Brevet FR2592595A1 — publié le 19870710

"Dispositif de distribution avec répartition contrôlée d'un fluide sur une surface d'accueil" La présente invention concerne un dispositif de distribution et de répartition contrôlée d'un fluide sur une surface d'accueil. La distribution d'un fluide sur une surface ou vers un milieu d'accueil est couramment utilisée, notamment dans les dispositifs de filtrage et d'épuration d'eau, par exemple. Dans ce cas, le milieu d'accueil est généralement constitué d'un massif filtrant (du sable, ou de la terre perméable, par exemple) irriguée par le dessus d'eau souillée, que l'on cherche â filtrer. Un problème fréquemment rencontré, lorsque l'on distribue un fluide sur une surface d'accueil, est de répartir celui-ci d'une façon homogène et/ou contrôlée. Une concentration inégale du fluide sur cette surface risque, en effet, d'amener la détérioration de certaines zones de celle-ci par creusement des endroits recevant le plus de fluide. De plus, dans ce cas, la surface d'accueil est incomplétement exploitée. L'épandage selon les techniques connues d'un fluide sur une surface d'accueil présente l'inconvénient de ne pas assurer l'homogénéité ou le contrôle de la distribution du fluide sur cette surface. En effet, le fluide entrant dans un milieu d'accueil par gravité, à travers la surface d'accueil, supposée perméable, est réparti principalement à proximité de la zone d'amenée dudit fluide. D'autres réalisations mettant en oeuvre une amenée sous pression du fluide, celui-ci tend à se concentrer en certains lieux de la surface d'accueil, et, de plus à dégrader celle-ci. De plus, un mouillage total, localement, de zones du milieu d'accueil en accroit la perméabilité de façon excessive, ce qui raccourcit exagérément la durée de passage du fluide dans le milieu. La présente invention propose un dispositif d'épandage ne présentant pas ces inconvénients. Plus précisément, l'invention propose un dispositif d'épandage d'un fluide sur un milieu d'accueil du genre comportant une source de pression caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'éléments dits de distribution disposés en aval de la source de pression, éléments de distribution recevant le fluide par au moins un ajutage apte à provoquer une perte de charge supérieure à toute perte de charge en aval des ajutages. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les éléments de distribution sont des réservoirs secondaires juxtaposés à un réservoir primaire, constituant la source de pression, avec lequel ils communiquent chacun par ajutage. Dans ce mode de réalisation chaque élément de distribution, ou réservoir secondaire, comporte un conduit aval apte à amener le fluide jusqu'à un emplacement défini sur le milieu d'accueil. De cette manière, l'écoulement se fait en plusieurs lieux, en pratique par gravité. Avantageusement, les dimensions de chaque ajutage sont déterminées en fonction des dimensions de chaque conduit aval du réservoir secondaire correspondant, en vue d'une répartition donnée du débit de fluide dans les différents conduits. Ceci permet un écoulement homogène, chaque zone du milieu d'accueil recevant une quantité déterminée de fluide en fonction de sa capacité d'absorption. Selon un second mode de réalisation de l'invention, la source de pression, soit un réservoir, soit une pompe, alimente au moins un conduit dans lequel est ménagé une pluralité d'ajutages correspondant chacun à un élément de distribution. Dans ce mode de réalisation, les éléments de distribution sont des compartiments d'une enveloppe disposée autour du conduit, délimités par des saillies internes à ladite enveloppe, chaque élément de distribution comportant au moins un ajutage apte à permettre l'écoulement par gravité du fluide vers le milieu d'accueil. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description détaillée qui va suivre en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue en perspective partiellement arrachée d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention la figure 2 représente en coupe une vue schématique d'une partie d'un dispositif selon l'invention dans une variante d'exécution du même mode de réalisation de l'invention;; la figure 3 représente une vue partielle en perspective et partiellement arrachée d'une variante d'exécution du même mode de réalisation de l'invention la figure 4 est une vue schématique simplifiée, en plan, correspondant à la figure 3 la figure 5 est une vue partielle en perspective et partiellement arrachée d'un deuxième mode de réalisation de l'invention, et la figure 6 est une vue partielle en perspective et partiellement arrachée d'une variante d'exécution du deuxième mode de réalisation de l'invention. Plus en détail, en référence à la figure 1, un dispositif selon l'invention comporte une cuve 10 comportant un réservoir dit primaire 11 séparé par une bison sensiblement verticale 12 d'un compartiment 13 délimitant quatre éléments dits de distribution 14, 15, 16, 17, en pratique formant, dans l'exemple illustré, des réservoirs secondaires, séparés par trois cloisons sensiblement verticales et perpendiculaires à la cloison 12. La cloison 12 comporte quatre ajutages 18 à sa partie inférieure, chaque ajutage mettant en communication le réservoir primaire li avec l'un des réservoirs secondaires 14 à 17. En variante, il est possible de munir chaque ajutage 18 d'un moyen de réglage individuel de ses dimensions. Il convient de noter que le nombre de réservoirs secondaires a été choisi arbitrairement à titre d'exemple, pour illustrer l'invention, et peut être autre. Le réservoir primaire 11 comporte dans l'exemple illustré un fond incliné vers la cloison 13, d'inclinaison suivant deux pentes successives, la première, située du côté d'une amenée de fluide 19 étant la plus faible et la seconde, plus forte, venant jusqu'aux ajutages 18. Ces deux pentes présentent des angles par rapport a l'horizontale déterminés de manière à éviter le dépôt éventuel de déchets sur le fond de la cuve. L'amenée de fluide est une simple embouchure d'un tuyau débouchant dans une paroi de la cuve 10 à un niveau proche de son bord supérieur et dans la partie de celle-ci formant réservoir primaire 11. Le niveau du fond des réservoirs secondaires 14, 15, 16 et 17 est de préférence en dessous du niveau des ajutages 18. Quatre conduits 21, 22, 23, 24 sont reliés respectivement aux quatre réservoirs secondaires 14, 15, 16, 17, à la base de ceux-ci. Chaque conduit est entouré d'une enveloppe 21', 22', 23', 24' respectivement. Chaque conduit est muni d'ajutages 25 disposés en alignement dans sa partie inférieure à intervalles réguliers, alternés avec des déformations formant saillies 26 vers l'intérieur du conduit. Les saillies 26 présentent la forme, par exemple, de portions de sphères dans le mode de réalisation décrit. L'alignement des ajutages 25 et des saillies 26 alternés s'étend sur une portion terminale de chacun des conduits, les conduits étant de longueurs différentes. En pratique, chaque portion terminale des conduits correspond à une zone d'épandage déterminée de la surface d'accueil, comme il sera décrit ultérieurement. Les enveloppes 21', 22', 23', et 24' comportant chacune également une portion terminale munie d'orifices 37 et de saillies, ces orifices permettant l'écoulement par gravité d'un fluide. En pratique, les saillies (38) permettent d'éviter la stagnation de fluide entre deux orifices (37), ce qui évite le dépôt d'éventuels corps en suspension dans celui-ci. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 1, la cloison 12 est surmontée d'un axe 27 sensiblement horizontale et parallèle à celle-ci, supporté libre en rotation par des moyens non représentés. L'axe 27 est solidaire d'un flotteur 28, par exemple par l'intermédiaire de montants 29, qui prend place dans le réservoir primaire 11. De l'autre côté de la cloison 12, l'axe 27 est solidaire de quatre languettes 30, 31, 32, 33 plongeant chacune dans un réservoir secondaire 14, 15, 16, 17. Ces languettes sont recourbées à leur extrémité inférieure de manière à être aptes à pénétrer dans les ajutages 18 et à l'obturer partiellement. Le flotteur 28, l'axe 27 et les languettes 30, 31, 32, 33 constituent dans le mode de réalisation décrit, un