Brevet FR2638446A1 — publié le 19900504

La présente invention concerne un nouveau procécé de stérilisation des eaux de Piscines, utilisant le chlore non stabilise ou tout autre oxydant a dissipation rapide. Procédé cyclique conçu pour améliorer les performances des traitements chimiques et neutraliser leurs inconvénients. Il permet de maintenir en toutes circonstances une eau saine et transparente, une action algicide totale, une eau "potable', sans produits chimiques, a l'heure du bain. L'eau non renouvelée dans un bassin à l'air libre ne peut rester pure et claire sans traitement approprié. La filtration élimine une grande partie des élements en suspension, mais ne peut suffire a assurer la transparence et la stérilité de l'eau, d'où la nécessité absolue de détruire tous les agents polluants par un traitement physique ou chimique. Le traitement chimique au Chlore est le Plus ancien et le plus utilisé dans les Piscines. Agréé et recommandé par les autorités sanitaires son efficacité ,ses effets, et ses inconvénients sont bien connus. C'est pouruol les produits chlorés autant que les techniques d'utilisation ont suDi de nombreuses évolutions pour essaver n'ameliorer les principaux inconvénients reconnus du chlore: - La destruction du Drinc::De actif par la lumière - Sa sensibilité au milieu (PH Stabilisants, température) qui perturbe son action biocide (transformation du chlore libre en chlore actif) - La recherche d'un équilibre difficile amans les bassins entre un sous-dosage inefficace qui génere les céebres "chloramines" odorantes et dêsagreables, et les dosages excéssifs qui provoquent une irritation des muqueuses, des sinus, des yeux et enlèvent tout plaisir au bain. pour trouver le dosage idéal qui ne détruit pas toujours les algues. - L'adactation du milieu à l'eau chlorée, particulièrement celle des algues qui par écaississement de leur membrane parviennent à se protéger et à se développer malgré la présence de stérilisant et smoosent le recours aux anti-algues qui altèrent l'eau durablement, D'où un proclame évident d'utilisation et de dosage, c'est a dire la difficulté a trouver un bon compromis qui ménage l'agrément du baigneur et l'assurance d'une eau saine et claire Les réponses actuelles sont de plusieures sortes:: 1') Le developpement sie nombreux produits et de nombreuses techniques visant a un traitement de l'eau sans chlore (Ce cadre n'ayant pas de rapport direct avec l'invention il nous apparait inutile d'en faire l'étude exhaustive) Nous nous contentons de faire remarquer que peu parmi ces dernières résolvent de façon satisfaisante le problème du traitement de l'eau des Piscines, en particulier celui des algues. La plupart requièrent un investissement et un cout d'exploitation plus enlevé que l'invention revendiquée pour un résultat souvent inférieur, oouteux parfois. Très peu ont le mérite de s'affranchir vraiment de tout traitement chimique et de justifier ainsi leur prix. 2') L'évolution des produits chlorés - L'adjonction de stabilisant au chlore pour réduire sa dissipation à la lumière et donc sa consommation. - L'utilisation quasi généralisée de composés chlorés de l'acide isocyanurique (acide trichloroisocyanurique, dichloroisocyanurate de sodium, sous forme solide avec adjuvant de pastillage) 3',Au niveau des techniques - L'utilisation de mécanismes d'injection automatiques asservis à des systèmes d'analyse en continu, visant a maintenir un dosage constant le plus proche possible du break point. - L'utilisation de distributeurs volumétriques fonctionnant en continu ou par intermittence pendant le recyclage de l'eau, visant à maintenir un taux de chlore dans le bassin en tous cas supérieur au "Break point" - Les procédés aboutissant à la fabrication de chlore Xin situ" par l'electrolyse de solutions salées, ce ui revient au cas précèdent. Le résultat des produits et méthodes actuelles 1')Le rFt7lsrs au chlore stabi!ssss (Cf. l'étude de Mr Saunier, ingénieur de génie sanitaire, Docteur es Sciences, Ingénieur conseil pour les problenes d'eau et d'environnement1 Toutes les analyses des résultats des essais en laboratoire et en Piscines de plein air s'accordent pour