Brevet FR2638178A1 — publié le 19900427

La presente invention concerne un dispositif en vue d'assurer à intervalles réguliers les opérations nécessaires de curage d'un milieu liquide sur le fond duquel se sont déposés des sédiments constituant des boues. L'invention concerne notamment les plans d'eau tels que étangs ou lagunes mais également les cours d'eau. On sait que les plans d'eau, ou les cours d'eau, doivent à intervalles réguliers, à peine d'être engorgés et d'entraver des sources de pollution pour le milieu, etre soumis à un curage, opération au cours de laquelle les boues sédimentées sur plusieurs années sont évacués. Les méthodes utilisées sont fréquemment empiriques et consistent par exemple à vider totalement l'étang lorsque ce dernier est commandé par une retenue ce qui permet un curage manuel. On connaît également des installations et des dispositifs qui permettent d'effectuer un curage des couches sédimentées à la base du milieu liquide et qui procèdent soit par des moyens de prélèvement et reprise directe tels que des godets montés sur roue ou sur chaîne, soit par aspiration et reprise par des conduits d'évacuation. Les dispositifs de ce dernier type procèdant par aspiration sont très généralement assoeiés à une projection de liquide au niveau de la tête d'aspiration, projection qui vise à remettre en suspension les phases sédimentées et qui sont alors entraînées dans'le milieu liquide aspiré. Cette technique est généralement utilisée pour des sédiments de nature minérale (ensablement). Cette technique ntest pas appropriée dans le cas où l'on veut éliminer les couches inférieures boueuses du milieu liquide, retenant des particules sédimentées extrêmement fines et provenant généralement de la décomposition de débris organiques (notamment débris végétaux). fl est donc souhaitable dans le cas du curage visant à éliminer les couches inférieures constituant des boues ou vases sédimentés dans un plan d'eau, d'éviter toute remise en suspension de ces couches inférieures ; cette remise en suspension aboutirait en effet à effet inverse en ce sens que le m.'leu liquide supérieur se trouverait ainsi pollué et les particules remises en suspension et renvoyées dans les couches supérieures ne pourraient plus être éliminées- lors de la phase de curage et se retrouveraient sédimentées à nouveau après peu de temps. =1 est donc souhaitable dans le cadre du curage d'un plan d'eau du type étang ou lagune ou encore dans le cas d'un cours d'eau naturel ou artificiel (canal) de procéder de façon douce en prélevant exactement la couche inférieure située au niveau du fond et correspondant aux sédiments (boue ou vase) à éliminer. L'invention 'applique notamment1 mais non pas exclusivement, aux plans d'eau utilisés pour l'assainissement des eaux usées par lagunage. On saint que la lagunage est un procédé d'épuration biologique permettant d'éliminer la plus grande partie de ia pollution soluble contenue dans l'eau à épurer. Le traitement des eaux usées est réalisé par cheminement de l'effluent soumis au traitement dans plusieurs lagunes successives disposées en série ; à la sortie de la dernière l'eau ainsi épurée peut rejoindre le milieu naturel. Les lagunes ainsi utilisées sont des étangs artificiels creusés dans la terre sans apport de surfaçage notamment en béton. Et suivant les profondeurs de la lagune, comprises entre 1 m et 4 m, on rencontre des lagunes de type aérobie, anaérobie ou encore aérobie avec apport d'oxygène par aérateur de surface. Les matières solides tombent et se sédimentent sur le fond du bassin créant ainsi une couche de matière solide décantée. L'accumulation de ces matières solides rend un curage nécessaire et ce dernier doit etre entrepris à des périodes relativement espacées comprises entre 5 et 10 ans. On comprend que dans ce cas, et comme exposé précédemment, il est souhaitable que le prélèvement soit limite aux couches boueuses sédimentées sur le fond sans prélèvement important de l'eau. L'invention vise à répondre à ces besoins et concerne à cet effet selon un premier objet un dispositif de curage mobile facilement mis en place et déplaçable entre plusieurs bassins soumis successfvement à un traitement d'élimination des boues. L'ensemble selon l'inveniion réalise en effet un équipement autonome qui peut être rapidement mis en place à l'occasion du traitement d'un bassin ou d'un ensemble de bassins puis repris et transportés par route vers une nouvelle zone d'activité. A cet effet l'invention concerne un dispositif pour l'évacuation de boue sédimentée au fond d'un milieu liquide notamment pour le curage d'un plan ou cours d'eau, le dispositif étant du type comportant des moyens d'aspiration connectés à des moyens de transfert des boues aspirées et il est caractérisé en ce qu'il comporte a) au moins une bouche