Brevet FR2678346A1 — publié le 19921231

La présente invention concerne un dispositif de vidange automatique d'un bassin du type à ouverture rapide pour créer un effet de chasse lors de la vidange du bassin. Les moyens pour vidanger une retenue d'eau, par exemple un bassin tel qu'on peut en rencontrer dans une station d'épuration des eaux par lagunage, comprennent en général un chenal d'évacuation maçonné qui peut être ouvert ou fermé au moyen d'un volet d'obturation transversal de ce chenal. Lorsqu'on veut procéder à des vidanges périodiques et automatiques du brassin, total ou partiel, on asservit la commande du volet à un détecteur de niveau du liquide dans le bassin. La présente invention a pour objet un dispositif de ce type dans lequel le dispositif d'asservissement de l'ouverture de la vanne en fonction du niveau de liquide dans le bassin est particulièrement simple et robuste. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de vidange automatique d'un bassin comportant un chenal d'évacuation de ce bassin maçonné, équipé d'une vanne de fermeture qui est constituée par une trappe basculante autour d'un axe horizontal supérieur transversal au chenal d'évacuation, entre une position de fermeture dans laquelle la trappe est maintenue appliquée contre des éléments d'extrémité aval de la maçonnerie du chenal et des positions d'ouverture dans lesquelles la trappe est inclinée autour de son axe de pivotement sous l'effet du courant des eaux évacuées tant que celui-ci développe sur la face amont de cette trappe un effort supérieur à un effort de rappel prédéterminé, la vanne comprenant également des moyens de verrouillage de la trappe dans sa position de fermeture, libérables et qui comportent un verrou coulissant verticalement le long de la trappe, entre une position basse dans laquelle le verrou est logé entre la trappe et un sabot inférieur de retenue, et une position haute dans laquelle il échappe au sabot, le disposi tif comprenant également des moyens de manoeuvre de ce verrou, à savoir une tringlerie articulée, attelée entre le verrou et un flotteur pour soulever le verrou lorsque le liquide dans le bassin a atteint un niveau prédéterminé. Dans un mode particulier de réalisation, le verrou est constitué par l'extrémité inférieure d'une tige montée à coulissement le long de la trappe, la tringlerie de commande comportant un levier supérieur horizontal en deux parties articulées l'une à l'autre, chaque partie étant montée pivotante autour d'un axe fixe horizontal, ce levier étant attelé par ses extrémités libres, d'une part à la tige de verrou, et d'autre part au flotteur. Afin de pouvoir régler la force de rappel de la trappe dans sa position de fermeture du chenal, cette dernière comporte un support pour contrepoids de réglage de cet effort de rappel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après dlun mode de sa réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de dessus du dispositif de vidange automatique d'un bassin selon linven- tion, - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. Du bassin 1 de retenue des eaux notamment usées, il n'est représenté sur ces figures que la partie dinfrastruc- ture 2 dans laquelle est implanté le chenal d'évacuation 3. Ce chenal est ici défini par l'espace intérieur d'une maçonnerie en U 4 dont l'extrémité aval 5 est reliée à un canal aval 6 divergeant en deux branches 7 et 8, leur embranchement étant pourvu d'un dispositif 9 de déviation du flux vers l'une ou l'autre de ces branches divergentes. Ces branches 7 et 8 du canal sont destinees à alimenter l'un ou l'autre, par exemple, des filtres destinés à recevoir le liquide vidangé du bassin 1. L'obturation du canal 3 est assurée par une trappe 10 verticale et transversale à ce chenal au niveau de l'extrémité 5 de la maçonnerie, cette trappe étant articulée sur cette maçonnerie autour d'un axe horizontal et transversal supérieur 11. Le contact de la trappe et de la maçonnerie peut être réalisé dans une feuillure 12 de celle-ci qui comportera avantageusement des joints en matériau élastique du type néoprène pour assurer l'étanchéité de la fermeture. Lorsque cette trappe est dans sa position de fermeture telle que représentée aux figures, l'eau ou le liquide peut s'accumuler dans le bassin 1 et donc dans le chenal 3 et son niveau N monte. La pression de cette eau sur la trappe 10 s'exerce en partie inférieure de celle-ci et est contrée par un dispositif de verrouillage de la trappe 10 en position de fermeture qui comporte essentiellement une tige 13 de verrouillage, verticale, montée coulissante dans des glissières 14 solidaires de la face aval de la trappe 10. L'extrémité inférieure de la tige 13 vient se loger sous son propre poids derrière un sabot 15 fixe, à la manière d'un pène dans une gâche. On comprend, au vu de la figure 2, qu'en soulevant la tige 13, on dégage son extrémité inférieure du sabot 15, la trappe 10 étant alors repoussée par le liquide retenu, ce qui entraîne son pivotement autour de l'axe Il dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. On notera à ce propos que l'extrémité inférieure de la trappe 10 passe librement au-dessus du sabot 15 lors de son pivotement. Le liquide n'étant plus retenu, s'engouffre donc violemment dans le chenal 3, ce qui produit un effet de chasse tout en maintenant la trappe 10 dans une position pivotée. Quand la force du courant décroît, la trappe 10 tend à revenir en position verticale sous l'effet de son propre poids, jusqu'au moment où cet effet est supérieur à la poussée du courant. Elle obture alors complètement l extré- mité 5 du chenal 3 et la tige de verrouillage 13 glissant sur le sabot 15, vient se loger sous l'effet également de son poids entre ce dernier et la trappe 10 et verrouille de nouveau cette trappe en position de fermeture du