spéciale pour la séparation des hydrocarbures de I'eau. Selon l'invention, il est possible de surveiller directement la suite des opérations décrites ci-dessus si la citerne est complètement ou partielle ment transparente. Un tel dispositif permet aussi d'observer directement l'ampleur de la pollution des eaux aspirées. Selon l'invention, il est aussi possible d'obtenir une augmentation importante du contenu des hydrocarbures dans l'eau aspirée de lWkerre, si l'on construit le couvercle sur la cloison étanche avec concavité vers le bas et on placera a son sommet l'embouchure du tuyau allant vers la citerne. Quand la nappe phréatique avec les hydrocarbures dessus monte à l'intérieur de la cloison, la surface libre des hydrocarbures décrott et, en conséquence, leur épaisseur augmente. Ainsi le liquide aspiré sera pratiquement pure en hydrocarbure, ce qui permet d'éviter de perdre du temps pour la séparation des deux liquides. Ainsi on peut réduire la capacité de la citerne et celle de la pompe à vide. La concavité du couvercle sur la cloison peut être faite en donnant à sa surface inférieure une pente de tordre de 3%, montant vers le centre du couvercles Selon l'invention, on peut réduire la résistance contre l'écoulement du liquide dans le volume de terre sous le réservoir pendant la pompe à vide travaille.Ceci peut être obtenu en plaçant des matériaux tres perméables, par exemple des graviers, directement sous le couvercle de la cloison. Si le sol sous le réservoir était composé de la terre naturelle ou de l'argile la vitesse d'écoulement serait considérablement moindre. Selon l'invention, il est possible d'accrottre la vitesse d'extraction des hydrocarbures en installant dés soupapes lelong le pourtour de la cloison étanchez Tels dispositifs facilitent l'introduction de l'air dans le sol sous le réservoirs Des essais ont montré que des bulles d'air dans les hydrocarbures les aident à se détacher de la surface des grains ou pierres des matériaux perméables. En conséquence, on observe une réduction de la résistance contre ltécoulement du liquidez Malgré de ce qu'on pouvait attendre par l'introduction d'air dans le sol, on trouve que le liquide s'en extrait plus facilement pendant le pompage. Selon l'invention, on peut à chaque soupape mentionné ci-dessus attacher un tuyau traversant la cloison étanche et brancher ce tuyau au milieu d'un tube de longueur convenable placé à la surface intérieur de la cloison. Tels ensembles permettent d'une façon simple de déterminer de quel secteur du réservoir une fuite s'était produite. Les tubes doivent naturellement etre perforés pour permettre l'aspiration de l'air dans les matériaux sous le réservoir, qui se produit quand on ouvre les soupapes lors du pompage. Si l'on ouvre une soupape à la fois et observe le mélange aspiré dans la citerne, on peut d'une façon simple déceler de quel endroit du fond du réservoir la fuite s'était produite.Si le plan du réservoir est circulaire, on peut convenablement le diviser en seize sections, chacune couvrant un angle de 22,50. Selon l'invention, on peut assurer un fonctionnement automatique de l'ensemble des dispositifs mentionnés ci-dessus en installant sur la citerne un régulateur lié au tube de niveau, qui mettra la pompe à vide en marche quand le liquide dedans aura atteint le plus bas niveau admissible et l'arrêtera quand le liquide sera au plus haut niveau admissible, et en installant une vanne sur le tuyau allant de l'espace sous le réservoir vers l'air libre, passant par la citerne et la pompe à vide, contrôlée par le régulateur sur la citerne. Quand la vanne est fermée, elle doit permettre un écoulement lent de l'eau de la citerne vers ltespace à l'intérieur de la cloison.Ce dispositif fonctionnera comme suit. Dtabord la pompe rempli la citerne, et quand le liquide dedans est à son plus haut niveau elle- s'arr & e. Ensuite, quand le niveau du liquide dans la citerne baisse, les hydrocarbures accumulées sur la surface de l'eau seraient enlevées par aspiration, et l'eau presque pure retourne à la terre à l'intérieur de la cloison étanche. Ce procédure sera répété automatiquement. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation des dispositifs conformes à la présente invention. La figure 1 montre, d'une façon schématique, un réservoir circulaire pour hydrocarbures avec un ensemble de dispositifs suivant l'invention. La figure 2 montre une coupe verticale du fond du réservoir à l'endroit de son centre. La figure 3 montre, d'une façon schématique, une coupe verticale de la citerne fonctionnant comme chambre à vide. La figure 4 montre une coupe verticale à la jonction entre le réservoir et la cloison étanche à la périphérie du réservoir. Dans la figure 1 on voit un grand réservoir 1 placé un peu au-dessus la surface du sol, qui est indiqué par la ligne 2. La nappe phréatique est indiqué par la ligne horisontale 3. La paroi du réservoir repose sur une cloison circulaire 4 ayant sa surface supérieure au-dessus le sol et son fond au-dessous la surface de la nappe phréatique 3. Le fond du réservoir 5 esg courbé avec la concavité vers le bas et @ forme à son centre un puisard'à l'envers dans lequel est placé une boite perforée 7 à travers laquelle les liquides dans le sol seraient aspirées par un tuyau 8 passant dessous le fond du réservoir 5 et à travers la g; cloison 4. A l'extérieur de la cloison 4 le tuyau 8 débouche sur une citerne 9 servant comme chambre à vide, qui communique avec une pompe à vide 10. Dans la figure 2 le puisard 6 et la boite perforée 7 sont montrés à une échelle plus grande. Sous le fond du réservoir 5 se trouve une couche d'asphalte 11. Au-dessous il y a une couche de béton bitumineux 12, qui repose sur une autre couche étanche 13 ayant pour but d'empêcher la couche 12 de pénétrer dans les matériaux plus bas lors du bétonnage de la couche 12. Les couches 12 et 13 reposent sur une couche épaisse de galets destinée à réduire la résistance contre l'écoulement du mélange liquide de l'eau et d'hydrocarbures vers la boite 7. Sous les galets se trouve une plaque de béton étanche 14 ayant pour but d'empêcher l'eau et les hydrocarbures, qui retourne par le tuyau 8 pendant les arrêts de la pompe 10, à pénétrer trop bas dans la terre sous le réservoir.La couche des galets est assise sur un lit de materiaux de fondation ordinaires, par exemple composés de sable et de graviers. La figure 3 montre les composantes principales de la citerne 9. Les lignes interrompues 15 et 16 indiquent les niveaux limites du liquide dans la citerne 9. Celle-ci possède un indicateur de niveau usuel 17 muni de régulateurs 18 de niveau commandant la marche et l'arrêt de la pompe 10, quand le liquide dedans atteint les niveaux 15 et 16. Dans la figure 3 est aussi indiquée une couche d'hydrocarbure 19 qui flotte sur l'eau . Elle est montrée dans une position intermédiaire entre les niveaux 15 et 16. La couche 19 peut entre extraite de la citerne par un; tube flexible 20 dont la bouche est soutenue par un flotteur 21. Le tube 20 traverse la paroi det; la citerne et débouche sur une autre pompe 22, qui retourne les hydrocarbures au réservoir 1. La figure 3 montre, en outre, une vanne 23 dans la continuation du tuyau 8 au-dessus la f citerne 9 et qui est pée avant la pompe 10.La vanne 23 est complètement ouverte quand la pompe 10 aspire l'air de la citerne 9, et elle est partiellement fermée quand la pompe 10 est arrêtée afin de permettre que l'air retourne lentement dans la citerne dans la direction indiquée par la flèche. Sur le tuyau entre la citerne 9 et la pompe 10 se trouve une soupape d'arrêt 24, et au-dessus la citerne est placée une soupape similaire 25 permettant un remplissage rapide d'air à l'intérieur de la citerne. Quand la pompe 10 est à l'arret, la vanne 23 sera en position partiellement fermée et le retour d'air dans la citerne a pour effet que le liquide dedans baisse au plus bas niveau limite 15 où l'un des régulateurs de niveau 18 mettra la pompe 10 en marche. Ceci a pour effet que l'eau presque pure dans la citerne retourne par le tuyau 8 dans l'espace à l'intérieur de la cloison étanche 4n Quand la pompe 10 se remet en marche, elle aspire rapidement les liquides à l'intérieur de la cloison 4 dans la citerne 9 jusqu'à la liquide dans la citerne aura atteint le niveau supérieur 16.A ce moment la pompe 10 starrête- Pendant que le liquide baisse de nouveau vers son plus bas niveau 15, la couche d'hydrocarbures 19 se forme au-dessus l'eau et elle sera extraite par le tuyau 20 par un pompage continue ou intermittent de la pompe 22. Quand le liquide dans la citerne aura atteint de nouveau le plus bas niveau 15 ce processus sera répété. Dans la figure 4 est montrée une soupape 26 destinée à l'admission de l'air libre dans le sol à l'intérieur de la cloison 4 par un tuyau traversant la cloison et