Brevet FR2683495A1 — publié le 19930514

La présente invention concerne un système mobile de traitement des installations sanitaires d'une rame de chemin de fer, permettant la vidange et le nettoyage de chaque sanitaire d'une rame immobilisée à quai à cet effet. Bien entendu, ce système ne s'applique qu'aux convois équipés de sanitaires étanches à recirculation (également appelés WC chimiques), c'est à dire par exemple les rames TGV, mais également tout autre train de ce type. Schématiquement, le traitement consiste: - à évacuer les effluents provenant de chaque sanitaire et à les collecter dans un réservoir avant de les rejeter à l'égout, - à injecter dans un premier temps de l'eau de rinçage à l'intérieur des parties polluées du sanitaire et à évacuer cette eau vers le même réservoir collecteur, - à injecter ensuite une solution constituée d'eau et de produit chimique concentré visant à dégrader et à traiter les effluents, et enfin - à procéder à la vidange complète des flexibles d'injection et de collecte. Compte tenu que les rames dotées de sanitaires à recirculation sont en service depuis plusieurs années, il existe déjà des installations de traitement en cours de fonctionnement dans certaines gares, et d'autres sont actuellement en construction pour faire face à l'accroissement des rames à WC chimiques. On en relève de deux types: les installations stationnaires et les installations mobiles, ces deux catégories comportant elles-mêmes des subdivisions nées de conceptions différentes. Cette distinction pose en réalité le problème majeur auquel on est confronté: du fait de l'absence d'identité entre les différentes rames qui se présentent à quai pour subir les traitements sanitaires requis, il est préférable de pouvoir bénéficier d'une certaine mobilité des points de liaison entre les sanitaires des convois et les installations de nettoyage, pour les raisons suivantes: - les positions des WC diffèrent d'un type de rame à l'autre, - il n'y a aucune symétrie longitudinale, et la rame peut se présenter à l'endroit comme à l'envers. La comptabilisation des possibilités résultant de ces deux propositions conduit à prendre en compte un nombre conséquent de points de traitement. Le choix d'une structure stationnaire impose par conséquent des contraintes importantes: il faut prévoir un poste fixe à tous les endroits où sont recensés des sanitaires sur tous les types de rame à traiter, quel que soit le sens de leur arrivée. Outre le fait que la limitation majeure de ce type d'installation réside dans l'impossibilité de prévoir l'emplacement des sanitaires dans les rames du futur, il faut d'emblée noter que cette option est infiniment plus coûteuse. En effet, il est indispensable que chaque type de rame puisse être traitée, et il faut donc installer tous les postes fixes nécessaires aux rames connues: il y a donc à chaque fois des poste en surnombre qui ne fonctionnent que pour certains types de rames, et qui sont corollairement inutiles lorsque la rame qui se présente n'a pas de sanitaires au droit de ces postes. Selon une conception préconisée et actuellement utilisée pour ces structures stationnaires, la solution chimique active de traitement, constituée d'un mélange d'eau et de produit chimique concentré, est préparée dans un local prévu à cet effet, puis acheminé vers le quai où a lieu le traitement. Sur ce quai, à chaque sanitaire correspond un poste fixe doté de deux flexibles respectivement d'amenée du liquide et d'évacuation. Le premier a pour fonction d'injecter l'eau du rinçage et la solution active, de manière séquentielle, alors que le second sert à évacuer les effluents et les solutions précitées. Chaque poste fixe dépend d'une unité centrale, à laquelle il est relié par des conduites de transport des divers liquides participant à l'opération de traitement, et par des câbles électriques. L'unité centrale comporte les éléments suivants: - un réservoir de collecte des effluents avec une pompe à vide, - un dispositif de rejet à l'égout, - un dispositif de préparation de l'eau de rinçage, - un dispositif de préparation de précharge, - un dispositif de distribution d'air comprimé, et - un équipement électrique. Le traitement des sanitaires d'un convoi se fait séquentiellement, quoique puisse laisser supposer la structure de type parallèle des différents postes. Chaque poste est raccordé au sanitaire correspondant par un agent qui effectue manuellement la connexion des flexibles d'amenée et d'évacuation. En fin de processus, la déconnexion est également manuelle. Cette catégorie d'installation exige donc une unité centrale, un poste de traitement, un jeu de flexibles et de canalisations de liaison pour chaque point de traitement sur le quai. Elle nécessite par conséquent un investissement coûteux, pour une structure dépourvue de souplesse et incapable de s'adapter à toute modification ultérieure. Selon une variante également existante et utilisée dans certaines gares, la solution de traitement ou solution de précharge, c'est à dire le mélange eau/produit chimique concentré, est effectué unitairement pour chaque poste fixe, et non plus dans un local à part comme c'était le cas auparavant. Cela n'atténue cependant pas la lourdeur de l'ensemble, qui