Brevet FR2531502A1 — publié le 19840210

La présente invention concerne un dispositif siphon à débit variable comprenant au moins un siphon en forme d'un U renversé, placé entre un niveau d'eau élevé amont et un niveau d'eau plus bas situé en aval et dont les branches avale et amont sont susceptibles de pénétrer dans l'eau. Dans les dispositifs siphons connus de ce type, le réglage du débit consiste dans un maintien d'un débit d'eau désiré, qui est inférieur au débit maximum A cette fin on agit sur une poche d'air qui normalement occupe la partie haute intermédiaire formant la base du U et une partie de la branche avale Cet air enfermé est progressive- ment mis en émulsion au pied de la chute d'eau intérieure et est entraîné vers l'aval Pour assurer le maintien d'un débit d'eau désiré, il est nécessaire de régler un débit d'air alimentant la poche au débit d'air sortant de celle-ci. A cette fin on utilise une soupape d'alimentation en air de la pochepermettant de réguler des dépressions dans la poche d'air et on modifie la force tendant à fermer cette soupape pour passer d'un débit d'eau à un autre Pour pouvoir accomplir cette fonction, on emploie une soupape spéciale à commande hydropneumatique d'une structure complexe Cette soupape est commandée à l'aide d'une dépression pilote délivrée par un relais amplificateur et fortement variable en fonction de la variation du niveau liquide amont du siphon Une variation de cette dépression pilote entraîne une correction de la dépression intérieure du siphon, c'est- à-dire dans la poche d'airl'et donc le débit d'eau du siphon. Les dispositifs siphons connus du type qui vient d'être dncrit, ont pour inconvénient de nécessiter des moyens très sophistiqués, sans pour autant assurer l'obtention d'une stabilité de fonctionnement satisfaisante En effet, l'établissement et le maintien de la dépression nécessaire à 'intérieur du siphon sont des opérations fort délicates. La présente invention a pour objectif de proposer un dispositif siphon à débit facilement variable et dont le 2.5-3 1502 fonctionnement est parfaitement stable. Pour atteindre ce but, le dispositif formant siphon selon la présente invention, du type indiqué plus haut, est caractérisé en ce que la section transversale d'écoule- ment de l'eau est variable par juxtaposition d'un nombre variable d'éléments siphons indépendants. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque élément siphon est mobile verticalement, séparément, entre une position de travail de pénétration en dessous du niveau amont et une position entièrement au-dessus de ce niveau d'eau Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, chaque élément siphon est déplaçable verti- calement à l'aide d'un propre dispositif d'entraînement, tel qu'un vérin hydraulique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaî- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre$faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif siphon selon la présente invention; la figure 2 est une vue de ce dispositif en direction de la flèche II suivant la figure 1,mais à l'état d'un débit plus faible; et la figure 3 illustre sous forme d'une courbe la variation du débit du dispositif siphon en fonction notawment du nombre des éléments siphons en service. Suivant les figures 1 et 2, le dispositif siphon- proposé par la présente invention comprend une pluralité d'éléments siphons i indépendants quisont juxtaposés Ce dispositif siphon est destiné à permettre un écoulementrégulé d'eau d'un plan amont 2 vers un plan d'eau aval 3 de niveau plus bas Les deux plans ou réserves d'eau sont séparés dans l'exemple représenté par une cloison de séparation 4. Chaque élément siphon 1 constitue en lui-même un siphon classique formé par un tube en forme d'un U comprenant une branche amont 5 et une branche avale 6 respectivement destinées à pénétrer dans les plans d'eau 2 et 3, de part et d'autre de la cloison de séparation 4 La partie intermédiaire 7 des deux-branches 5 et 6 est située au- dessus de la cloison 4 et constitue la partie haute -de l'élément siphon On constate que la longueur de labranche avale 6 est supérieure à celle de la branche amont 5. Suivant la présente invention, chaque élément siphon 1 est monté verticalement mobile, séparément, entre une, position de travail dans laquelle au moins les extrémités des branches pénètrent en dessous du niveau de la réserve d'eau respective et une position de repos au-dessus des niveaux d'eau. Pour assurer le déplacement vertical individuel ou sélectif des éléments siphons 1, chacun de ceux-ci est pourvu d'un vérin hydraulique 8 dont la tige 9 est fixée à la partie arrondie intermédiaire 7 de l'élément 1 Les différents vérins hydrauliques 8, qui sont du type à double effet, sont reliés sélectivement à un dispositif de commande , à l'aide de conduites schématiquement représentées en 11. La section d'écoulement des éléments siphons 1 peut être la même pour tous les éléments ou seulement pour un certain nombre de ceux-ci On pourrait également faire en sorte que cette section