d'aspiratwon des boues b) un support mobile de ladite bouche, ce support étant apte à se déplacer parallèlement et en suivant le pt Dfil du fond du milieu liquide et le support est apte à mair,enir ladite bouche d'aspiration au niveau approprié par rapport au fond pour recueillir la couche boueuse c) une plateforme montée sur des moyens de flottaison et comportant des moyens de déplacement sur la surface du milieu liquide à traiter d) un premier conduit relié d'une part à ladite bouche d'aspiration et d'autre part à une source de dépression, ce premier conduit étant apte à assurer le transport des boues aspirées depuis la bouche d'aspiration vers ladite plateforme ; e) un second conduit prolongeant le premier conduit en vue du transport des boues depuis ladite plateforme vers une zone d'évacuation extérieure au milieu liquide traité f) des organes de liaison mécanique réglables entre ladite plateforme et le support de la bouche d'aspiration, cette liaison mécanique étant apte à permettre la traction dudit support et son déplacement par rapport au fond du milieu liquide en fonction des déplacements de la plateforme. Selon une autre caractéristique la bouche d'aspiration est constituée d'au moins un cylindre disposé horizontalement et comportant une fente longitudinale apte à être disposée à proximité immédiate du fond du milieu liquide traité en vue de la reprise des boues, ledit cylindre étant relié audit premier conduit d'évacuation. Et de préférence le dispositif comporte deux bouches d'aspiration constituées chacune d'un cylindre horizontal, les deux cylindres étant disposés l'un au-dessus de l'autre et chaque cylindre comporte une fente longitudinale, le cylindre supérieur étant connecté au premier conduit d'évacuation avec interposition d'une vanne permettant de mettre ainsi en activité soit la bouche inférieure seule, soit la bouche inférieure et la bouche supérieure simultanément. De préférence encore le support de la bouche d'aspiration est constitué de deux patins parallèles aptes à glisser sur le fond du milieu liquide les deux patins étant reliés par au moins un cylindre formant ladite bouche d'aspiration. Et plus particulièrement le support est en forme de traineau monté sur les deux patins de glissement et il comporte un carénage formant avaloire, constitué de deux parois latérales disposées parallèlement aux patins et reliées entre elles par une paroi de plafond horizontale située sensiblement au niveau supérieur de la fente formant la bouche d'aspiration la plus élevée et ladite paroi de plafond est prolongée dans la direction de l'avancement dudit traineau support par un volet articulé formant visière et d'angle réglable par rapport à l'horizontale. Selon une particularité de l'invention au moins le premier conduit reliant ladite bouche d'aspiration à la plateforme et constituée d'un conduit flexible. Selon encore une particularité ia plateforme comporte des moyens de levage du traineau support et ces moyens sont constitués d'un jeu de poulies entrainées par tout organe mécanique convenable et apte à recevoir des filins reliés audit traineau support, ces moyens de levage étant ainsi aptes à déplacer verticalement le traineau support entre une position inactive et d'attente au niveau de la plateforme et une position active sensiblement à l'aplomb de la première position, et ladite plateforme comporte à cet effet un plancher pourvu d'une trappe centrale amovible en vue du passage du traineau support entre sa positon d'attente inactive et Sa position active reposant sur le fond du milieu liquide traité. On a prévu également que la plateforme repose sur deux flotteurs amovibles maintenus par des sangles. La plateforme est avantageusement déplaçable étant associée à au moins un câble de guidage fixé par ses deux ext-rémités en deux points d'arrìmage, et la plateforme comporte des moyens mécaniques tels qu'un tambour rotatif coopèrant avec ledit câble pour assurer le déplacement de la plateforme le long du câble. Les organes de liaison entre la plateforme et le traineau support sont plus particulièrement constitués d'une et de préférence deux chaines reliant la partie avant de la plateforme, dans le sens du déplacement de cette dernière, à la partie avant du traîneau support et tracté par ladite plateforme. La plateforme peut encore comporter un groupe de pompage assurant l'aspiration des boues au niveau des bouches d'aspiration et assurant également le refoulement de ces boues depuis ladite plateforme vers une zone de réception extérieure par l'intermédiaire du second conduit On prévoit également selon un développement de l'invention que le dispositif est associé à des moyens de déplacement sur terre formés du plateau d'une remorque ou d'un camion et ledit plateau comporte des moyens de déplacement de la plateforme (comportant