affirmer que l'utilisation de stabilisants ralentit l'action bactéricide du Chlore, que par conséquent le stabilisant doit être dosé séparément afin de ne jamais dépasser des concentrations supérieures a 75mg/1 sous peine de bloquer complètement l'action du chlore, et que à des doses de 25 à SOmgil (dosage normal1, il est recommandé de maintenir un taux de chlore résiduel de 2mg/l. (Quatre fois plus que la recommandation sans stabilisant) Ce résumé explique la difficulté constatée à bien maîtriser la qualité de l'eau des Piscines. En effet, ce problème de contrôle de concentration en stabilisant, qui est si important, est rarement respecté parce que trop compliqué pour les utilisateurs de Piscines privées rarement munis de systèmes d'analyse. Pourtant, pour des raisons pratiques et commerciales, on assiste à l'utilisation presque exclusive des galets de chlorocyanurates à dissolution lente. Le chlore se consommant beaucoup plus vite que le stabilisant, la concentration en stabilisant devient un paramètre variable qui influence de façon très notable l'action du chlore.(du simple au quadruple pour le même dosage). Il est fréquent d'aboutir à un surdosage de stabilisant entrainant une paralysie complète de l'action du, chlore, Désemparé devant les algues toujours tenaces on verse quelques poignées de chlore'non stabilisé à dissolution rapide qui reste pratiquement sans effet puis un onéreux flacon d'anti-algue au lieu de renouveler l'eau du bassin. Tous ces produits ajoutés à ceux d'hivernage transforment la Piscine en bain chimique malsain, Les chlorocyanurates sont des produits pratiques et efficaces mais difficiles à bien gérer. Ils apportent une amélioration relative des coûts d'entretien par la réduction de la consommation. hais à défaut d'être bien maîtrisés leur action algicide est aléatoire du fait d'une action plus paresseuse du chlore et de l'accoutumance des algues à une concentration constante.Ils aboutissent à une qualité d'eau souvent mal maitrisée 2')Au suret de l'utilisation de distrhuteurs ou doseurs voiumétriques a)S'il s'agit de distributeurs ou de doseurs de chlore stabilisé: Les difficultés rencontrées sont celles évoquées ci-dessus et seule l'autonomie est améliorée. b)S'il s'agit de distributeurs de chlore non stabilisé: Que l'introduction de chlore dans le bassin soit continue ou intermittente, les systèmes proposés actuellement visent au maintien d'une concentration supérieure à la consommation du milieu, avec une marge de sécurité mettant à l'abri de la formation de chloramines Sien oue l'absence de stabilisant permette un dosage plus reduit, la consommation en chlore, due à la destruction par les ultras violets et la température, est jugée souvent trop imoortante & l'échelon privé d'où le De de succès.De plus l'accoutumance des algues reste possible et entraine la necessité de pratiouer de temps à autre des surchlorations. Si l'eau obtenue est oarfaitement saine et claire elle conserve un taux de chlore de l'ordre de Irpll qui lui confère odeur et gout et réduit son agrément L'asservissement de ces systemes à une analyse en continu rendent ces procédés plus surs et permettent de contrdler plus étroitement le taux de chlore. Ces procédés, assez onéreux, nécéssaires dans les.Piscines Publiques du rait des réglementations actuelles qui imposent un taux de chlore libre constant, améliorent le résultat, sans toutefois permettre une eau sans gout ni odeur, et sans mettre le bassin à l'abri d'une accoutumance des algues.Au mieux ils permettent d'atteindre des taux de ti,4mg/1 soit encore le double du maximum pour l'eau potable On est encore loin d'une solution idéale et parfaite à la portée de tous. Beaucoup de Piscines sont surchargées de Droduits pour un résultat imparfait. Notre recherche Au vu de ces constatations, nous avons donc cherché à élaborer un système conciliant: 1')L'action d'un oxydant puissant et très rapide qui permette d'obtenir une action bactéricide et algicide totale en un minimum de temps. Donc, un oxydant qui se dissipe rapidement de manière à laisser une eau intacte après traitement sans effet chimique cumulatif compromettant la qualité de l'eau, même après plusieurs années d'utilisation. 