Brevet FR2667514A1 — publié le 19920410

La présente invention concerne la séparation des liquides par décantation et a, plus particulièrement, pour objet un séparateur à hydrocarbures perfectionné constitué, entre autres, d'une cuve et d'un obturateur automatique. Les effluents et les eaux usées des installations industrielles, et parfois domestiques, contiennent très souvent des hydrocarbures. Des normes édictées par les Pouvoirs Publics interdisent généralement le rejet de liquides, et en particulier des eaux usées ou des effluents, chargés d'hydrocarbures, directement à l'égout ou dans les cours d'eau. Il est donc nécessaire de disposer d'équipements sur les conduites acheminant les eaux usées et les effluents vers les égouts ou les cours d'eau afin de les débarrasser des hydrocarbures qu'il contiennent. Diverses tentatives ont déjà été faites mais aucune ne donne totalement satisfaction lorsqu'il s'agit en particulier de séparateur dont le volume utile est de l'ordre de 0,3 à 5 m3. En effet, pour des installations de ce type, on utilise souvent des cuves en béton, en acier, en polyéthylène, voire en polyester. Aucune de ces solutions ne convient parfaitement. Les cuves en béton sont tout spécialement lourdes, les cuves métalliques sont facilement corrodables et les appareils en matériaux synthétiques posent des problèmes d'installations car ils sont peu aptes à résister aux poussées exercées par le sol dans lequel ils sont enfuis. Bien qu'il n'existe aucune norme AFNOR en la matière, il est d'usage de se référer à la norme DIN 1999. Aucune des solutions brièvement évoquées ne satisfait totalement à ces contraintes et, de plus, les appareils en question conservent difficilement leurs propriétés pendant de longues périodes si bien que les entrepreneurs qui les utilisent ont les plus extrêmes difficultés à satisfaire à leur obligation de garantie décénale à l'égard du maître de l'ouvrage. Le but de l'invention est de remédier à la plupart des inconvénients rappelés précédemment. L'invention a pour objet un séparateur à hydrocarbures constitué, entre autres, d'une cuve et d'un obturateur automatique, qui est caractérisé en ce qu'il comprend une cuve faite en béton allégé et délimitée par des parois extérieures minces qui forment un volume approximativement parallèlépipédique avec des parois supérieure et inférieure et des parois latérales dont deux de ces parois latérales opposées sont transpercées l'une d'un orifice d'entrée et l'autre d'un orifice de sortie qui sont tous deux situés à proximité de la paroi supérieure et placés de manière que l'orifice d'entrée soit à un niveau un plus haut que celui de l'orifice de sortie et un obturateur automatique qui est logé dans cette cuve à proximité de cet orifice de sortie et qui est constitué, d'une part, d'un corps en polyéthylène formé d'un tube de guidage et d'un conduit de rejet disposés verticalement côte-à-côte pratiquement parallèlement où ce tube de guidage est transpercé à proximité de sa partie supérieure d'au moins une fenêtre de collecte destinée à être placée à un niveau un peu plus bas que celui de l'orifice de sortie, est transpercé à sa partie inférieure d'au moins un ajour et est muni d'un siège de soupape situé à un niveau plus bas que celui de cet ajour, et où ce conduit de rejet est mis en communication avec ce tube de guidage au-dessous de ce siège et avec cet orifice de sortie, et qui est aussi cons titué, d'autre part, d'un flotteur qui est équipé d'une soupape et qui est placé dans ce tube de guidage pour s'y déplacer de manière que la soupape puisse venir reposer sur le siège et clore la communication entre tube de guidage et conduit de rejet. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la lecture de la description et des revendications qui suivent ainsi que de l'examen du dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple, où - la Figure 1 est une vue perspective extérieure d'un mode de réalisation d'un séparateur à hydrocarbures selon l'invention; et, - la Figure 2 est une coupe longitudinale médiane schématique du mode de réalisation de la Figure 1. Les séparateurs à hydrocarbures et leur fabrication étant bien connus dans la technique, on ne décrira par la suite que ce qui concerne directement ou indirectement l'invention. Pour le surplus, le spécialiste de la technique considérée puisera dans les solutions courantes classiques à sa disposition pour faire face aux problèmes particuliers auxquels il est confronté. Dans ce qui suit, on utilise toujours un même numéro de référence pour identifier un élément homologue quel que soit le mode réalisation. Pour la commodité de l'exposé, on décrira successivement chacun des constituants d'un séparateur à hydrocarbures selon l'invention avant d'en exposer le fonctionnement. Comme on le voit en examinant les figures du dessin, un séparateur à hydrocarbures selon l'invention est constitué, autre autres, d'une cuve 10 et d'un obturateur automatique 20. La cuve 10 est délimitée par des parois extérieures 11 qui forment un volume approximativement paraîlèlépipédique. Cette cuve comprend une paroi supérieure et une paroi inférieure ainsi que quatre parois latérales dont deux d'entre elles, qui sont opposées, sont transpercées l'une d'un orifice d'entrée 111 et l'autre d'un orifice de sortie 112. Ces orifices sont tous deux situés à proximité de la paroi supérieure et placés de manière que l'orifice d'entrée 111 soit à un niveau un peu plus haut que celui de l'orifice de sortie 112; ceci apparaît nettement sur la coupe schématique de la Figure 2. S'il y a lieu, une cloison 12 partielle séparatrice est placée transversalement, approximativement à mi-distance entre les orifices d'entrée 111 et de sortie 112, comme illustré. Comme on peut l'observer, cette cloison est munie d'un bord supérieur libre dirigé vers la surface de la paroi supérieure qu'il ne touche pas. Ce bord supérieur est situé à un niveau intermédiaire entre ceux propres à l'orifice d'entrée 111 et à l'orifice de sortie 112, comme illustré. De la sorte, cette cloison 12 divise la cuve en un compartiment 121 "débourbeur" et en un compartiment 122 d'évacution sur lesquels on reviendra par la suite. Comme on peut l'observer, la paroi supérieure de la cuve est transpercée d'au moins un regard 113 fermé par un tampon 114 amovible, de préférence deux regards sont présents et disposés comme illustré sur le dessin. La paroi supérieure est aussi, de préférence, munie de prises de manutention 115 tels que par exemple des anneaux de levage, mobiles ou fixes. Dans le mode de réalisation illustré, on notera que les parois latérales forment en fait deux troncs de pyramide qui sont réunis par leur grande base, selon une jonction approximativement parallèle aux parois supérieure et inférieure et située approximativement à mi-distance de celles-ci. De préférence, l'orifice d'entrée 111 est muni d'un brise-jet 100 fait d'un écran 101 et d'un déversoir 102 sur lequel on reviendra. L'obturateur automatique 20 est logé dans cette cuve à proximité de l'orifice de sortie 112 et est, de préférence, à l'aplomb d'un regard 113 dont la position et les dimensions permettent sa mise en place dans la cuve. Cet obturateur automatique 20 est constitué, d'une part, d'un corps 200 et, d'autre part, d'un flotteur 23. Comme on le voit, le corps 200 est formé d'un tube de guidage 210 et d'un conduit de rejet 220 disposés verticalement côte-à-côte, pratiquement parallèlement. Comme on peut l'observer, le tube de guidage 210 est transpercé à proximité de sa partie supérieure d'au moins une fenêtre 211 de collecte. Ce tube de guidage 210 est aussi transpercé à sa partie inférieure d'au moins un ajour 212 et est muni d'un siège 213 de soupape situé à un niveau plus bas que celui de l'ajour 212. Le conduit de rejet 220 est mis en communication à la fois avec ce tube de guidage 210 au-dessous du siège 213, et avec l'orifice de sortie 112. Le flotteur 23 est placé dans le tube de guidage 210 de manière à pouvoir s'y déplacer régulièrement et facilement comme on l'exposera par la suite. Ce flotteur est équipé d'une soupape 230 destinée à coopérer avec le siège 213 de manière à pouvoir y venir reposer et ainsi clore la communication entre le tube de guidage et le conduit de rejet. Cette soupape 230 