son traîneau support en position inactive) entre ledit plateau, pour le transport sur terre, et le milieu liquide pour la mise en place du dispositif dans le milieu liquide à traiter, ces moyens de déplacement comportant notamment des organes de levage et/ou de traction ainsi que deux rampes amovibles. D'autres caraetérSstiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée à titre d'exemples non limitatifs en se référant aux dessins annexés cans lesquels La figure 1 représente une vue générale en coupe du dispositif en place -sur le milieu liquide traité tandis que, a figure 2 représente une vue de détail en perspective du traîneau support des bouches d'aspiration. Selon l'ensemble des figures le dispositif comporte une plateforme supérieure 1 destinée à flotter à la surface du plan d'eau, et une tête de prélèvement ou de reprise 2 reposant sur le fond du milieu liquide. Ce milieu liquide est constitué par exemple d'une lagune ou d'un étang 3 et sur la surface 4 constituant le fond se trouve sédimentés les boues 5 constituant la phase boueuse ou semi-liquide à prélever. Le prélèvement est effectué par les bouches d'aspiration 6 et 6' constituées des fentes longitudinales disposées sur deux cylindres superposés respectivement 7 et 7'. Ces deux cylindres sont disposés horizontalement et parallèlement au plan 4 constituant le fond du milieu liquide sur iequel reposent les phases boueuses à reprendre. Les deux cylindres 7 et 7' sont disposés transversalement par rapport au sens d'avancement de l'ensemble illustré par les flèches 8 et 8'. Les deux cylindres 7 et 7' sont associés à un carénage formant avaloir pour guider l'aspiration des bouts. Cet avaloire est formé des deux parois latérales 9 et 9' et du panneau horizontal de plafond 10. L'arête avant de ce panneau 10 supporte un volet articulé 11, prolongeant le panneau 10 vers l'avant et formant visière, d'angle réglable par rapport à l'horizontale. L'ensemble de ce carénage guide les phases boueuses ainsi aspirées vers le pan arrière formé par les deux cylindres 7 et 7' superposés et dont les fentes ou bouches d'aspiration 6 et 6' sont ainsi aptes à reprendre par succion les boues se présentant face auxdites fentes. L'ensemble des deux cylindres 7 et 7' et son carénage associé repose sur les deux patins latéraux 12 et 12' lesquels glissent sur la surface a formant le fond du milieu liquide. Les deux cylindres superposés 7 et 7' sont reliés aux conduits d'aspiration 13 par la colonne de reprise 14 reliée à sa base au cylindre inférieur 7 et communiquant par l'intermési re de la vanne 15 avec le cylindre supérieur 7'. il est ainsi possible selon la position ouverte ou fermée de la vanne 15 de faire fonctionner la tête d'aspiration montée sur le traineau support, soit à partir d'une seule bouche~d'aspiration inférieure 6, soit en mettant également en position active, outre la bouche d'aspiration 6, la bouche supérieure 6'. On peut ainsi épouser au mieux l'épaisseur des strates boueuses à éliminer. Le tube de reprise 13 ou tube d'aspiration est formé d'un flexible qui permet par conséquent un jeu entre le traineau support de la tête d'aspiration 2 et la plateforme 1. Ce tube ou conduit flexible aboutit à la plateforme 1 et il se prolonge au-deià par le tube 16 conduisant vers la zone d ' évacuation. Cette évacuation peut être une aire d'épandage située à proxim,-té ou un moyen de transport notamment un camion citerne. Dans le cas où la reprise est effectuée par camion citerne, la source de dépression est obtenue au niveau de la pompe à vide équipant le camion citerne ; on obtient ainsi un pompage par dépression qui rend inutile dans ce cas la mise en place et l'utilisation d'une pompe sur la plateforme elle-meme. Le réglage de l'angle du volet il formant visiere articulée, permet d'adapter la hauteur de la section d'aspiration de l'avaloir à l'épaisseur de la zone boueuse à traiter et qui peut être aisément repérée antérieurement par un carottage. Le traineau support de la ou des bouches d'aspiration est relié à la plateforme supérieure 1 située au-dessus du niveau du fil de l'eau par le conduit flexible 13 assurant le convoyage des boues évacuées ; mais une liaison mécanique formée d'un câble ou de préférence de chaines 17 assure la solidarisation cinétique du déplacement du traîneau 2 par rapport à la plateforme flottante 1. Cette plateforme est constituée d'un plancher 18 supporté par deux flotteurs 19,19' de préférence amovibles et maintenus par sangle. Sur le plancher 18 est édifiée une super structure formée d'un chasses 20 permettant notamment la coopération de la plateforme 1 avec les dispositifs annexes décrits ci-après. La plateforme 1 est associée à un cabale de guidage 21 arrimé à ses deux extrémités en deux points d'ancrage, par exemple sur deux berges opposées de