chenal.Afin d'améliorer le rappel en position de fermeture de cette trappe, cette dernière comporte, implanté sur sa face aval, un support 16 pour des contrepoids 17 qui constituent un couple de rappel permanent de la trappe 10 contre la feuillure 12 de la maçonnerie 4. La force de ce couple de rappel dépendra de la valeur des contrepoids 17 mis en place sur le support 16 et de la valeur du déport de ceux-ci par rapport à la verticale passant par l'axe 11. Le dispositif de l'invention comporte également un mécanisme de manoeuvre de la tige 13 de verrouillage de la trappe 10 en fonction de la quantité d'eau retenue dans le bassin 1, c'est-à-dire de la hauteur du niveau N. Ce mécanisme de commande est essentiellement constitué par une tringlerie comportant un levier 18 en deux parties 18a et 18b articulées entre elles par l'une de leurs extrémités en 19. Le levier s étend sensiblement dans le plan longitudinal médian du chenal 3, chacune des parties 18a et 18b étant en outre articulée autour d'un axe fixe transversal 20 et 21 situé en partie supérieure de la maçonnerie 4 et transversalement au chenal 3. La partie 18a du levier 18 a son autre extrémité 22 logée dans une ouverture 23 de la tige 13, de sorte que cette ouverture s'étende pratiquement entièrement sous le levier 18a lorsque la tige 13 est engagée devant le sabot 15. L'extrémité libre de la partie 18k du levier 18 est quant à elle pourvue d'un flotteur 24 qui est logé dans le chenal 3 à une hauteur réglable par tout moyen connu. On notera enfin que l'articulation 19 des deux parties 18a et 18b du levier 18 entre elles comporte une lumière 25 pour que puisse avoir lieu un mouvement de translation entre ces deux parties. La trappe étant dans sa position d'obturation du chenal 3, le bassin venant d'être vidé, le levier 18 est sensiblement dans une position horizontale, ces parties 18a et 18b étant alignées. Ceci est obtenu du fait des efforts dûs à la pesanteur agissant d'une part sur le flotteur 24 et d'autre part sur la tige de verrouillage 13, les axes 19, 20 et 21 ayant été judicieusement disposés les uns par rapport aux autres pour que le mécanisme au repos soit dans cette position. Le niveau N de l'eau dans le bassin se met donc à monter et atteint le flotteur 24. L'action du liquide sur ce flotteur entraîne une rotation de la partie 18b du levier 18 autour de l'axe 21 dans le sens des aiguilles d'une montre, cette rotation étant communiquée à la partie 18a de ce même levier autour de l'axe 20 dans un sens contraire par la liaison 19, 25 des deux parties de levier.L'extrémité 22 de la partie 18a est donc soulevée et entraîne la levée de la tige 13 lorsque le niveau N atteint une hauteur prédéterminée. A ce moment, la trappe 10 est libérée et sous la poussée du liquide s'écarte de sa position de fermeture en pivotant autour de l'axe 11. On a vu ci-dessus que lorsque la force du courant évacué par le chenal 3 devenait inférieure à la force de rappel de la trappe 10 contre la feuillure 12, cette trappe à nouveau se ferme et la tige 13 vient se loger entre elle et le sabot 15 puisque le flotteur 24 n'est plus en contact avec l'eau du bassin qui s'est déversée en aval ; le levier 18 reprend sa position horizontale telle que représentée aux figures. Ce cycle peut ainsi se répéter indéfiniment. En réglant la hauteur du flotteur 24 et l'effort de rappel de la trappe au moyen des contrepoids 17, on peut agir sur plusieurs paramètres de la vidange de sorte qu'elle soit partielle ou totale et qu'elle débute pour une capacité retenue définie et réglable. L'invention trouve une application intéressante dans les stations d'épuration des eaux par lagunage où les eaux sont rejetées en milieu naturel par infiltration dans du sable avant de regagner le lit d'une rivière. REVENDICATIONS 1. Dispositif de vidange automatique d'un bassin (1) comportant un chenal (3) d'évacuation deoce bassin (1) maçonné et équipé d'une vanne de fermeture caractérisé en ce que la vanne est constituée par une trappe basculante (10) autour d'un axe horizontal (11) supérieur et transversal au chenal (3) d'évacuation, entre une position de fermeture dans laquelle elle est maintenue appliquée contre des éléments (12) d'extrémité aval de la maçonnerie (4) du chenal (3) et des positions d'ouverture dans lesquelles elle est inclinée autour de son axe de pivotement (11) sous l'effet du courant du liquide évacué, tant que celui-ci développe sur la face amont de la trappe (10) un effort supérieur à un effort de rappel prédéterminé, la vanne comprenant des moyens (13) de verrouillage de la trappe (10) dans sa position de fermeture qui sont libérables et qui comportent un verrou coulissant verticalement le long de la trappe (10) entre une position basse dans laquelle il est logé entre la trappe et un sabot aval (15) de retenue et une position haute dans laquelle il échappe du sabot (15) tandis que des moyens de manoeuvre de ce verrou (13) comportent une tringlerie (18) articulée, attelée entre ce verrou (13) et un flotteur (24) pour soulever le verrou lorsque le niveau N du liquide dans le bassin a atteint une hauteur prédéterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le verrou est constitué par l'extrémité inférieure d'une tige (13) montée à coulissement le long de la trappe (10), la tringlerie de commande comportant un levier (18) supérieur horizontal en deux parties (18a, 18k) articulées l'une à l'autre, chaque partie étant montée pivotante autour d'un axe fixe horizontal (20, 21), ce levier (18) étant attelé par ses extrémités libres, d'une part à la tige (13) de verrou et d'autre part à un flotteur (24). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la trappe (10) comporte sur sa face aval un support (16) de contrepoids (17) de réglage de l'effort de rappel en direction de sa position de fermeture.