est constituée d'un disque 231 lesté et d'une garniture 232. Pour des raisons d'assemblage, de montage et de mise en place, on voit que le tube de guidage 210 se termine par un socle 214 et que le conduit de rejet 220 est muni à sa partie supérieure d'un coude 221, éventuellement amovible, et à sa partie inférieure d'un embout 222. Grâce à ceci, on peut engager l'embout dans le socle et le coude dans l'orifice de sortie tout en assurant l'étanchéité des raccords. Lorsque le séparateur à hydrocarbures est mis en place, enfoui dans le sol et connecté à des canalisations d'entrée et de sortie, respectivement par ses orifices 111 et 112, et qu'il est en service, il se remplit du liquide chargé d'hydrocarbures jusqu'au niveau indiqué. Dans le mode de réalisation illustré, l'alimentation en liquide chargé d'hydrocarbures se fait par l'orifice d'entrée par l'intermédiaire du brise-jet. Comme on le voit, ce brise-jet est au moins en partie immergé dans le liquide. Toute nouvelle arrivée de liquide se fait ainsi pratiquement sans turbulence et, momentanément, le liquide nouvellement arrivé séjourne dans le compartiment débourbeur où il demeure relativement au repos et peut calmement y décanter.Du fait de leur différence relative de densité par rapport à celle d'un liquide aqueux, les hydrocarbures montent et se rassemblent en une couche à la partie supérieure de la nappe liquide. Le liquide emplit ainsi progressivement toute la cuve et notamment le compartiment d'évacuation. Le flotteur 23 est taré à une densité de 0,85. Tant que l'épaisseur de la couche d'hydrocarbures rassemblés à la surface de la masse liquide n'est pas trop importante, le flotteur est maintenu à un niveau tel que la soupape ne repose pas sur son siège. Le liquide décanté et débarrassé des hydrocarbures peut donc franchir le siège du tube de guidage et poursuivre son cheminement par le conduit de rejet en direction des conduites de rejet. Lorsque l'épaisseur de la couche d'hydrocarbures croit, le flotteur descend, s'enfonce progressivement jusqu'à venir atteindre un niveau tel où la soupape est fermée, interdisant alors tout écoulement ultérieur du liquide. On choisit la position de la fenêtre de collecte de manière que son niveau soit intermédiaire entre celui de l'orifice d'entrée et celui de l'orifice de sortie. On comprend donc qu'en choississant d'une manière appropriée correspondante le niveau du siège et le tarage du flotteur, il est possible de faire en sorte que l'obturateur automatique se ferme normalement lorsque l'épaisseur de la couche d'hydrocarbures est telle qu'elle risquerait de pénétrer dans les ajours 212 et qu'ainsi les hydrocarbures risqueraient de s'échapper dans la canalisation de rejet. La cuve est faite en béton par exemple armé, et s'il y a lieu vibré, et en tous cas allégé, et est mis en oeuvre de manière à obtenir des parois extérieures minces. L'adoption d'une configuration des parois latérales en troncs de pyramide réunis par leurs grandes bases selon une jonction approximativement parallèle aux paroix supérieure et inférieure et à mi-distance de celles-ci favorise les opérations de moulage, et surtout de démoulage en conférant de la dépouille. Le corps de l'obturateur proprement dit est fait en polyéthylène mis en oeuvre de préférence par roto moulage. La soupape est de préférence faite d'un disque d'acier inoxydable ou galvanisé lesté au besoin. La garniture est par exemple faite d'un joint torique en néoprène. Grâce à l'invention, il est possible de faire des séparateurs dont les volumes utiles s'échelonnent par exemple de 0,3 à 5 m3. Pour une capacité de 2 m3, la cuve a des dimensions hors-tout de environ 1,75 m en longueur, 1,20 m en largeur et 1,40 m en hauteur et cela pour une masse de l'ordre de 990 kg approximativement. Dans un tel cas, la hauteur de la surface libre du liquide, c'est-à-dire la hauteur de la cloison est de l'ordre de 1,20 m. Avec un tel séparateur, il est possible d'obtenir un débit de 6 à 8 l/s environ. La fermeture de la soupape indiquant que la cuve est "saturée" et doit être "curée" peut être signalée de toute manière appropriée. Par exemple on peut