la lagune ou du bassin. Ce câble de guidage traverse en deux lumières opposées respectivement 22,22' la structure formant le châssis 20 de façon à assurer le positionnement de la plateforme entre les deux points d'arrimage. Le câble de guidage 21 coopère avec des moyens mécaniques permettant le déplacement de l'ensemble de la plateforme le long du câbie. Ces moyens peuvent être constitués par exemple par une poulie ou un tambour 23 associé à des moyens mécaniques de mise en rotation et permettant par conséquent d'assurer le déplacement de la plateforme 1 le long du câble dans un mouvement linéaire de préférence continu et régulier. On comprend que dans ce mouvement par le jeu des chaînes 17,17' la plateforme entraine le traîneau support inférieur définissant la tête d'aspiration 2 ; de sorte que l'ensemble d'aspiration est conduit à progresser régulièrement en aspirant au fur et à mesure de son avancement les couches sédimentées c'est-à-dire les boues déposées sur le fond 4 du bassin. La structure ou chassis 20 de la plateforme comporte également des moyens de levage permettant d'assurer le déplacement du traîneau et de l'ensemble d'aspiration 2 depuis la position active reposant sur le fond du bassin 4 tel que représenté en traits pleins sur la figure 1, vers une position d'attente ou inactive reposant sur le plancher 18 de la plateforme et représenté en traits pointillés sur la figure 1. Ces moyens de levage sont constitués par exemple,d'un jeu de poulies respectivement 2,24' susceptibles dentraSner les filins 25,25' supportant le traîneau et apte ainsi à assurer le déplacement de ce traineau verticalement entre sa position active et sa position d'attente. Afin d'assurer le passage du traîneau entre ces deux positions le plancher 18 comporte un évidement central équipé d'une trappe amovible. Facultativement on peut prévoir sur la plateforme une pompe d'aspiration qui assure ainsi la dépression permettant l'aspiration et la succion des boues au niveau des bouches 6 et 6' et au-delà le refoulement, par le flexible 16 des boues ainsi appelées vers la zone d'évacuation (épandage ou stockage ou reprise dans un conteneur tel que citerne). Avantageusement et selon un développement de l'invention le dispositif ainsi décrit peut être lui-même associé à un moyen de déplacement et de transport sur terre notamment par route. Ce moyen de transport peut ainsi être constitué du plateau d'une remorque ou d'un camion, le plateau étant prévu pour recevoir la plateforme 1, sur le plancher 18 de laquelle est alors en position d'attente le traîneau constituant la tête d'aspiration 2. Dans ce cas le plateau prévu pour le déplacement de l'ensemble est équipé de moyens propres à assurer le passage de la plateforme (intégrant le traîneau d'aspiration en position d'attente) entre ledit plateau (en vue du transport ou du stockage) et la mise à l'eau. Ces moyens de déplacement peuvent être constitués d'organes de levage (grue) ou d'organes de traction associés notamment à des rampes forant plan incliné. On voit que le dispositif selon l'invention constitue ainsi un ensemble homogène qui permet d'amener rapidement sur place une unité de curage d'un bassin notamment d'un étang lagune ou d'un cours d'eau, qui peut être rendu immédiatement opérationnel et qui peut être ainsi laissé en place en balayant le fond du bassin pour les opérations de curage et d'élimination des boues. On vct que l'aspiration et la reprise des boues depuis le fond du bassin se fait dans des conditions particulièrement douces et en évitant par conséquent une remise en suspension des particules fines qui viendraient à troubler la qualité du plan d'eau. L'évacuation peut être exactement dosée en fonction de l'épaisseur de la couche sédimentée à éliminer de sorte que la reprise est limitée aux phases boueuses avec une élimination et une reprise parasite d'eau limitée au minimum. F. EV E1Dl CATIONS 1 - Dispositif pour l'évacuation de boue sédimentée au fond d'un milieu liquide notamment pour le curage d'un plan ou cours d'eau, le dispositif étant du type comportant des moyens d'aspiration connecté8 à des moyens de transfert des boues aspirées et il est caractérisé en ce qu'il comporte a) au moins une bouche d'aspiration des boues t) un support mobile (2) de ladite bouche (6,6'), ce support étant apte à se déplacer parallèlement et en suivant le profil du fond (4) du milieu liquide et le support est apte à maintenir ladite bouche d'aspiration (6,6') au niveau approprié par rapport au fond pour recueiilir la couche boueuse (5) c) une plateforme (t) montée sur des moyens de flottaison (19,19') et comportant des moyens de déplacement (2i,23) sur la surface du milieu liquide à traiter d) un premier conduit (13) relié d'une part à ladite bouche (6,6') d'aspiration et d'autre part à une source de dépression, ce premier conduit étant apte à assurer le transport des boues aspirées depuis la bouche d'aspiration (6 > 6'j vers ladite plateforme (1) e) un second conduit (16) prolongeant le premier conduit (13) en vue du transport des boues depuis ladite plateforme (1) vers une zone d'évacuation extérieure au milieu liquide traité f) des organes de liaison mécanique réglables (17) entre ladite plateforme (1) et le support (2) de la bouche d'aspiration (6,6'), cette liaison mécanique étant apte à permettre la traction dudit support et son déplacement par rapport au fond du milieu liquide en fonction des déplacements de la plateforme. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bouche d'aspiration est constituée d'au moins un cylindre (7,7') disposé -horizontalement et comportant une fente longitudinale (6,6') apte à etre disposée à proximité immédiate du fond du milieu liquide traité en vue de la reprise des boues, ledit cylindre étant relié audit premier conduit d'évacuation (13). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux bouches d'aspiration constituées chacune d'un cylindre horizontal (7,7' > , les deux cylindres étant disposés l'un au-dessus de.l'autre et chaque cylindre comporte une fente longitudinale (6,6'), le cylindre supérieur (7') étant connecté au premier conduit (13) d'évacuation avec interposition d'une vanne (15) permettant de mettre ainsi en activité soit la bouche inférieure (6i seule, soit la bouche inférieure (6) et la bouche supérieure (6') simultanément. 4 - Dispositif selon. l'une des revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le support (2 > de la bouche d'aspiration est constitué de deux patins (12,12') parallèles aptes à glisser sur le fond (4) du milieu liquide les deux patins étant reliés par au moins un cylindre formant ladite bouche d'aspiration. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support (2) est en forme de traîneau monté sur les deux-patins (12,12') de glissement et il comporte un carénage formant avaloire, constitué de deux parois latérales (9,9') disposées parallèlement aux patins et reliées entre elles par une paroi de plafond horizontale (10) située sensiblement au niveau supérieur de la fente (6') formant la bouche d'aspiration la plus élevée et ladite paroi de plafond est prolongée dans la direction de l'avancement dudit traîneau support par un volet articulé ( formant visière et d'angle réglable par rapport à l'horizontale. 6 - Dispositif selon l'une des revendications i à 5, caractérisé en ce que la plateforme (1) comporte des moyens de levage du traineau support (2) et ces moyens sont constitués d'un jeu de poulies-(24,Z4') entrainées par tout organe mécanique convenable et apte à recevoir des filirs (25,25') reliés audit traîneau support (2), ces moyens de levage étant ainsi aptes a déplacer verticalement le traineau support entre une position inactive et d'attente au niveau de la plateforme et une position active sensiblement à l'aplomb de la première position, et ladite plateforme comporte à cet effet un plancher (18) pourvu d'une trappe centrale amovible en vue du passage du traîneau support entre sa position d'attente inactive et sa position active reposant sur le fond du milieu liquide traité. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la plateforme est déplaçable étant associée à au moins un câble de guidage (21) fixé par ses deux extrémités en deux points d'arrimage, et la plateforme comporte des moyens mécaniques tels qu'un tambour rotatif (23) coopèrant avec ledit câble pour assurer le déplacement de la plateforme le long du cable. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les organes de liaison entre la plateforme (1) et le traineau support (2) sont plus particulièrement constitués d'une et de préférence deux chaînes (17,17') reliant la partie avant de la plateforme, dans le sens du déplacement de cette àernière, à la partie avant du traîneau support et tracté par ladite plateforme. 9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la plateforme comporte un groupe de pompage assurant l'aspiration des boues au niveau des bouches d'aspiration et assurant également le refoulement de ces boues depuis ladite plateforme vers une zone de réception extérieure par l'intermédiaire du second conduit. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est associé à des moyens de déplacement sur terre formés du plateau d'une remorque ou d'un camion et ledit plateau comporte des moyens de déplacement de la plateforme (comportant son traneau support en position inactive) entre ledit plateau, pour le transport sur terre, et le milieu liquide pour la mise en place du dispositif dans le milieu liquide à traiter, ces moyens de déplacement comportant notamment des organes de levage et/ou de traction ainsi que deux rampes amovibles.