2')Une technique d'utilisation qui, & la fois: - Assure une action biocide vraiment complète avec sécurité pour les baigneurs, - Brise les possibilités d'adaptation du milieu sans être obligé d'avoir recours a un surdosage. Nous avons observé en effet que la présence d'une concentration constante pratiquait une sélection parmi les algues au lieu de les détruire.Certaines épaississent leur membrane cytoplasmique et deviennent très résistantes à l'agression du chlore ou d'un autre oxydant, d'où l'incapacité de beaucoup de traitements a les éliminer totalement sans recours aux anti-algues, - Conserve une eau très claire de façon stable avec une bonne marge de tranquilité, - Permette de se baigner dans une eau vraiment potable, c'est à dire avec un dosage en chlore libre inférieur à 0,2mg!l. 3')Un système qui demande peu de surveillance, peu d'entretien et qui n'utilise que des produits faciles à se procurer, 4')Un investissement raisonable capable de séduire tous ceux qui bien que conscients des difficultés d'entretien de leur Piscine n'en sont pas pour autant prêts à effectuer une dépense sans rapport avec l'agrément. 5')Une consommation en produit de traitement qui le rende particulièrement attractif. UN MODELE O'APPLICATION DE L'INVENTION REVENDIQUEE du stérilisant utilisé Ce système utilise une source de chlore liquide sans stabilisant. Elle offre une grande quantité disponible de chlore actif et sa @issioation a la lumière est telle que au bout d'une heure d'exposition il reste 301 de la solution, de 2 heures:10%, de 3 heures:2%, Les résidus (calcium, sodium surtout) n'altèrent pas la qualité de l'eau.D'autres oxydants se dissipant rapidement à l'air peuvent remplacer le chlore liquide. (ils sont en cours d'expérimentation) Descuintion Je l'enuinement nouer le traitement au chlore a) Un bac reservoir gradue contenant la réserve d'oxydant b) Une pompe doseuse volumétrique réglable en débit de O à "N' litresîheure 1 "N" dépendant de la taille du bassin) asservie å:: X) une cellule photoèlectrique assurant la mise en route de la phase de stérilisation" ainsi que la périodicité du cycle (dans les meilleures conditions possibles) B) une temporisation limitant Xla phase de stérilisation" à deux ou trois heures maximum pour assurer un temps de contact et un brassage suffisant W) une sonde de température d'eau dont le rôle est de corriger la quantité de chlore injectée en fonction de la température de l'eau. c) Une canne d'injection dans le circuit de filtration, Fonctionnement et Résultat Nous connaissons pour avoir expérimenté avec sérieux ce système la quantité de chlore à injecter en 24 heures a une température donnée (par exemple 1506 de chlore pour 100m3 si l'eau est à 25', Nous en déduisons la consigne à afficher. Ce réglage pour devenir définitif sera affiné les premiers jours par repérage sur la réserve graduée pour arriver à la quantité fixée avec plus d'exactitude. Ensuite il n'aura plus besoin d'être retouché. Cette dose, qui n'exige pas une grande précision, sera injectée dans le circuit de recyclage pendant le passage de l'eau, en une seule fois par 24 h, à l'entrée de la nuit, sur laps de temps de 2 heures pour avoir une répartition dans le bassin et un temps de contact suffisants.(C@ temps peut entre porté à 3 heures si le débit de recyclage est insuffisant. Il y a alors le surdosage nécessaire par rapport au milieu pour avoir une action totale du chlore ( & PH correct) pendant le temps nécessaire à la destruction intégrale de n'importe quelle cellule vivante. Le milieu étant trés sensible, parce que non accoutumé, l'action biocide est intégrale avec action rémanente jusqu'à dissipation du principe actif du chlore par le temps et la lumière. Ce surdosage est néanmoins faible puisque la concentration n'exèdre pas 1,5mg/1 au moment du traitement. (c'est le dosage normal pratiqué dans les piscines privées traitées au chlore stabilise et en piscines publiques). Le bain pendant le cycle de traitement est donc parfaitement inoffensif. De plus il est aisé de différer le traitement si on le désire. Ensuite, le taux de chlore ne cesse de décroitre