surveiller visuellement l'écoulement à l'orifice de sortie; sa cessation est un signe de "saturation". On peut aussi assurer une surveillance automatique en associant par exemple au flotteur ou à sa soupape un détecteur de position qui déclenche électriquement une alarme visuelle, acoustique ou autre. Il suffit alors d'oter le tampon du regard pour accéder à l'intérieur de la cuve et en pomper les hydrocarbures qui s'y sont accumulés. De la description qui précède, on saisit immédiatement les nombreux avantages qu'apportent le séparateur à hydrocarbures selon l'invention. Outre le fait qu'il est pratiquement incorrodable et indestructible une fois enfoui, sa légèreté relative et son encombrement réduit permettent de le construire et de l'assembler en usine et de le transporter ainsi ensuite jusqu'au point de-mise en service d'une manière commode et relativement peu onéreuse ne nécessitant pas de moyens de transport et/ou de manutention spéciaux. REVENDICATIONS 1 - Séparateur à hydrocarbures constitué, entre autres, d'une cuve (10) et d'un obturateur automatique (20), caractérisé en ce qu'il comprend une cuve (10) faite en béton allégé et délimitée par des parois (11) extérieures minces qui forment un volume approximativement parallélépipédique avec des parois supérieure et inférieure et des parois latérales dont deux parois latérales opposées sont transpercées l'une d'un orifice d'entrée (111) et l'autre d'un orifice de sortie (112) qui sont tous deux situés à proximité de la paroi supérieure et placés de manière que l'orifice d'entrée (111) soit à un niveau un peu plus haut que celui de l'orifice de sortie (112) et un obturateur automatique (20) qui est logé dans cette cuve (10) à proximité de cet orifice de sortie (112) et qui est constitué d'une part d'un corps (200) en polyéthylène formé d'un tube de guidage (210) et d'un conduit de rejet (220) disposés verticalement côte-à-côte pratiquement parallèlement où ce tube de guidage (210) est transpercé à proximité de sa partie supérieure d'au moins une fenêtre (211) de collecte destinée à être placée à un niveau un peu plus bas que celui de l'orifice de sortie (112), est transpercé à sa partie inférieure d'au moins un ajour (212) et est muni d'un siège (213) de soupape situé à un niveau plus bas que celui de cet ajour (212) et où ce conduit de rejet (220) est mis en communication avec ce tube de guidage (210) au dessous de ce siège (213) et avec cet orifice de sortie (112), et qui est constitué d'autre part d'un flotteur (23) qui est équipé d'une soupape (230) et qui est placé dans ce tube de guidage (210) pour s'y déplacer de manière que la soupape (230 puisse venir reposer sur le siège (213) et clore la com munication entre tube de guidage (210) et conduit de rejet (220). 2 - Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape (230) est constituée d'un disque (231) lesté et d'une garniture (232). 3 - Séparateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une cloison (12) partielle séparatrice placée transversalement approximativement à mi-distance entre ces orifices d'entrée (111) et de sortie (112) de manière que son bord supérieur soit à un niveau intermédiaire entre ceux de ces orifices (111, 112) et un peu au-dessus de celui de cette fenêtre (211) afin de délimiter un compartiment débourbeur (121) du côté de l'orifice d'entrée (111) et un compartiment d'évacuation (122) du côté de l'orifice de sortie (112). 4 - Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'orifice (111) d'entrée est muni d'un brise jet (100) fait d'un écran (101) et d'un déversoir (102). 5 - Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi supérieure est transpercé d'au moins un regard (113) fermé par un tampon (114) amovible. 6 - Séparateur s#elon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi supérieure est munie de prises de manutention (115) tels des anneaux de levage. 7 - Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les parois latérales forment deux troncs de pyramide réunis par leurs grandes bases selon une jonction approximativement parallèle aux parois supérieure et inférieure et à mi-distance de celles-ci.