Brevet FR2612965A1 — publié le 19880930

- 2 - 26129 5 riTERIEL DE NETTOYAGE DE TERRAIN DE SABLE OU DE GALFT La présente invention se rapporte au matériel utilisé pour le nettoyage des plages de sable ou de galet, c'est-à-dire les terrains comportant dans leur majeure partie des grains de roches libres, de taille variant entre 0,1 et 50 millimètres, situés généralement le long des mers ou des lacs, endroits de plus en plus fréquentés par les vacanciers. Le développement important des activités industrielles et surtout touristiques le long des littoraux a fait apparaître le phénomène de pollution: dépôt indésirable de détritus de toutes sortes, et aussi contamination du sable ou des galets par des germes pathogènes. Outre l'aspect esthétique, cette pollution présente des dangers pour les estivants, dangers de blessures sur des objets tranchants tel que verre brisé, dangers de maladie transmis par des germes microbiens qui trouvent dans le sable un milieu chaud et humide propice à leur prolifération. Les autorités sanitaires, nationales ou locales, sensibilisées par ce problème, font ainsi procéder au nettoyage régulier des littoraux. On s'est d'abord attaché à la pollution la plus évidente, celle des détritus, et on trouve actuellement diverses machines pour effectuer ce travail. Les plus simples consistent en rateau fixe par rapport au chassis en position de travail, que l'on tire à l'aide d'un tracteur et qui est régulièrement levé pour laisser provisoirement le tas sur place. -z 2612965 Les machines plus perfectionnées permettent de convoyer les déchets jusqu'à une benne réceptrice au fur et à mesure du nettoyage. Un premier type de machine comprend une série de peignes solidaires d'un tapis rotatif qui ratissent une profondeur d'environ 5 cm de sable. Un deuxième type comprend une lame d'attaque située à l'avant prélevant une couche de sable variant selon les besoins de 2 à 40 cm. Ce sable est projeté par un tambour muni d'ailettes vers un tapis tamiseur rotatif pour y être criblé. Le mouvement du tapis provoque aussi la remontée des déchets vers le bac récepteur. Le sable une fois criblé retombe sur la plage. L'attention des autorités sanitaires au problème de la pollution des littoraux par les microorganismes pathogènes est plus récente, et de ce fait les normes et les méthodes de nettoyage sont encore mal définies. Une première méthode consiste à répandre sur le sable un désinfectant puissant, tel que des solutions comprenant des composés aldéhydiques ou phénoliques, aseptisant le sable atteint. Ces solutions ont l'avantage de rester actives longtemps, de telle sorte qu'elles poursuivent leur travail au fur et à mesure que le sable est brassé par le passage des estivants. Malheureusement, il semble que ces produits aient aussi des effets secondaires sur les êtres humains, et sur le biotope puisque, par rémanence, elles empêchent les microorganismes non pathogènes de se développer. Une deuxième méthode, dite douce, décrite dans l'exposé 85.15284 de la société F-TEC, utilise un electrolysat d'eau de mer pour désinfecter le sable. Cet électrolysat est soit produit dans une station fixe soit - 3 - Z2612965 sur une unité mobile tirée par un tracteur avant d'être pulvérisé par une rampe d'ejecteurs. Une fois le travail de désinfection effectué, cet electrolysat est progressivement retransformé en sels contenus dans l'eau de mer sous l'action des rayons ultraviolets du soleil, et de ce fait devient inoffensif pour les touristes. Mais compte-tenu que lors de l'épandage le produit reste en surface alors que les germes responsables des infections sont aussi présent à plusieurs centimètres de profondeur, ce procédé reste encore superficiel. Une analyse plus fine du comportement d'un liquide dans un banc de sable fait apparaître en fait deux situations distinctes: le liquide "libre" et celui "1ié". On entend par liquide libre celui