pour atteindre 0,2 mG/L au lever et devenir nul vers 11h à l'heure du bain, l'eau n'a ni gout ni odeur, elle est parfaitement potable (dosoge de l'eau potable: 0,1 a 0,2 ,g/1), parfaitement transparente. Les algues et microorganismes ne peuvent s'accoutumer ni se développer. Il est inutile d'avoir recours à une augmentation de dosage, ni à fortiori à un algstide même par temps orageux, Le problème des algues est résolu de façon si stable qu'une absence de traitement de plusieurs jours ne parvient pas à perturber la clarté de l'eau ni la propreté des parois.Il faut une absence de traitement de 4 jours pour voir apparaître ouelques algues qui seront détruites très facilement à la première chloration. L'experience prouve qu'il ne se forme pas non plus de chloramines (la montée en concentration étant trop rapide et l'oxydation du milieu étant totale Ce résultat est obtenu invariablement avec certitude a condition de conserver un PH inférieur à 7,8 La derive iu P.H. est très faible, parfois nulle, du fait de la faible consommation en produit. Un centrale de quinzaine suffit Le contrCle du chlore est Inutile et sans signification, la seule vérification résidant dans la baisse régulière du niveau de la réserve. Champ d'application Ce système, capable de donner aux Piscines une eau plus pure que l'eau potable (moins de 0,2 gH de chlore), caable d'empêcher tout développement d'algues avec une marge de securité sérieuse, ne demandant aucune manipulation si ce n'est le renouvellement de la réserve et le contrôle du Ph une fois par quizaine, Consommant en été 2,00F de produit par jour pour une Piscine de 100 93, concerne tous les propriétaires de Piscine désireux de se baigner enfin dans une eau vraiment claire, saine, débarrassée de tous produits chimiques pour un prix raisonable et sans toutes les tracasseries qui leur étaient imposées. Description des variantes du dispositif dècrit auparavant: S'adaptant aux variations de circonstances, la sonde crépusculaire, dispositif pilote sollicité par l'arrivée de la nuit et l'-extinction de toutes des lumiéresiutour du bassin, témoignant ainsi de la fin -des baignades du jour, apparaît comme la solution la plus satisfaisante pour initialiser le début du tycle et déciancher, la phase de stérilisation.Néanmoins d'autres dispositifs pilote produisant un résultat equivalent peuvent ètre utilisés Horloge de progrannation asservissement aux signaux de basculement de tarif du réseau , par exemple, Sachant que le dispositif pilote choisi dêclanche simultanément la machine injectant le chlore et la pompe animant le circuit de filtration dans lequel l'injection de chlore se produit alors. Le fait qu'il s'agisse du circuit de filtration étant sans rapport avec l'intérêt du procédé, tout autre circuit, susceptible de vehiculer le chlore dans le bassin et de le diluer dans la masse d'eau, peut tout aussi bien être utilisé. La machine a injecter le chlore, programmée d l'avance en débit et en temps de fonctionnement (en fonction du volume d'eau à traiter, de la fréquentation, de la température moyenne) peut, dans une forme plus élaborée, optimiser la stérilisation.Elle dispose alors d'un centre de calcul electronique et calcule elle même son débit et son temps de fonctionnement en fonction de paramètres en mémoire (données de base) et de paramètres extérieurs transmis par des sondes ou des capteurs (P H de l'eau, Taux de chlore atteint, température de l'eau, température de l'air afin de tenir compte des atmosphéres orageuses, débit et brassage Enfin dans sa forme la plus élabores, la machine est munie d'une electrovanne à 3 voies et d'un recervoir d'acide dilué lui permettant de faire son autonettoyage par aspiration d'acide et par la même occasion de corriger la dérive du PH de l'eau. La concentration en chlore dans le bassin, nulle ou stérilisation" commence sa montée pour atteindre un iaux maximum (T @@@) supérieur au tpoint critique" en un temps le plus bref possible pour empêcher les thloranines de se former tout en tenant compte du temps nécessaire a une bonne répartition dans le bassin et du temps de contact nècessare à la destruction de tous germes, Dans le cas