soit différente pour chaque élément siphon. D'autre part, la section transversale d'un ou de cer- tains ou de tous les éléments siphons pourrait être constante ou varier le long de l'axe longitudinal du ou des éléments. Ainsi la section transversale des branches d'un élément siphon pourrait aller en augmentant ou en diminuant vers l'extrémité Ainsi, la section d'écoulement et en conséquence le débit de cet élément seraient différents en fonction de la profondeur de pénétration de l'élément siphon dans le liquide. Le dispositif siphon suivant la présente invention qui vient d'être décrit, fonctionne de la façon suivante Chaque élément siphon 1 est susceptible de fonctionner comme les-siphons connus, c'est-à-dire assure l'écoulement de liquider tel que de l'eau de la réserve 2 vers la réserve 3, à un débit prédéterminé, lorsque les branches sont enfoncées dans l'eau Le débit est fonction des dimensions de section transversale de l'élément siphon. Suivant la présente invention, on peut faire varier le débit du dispositif siphon en faisant varier sa section d'écoulement total effective Cette variation de la section s'obtient par variation du nombre des éléments siphons 1 qui sont en régime de fonctionnement et/ou par variation de la position en hauteur d'un ou de plusieurs éléments. Dans les deux cas, on déplace verticalement, de façon appropriée, le ou les éléments siphons, à l'aide des vérins hydrauliques 8. Selon laprésente invention, la régulation des niveaux des plans d'eau amont et en aval du dispositif siphon s'obtient donc simplement par la mise en oeuvre d'un nombre plus ou moins important d'éléments siphons et/ou de leur - positionnement en altitude. On comprend aisément que suivant la présente invention on peut maintenir constant le niveau d'eau par exemple du plan d'eau amont 2, malgré une augmentation de la quantité de l'eau de ce plan,en augmentant le débit du dispositif siphon, de façon appropriée, c'est-à-dire en augmentant le nombre d'éléments siphons qui pénètrent dans l'eau-et ont été amorcés pour produire l'effet siphon, et/ou de leur position en altitude Par contre, lorsque les éléments siphons 1 sont agencés de la manière représentée à la figure 2, le débit du dispositif siphon augmente progressivement en fonction de la montée du niveau du plan 2 Cette disposi- tion des éléments siphons est notamment avantageuse dans des cas o la réserve d'eau ou le plan d'eau 2 est formé par un cours d'eau dont le niveau est susceptible d'augmenter à la suite d'une crue. Il est à noter qu'un agencement d'éléments siphons suivant la figure 2 pourrait être conçu sans l'adjonction du système de vérin en ayant seulement des siphons fixes à sectionset positiors en altitudesdifférento E, préalablement déternmdnéessuivant des calculs hydrauliques des plans d'eau à réguler. La description du fonctionnement du dispositif siphon suivant la présente invention est clairement illustrée par la figure 3 qui montre l'augmentation du débit d'du dispositif siphon en fonction du nombre des éléments siphons n mis en service Bien entendu, on peut faire varier la forme de cette courbe et la hauteur des différents gradins en choisissant de façon appropriée les sections d'écoulement des différents éléments siphons et leur profondeur de pénétration dans l'eau. : REVENDICATIONS 1 Dispositif siphon à débit variable, comprenant au moins un siphon en forme d'un U renversé, placé entre un plan d'un liquide amont et un plan d'un liquide aval de niveau plus bas et dont les branches avale et amont sont susceptibles de pénétrer dans le liquide, caractérisé en ce que sa section d'écoulement du liquide est variable par juxtaposition d'un nombre variable d'éléments siphons indépendants ( 1). 2 Dispositif siphon selon la revendication 1, caractérisé en ce cu*au xioins un élément siphon ( 1) est mobile verticalement, séparément entre une position de travail de pénétration en dessous du niveau de liquide amont ( 2), d'une position de repos au-dessus de ce niveau. 3 Dispositif siphon selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément siphon ( 1) est déplaçable verticalement à l'aide d'un propre dispositif d'entraînement, tel qu'un vérin hydraulique ( 8). 4 Dispositif siphon selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque élément siphon ( 1) est relié par sa partie haute ( 7) à l'extrémité de la tige de piston ( 9) d'un vérin hydraulique ( 8). Dispositif siphon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments siphons ( 1) sont disposés à des hauteurs différentes pour assurer une variation du débit en fonction de la hauteur du niveau de liquide. 6.^Dispositif selon l'une des revendications précé dentes, caractérisé en ce que les sections d'écoulement des différents éléments siphons peuvent être différentes les unes des autres. 7 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section transversale d'au moins un élément siphon varie le long de l'axe longitudinal de cet élément, la section d'écoulement de l'élément siphon étant fonction de la position en hauteur de cet élément.