reste fonctionnellement rigide. On a bien entendu cherché à éliminer ce manque de souplesse par une structure mobile, et c'est ainsi que certaines gares ont été équipées d'ensembles de traitement mobiles qui cumulent les fonctions du module précédent et celles d'un poste de traitement. L'avantage du système est qu'on peut regrouper l'appareillage dans un volume beaucoup plus restreint. Plus précisément, les dispositifs réalisant les fonctions de traitement et les moyens de stockage des liquides utilisés et des boues retraitées sont alors placés sur un véhicule qui les déplace devant chaque WC à traiter. Par exemple sur une remorque tractée par un engin motorisé. Ce type de conception présente également une limitation importante, qui entrave son développement: le rendement n'est pas bon, compte tenu des possibilités pratiques de remorquage sur un quai le long d'une rame par un véhicule traditionnel. En effet, on est limité par la capacité des cuves employées, qui ne permettent pas de traiter en une seule opération une rame complète. II faut agir pour une portion de rame de la manière suivante: Le convoi de traitement se déplace le long de la rame et s'arrête devant chaque sanitaire à nettoyer. Le chauffeur effectue les connexions des flexibles manuellement, puis les enlève en fin de cycle et déplace le convoi jusqu'au prochain WC, et ainsi de suite. Cependant, consécutivement aux restrictions imposées par le remorquage, la cuve est pleine d'effluents à mi-parcours ou avant, et les cuves d'alimentation sont vides. L'opérateur doit par conséquent rallier un point de branchement à un égout pour vidanger la cuve à effluents, et se connecter à un point d'eau, de préférence prévu à proximité de l'égout. Chacune de ces opérations, manuelle, lui impose au surplus de descendre de sa cabine pour effectuer les branchements et commander l'exécution du processus. Cela conduit à une succession de pertes de temps aboutissant finalement à une perte totale importante, qui n'est pas compatible avec les impératifs de rendements qui pourraient être atteints compte tenu des cadences de rotation possibles des rames. En somme, cette solution est techniquement plus judicieuse, car moins lourde et plus adaptable, mais elle n'est pas adéquate du point du vue du rendement, faisant perdre d'un côté en rentabilité ce qu'on avait gagné de l'autre. La présente invention s'affranchit des inconvénients cités auparavant, et elle combine les avantages des deux types de solutions qui existent à ce jour. Elle préconise l'emploi d'un système mobile de traitement des installations sanitaires qui se caractérise par une structure mixte dont une partie est fixe et l'autre mobile. Cette nouvelle installation comprend: - un module stationnaire contenant des moyens de stockage des liquides de traitement et des produits évacués, des moyens de production d'air comprimé, des équipements électriques et de commande des circuits de fluides, ce module étant relié à - un dispositif de manutention permettant le guidage et le déplacement des tuyauteries de liaison flexibles et des câbles souples issus dudit module, et - un poste de traitement mobile sur ledit dispositif de manutention, muni de moyens de commande du déplacement et des opérations de traitement, de moyens de liaisons avec le sanitaire à nettoyer, et de moyens de stockage additionnels. Selon une configuration préférentielle, le système est au surplus muni d'une mise hors-gel lui permettant de fonctionner par n'importe quelles conditions climatiques. Bien entendu, cette mise hors-gel n'est pas systématique et dépend des conditions extérieures. Cette mise hors-gel s'effectue après avoir vidangé les tuyauteries de liaison dans leurs réservoirs respectifs du module. On injecte ensuite de l'air chaud provenant du module dans lesdites tuyauteries, selon une quantité réglable en fonction de la tuyauterie concernée. Notamment, I'air chaud envoyé dans le circuit du produit chimique concentré de traitement passe par le moyen de stockage prévu dans le poste mobile, alors que l'air chaud injecté dans le circuit d'eau est connecté au niveau du poste mobile au circuit d'évacuation des effluents, puis injecté dans le réservoir à effluents où une vanne est ouverte, permettant son échappement. Selon une autre configuration possible, I'air provenant du circuit de produit chimique est réadmis par une vanne by-pass dans le circuit "effluents". L'importance de cette fonction hors-gel est essentielle dans l'optique d'une conception comme celle de l'invention, utilisant des flexibles de grande longueur entre le poste mobile et le module central fixe. En effet, s'il s'avérait que du liquide résiduel gelait dans ces tuyauteries, I'absence de cette fonctionnalité serait catastrophique. La fragilisation des conduits flexibles résultant de la prise du gel peut aboutir à une rupture de ceux-ci, sans compter les dégâts annexes que peut produire le gel à l'intérieur même des dispositifs de l'invention. Ce problème du gel est d'autant moins négligeable que les tuyauteries sont constamment en mouvement au cours du fonctionnement, une portion de celles-ci pouvant même former une boucle par laquelle les tuyauteries changent de direction. Cette boucle peut créer