qui débouche sur un autre tuyau 27, qui suit la surface intérieure de la cloison. Le tuyau 27 qui s'étend à une distance égale sur chaque côté de la sbupape 26, est muni de perforations dirigées horisontalement vers le centre du fond du réservoir 5, c'est à dire vers la boite d'évacuation 7. Quand la soupape 26 est complètement ou partiellement ouverte l'air libre entre dans le volume de terre à l'intérieur de la cloison 4. Dedans elle se mélange avec l'eau et les hydrocarbures en formant des bulles qui aident les produits huileux de se détacher des graviers. En plaçant seize soupapes 26 avec leurs tuyaux 27 autour la périphérie de la cloison 4 en bas du réservoir, on divise celui-ci en seize secteurs chacunes couvrant un angle de 22,50. En ouvrant les soupapes une à la fois, on peut, en observant le mélange de liquide dans la citerne 9, qui peut être complètement ou seulement sur une partie transparente, déterminer de quel secteur du fond du réservoir une fuite s'était produite. On peut aussi déceler un tel défaut par ltodeur de l'air éjectée par la pompe 10. Si l'on désire de courber le fond du réservoir 5 vers le bas, pour obtenir une résistance meilleure de celui-ci, on pourrait placer une couche de matériaux étanches formant couvercle à la cloison 4 et ayant sa surface inférieure avec concavité vers le bas. Cependant, on peut éviter ce dernier dispositif si le liquide dessous est aspiré par la périphérie du fond du réservoir, qui à cet endroit se trouve plus haut qu'à son centre. Dans ce cas il serait nécessaire d'utiliser un plus grand nombre de boites d'évacuation 7, au lieu d'une seule boite. L'invention présentée ici peut trouver une application importante dans les dépits d'hydrocarbures ou d'autres produits liquides légers qui risquent de polluer la nappe phréatique ou autres cours d'eau. lEVENDICATIONS 1. Dispositif pour des réservoirs posés sur le sol, en particulier des réservoirs contenant des liquides huileux, destiné à éviter une pollution de la nappe phréatique en cas de fuites, caractérisé par le fait qu'il comporte une cloison étanche, entourant un ou plusieurs réservoirs et essentiellement placée en position verticale, dont la partie supérieure sort un peu de la terre et le fond se trouve au-dessus le plus bas niveau de la nappe phréatique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cloison étanche à sa partie supérieure possède un couvercle hermétique, qui en particulier peut Etre le fond du réservoir dessus, et qu'il comporte une pompe à vide servant d'une façon permanente ou intermittente à créer le vide dans le volume de pores dans 11 espace de terre entouré par la cloison. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte une citerne, servant comme chambre à vide, de -laquelle la pompe à vide peut aspirer I'air de la partie supérieure, et qui est branchée sur un tuyau d'aspiration venant de l'espace à l'intérieur de la cloison étanche. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la citerne est en partie ou complètement transparente. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le couvercle à la cloison a une concavité vers le bas, et que le tuyau d'aspiration débouche au point le plus haut sous le couvercle. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte. une couche très perméable directement sous le couvercle, par exemple composée de galets ou de graviers. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des soupapes espacées sur la circonférence de la cloison étanche, destinées à aspirer l'air de l'extérieur dans ltespace à l'intérieur de la cloison. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que chaque soupape est liée à un tube perforé, qui stétend le long d'une partie de la face intérieure de la cloison et a des trous qui, de préférence, peut être dirigés vers la bouche du tuvau d'aspiration. LSI 9. Dispdtif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la citerne est munie d'un régulateur de niveau qui mettra la pompe à vide en marche, quand la surface du liquide dans la citerne aura atteint une limite inférieure, et l'arrêtera, quand le liquide aura monté à une limite supérieure, et que'le tuyau d'aspiration, venant de Irespace entouré par la cloison étanche et passant par la citerne et la pompe à vide vers l'atmos- phère, comporte une vanne qui en position fermée permettra un écoulement lent de la citerne vers l'espace de terre à l'intérieur de la cloison.