Brevet FR2704449A1 — publié le 19941104

Dispositif à grille-tamis pour bassins de débordement. L'invention a trait aux dispositifs à grille- tamis pour bassins de débordement, installations de décharge de crues et analogues, comportant une grille montée sur une paroi de trop- plein et formée de barreaux ou câbles parallèles, fixes à un cadre par leurs extrémités et disposés à distance les uns des autres, grille dont la surface de passage utile fait un angle compris entre 45 et avec l'horizontale, le dispositif comportant en outre une paroi de retenue pour placer la hauteur de retenue à la hauteur du bord supérieur de la grille. En cas de fortes pluies, les eaux de ruissellement arrivant dans une station d'épuration ne peuvent plus être amenées d'un seul tenant au processus d'épuration, étant donné que la capacité des stations d'épuration n'est pas adaptée aux débits d'arrivée les plus élevés. C'est pourquoi l'on prévoit en amont des stations d'épuration des bassins de débordement des eaux de pluie dans lesquels l'eau arrivant dans de telles circonstances est d'abord introduite. Tant que la quantité d'eau arrivant peut être prise en charge par la station d'épuration, il n'y a pas d'eau qui s'écoule vers un émissaire ou directement vers un cours d'eau. Si la quantité d'eau qui survient dépasse la capacité de la station d'épuration, la partie qui excède cette capacité est détournée vers le bassin de débordement des eaux de pluie. Toutefois, pour retenir les impuretés les plus grosses, en particulier celles qui flottent, on fait passer l'eau à travers des tamis ou des grilles. Pour ce faire, on peut faire passer l'eau du bas vers le haut à travers ces tamis ou grilles, de façon que, après la pluie, on puisse soumettre les impuretés accumulées à une chasse d'eau en arrière et, le cas échéant, les conduire vers la station d'épuration. A la place d'une grille ou d'un tamis horizontal, on peut aussi utiliser une grille verticale pour assurer cette fonction. Ces grilles sont généralement disposées sur une bordure de trop-plein qui sépare le bassin de débordement des eaux de pluie de l'entrée de l'émissaire. Le flux traversant une grille montée sur une bordure de trop-plein se concentre principalement au voisinage de celui-ci, dans la mesure o, dans la plupart des cas, le niveau de l'eau qui afflue n'atteint pas le bord supérieur de la grille. Il se produit donc très rapidement une accumulation dans cette zone ou un colmatage et par conséquent un relèvement indésirable du seuil de débordement et par suite une modification des caractéristiques hydrauliques. Il est déjà connu de disposer, sur la bordure de trop-plein et du côté d'aval, une tôle de retenue ou une paroi de retenue correspondant, ou dont le bord supérieur correspond, à la hauteur de seuil de trop-plein hydraulique souhaité. Cela permet de ne faire commencer l'écoulement à travers la grille que lorsqu'au moins la majeure partie de celle-ci se trouve sous le niveau de l'eau en amont. Ce dispositif à grille résout le problème du colmatage partiel de la grille dans le cas o de faibles quantités d'eau franchissent la bordure de trop-plein. En revanche, lorsque le niveau de l'eau dépasse le bord supérieur de la grille, les impuretés peuvent franchir ce bord, parvenir dans la chambre intermédiaire située entre la grille et le moyen surélevant le seuil de débordement et, lors du déclin de l'afflux d'eau, ces impuretés, avec celles plus fines qui ont traversé la grille et se sont déposées, peuvent s'accumuler derrière la grille, dans l'espace en V entre la grille et le moyen pour surélever le seuil de débordement. Le nettoyage de ces grilles et des parties environnantes du mur essentiellement en béton est coûteux. L'invention a donc pour objectif de réaliser un dispositif à grille pour bassin de débordement qui permette de maintenir à un faible niveau l'encrassement de la grille dans le cas o de faibles quantités d'eau débordent et qui permette, après la pluie, d'éliminer facilement les impuretés retenues. L'invention a donc pour objet un dispositif à grille du type décrit au début, qui se caractérise en ce que les parties de fond délimitant le bas de la chambre formée par la grille et la paroi de retenue font un angle aigu avec les barreaux ou les câbles de la grille et, à leur partie la plus basse, sont reliées à un clapet de retenue débouchant dans le canal de décharge. D'autres particularités intéressantes de l'invention sont les suivantes: A sa partie inférieure, la chambre peut avoir la forme d'une cuve agencée de manière à pouvoir être montée ou encastrée au sommet de la paroi de trop-plein. - Les parties de fond de la cuve peuvent également être inclinées pour former une pente en direction du canal de décharge. - En amont de la grille peut être fixée une paroi