Brevet FR2657540A1 — publié le 19910802

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FILTRATION-REGULATION DE DEBIT NOTAMMENT POUR INSTALLATION DE TRAITEMENT DES EAUX DE PISCINES La présente invention a trait en particulier aux installations de traitement des eaux de piscines et plus précisément à la filtration et à la régulation du débit de l'eau de telles installations. Une installation de traitement d'eau d'une piscine, telle qu'une piscine publique notamment, regroupe, comme illustré schématiquement par la figure 1 du dessin ci-annexé, un certain nombre d'éléments, à savoir: un bassin 1 entouré sur un, deux, trois ou quatre côtés d'un réseau de goulottes 2, équipé d'une grille de recouvrement; un réseau de canalisations 3 récupérant les eaux recueillies par ces goulottes 2; un bac tampon 4 récupérant les eaux véhiculées par les canalisations 3 et recevant de temps en temps par une canalisation 5 de l'eau de compensation d'évaporation; une installation de filtration et de traitement chimique comprenant notamment une pompe 6, un filtre 7 et une unité 8 d'injection dans l'eau de retour vers le bassin 1 de produits de traitement, cette installation étant reliée en amont à la fois au bassin 1 et au bac tampon 4. Dans une telle installation, le bac tampon permet de réguler le niveau des eaux dans le bassin 1 en fonction du nombre de baigneurs et autorise le débordement du bassin dans les goulottes 2 pour assurer l'écrémage. Ce type d'installation présente un certain nombre d'inconvénients. Le bas tampon 4, d'une part, et l'ensemble pompe 6 - filtre 7, d'autre part, sont fonctionnellement et physiquement dissociés ce qui oblige à des travaux de génie civil importants, accrus par ailleurs par la nécessité de dimensionner largement le bac tampon pour qu'il remplisse convenablement sa fonction de régulation. De plus, le débit de renouvellement de l'eau dans le bassin 1 est fortement tributaire de l'encrassement du filtre 7 situé en aval de la pompe 6, si bien que ce débit baisse en même temps que le filtre s'encrasse. Le but de la présente invention est de pallier ces divers inconvénients en proposant une nouvelle technique de filtration et régulation de débit des eaux de renouvellement notamment de piscines, bassins de loisir ou analogues. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de filtration-régulation de débit notamment pour installation de traitement des eaux de piscines, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre la totalité des eaux de débordement du bassin à une filtration gravitaire à l'air libre, à envoyer l'eau filtrée dans un réservoir mis à l'atmosphère, de manière contrôlée de façon à conserver dans ledit réservoir une hauteur de préférence sensiblement constante et à prélever l'eau filtrée du réservoir pour l'envoyer dans le circuit d'eau de renouvellement de la piscine. Avantageusement, la filtration est effectuée à charge constante en recueillant l'excès d'eau brute à filtrer et le stockant dans un bac tampon en vue de son recyclage ultérieur automatique dans le circuit de filtration. L'invention concerne également un dispositif de filtration-régulation de débit pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est constitué, dans son mode de réalisation préféré, d'un bac supérieur ouvert comportant une partie inférieure formant réserve d'eau filtrée, un plancher filtrant disposé au dessus de la réserve d'eau filtrée et supportant un lit épais granulaire de filtration au dessus duquel l'eau brute à filtrer est admise en provenance notamment du réseau de récupération des eaux de la piscine, d'un bac tampon, également ouvert, adjacent audit bac supérieur et communiquant avec ce dernier par un déversoir, une pompe de recirculation prélevant l'eau du bac tampon et la réintroduisant dans ledit bac supérieur sous la commande d'un détecteur du niveau d'eau dans le bac supérieur au dessus du lit filtrant et d'un bac inférieur, également ouvert, disposé sous les bac supérieur et tampon, alimenté en eau filtrée provenant de ladite réserve par une canalistion dans laquelle est interposée une vanne de régulation pilotée par un détecteur du niveau de l'eau filtrée dans ledit bac inférieur et une canalisation d'envoi, par l'intermédiaire d'une pompe, de l'eau du bac inférieur vers le circuit de renouvellement d'eau du bassin de la piscine. Un tel dispositif assure à la fois la filtration et la régulation de débit de l'eau de renouvellement de la piscine et se présente sous la forme d'une unité ou module extrêmement compact et de dimensions réduites en comparaison avec les unités conventionnelles, très sensiblement de dimensions plus importantes et implantées en des endroits séparés et chargées, l'une, de filtrer et recycler l'eau, l'autre, de réguler (bac tampon traditionnel) les eaux de débordement de la piscine. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexé sur lequel: Figure 1 est un schéma d'une installation convention- nelle de traitement et recyclage des eaux d'une piscine; Figure 2 est un schéma de la piscine de la figure 1 équipée d'un dispositif conforme à l'invention, et Figure 3 est une vue en coupe verticale d'un mode de réalisation d'un dispositif de filtration-régulation de débit selon l'invention. Sur la figure 2 on a représenté symboliquement en 9 un module de filtration-régulation conforme à l'invention, relié, d'une part, au réseau 3 de canalisations de récupération des eaux de débordement, via les goulottes 2 de la piscine 1, ainsi qu'à cette dernière par une canalisation de vidange 10 et, d'autre part, au circuit 11 de renouvellement d'eau de la piscine. La figure 3 est une vue détaillée du module 9 en coupe verticale. Le module présente la forme générale d'une enceinte parallélépipèdique cloisonnée en trois bacs, tous à l'atmosphère, à savoir un bac supérieur 12 de filtration, un bac inférieur 13 de stockage et recirculation de l'eau filtrée et un bac latéral 14 faisant office de bac tampon. Les bacs sont constitués par exemple par des coques de polyester moulées. Le bac supérieur 12 comporte un plancher filtrant 15 délimitant un espace supérieur o se trouve un lit épais granulaire de filtration 16 et un espace inférieur 17 servant de réserve d'eau filtrée. Le plancher filtrant 15 est par exemple constitué, à la manière connue, de dalles poreuses jointoyées par un ciment- colle et portées par des chevrons En dessous du plancher est disposé un réseau de canalisations 18 alimenté en air comprimé par l'intermédiaire d'une vanne 19 et destiné au nettoyage, également à la manière connue, du plancher 15. Le plancher supporte un lit filtrant granulaire 16 de type conventionnel, par exemple du sable, ou tout autre matériau filtrant granulaire réparti en une ou plusieurs couches de nature et de granulométrie différentes, d'une épaisseur appropriée. L'eau brute à filtrer 20 est amenée par gravité dans le bac 12, au dessus du lit 16 par une canalisation 21 reliée auxdites canalisations 3 et 10. Cette eau brute à filtrer 20 est contenue en partie supérieure du bac 12 dont la paroi 22 tournée vers le bac tampon 14 est à un niveau légèrement inférieur à celui des trois autres parois du bac, afin de constituer un déversoir de trop-plein 23 vers ledit bac 14. L'eau du bac 14 est remontée et déversée dans le bac 12 par une canalisation 24 munie d'une pompe de recirculation 25 commandée par un détecteur de niveau 26 disposé dans le bac 12. Le bac inférieur 13 est mis à l'air libre par une communication symbolisée en 27 sur la figure 3 Ce bac est chargé de stocker l'eau filtrée 28 transférée depuis l'espace 17 par une canalisation 29 munie d'une vanne 30 de régulation de débit chargée de compenser la perte de charge du filtre due à son encrassement progressif et commandée par un organe de mesure de niveau 31 disposé dans le bac 13 A titre d'exemple, la vanne 30 est une vanne de type papillon à positionnement quart-de-tour et le détecteur 31 est une sonde capacitive plongée dans l'eau filtrée ( 17 >. L'eau filtrée est reprise dans le bac 13 par une canalisation 32 dans laquelle est interposée la pompe principale 33 d'alimentation du bassin 1 de la piscine Dans cette canalisation 32 sont introduits d'éventuels agents de traitement ( 8, figure 2) de l'eau. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant. L'eau à filtrer arrive dans le bac 12 par la canalisation 21 L'excès d'eau est déversé dans le bac tampon 14. S'il advient que le niveau dans le bac 12 descend d'une certaine valeur en dessous du niveau du déversoir 28, le détecteur 26 déclenche automatiquement la pompe de recirculation 25 qui remonte l'eau brute du bac tampon 14 et la déverse dans le bac 12 pour remonter le niveau en sorte qu'en permanence le filtre 16 travaille pratiquement à charge constante Une canalisation 34 munie d'une vanne 35 et branchée sur le réseau de distribution d'eau permet le cas échéant d'effectuer un apport d'eau neuve. L'eau s'écoule par percolation descendante à travers le lit filtrant 16 et le plancher 15 et est recueillie dans l'espace 17 Elle est envoyée dans le bac 13 par la vanne 30. La vanne 30 fait office d'organe de régulation du débit d'eau filtrée depuis l'espace 17 Elle doit permettre à