Brevet FR2522707A1 — publié le 19830909

Siphon perfectionné pour le franchissement sous-jacent d'un obstacle par une conduite véhiculant un liquide. La présente invention concerne des perfectionnements apportés à un siphon pour le franchissement sous-jacent d'un obstacle, tel qu'un cours d'eau, un tunnel ou autres, par une conduite véhiculant à débit variable un liquide, cette conduite pouvant être celle d'un égout. Le siphon connu auquel les perfectionnements de l'invention s'appliquent, fait l'objet du brevet allemand nO 2.440.672. I1 présente, entre une Partie descendante et une partie montante, une partie sensiblement horizontale dans laquelle plongent des parois extrêmes délimitant un coussin d'air alimente par une source d'air dont la pression règle le niveau de la surface libre du liquide dans la partie horizontale en fonction du débit de celui-ci pour que sa vitesse d'écoulement soit optimale. L'inconvénient de ce siphon réside dans le fait que les parois extrêmes obstruent en grande partie l'entrée et la sortie de la partie horizontale pour que justement le coussin d'air puisse être piégé sur une hauteur maximale correspondant à la profondeur minimale prévisible de la veine liquide. Dès lors1 que ces parois sont fixes et prévues pour le débit minimal, il est J I;icn évident qu'elles constituent un obstacle qui, lorsque le débit est plus élevé crie des pertes de charge nuisant à l'écoulement du liquide. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et à cet effet consiste en ce que le seuil de chaque paroi extrême est réglable en niveau, en correspondance avec le niveau de la surface libre du liquide dans la partie horizontale déterminée par le coussin d'air. De préférence, le réglage du niveau du seuil de chaque paroi extrême est asservi, comme la pression du coussin d'air, au débit du liquide pour que la différence de niveau entre ce seuil et la surface libre du liquide sous ce coussin d'air, soit minimale comparativement aux fluctuations instantanées dudit débit. I1 en résulte que la section de oassage de la partie horizontale du siphon au droit des parois extrêmes-est sensiblement égale a la section d'écoulement de la veine liquide. Les pertes de charge se trouvent donc réduites dans une large mesure. Dans,ces conditions, la dénivellation du liquide en écoulement entre l'amont et l'aval du siphon est nettement plus faible qu'auparavant, ce qui permet soit de réduire la profondeur maximale de la tranchée dans laquelle l'égout est installé pour une même longueur d'egout, soit d'accroitre la longueur de cette tranchée pour une profondeur déterminée. Par ailleurs, l'écoulement dû liquide étant plus régulier et les zones mortes, tourbillonnairN ou dépressionnaires étant annihilées, le dépot de matières solides est minimisé dans a partie horizontale du siphon et de meme, pour la présence de corps flottants à l'aval. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 est une élévation-coupe longitudinale montrant une première forme de réalisation du siphon conforme à l'invention. - la figure 2 est une coupe transversale prise suivant la ligne II-II de la figure 1. - la figure 3 est une élévation-coupe analogue à celle de la figure 1 et concernant une deuxième forme de réalisation du siphon. - la figure 4 est une coupe transversale prise suivant la ligne IV-IV de la figure 3. - la figure 5 est une vue en plan prise en coupe suivant la ligne V-V de la figure 3. - la figure 6 est une élévation-coupe analogue à celle de la figure 1 et illustrant une troisième forme de réalisation du siphon. - la figure 7 est une coupe transversale prise suivant la ligne VII-VII de la figure 6. Quelle que soit la forme de réalisation envisagée, le siphon comporte un puits amont 1 et un puits aval 2 dans lesquels débouchent les deux tronçons de conduite 3 et 4 à relier Ces puits sont situés de part et d' autre de l'obstacle à franchir et communiquent entre eux par un tronçon de conduite intermédiaire 5 sensiblement horizontal et s'étendant sous ledit obstacle. Aux deux extrémités de ce tronçon intermédiaire sont prévues des parois plongeantes faisant plus particulièrement l'objet de l'invention. Ces parois délimitent dans le tronçon intermédiaire 5 au-dessus du liquide qui s'y écoule une cavité 6 remplie d'air sous pression. Cet air du coussin est délivrée par une centrale pneumatique 7 dont la commande est asservie, par tout moyen approprie, au débit du liquide dans le tronçon de conduite amont ou. à tout autre paramètre qui en dépend de manière significative comme vitesse par exemple.La pression de l'air est déterminée dans la cavité 6 par la centrale 7, en fonction de ce débit amont pour que la vitesse d'écoulement du liquide dans le tronçon intermédiaire 5 soit optimale ; à cet effet, la centrale 7 est reliée à la cavité 6 par une canalisation 8, soit pour y insuffler de l'air sous pression, soit pour en laisser s'échapper et la commande de cette centrale est placée sous le controle par exemple d'un débimètre 9 immergé dans le tronçon amont 3 et délivrant des signaux dans un conducteur 10 connecté à ladite centrale. Selon l'invention, il s'agit de mettre en oeuvre des moyens tels que les seuils 11 et 12 des parois extrêmes sous lesquels le liquide s'écoule à partir du puits amont 1 vers le puits aval 2 et qui sontrEgla- bles en niveau en correspondance avec celui de la surface libre 13 du liquide dans le tronçon intermédiaire 5. I1 est bien évident alors que ces moyens qui font en sorte que lesdits seuils 11 et 12 sont réglables en niveau, sont asservis, comme la pression du coussin d'air 6, au débit du liquide en amont. Cet asservissement est établi pour que la différence de niveau entre les seuils 11, 12 et la surface libre 13 du liquide sous le coussin d'air soit minimale.compte tenu des fluctuations instantanées du débit du liquide. Dans ces conditions, les pertes de charge se trouvent réduites de