d'obturation qui est déplaçable en hauteur sous l'effet d'un flotteur et/ou d'un moyen d'actionnement électrique. - La paroi d'obturation peut être agencée de manière à pouvoir pivoter par rapport à un axe horizontal ou de manière à pouvoir coulisser verticalement dans un guide. - Un pont de déversement peut être placé au-dessus de la grille pour faire passer de l'eau par-dessus la chambre. - Le pont de déversement peut comporter une partie verticale se raccordant au bord supérieur de la grille et une partie horizontale, ces deux parties pouvant être fixes ou bien réglables ou ajustables en hauteur ou en longueur. - Dans la chambre, il peut être disposé une installation d'arrosage à jet sous pression pour nettoyer la grille et/ou les parties de fond. - Pour nettoyer la grille, un peigne peut être monté de manière à pouvoir être déplacé parallèlement à la grille. - Le moyen d'entraînement du peigne peut être disposé dans une conduite montée sur le bord supérieur de la grille. Grâce à l'inclinaison par sections du sommet de la paroi de trop-plein sur lequel sont montées la grille et la paroi de retenue, les impuretés restant entre la grille et cette paroi se rassemblent et, après la pluie, peuvent être envoyées vers la station d'épuration. L'évacuation des impuretés a lieu automatiquement après que le niveau d'eau a baissé. Une paroi, qui est disposée en amont de la grille, qui pénètre sous le niveau de l'eau en amont et est réglable en hauteur en fonction du niveau d'eau, empêche les impuretés flottantes de s'accumuler sur la grille lorsque l'eau monte. Un flotteur assure le soulèvement de cette paroi dès que le niveau d'eau a atteint une hauteur appropriée prédéterminée. Dans le cas de fortes pluies o les volumes d'eau ne peuvent plus être pris en charge par les grilles seules, les impuretés sont empêchées de parvenir entre la grille et la paroi de retenue par un pont s'étendant au-dessus de la paroi de trop-plein. Dans un mode de réalisation particulier, la hauteur et la longueur du pont de déversement sont toutes deux réglables en dimensions et en position. Le nettoyage de la grille peut être assuré par un peigne actionné par galet et moteur ou par une installation d'arrosage. L'invention va être maintenant décrite plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation représentés sur le dessin. On y voit: - à la figure 1, une vue en coupe d'un bassin d'eau de pluie, prise suivant la ligne I-I de la figure 2; - à la figure 2, une vue en coupe de la paroi de trop- plein, prise suivant la ligne II-II de la figure; - à la figure 3, une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'un dispositif à grille placé sur une paroi de trop-plein; et - à la figure 4, une vue en coupe d'un bassin de débordement ou de décharge d'eau de pluie au voisinage duquel est disposé un canal de décharge d'eau de crue. Dans l'installation 1 de décharge d'eau de crue représentée schématiquement et en coupe à la figure 4, on peut voir, sur le côté gauche de la figure, un bassin 3 de débordement d'eaux de pluie ou bassin de décharge et, sur le côté droit, un canal de décharge 5. Ce dernier est situé à une hauteur supérieure à celle du bassin de décharge 3 et en est séparé par une paroi de trop-plein 7 comportant une bordure de trop-plein 9. Sur cette bordure 9 est disposée, verticalement, une grille 11 munie de barreaux 13, par exemple des profils en métal. A leurs extrémités, ces barreaux 13 sont fixés aux montants verticaux d'un cadre 15. Un peigne 21 déplaçable peut être disposé du côté d'amont ou du côté d'aval de la grille 11. Les dents de ce peigne sont fixées à une poutre verticale 24 et pénètrent dans les espaces entre barreaux 13 voisins. Le peigne 21 peut être suspendu à un galet de support et être guidé dans une glissière portée par le cadre 15 de la grille 11 en étant actionné pour un déplacement horizontal par un moyen d'actionnement motorisé à chaîne ou par un moyen d'actionnement linéaire hydraulique, pneumatique ou électrique. Dans le premier mode de réalisation selon les figures 1 et 2, la grille 11 est montée en étant inclinée par rapport à la verticale, ce qui permet d'augmenter la section de passage de la grille tout en conservant une hauteur de grille 11 identique. Cette grille est placée sur le bord supérieur 23 de la paroi de trop-plein 7, de manière que son bord inférieur fasse un angle aigu avec l'horizontale. Au bord supérieur du cadre 15 de la grille 11 est raccordé un pont de déversement 25 qui présente une partie verticale 27 s'étendant jusqu'à une hauteur h2 et une partie horizontale 29 s'étendant horizontalement pour se retrouver pratiquement au-dessus du bord supérieur d'une paroi de retenue 31 créant la hauteur de retenue hl. La partie verticale 27 et la partie horizontale 29 peuvent être agencées de