qui remplit les interstices vides entre les grains. Le rapport de ce volume vide sur le volume total de la roche s'appelle la porosité dont la valeur typique pour le sable est de %. Ce volume de liquide est inutile dans le processus de désinfection. Par liquide lié, on comprend le liquide enveloppant chacun des grains de sable sur lesquels croissent les microorganismes, liquide qui est tenu par tension superficielle. Des calculs en laboratoire sur un volume de 1 m3 de sable montre qu'il faut 400 litres de liquide pour l'imbiber totalement alors que 4 litres sont suffisant pour le mouiller. Or, lorsque l'on procède à l'épandage du liquide, on imbibe inutilement le sable. La présente invention a pour but un matériel permettant un nettoyage chimique ou bactériologique plus efficace des terrains meubles, aussi bien en surface que sur une profondeur utile de 40 cm. Il doit permettre de pulvériser une quantité de fluide minimum de telle sorte 4- - 2612965 que la plupart des grains soient mouillés, sans pour autant imbiber inutilement le terrain. De plus, le matériel doit pouvoir être facilement adapté sur des machines de nettoyage mécanique pour intervenir en cours d'opération sans toutefois interférer avec leur efficacité initiale. Ce nettoyage de terrain de sable ou de galet est réalisé selon l'invention par du matériel comportant des moyens de pulvérisation de solution liquide de nettoyage et des moyens remuant le sol en profondeur sous forme de petites particules. Le nettoyage intervient pendant que ces particules sont en mouvement, soit projetées en l'air, soit lors de leur chute vers le sol, et, en tous les cas, avant leur redéposition sur le sol. Suivant des dispositions préférentielles, le nettoyage chimique ou bactériologique est effectué au moyen d'un electrolysat d'eau de mer dont la concentration en équivalent chlore est comprise entre 200 et 2 000 mg/l, par pulvérisation d'une quantité comprise entre 1 et 7 litre au m3. Selon un premier mode d'execution, le matériel de nettoyage de type cribleuse, comprend au moins un tambour à ailettes, ou un batteur, projettant le sable récolté sur un tapis-tamiseur rotatif ou sur un crible; et les moyens de pulvérisation sont localisés à la sortie de ce tambour ou de ce batteur pour éjecter la solution liquide sur les grains de sable lors de leur projection hors du tambour ou lors de leur chute sur le tamis ou le crible. De préférence, le ou les pulvérisateurs, & jet plat, sont montés cbte-à-c6te et éjectent la solution liquide sur la largeur et vers le bas du tambour ou du batteur. Selon un deuxième mode d'exécution, le matériel de nettoyage est de type cribleuse, comprenant au moins une lame d'attaque à l'avant prélevant une couche de sable de 1 à 40 cm, un crible retenant les détritus convoyés ensuite vers un bac, caractérisé en ce que les moyens de nettoyage chimique, ou bactériologique, sont localisés à la sortie du crible, sur le passage des grains de sable lors de leur chute individuelle vers le sol Suivant une première forme de réalisation du matériel cité précédemment, le ou les pulvérisateurs sont de type radial, c'est-à-dire qu'ils éjectent la solution radialement dans un plan perpendiculaire à la chute des grains de sable. Suivant une deuxième forme de réalisation, le ou les pulvérisateurs sont montés côte-à-côte sur des rampes et éjectent aussi la solution dans un plan perpendiculaire à la chute des grains de sable. Selon un troisième mode d'exécution, le matériel de nettoyage est de type ratisseuse, comprenant au moins un rateau fixe par rapport au chassis en position de travail. Les dents du rateau sont munis d'un conduit intérieur relié sur le côté arrière des dents à des trous de pulvérisation permettant le nettoyage chimique, ou bactériologique, simultané au ratissage. 