général de Piscines correctement équipées tette phase de stérilisation dure environ 3 heures, temps au bout duquel T @@@ est atteint,mais il peut être réduit ou augmenté pour aboutir au résultat décrit plus haut. Le taux de concentration décroît ensuite pour retomber à 0,2 mg/l vers 10 heures puis du fait de la destruction du chlore par les ultras-violets continue de décroître jusqu'au début du cycle suivant, Notre recherche permet d'envisager de nombreux perfectionnements techniques possibles pour optimiser le procédé et parvenir å une chloration "intelligente" au sens informatique par opposition aux chlorations "aveugles" pratiquées jusqu'alors. REVENDICATIONS I - Procède de stérilisation cyclique de l'eau des Piscines privees, suivant lequel on introduit dans l'eau une solution chimique biocide stérilisante, caractérisé en ce que cette solution est introduite dans l'eau en une fois appelée phase de stérilisation" selon une période de 24 heures, par un dispositif réglable. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la solution stérilisante est une solution chlorée non stabilisée. 3 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisèe en ce que la solution peut être tout oxydant à dissipation rapide 1 - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisées en ce que la durée de la "phase de stérilisation" ou (duree d'injection dans le bassin de la solution stérilisante) est fixée au temps de contact nécessaire a la destruction des cellules vivantes présentes et que pour le chlore ce temps est de 2 à 3 heures, 5 - Procédé suivant les revendication 1 à 4 S-Procédé suivant les revendieation l à 4, caractérisées en ce que la but essentiel du , caractérisées en ce que le but essentiel du procédé est que "@" (taux de concentration de stérilisant dans le bassin) varie, au cours de 24 heures dans des proportions au moins telles que T -x : 10 x x T 6 - Procédé suivant les revendications 2 et 5, caractérisées en ce que la concentration atteint un maximum ts max) pendant la phase de. stérilisation" de telle sorte que Point critique 7 - Procédé suivant les revendications 2 et 5, caractérisées en ce que la concentration décrit adorés la phase de stérilisation* de telle sorte que T mini 3 - Procédé suivant les revendications 3 et 5, caractérisées en ce que Tmax1 et Tmini peuvent prendre toutes valeurs imposées par les caractéristiques de l'oxydant autre que le chlore pour un effet similaire. 9 - Procédé suivant les revendications 1-7-4 et S, caractérisées en ce que le dispositif d'injection de chlore est une pompe doseuse réglable manuellement en débit asservie à un t dispositif déclanchant la phase de stérilisation" et à une sonde de température de l'eau. Le dispositif déclanchant la "phase" étant, dans le cas du chlore, une sonde crépusculaire, la durée de la "phase" étant fixée à une valeur maximum de 3 heures par une temporisation 10 - Procédé suivant la revendication 9, caractérisée en ce que, dans une version plus perfectionnée. le débit, la durée de la phase de stérilisation", la période, c'est à dire les 3 paramètres propres au procédé (sans en altérer le principe) soient fixés automatiquement par un centre de calcul électronique en fonction:: - de la mesure de T nix dans le bassin - de la température de l'eau par un asservissement à une sonde de température placée dans le bassin ou dans le circuit de filtration en anont du chauffage - de la température de l'air par l'asservissement à une sonde de température de l'air. li - Procéoè suivant les revendications 1 à 8, caractérisées en ce que le dispositif d'injection de chlore ou d'autre stérilisant peut être un système doseur asservi à un autre dispositif pilotant la phase de stérilisation" (programmateur horaire ou autre) 12 - Procédé suivant les revendications de I à 10 , caractérisées en ce que le stérilisant est injecté dans le circuit de filtration , dans une variante est injecté directement dans le bassin par un circuit autre que celui de la filtration. 13 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le cycle de 24 heures peut être augmenté par multiples en dehors de la saison d'utilisation de la Piscine (hivernage)