ensemble solidaire mobile en rotation autour de l'axe 27. Cet ensemble constitue, en pratique, à la foi#s un moyen de curage des ajutages 18 et un moyen d'obturation partiel de celui-ci, dont le fonctionnement sera décrit ultérieurement. La figure 2 représente en coupe une variante d'exécution comportant des moyens de curage et d'obturation différents. Plus précisément, un plateau 34 est disposé en dessous de l'amenée de fluide 19, de manière à recevoir celui-ci en premier lieu. Le plateau 34 est solidaire en rotation de l'axe 27, disposé dans cette variante d'exécution du côté du réservoir 11, et de languettes 35 recourbées à leur extrémité inférieure, aptes à pénétrer dans les ajutages 18. Il est à noter que, dans cette variante d'exécution, l'ensemble constitué par les moyens de curage et d'obturation partielle des ajutages 18 est situé d'un seul côté de la cloison 12. La figure 3 représente un faisceau de conduits 21, 22, 23 et 24 regroupés dans une même enveloppe 36. Les conduits du faisceau présentent tous des longueurs différentes. Ils sont munis chacun d'ajutages 25 sur leur portion terminale au-delà de l'extrémité terminale du conduit immédiatement plus court dans le même faisceau Ainsi, dans l'exemple illustré à la figure 3, la portion terminale munie d'ajutages 25 et de saillies internes du conduit 22 commence à un niveau axial correspondant à une extrémité du conduit 21. Dans cette exécution de l'invention, l'enveloppe 36 reçoit du fluide en épandage de façon homogène sur une partie déterminée de son étendue axiale, à savoir entre l'ajutage le plus proche du réservoir secondaire (non représenté sur la figure 3) du conduit 21 le plus court et l'extrémité terminale du conduit 24 le plus long. Dans ce cas, l'épandage se fait longitudinalement, comme le représente schématiquement la figure 4. Un réservoir R alimente les quatre conduits 21, 22, 23, 24 formant un faisceau situé à l'aplomb d'une surface d'accueil de forme allongée divisée en quatre portions 1, 2, 3 et 4 correspondant chacune à l'un des conduits. En pratique, les massifs de filtration constituant le milieu d'accueil sont souvent des tranchées remplies de matériau poreux et présentent une forme allongée. L'enveloppe 36, par souci de clarté, n'est pas représentée à la figure 4. La portion finale de chacun des conduits 21, 22, 23 et 24 munie d'ajutages 25 correspond à l'étendue axiale des portions l, 2, 3 et 4 de la surface d'accueil, respectivement. En pratique, le nombre, la densité et le diamètre des ajutages sont déterminés pour obtenir un écoulement suffisant sans pression significative. Il en résulte une détermination de l'étendue de la portion finale de chaque conduit, indépendamment des dimensions de la surface d'accueil. Le nombre de conduits disposés dans un faisceau est déterminé afin de réaliser un épandage homogène sur l'ensemble de la surface d'accueil, qui est divisée en autant de portions qu'il y a de conduits dans le faisceau. Le fonctionnement d'un dispositif conforme au premier mode de réalisation de l'invention illustrée par les figures 1 à 4 va maintenant être décrit. En se reportant à la figure 1, le fluide à épandre est acheminé au réservoir primaire Il par le tuyau 19. Il est à noter que, le plus souvent, le fluide arrive de façon discontinue, parfois par saccades. Les augmentations de pression instantanée qui en résultent sont limitées, dans les réservoirs secondaires 14, 15, 16 et 17 par les ajutages 18. Du fait du débit restreint par ces ajutages, une certaine quantité de fluide tend à s'accumuler périodiquement dans le réservoir primaire ll, ce qui a pour effet de faire monter le flotteur 28. Le déplacement du flotteur 28 amène l'extrémité basse des languettes 30, 31, 32 et 33 à pénétrer dans les ajutages 18. L'extrémité de ces languettes a une double fonction: - le dégagement des ajutages d'éventuels dépôts. En effet, si des dépits viennent obturer un ajutage 18, le niveau de fluide monte dans le réservoir primaire 11, ce qui déclenche le curage dudit ajutage par déplacement solidaire du flotteur et des languettes. - La réduction de la surface des ajutages 18 lors d'une