6- 2 612965 Selon un quatrième mode d'exécution, le matériel de nettoyage est de type motoculteur comprenant une ou plusieurs roues dentées pénétrant et remuant le sol ainsi que des moyens de pulvérisation situés au dessus des roues et orientés vers le bas. Il s'est avéré utile de munir le mécanisme de pulvérisation de moyens régulant le débit à une valeur constante en fonction du temps, ou mieux, en fonction de la vitesse de progression du matériel sur le sol. L'invention est décrite ci-aprés de faqon plus détaillée à l'aide d'exemples d'éxecution, sans caractère limitatif, illustrés aux dessins et tableau annexes, dans lesquels: - la figure 1 représente une machine de type cribleuse comprenant un tambour à ailettes, - la figure 2 représente une machine de type cribleuse o les moyens de pulvérisation sont localisés à la sortie du crible, - la figure 3 représente une première configuration des pulvérisateurs pour une machine selon la figure 2, - la figure 4 représente une deuxième configuration des pulvérisateurs pour une machine selon la figure 2, - la figure 5 représente une machine de type ratisseuse, - la figure 6 rprésente une machine de type motoculteur, et le tableau 1 présente différents débits de liquide pulvérisé en fonction du type de liquide et de l'épaisseur du sable traité. En référence à la figure 1, la machine comprend un chassis 110 monté sur roues qui est tiré le long de la plage à nettoyer par un tracteur. Sur ce chassis est installée une lame d'attaque 170 prélevant la couche superficielle de sable. La position verticale de l'attache 160, imposée par le tracteur, permet le réglage en hauteur de la lame, permettant ainsi de régler l'épaisseur de la couche récoltée pour une valeur comprise entre 2 et 38 cm. Cette couche de sable est projetée par l'intermédiaire d'un tambour 140 muni d'ailettes transversales 150, autrement appelé batteur, sur un tapis grillagé rotatif 130. Ce tapis grillagé tamise le sable tout en acheminant les déchets vers un conteneur situé à l'arrière 120. La projection du sable par les ailettes 150 créée, à la sortie du tambour 140, un nuage de grains de sable en mouvement ascendant, descendant, s'entrechoquant, roulant les uns contre les autres. Tel qu'il est présenté sur la figure 1, des pulvérisateurs 260 à jet plat sont orientés en direction du tambour. Selon la qualité de la pulvérisation désirée, soit arrosage grossier ou fine pulvérisation homogène et selon le type de buse utilisée, soit normal, soit jet plat large, soit à jet plat excentré, un ou plusieurs pulvérisateurs sont nécessaires pour couvrir la totalité de la largeur du tambour. Après de multiples essais sur le terrain, il s'est avéré utile d'orienter le jet plat vers le bas du tambour, donc du nuage de sable. Dans ce cas, bien que ce nuage ne soit aspergé que d'un seul côté, le brassage des particules entre elles est suffisant pour obtenir un mouillage homogène avec une quantité minimum de liquide, par exemple 2 litres seulement d'electrolysat d'eau de mer au mètre cube de sable traité Le produit à épandre est initialement stocké dans un réservoir 210. Une pompe 220 à turbine, à clapets ou à pistons, de régime constant et animé par le groupe moteur 200, alimente le régulateur 230. Ce régulateur fait varier automatiquement le retour de liquide dans le reservoir 210 afin de maintenir une pression constante dans les canalisations 250 et à la tête des pulvérisateurs 260, pression determinée et affichée au début de l'opération de nettoyage. La forme ainsi que les dimensions des buses des pulvérisateurs étant fixes, la régulation de la pression assure ainsi un débit constant. Le sable une fois traité chimiquement tombe sur le tapis grillagé 130 o il est tamisé avant de retomber sur le sol. Les détritus récoltés sont convoyés vers un bac récepteur 120. En référence à la figure 2, le matériel de nettoyage de type cribleuse ne comporte pas de tambour batteur, tout au plus un petit convoyeur à lames 140. Le sable est alors