des zones de contraintes importantes si du liquide a gelé à l'intérieur. Les mouvements des flexibles peuvent être automatisés par l'intermédiaire d'une motorisation du poste mobile de traitement, par voie électrique ou pneumatique. Les déplacements peuvent également être réalisés manuellement par l'agent de service. En réalité, le poste mobile de traitement se présente sous forme d'un chariot mobile en translation sur une glissière, le long de la rame. Les tuyauteries flexibles reliant le module central fixe et le chariot surgissent du sol à un emplacement central par rapport à la glissière de sorte qu'elles permettent un débattement horizontal du poste mobile vers les deux extrémités, en ne nécessitant que la longueur minimale pour lesdits flexibles, c'est à dire à peu près la longueur d'une demie rame ou moins. Le chariot mobile comporte des flexibles permettant de le connecter au sanitaire à traiter, au nombre de deux destinés respectivement à l'injection et à la récupération des liquides traitants et des boues collectées. Le dispositif de manutention, connu en soi, comprend une structure métallique faisant office de rail de guidage et de glissière, avec une chaîne poussée ou tirée par le chariot, ladite chaîne possédant un guidage latéral et les supports longitudinaux précités. Les tuyauteries flexibles et les câbles souples sont mis en place dans cette chaîne et se déplacent par conséquent avec celle-ci. L'opérateur dispose d'un boîtier de commande lui permettant de déplacer dans les deux sens le poste mobile de traitement le long de la rame. II contrôle les mouvements du chariot et peut piloter le positionnement du poste en face d'un sanitaire à nettoyer. Selon une variante possible, I'ensemble de ces opérations a lieu manuellement. Le module central stationnaire qui alimente le poste mobile est composé essentiellement des éléments suivants: - une cuve de collecte des effluents avec une pompe à vide, - une préparation de l'eau de rinçage et de mélange avec une pompe de reprise et un compteur, - une cuve de stockage de produit concentré avec une pompe de transfert, - une entrée d'air comprimé, et - un équipement électrique multi-usages, servant notamment d'alimentation d'énergie à certains appareillages. Le poste de traitement mobile assure un certain nombre de fonctions complémentaires de celles assurées par le module central. A cet effet, il dispose également d'un équipement électrique, de plusieurs vannes contrôlant les flux d'air et de liquide et les différents circuits de circulation, un moyen de stockage du produit concentré et les connexions au sanitaire. Par rapport aux systèmes de l'art antérieur, décrits auparavant, les avantages de ce nouveau système qui fait l'objet de l'invention sont évidents : une souplesse d'utilisation inégalée, un investissement de départ bien moindre, une utilisation rationnelle de l'ensemble du système et un rendement optimal. On aboutit à un excellent rendement pour un coût d'installation beaucoup moins élevé qu'avec les structures fixes. Au surplus, on a la capacité d'adaptation du dispositif mobile de l'état de la technique cité auparavant, puisqu'une telle installation peut fonctionner quels que soient les emplacements des sanitaires sur les convois traités. Dans une description plus détaillée des système de l'invention, on se référera aux figures annexées, pour lesquelles: - La figure 1 est un schéma synoptique de l'installation selon l'invention, montrant son implantation topographique, et - La figure 2 est un schéma fonctionnel des différents composants du système. Comme cela apparaît en figure 1, I'invention se compose d'un module central (1), qui peut être enterré ou prendre la forme d'une cabine extérieure, d'où partent les tuyauteries flexibles et les câbles souples (2) à destination du poste mobile (3). Le module fixe (1) centralise la collecte des effluents dans un réservoir (4) prévu à cet effet. La cuve à eau (5) et le réservoir (6) à produit chimique concentré de traitement centralisent également la distribution de ces deux liquides. II comprend également un équipement électrique (9), un dispositif produisant l'air chaud (7) et une entrée d'air comprimé (8). Selon des variantes possibles, il peut s'agir d'une simple entrée d'air chaud et'ou d'un dispositif de production d'air comprimé inclus dans le module (1). De même, il peut s'agir d'une alimentation en eau extérieure à la place d'une cuve de stockage incluse dans le module. A leur sortie de terre, les tuyauteries flexibles (2) sont guidées et entraînées par le système de manutention à chaîne comportant des guides longitudinaux (10). Le chariot du poste mobile (3) tire ou pousse la chaîne, de sorte que les flexibles et les câbles souples (2) se configurent en fonction des positions relatives du module (1) et du poste mobile (3). On a représenté deux positions possibles dudit poste (3), dans lesquelles la boucle de changement de sens des tuyauteries flexibles est à deux emplacements différents. Le chariot mobile (3) comprend un équipement électrique (11) relié par câble souple au dispositif électrique (9) du module central (1). Un réservoir additionnel (12) permet au produit chimique concentré d'être éventuellement stocké dans le