façon appréciable et la vitesse d'écoulement du liquide dans le tronçon intermédiaire 5 maintenue au-dessus de la valeur critique pour laquelle les dépôts de matières solides ont tendance à s'accentuer. I1 en ré-sulte que la différence de niveau du liquide dans les tronçons amont 3 et aval 4 est la plus faible jamais obtenue, que le dépot de matières solides dans le tronçon intermédiaire 5 est considérablement diminué, ce qui permet de réduire la fréquence des nettoyages, et que la présence de corps flottants en aval est pratiquement annihilée. Suivant la première forme de réalisation illustrée par les -figures 1 et 2, les parois extrêmes sont des panneaux 14, 15 montés pivotants autour d'axes supérieurs sensiblement horizontaux 16, 17 et accouplés à des dispositifs d'entrainement en pivotement qui peuvent être de n'importe quel type. Par exemple, ceux-ci peuvent être constitués par des venins pneumatiques 18, 19 attelés à des manivelles 20, 21 accouplées aux axes des panneaux, lesdits vérins étant alimentés par des canalisations 22, 23 branchées sur la centrale 7.Dès lors, cette centrale commande le pivotement des panneaux 14, 15 en fonction de l'information qu'elle reçoit du débitmètre 9, jusqu'à ce que ces panneaux soient inclinés comme il convient pour que leurs seuils 11 et 12 soient proches et légèrement en-dessous du niveau 13 du liquide sous le coussin d'air 6, lequel est asservi au même paramètre par la même centrale.Bien entendu, il est nécessaire qu'une étanchéité relative soit assurée entre la paroi du tronçon intermédiaire 5 et les panneaux 14, 15 lors de leur pivotement, de façon que le coussin d'air 6 soit stabilisé ; en d'autres termes, il faut que le débit de fuite de l'air entre eux 'soit négligeable à cet effet et ainsi que cela ressort de la figure 2, le tronçon intermédiaire 5 présente, dans sa partie haute où pivotent les panneaux 14, 15, une forme rectangulaire 24 et, en dessous, une forme arquée de raccordement 25 constituant un canal. Suivant la deuxième forme de réalisation représentée sur les figures 3 à 5, les parois extrêmes sont des panneaux 26, 27 montés coulissants dans des glissières 28, 29 contre les murs des puits 1, 2 dans lesquels débouche le tronçon intermédiaire 5 ; dans ce cas, la section de ce dernier peut être quelconque car elle peut facilement s'obturer en applique quel que soit le niveau des seuils il, 12 ; dans l'exemple choisi et ainsi que le montre la figure 4, la section est circulaire. De toute façon, les panneaux 26, 27 sont attelés à des vérins 30, 31 ou autres dispositifs d'actionnement qui peuvent être de n'importe quel type.Comme précédemment, les vérins 30, 31 sont alimentés par les canalisations 22, 23 branchées sur la centrale 7 et fonctionnent de la même manière pour obtenir le même résultat, à savoir que le niveau des seuils 11, 12 desdits panneaux suit le niveau 13 du liquide sous le coussin d'air 6. Suivant la troisième forme de réalisation schématisée sur les figures 6 et 7, les parois extrêmes sont des boudins gonflables 32, 33 loges dans le tronçon intermédiaire 5 près de ses embouchures dans les puits 1 et 2 ; ces boudins qu'ils soient en un seul élément ou en plusieurs superposés sont alimentés, comme dans les autres réalisations, par les canalisations 22, 23 branchees sur la centrale 7. L'air insufflé gonfle les boudins pour les appliquer avec étanchéité contre la partie supérieure de la paroi du tronçon 5 et éviter ainsi des fuites en provenance du coussin d'air 6 le gonflage des boudins permet également de rigidifier ceux=ci pour constituer des barrages efficaces sur l'écoulement dd liquide ; le gonflage desdits boudins permet enfin de contrôler le niveau des seuils 11, 12 que ces derniers définissent, de façon que ce niveau suive celui du liquide sous le coussin d'air 6. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation représentées et décrites en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1.- Siphon pour le franchissement sousjacent d'un obstacle par une conduite véhiculant un liquide, telle qulun égout, ce siphon présentant, entre une partie descendante (1) et une partie montante (2) une partie sensiblement horizontale (5) dans laquelle plongent des parois extrêmes délimitant- un coussin d'air (6) alimenté par une source d'air (7) dont la pression règle le niveau de la surface libre (13) du liquide dans la partie horizontale en fonction du débit de celui-ci pour que sa vitesse d'écoulement soit optimale, caractérisé en ce que le seuil (11, 12) de chaque paroi extrême est réglable en niveau en correspondance avec le niveau de la surface libre (13) du liquide dans la partie horizontale déterminé par le coussin d'air. 2.- Siphon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réglage du niveau du seuil (11, 12) de chaque paroi extrême est asservi (7, 10), comme la pression du coussin d'air (6) au débit du liquide (9) pour que la différence de niveau entre ce seuil et la surface libre du liquide sous ce coussin d'air, soit minimale comparativement aux fluctuations instantanées dudit débit. 3.- Siphon selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paroi extrême est un panneau mobile (14, 15), monté pivotant autour d'un axe (16, 17) sensiblement horizontal et relié à un dispositif d'actionnement (18, 20 - 19, 21) asservi à l'un des paramètres significatifs du débit du liquide en amont. 4. - Siphon selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paroi extrême est un panneau mobile (26, 27) monté coulissant (en 28, 29) dans une direction montante et relié à un dispositif d'actionnement (30, 31) asservi à l'un des paramètres significatifs du débit du liquide en amont. 5.- Siphon selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paroi extrême est constituée par au moins un boudin gonflable (32, 33) dont la pression est asservie à l'un des paramètres significatifs du débit du liquide en amont.