directement acheminé sur le tapis tamiseur 130. La trame du tamis a une valeur de 1 cm, c'est-à-dire que seuls les détritus de dimensions supérieures à 1 cm sont récoltés. La valeur de cette trame conditionne aussi la vitesse de passage du sable au travers du tamis, qui couplée avec la vitesse de déplacement du tapis tamiseur et de la quantité de sable à traiter, soit l'épaisseur de la couche de sable _ -9 _ 2612965 prélevée, résulte en une longueur L d'utilisation effective du tapis. Cette longueur L multipliée par la largeur de l'engin donne la surface A traversée par le sable lors de sa chute vers le sol. Une série de rampes de pulvérisateurs 1, 2, 3..., de largeur identique au tapis, permet l'épandage du produit chimique dans le plan A, perpendiculaire à la chute des grains de sable. De manière analogue à la machine précédente, le produit à épandre est initialement stocké dans le réservoir 210. La pompe 220 animée par le moteur 200, électrique ou à essence, envoie le produit sous pression vers les pulvérisateurs au travers du régulateur 230 et des conduits 250. Une série de robinets 240 permet de sélectionner parmi les rampes celles à alimenter. Ainsi, selon la valeur de L, on utilise les deux premières rampes 1 et 2, ou les trois simultanément. Compte-tenu qu'une partie importante du sable est filtrée sur les premiers cinquante centimètres du tapis tamiseur, on prévoit un débit supérieur pour la rampe i par rapport au suivantes Dans le cas de plages particulièrement polluées et/ou fréquentées, une rampe avancée 290 permet un épandage plus concentré de produit sur la couche x, située à la base du volume y de sable traité. Une première configuration, présentée sur la figure 3 en plan, comprend six pulvérisateurs circulaires 271a... 273b montés chacun au bas d'un tube d'alimentation. Cette configuration a l'avantage de la - n10 - 1612965 simplicité au montage, & l'entretien ou lors des réparations éventuelles, notamment lors de l'obstruction totale ou partielle d'un pulvérisateur. Elle présente l'inconvénient d'une double aspersion inutile des grains de sable dans les zones z. Une deuxième configuration, présentée sur la figure 4 en plan, est constituée de barres 281c... 283d portant deux à six petits pulvérisateurs par cotés. En réglant la pression de la pompe 160, on obtient ainsi une surface d'aspersion uniforme sans aucune zone de chevauchement. En référence à la figure 5, la machine, de type ratisseuse, comprend un rateau 350 fixe par rapport au chassis 110 lors de la collecte des détritus. Ce rateau est régulièrement relevé pour laisser sur place le tas de détritus qui est ensuite ramassé par un deuxième véhicule. Comme précédemment, sont montés sur le chassis un réservoir 210, une pompe 220 actionnée par un moteur et un ou plusieurs tubes à haute pression 250 reliés au rateau 350. Chaque dent du rateau 350 est munis d'un conduit interne débouchant sur des orifices 360 dirigés vers l'arrière, permettant ainsi d'asperger le sable justement débarrassé des détritus, alors qu'il est encore en mouvement. Ce mécanisme plus simple, donc moins onéreux, convient pour de petites plages. Par ailleurs, les dimensions de la machine étant réduites, elle peut être amenée sur des plages plus difficiles d'accès. L'orientation des jets vers l'arrière est-primordiale en ce qu'elle évite de mouiller les détritus, ce qui rendrait leur collecte plus difficile, et ce qui consommerait inutilement de la solution de nettoyage. - 11 - Sur la figure 6 est présenté un matériel de nettoyage chimique ou bactériologique uniquement, utilisé de préférence pour de petites surfaces de sable allouées aux jeu des enfants. Il consiste en un motoculteur de type courant sur lequel sont adaptés au dessus des roues dentées un ou plusieurs pulvérisateurs 460 à jet plat orientés vers les roues, parallèlement à leur axe. Une petite pompe 440, directement attachée et