poste mobile (3) pour des besoins de régulation dans la phase de fabrication du mélange de traitement. Deux flexibles (13) et (14) issus dudit chariot mobile (3) sont connectés à la rame (15) et assurent la liaison entre le système de traitement et l'objet à traiter. La figure 2 montre d'une manière plus précise les divers composants des circuits fluidiques concernés par le processus de traitement. Le fonctionnement est le suivant: - Dans une première étape, les effluents sont aspirés via les flexibles (14) et (16) vers le réservoir (4). Simultanément, on opère un transfert du produit chimique concentré de son container de stockage (6) vers le réservoir (12) du poste mobile (3), via la tuyauterie flexible (17). Facultativement, on peut aussi procéder au débouchage des buses en injectant de l'air comprimé en (8), lequel est envoyé vers le flexible (13) via la tuyauterie (18) et le clapet de non-retour (20). - Dans un second temps, on injecte de l'eau de rinçage issue du réservoir (5), qui est amenée dans le sanitaire à traiter par le flexible (13) via la tuyauterie (19). Cette eau de rinçage est simultanément aspirée via le même canal que celui par lequel on évacue les effluents, c'est à dire le circuit (14) - (16) - (4). - L'étape suivante consiste à purger à l'air le flexible (13), tout en terminant l'aspiration de l'eau de rinçage par le flexible (14), vers le réservoir (4). - Puis, on injecte un mélange composé de produit chimique concentré issu du réservoir (12) et d'eau provenant de la cuve (5). - Le flexible (13) d'amenée du liquide de traitement est à nouveau purgé par de l'air comprimé suivant le même trajet qu'auparavant. - Le réservoir (12) de produit concentré est vidangé par injection d'air comprimé provenant de l'entrée (8) et aboutissant au réservoir (12) via la tuyauterie flexible (18) et la branche (21) du circuit interne au poste mobile (3). - Ces deux dernières phases, suivies par une injection d'air chaud, constituent l'opération de mise hors-gel. L'air est envoyé d'une part dans le réservoir (12) via le flexible (17), et d'autre part dans le réservoir à effluents en suivant le circuit complexe suivant : tuyauterie (19), vanne commandée by-pass (22), tuyauterie (16), réservoir (4). Dans ce dernier cas, la vanne by-pass shunte les flexibles de liaison au sanitaire à traiter, et le circuit du fluide est par conséquent interne au système de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système mobile de traitement des installations sanitaires d'une rame de chemin de fer, fonctionnant à partir d'injections de liquides notamment basés sur un produit chimique dégradant les effluents des sanitaires à traiter, caractérisé en ce qu'il comprend: - un module stationnaire contenant des moyens de stockage des liquides de traitement et des effluents évacués, des moyens de production d'air comprimé, des équipements électriques et de commande des circuits de fluides, ledit module étant relié à - un dispositif de manutention permettant le guidage et le déplacement de tuyauteries de liaison flexibles et des câbles souples issues dudit module, et - un poste de traitement mobile sur ledit dispositif de manutention, doté de moyens de commande des opérations de traitements des sanitaires, des moyens de liaison auxdits sanitaires et de moyens de stockage additionnels. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de mise hors-gel par circulation d'air chaud provenant d'une entrée d'air chaud, localisé dans le module stationnaire et envoyé dans les tuyauteries et circuits de distribution et d'évacuation des liquides de traitement et des effluents. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entrée d'air chaud est connectée à un dispositif de production d'air chaud contenu dans le module stationnaire. 4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poste de traitement mobile est actionné manuellement par l'opérateur. 5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poste de traitement mobile est motorisé, I'opérateur disposant d'un boîtier de commande contrôlant les déplacements dudit poste, lequel est doté de moyens de commande des déplacements. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module stationnaire comporte une arrivée d'eau, un réservoir de produit chimique concentré, une cuve stockant les effluents et les eaux de rinçage évacuées au cours de l'opération de nettoyage, ainsi qu'un équipement électrique, une entrée d'air comprimé et une entrée d'air chaud. 7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'arrivée d'eau est reliée à un réservoir d'eau compris dans le module stationnaire. 8. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'entrée d'air comprimé est connectée à un dispositif de production d'air comprimé contenu dans le module stationnaire. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de manutention est à chaîne et muni de supports longitudinaux se développant le long de la rame à traiter et de guides latéraux. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poste de traitement mobile comporte un réservoir additionnel destiné au produit chimique concentré, un équipement électrique relié à celui du module stationnaire et deux flexibles le reliant au sanitaire de la rame.