tout moment le passage d'un débit constant et égal au débit de la pompe 33 d'alimentation de la piscine. La position d'ouverture de la vanne 30 est commandée par la hauteur h du bac 13 mesurée à l'aide de la sonde de détection 31 selon le protocole suivant: une baisse du niveau h signifie une chute du débit de filtration attribuable à l'encrassement du filtre 16; pour compenser cette perte de charge la vanne 30 doit offrir une ouverture de passage plus grande jusqu'à stabilisation du niveau h affiché sur le détecteur 31. L'encrassement progressif du filtre est ainsi compensé par une modification appropriée de l'ouverture de la vanne 30. La pompe principale 33 fonctionne ainsi en permanence avec une hauteur d'eau h sensiblement constante à l'aspiration. Le filtre 16 qui est un filtre gravitaire ouvert à charge constante, procure une meilleure qualité de la filtration qu'un filtre sous pression. Le fait de prévoir un bac tampon 14 adjacent au bac filtrant 12 permet aussi de réduire en dimensions et en encombrement l'ensemble du module 9. Une telle conception intégrée de la filtration (bac 12) et de la régulation de débit (bac 14) permet de réaliser un ensemble ou module 9 remarquablement compact par son volume et ses dimensions Les bacs 12, 13 et 14 sont regroupés avec leurs équipements complémentaires (pompes, vannes, conduites, armoire de commande, etc) pour former un ensemble parallélépipèdique unitaire plus simple à fabriquer, à installer et à entretenir. Ses coûts de réalisation et d'implantation dans le site de la piscine, du fait notamment de la possibilité de réaliser et monter en atelier tout le module 9 avec ses équipements complémentaires (à l'exception du filtre) et de transporter facilement l'ensemble, sont substantiellement inférieurs aux coûts de réalisation des deux ensembles traditionnels séparés, de filtration et de régulation respectivement. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne les formes, dimensions et disposition des différents bacs, ceux-ci pouvant par exemple délimiter un volume général cylindrique, ainsi que la nature du filtre gravitaire 16. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé de filtration-régulation de débit notamment pour installation de traitement des eaux de piscines, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre la totalité des eaux de débordement du bassin à une filtration gravitaire à l'air libre ( 16), à envoyer l'eau filtrée dans un réservoir ( 13) mis à l'atmosphère, de manière contrôlée de façon à conserver dans ledit réservoir une hauteur de préférence sensiblement constante et à prélever l'eau filtrée du réservoir ( 13) pour l'envoyer dans le circuit d'eau de renouvellement de la piscine. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la filtration est effectuée à charge constante en recueillant l'excès d'eau brute à filtrer et le stockant dans un bac tampon ( 14) en vue de son recyclage ultérieur automatique dans le circuit de filtration ( 16). 3 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un bac supérieur ouvert ( 12) comportant une partie inférieure ( 17) formant réserve d'eau filtrée, un plancher filtrant ( 15) disposé au dessus de la réserve d'eau filtrée et supportant un lit épais granulaire, homogène ou non, de filtration ( 16) au dessus duquel l'eau brute à filtrer est admise ( 21) en provenance notamment du réseau de récupération des eaux de la piscine ( 1), d'un bac tampon ( 14), également ouvert, adjacent audit bac supérieur ( 12) et communiquant avec ce dernier par un déversoir ( 23), une pompe de recirculation ( 25) prélevant l'eau du bac tampon ( 14) et la réintroduisant dans ledit bac supérieur sous la commande d'un détecteur ( 26) du niveau d'eau dans le bac supérieur ( 12) au dessus du lit filtrant ( 16) et d'un bac inférieur ( 13), également ouvert, disposé sous les bac supérieur ( 12) et tampon ( 14), alimenté en eau filtrée provenant de ladite réserve ( 17) par une canalistion ( 29) dans laquelle est interposée une vanne de régulation ( 30) pilotée par un détecteur ( 31) du niveau de l'eau filtrée ( 28) dans ledit bac inférieur ( 13) et une canalisation ( 32) d'envoi, par l'intermédiaire d'une pompe ( 33), de l'eau du bac inférieur ( 13) vers le circuit de renouvellement d'eau ( 11) du bassin ( 1) de la piscine. 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les trois bacs ( 12,13,14) sont réalisés en un seul élément ou module ( 9) cloisonné de manière appropriée et délimitant un volume parallélépipèdique ou cylindrique, les divers équipements ( 25,30,33) étant de préférence montés sur ledit module.