reliée au moteur 400 alimente les pulvérisateurs au travers des tubes, solides ou souples, 450. Le motoculteur est uniquement utilisé, dans le cadre de l'invention, pour remuer et projeter le sable, créant ainsi une situation propice pour un mouillage efficace sur une profondeur variant de 10 à 30 cm des grains de sable individuels par la solution liquide. Il a été déterminé à la suite de multiples essais sur le terrain que, par 1' utilisation de ce matériel, une concentration de 3,3 litres d'électrolysat d'eau de mer commercialisé sous la dénomination "Meractive" par mètre cube de sable traité est suffisante pour mouiller les grains de sable sans imbibation superflue, ceci permettant un traitement efficace. La concentration en espèces actives correspond dans ce cas à 800 mg/l d'équivalent chlore. Cette valeur de concentration correspond, pour une vitesse de déplacement de la machine de 5 km/h nettoyant sur une largeur de 1,5 m, à un débit de la pompe de 1,24 m3/h pour une couche de 5 cm, de 2,47 m3/h pour une couche de 10 cm et de 7,4 m3/h pour une couche de 30 cm de sable traité. Dans le cas d'une solution d'amonium quaternaire nécessitant une concentration de 5 litres/m3 de sable, cela équivaut à un débit de pompe de 3,75 m3/h pour le traitement d'une couche de sable de 10 cm, un débit de 11,25 m3/h pour une couche de 30 cm. Dans le cas d'une solution d'acide peracétique, nécessitant une concentration de 4 litres/m3 de sable, cela équivaut à un débit de pompe de 6 m3/h pour le traitement d'une couche de sable de 20 cm, et un débit de 7,5 m3 pour une couche de 25 cm. Le tableau 1 donne donne des valeurs de débit en fonction desautres paramètres. Il ressort de cette étude que l'utilisation d'électrolysat d'eau de mer, nécessitant en moyenne une plus faible concentration de produit par m3 de sable traité pour un résultat identique, allège de façon générale les contraintes imposées sur le matériel, donc en augmente d'autant la fiabilité et la durée de vie. Il s'est avéré nécessaire d'ajouter, sur les machines de taille importante donc traitant de larges surfaces, une régulation du débit de liquide pulvérisé. Une régulation en fonction du temps peut être simplement effectuée grâce & une vanne automatique réglant la quantité de liquide retournant au réservoir de telle sorte que la pression à l'entrée des buses reste constante. La dimension et l'ouverture des buses étant fixées une fois pour toute, il en résulte un débit constant. Ainsi, avant de commencer l'opération de nettoyage, le chauffeur détermine un débit de liquide nécessaire en fonction de la vitesse moyenne possible sur une plage donnée et de la profondeur souhaitée de sable à traiter à l'aide d'une abaque ou du tableau présenté en annexe. Il en déduit, en fonction des buses montées sur - l:' - 2t61Z965 la machine, une pression d'opération qu'il affiche sur le régulateur et il procède au nettoyage. Il est aussi possible de monter sur le mécanisme de pulvérisation une régulation plus sophistiquée, comportant un capteur de vitesse d'avancement de l'engin, un capteur de pression aux buses et un calculateur électronique préprogrammé qui envoie des ordres à la vanne contrôlant le retour du liquide au réservoir. Ainsi, le débit du liquide envoyé dans les buses de pulvérisation dépend aussi des variations de vitesse dues au terrain et respecte encore mieux la concentration de liquide au m3 de sable traité. Comme il a été présenté au cours de cet exposé, l'efficacité du traitement chimique en profondeur de terrain sablonneux par pulvérisation de solution liquide est grandement amélioré par l'utilisation de moyens remuant le sol sous forme de petites particules. Soit le matériel est affecté spécifiquement au remuage du sol, tel que l'usage particulier du motoculteur, soit on met à profit un remuage du sol déjà nécessaire à une autre opération, en l'occurrence un nettoyage mécanique