amenée de fluide susceptible de faire augmenter la pression de façon excessive. Un excès de niveau de fluide amène, en effet, une surpression momentanée, qui est compensée par une réduction de la surface des ajutages 18, une partie de cette surface étant occupée par les languettes qui y pénètrent. Dans la variante d'exécution représentée à la figure 2, les moyens de curage et de régulation de la pression par réduction de la surface des ajutages sont commandés non par un flotteur, mais par un plateau 34 décrit précédemment. De cette manière, une arrivée brutale de fluide amène simultanément le curage et l'obturation partielle des ajutages 18 par un mouvement de bascule autour de l'axe 27, ce qui évite la transmission des variations excessives de pression vers l'aval. Cette variante d'exécution est plus particulièrement adaptée aux dispositifs alimentés de manière très saccadée, nécessitant une régulation à temps de réponse rapide. En aval des ajutages 18, le fluide s'écoule sous une pression déterminée individuellement pour chacun des réservoirs secondaires 14, 15, 16 et 17 pour permettre son acheminement jusqu'à l'extrémité terminale des conduits 21, 22, 23 et 24 respectivement. Le fluide, sous faible pression, parvient à la portion terminale de chacun des conduits, portion munie d'ajutages 25 lui permettant de s'écouler, partiellement pour chaque ajutage, par simple gravité, hors du conduit dans l'enveloppe correspondante. Les saillies 38 disposées entre deux orifices 37 de l'enveloppe évitent l'accumulation de déchets éventuellement en suspension dans le fluide entre deux orifices consécutifs. Dans la variante d'exécution représentée aux figures 1 et 2, chaque conduit muni de son enveloppe est dirigé vers une zone de la surface d'accueil auquel il est affecté, indépendamment des autres conduits. Ceci constitue un cas général de disposition. Lorsque la surface d'accueil est de forme allongée, on préférera la variante d'exécution illustrée par la figure 3, dans laquelle les conduits sont regroupés en faisceaux dans une même enveloppe. Ces deux variantes d'exécution peuvent d'ailleurs être combinées. De même, il est possible de réaliser des réseaux d'épandage complexes, comprenant d'amont en aval plusieurs éléments de distribution alimentant chacun plusieurs réservoirs principaux reliés eux-mêmes à d'autres éléments de distribution. Dans une variante simplifiée d'exécution, chaque conduit est simple, souple ou rigide, sans ajutage 25 ni saillie interne 26, le fluide s'écoulant par sa seule extrémité aval, ouverte. De plus, dans certaines applications, il n'est pas nécessaire de prévoir d'enveloppe entourant les conduits. Les figures 5 et 6 représentent un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 5 représente un conduit 40 muni d'ajutages 41 alignés à sa partie inférieure. Le conduit 40 est alimenté en fluide sous pression par une source non représentée. En pratique, une telle source peut être soit un réservoir disposé en hauteur, soit une pompe. Le diamètre des ajutages 41 est déterminé pour provoquer une chute de pression importante de fluide lorsque celui-ci sort du conduit 40. Une enveloppe 42 de diamètre largement supérieur au conduit 40 entoure celui-ci. Une telle enveloppe, apte à permettre directement l'épandage de fluide sur la surface a d'accueil, est munie à sa partie inférieure d'un alignement d'orifices 43 et de saillies internes 44 en alternance. Une telle disposition est apte à favoriser l'écoulement de fluide et à éviter le dépôt de corps en suspension, comme mentionné précédemment. En pratique, les saillies internes 44 forment des ébauches de cloisons qui délimitent des éléments de distribution munis chacun d'au moins un orifice 43. Il convient de mentionner que chaque ajutage 41 provoque une perte de pression en aval dans le conduit. Avantageusement, le diamètre des ajutages 41 est donc croissant d'amont vers l'aval, afin de garder une homogénéité de débit satisfaisante le long du conduit. La figure 6 représente une variante d'exécution complémentaire du mode de réalisation de l'invention décrit à la figure 5. Lorsque l'enveloppe 42 