de détritus, pour effectuer conjointement le nettoyage chimique. Il est à remarquer que ce nettoyage chimique interfère très peu avec l'efficacité de l'opération initiale. Le matériel selon l'invention, peut être fabriqué sous la forme d'un ensemble autonome comprenant le groupe moteur, la pompe, le régulateur, le faisceau de canalisations et les buses de pulvérisation, adaptable selon chaque type de matériel de nettoyage mécanique, montable et démontable à volonté. Des moyens peuvent aussi être prévus pour relier directement la pompe à une prise de force éxistante déjà sur le matériel récepteur. -6 13296 - 1 r _ REVENDICATIONS 1. Matériel de nettoyage chimique ou bactériologique de terrain de sable ou de galet, comportant des moyens de pulvérisation de solution liquide de nettoyage, caractérisé en ce qu'il est muni de-moyens remuant le sol en profondeur sous forme de petites particules, et que le nettoyage intervient avant la redéposition de ces particules sur le sol. 2. Matériel de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nettoyage chimique est effectué avec un électrolysat d'eau de mer dont la concentration en équivalent chlore est comprise entre 200 et 2000 mg/l. 3. Matériel de nettoyage selon la revendication 2 caractérisé en ce que la quantité d'electrolysat d'eau de mer pulvérisé est comprise entre 1 et 7 litres par m3. 4. Matériel de nettoyage selon la revendication 1 ou 2 de type cribleuse, comprenant au moins un tambour à ailettes, ou un batteur, projettant le sable récolté sur un tapis-tamiseur rotatif ou sur un crible, caractérisé en ce que des moyens de pulvérisation sont localisés à la sortie du tambour, ou du batteur, pour éjecter la solution liquide sur les grains de sable lors de leur projection hors du tambour ou lors de leur chute sur le tamis ou le crible. 5. Matériel de nettoyage selon la revendication 4 caractérisé en ce que le ou les pulvérisateurs, à jet -16 - 261296 plat, sont montés côte-à-cbte et éjectent la solution liquide sur la largeur et vers le bas du tambour ou du batteur. 6. Matériel de nettoyage selon la revendication 1 ou 2 de type cribleuse, comprenant au moins un crible ou un tapis rotatif-tamiseur sur lequel est acheminé le sable, le filtrant et retenant les détritus convoyés ensuite vers un bac, caractérisé en ce que les moyens de pulvérisation sont localisés à la sortie du crible, ou du tamis, sur le passage des grains de sable lors de leur chute individuelle vers le sol. 7. Matériel de nettoyage selon la revendication 6 caractérisé en ce que le ou les pulvérisateurs sont de type radial, c'est-à-dire qu'ils éjectent la solution radialement dans un plan perpendiculaire à la chute des grains de sable. 8. Matériel de nettoyage selon la revendication 6 caractérisé en ce que le ou les pulvérisateurs, à jet plat, sont montés côte-à-côte sur des rampes et éjectent la solution dans un plan perpendiculaire à la chute des grains. 9. Matériel de nettoyage selon la revendication 1 ou 2 de type ratisseuses, comprenant au moins un rateau fixe par rapport au chassis en position de travail, caractérisé en ce que les dents du rateau sont munis d'un conduit intérieur relié sur le coté arrière des dents à des trous de pulvérisation. 10. Matériel de nettoyage selon la revendication 1 ou 2 de type motoculteur, comprenant une ou plusieures roues dentées pénétrant et remuant le sol caractérisé en ce que les moyens de pulvérisation sont situés au dessus des roues orientés vers le bas. 11. Matériel de nettoyage selon les revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le mécanisme de pulvérisation comprend des moyens régulant le débit à une valeur constante en fonction du temps. 12 Matériel de nettoyage selon les revendications i à 10 caractérisé en ce que le mécanisme de pulvérisation comprend des moyens régulant le débit en fonction de la vitesse de progression du matériel sur le sol.