formant les éléments de distribution doit être posée à même le sol, ou même enterrée, les orifices 43 ont tendance à se boucher, et ce d'autant plus que l'écoulement hors de l'enveloppe 42 se fait sans pression significative. Afin de remédier à ce problème, on enferme l'enveloppe 42 dans une deuxième enveloppe 45 de diamètre nettement plus grand, ménageant ainsi un espace entre les deux enveloppes. Des orifices de vidange 46 sont ménagés dans la deuxième enveloppe 45 afin de permettre l'écoulement du fluide vers le milieu récepteur. Une grande surface de contact est prévue afin d'éviter l'obturation des orifices 46. Un tel dispositif peut aisément être enterré dans un massif filtrant sans qu'il soit nécessaire de prévoir un quelconque vide sanitaire ou autre disposition de mise en oeuvre complexe. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple, mais englobe toutes variantes d'exécution qu'il appartient à l'homme de l'art de déterminer. REVENDICATIONS 13 Dispositif d'épandage d'un fluide sur un milieu d'accueíl, du genre comportant une source de pression, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'éléments dits de distribution disposés en aval de la source de pression, éléments de distribution recevant le fluide par au moins un ajutage (18) apte à provoquer une perte de charge supérieure à toute perte de charge en aval des ajutages (l85. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de pression est un réservoir dit primaire (11) comportant les ajutages (18) à sa base. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de pression est une pompe. 4) Dispositif selon la revendication 2 caractérisée en ce que les éléments de distribution sont des réservoirs dits secondaires (14, 15, 16, l7) juxtaposés au réservoir primaire (ll) avec lequel ils communiquent directement chacun par un ajutage (18). 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'il comporte des moyens de curage et d'obturation partielle (30, 31, 32, 33) des ajutages (18) commandés par le niveau de fluide dans le réservoir primaire. t.) Dispositif selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'il comporte des moyens de curage et d'obturation partielle des ajutages (18) commandés par l'amenée de fluide dans le réservoir primaire. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 a ó, caractérisé en ce que chaque revoir secondaire (14, 15, 16, 17) comporte un conduit val (21, 22, t3 24) apte å amener le fluide jusqu'à un placement défini sur le milieu d'accueil. 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé n ce que les dimensions de chaque ajutage (18) sont deterninees en fonction des dimensions de chaqùe conduit aval du réservoir secondaire correspondant, en vue d'une répartition donnée du débit de fluide dans les différents conduits. 9) Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par la disposition autour de chaque conduit (21, 22, 23, 24) d'une enveloppe (21', 22', 23', 24') munie d'orifices (37) aptes à permettre l'écoulement du fluide vers le milieu d'accueil. 10) Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les conduits sont de longueurs différentes et sont rassemblés en un faisceau entouré d'une enveloppe (36) munie d'orifices (37) aptes à permettre l'écoulement de fluide vers le milieu d'accueil. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source de pression alimente au moins un conduit (40) dans lequel est ménagé une pluralité d'ajutages (41) correspondant chacun à un élément de distribution. 12) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éléments de distribution sont des compartiments d'une enveloppe (42) disposée autour du conduit (40), délimités par des saillies (44) internes à ladite enveloppe, chaque élément de distribution comportant au moins un orifice (43) apte à permettre l'écoulement par gravité de fluide vers le milieu d'accueil. 13) Dispositif selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite enveloppe (42) est entourée d'une deuxième enveloppe (45), de diamètre largement supérieur, munie d'orifices dits de vidange (46) aptes à être disposés directement en contact avec le milieu d'accueil.