manière à pouvoir être réglées ou ajustées en hauteur, respectivement en longueur. Dans la partie horizontale 29 du pont de déversement 25 est prévu un manchon tubulaire 33 au travers duquel l'actionnement du peigne 21 peut être assuré sans que l'eau se déversant puisse parvenir par le haut dans la chambre intermédiaire 37 en V située entre la paroi de retenue 31 et la face d'aval de la grille 11. Le pont de déversement 25 et la paroi de retenue 31 sont tous deux en tôle. Pour contrebalancer les effets de la pression exercée en amont par l'eau montante, la grille 11 peut être reliée au toit ou aux parois de la structure 1 par des étais 35. La chambre 37 essentiellement en V, située entre la paroi de retenue 31 et la grille 11, comporte à sa partie inférieure des parties de fond 39 qui font un angle aigu (voir la figure 1) avec les barreaux 13 de la grille, en d'autres termes qui s'écartent de l'horizontale, et qui, à leur partie la plus basse, présentent toutes un clapet de retenue débouchant dans le canal de décharge 5 et comportant un conduit 41 muni d'un couvercle basculant 43. Les parties de fond 39 peuvent être formées dans la paroi de trop-plein 7 lors de la fabrication de celle-ci ou être réalisées sous la forme d'une cuve 45 en tôle. Les parties de fond 39 sont aussi avantageusement inclinées en direction du canal de décharge 5 (voir figure 2). Cette cuve 45 peut être directement fixée à la paroi de retenue 31 ou bien cette dernière peut être une partie de la cuve qui est alors montée d'un seul tenant sur la paroi de trop-plein 7. En fonction de la longueur de la grille 11, il peut y avoir une, deux ou plus de deux cuves 45 en V de ce type, juxtaposées sur la paroi de tropplein 7. Les cuves peuvent être réalisées à l'avance en usine et être rapportées dans la structure une fois celle-ci réalisée, c'est-à-dire être montées au sommet de la paroi de trop- plein 7. Du côté d'amont de la grille 11, une paroi d'obturation 49 est montée de manière pivotante sur le O10 cadre 15 par une articulation 47 horizontale. Un flotteur 51 est en outre fixé à la paroi d'obturation 49, ce flotteur 51 permettant à la position de la paroi d'obturation 49 de suivre le niveau de l'eau côté d'amont dans le canal de décharge 5. Lorsque le niveau d'eau monte fortement, un tampon amortisseur 53 est là pour empêcher la paroi d'obturation 49 de s'écarter de la position verticale représentée à la figure 3 lorsqu'elle pivote dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Le bord inférieur de la paroi d'obturation 49 peut présenter une partie repliée afin d'empêcher le passage d'impuretés vers la grille lorsque l'eau monte. En sus de la paroi d'obturation 49 pivotante, une paroi plongeante 50 rigide peut être fixée au toit ou aux parois de la structure 1 pour arrêter les impuretés lors de la décharge de secours au-dessus du pont de déversement 25. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la grille 11 est verticale. L'agencement et la position du pont de déversement 25 correspond au premier exemple de réalisation. Au lieu d'une paroi d'obturation pivotante, dans le deuxième exemple de réalisation, une paroi d'obturation 55 est montée de manière coulissante verticalement dans deux glissières de guidage 57 montées verticalement. Comme dans le premier exemple de réalisation, un flotteur 51 est fixé à la paroi d'obturation 55 et sert à adapter la position de cette dernière à la hauteur chaque fois atteinte par le niveau d'eau dans le canal de décharge 5. Dans sa position la plus haute, cette paroi d'obturation 55 sert de paroi plongeante pour la décharge de secours, lorsque l'eau s'écoule au- dessus du pont de déversement 25 à partir de la hauteur h2. La paroi d'obturation 55 peut non seulement retenir des impuretés flottantes 61, mais aussi de l'huile. De préférence, une baguette d'obturation 59 est montée sur la paroi de trop-plein 7 à la hauteur de l'extrémité inférieure des glissières de guidage 57 pour empêcher le passage d'impuretés flottantes 61 derrière la paroi d'obturation 55. On va maintenant décrire le fonctionnement des dispositifs à grille. Au début d'une pluie et alors que le niveau de l'eau dans le canal de décharge 5 n'a pas encore atteint le flotteur 51, la paroi d'obturation 49 est dans la position représentée en trait plein à la figure 2 o elle est en appui contre la paroi de trop-plein 7 et, au début de la montée de l'eau, empêche les impuretés 61 flottant à la surface de l'eau de passer dans l'espace délimité par la paroi de trop-plein 7, la grille 11 et la paroi d'obturation 49. Dès que le niveau d'eau monte, la paroi d'obturation 49 pivote dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sous l'effet du flotteur 51 et de l'eau peut monter et pénétrer dans la chambre 37 en traversant la grille 11. De l'eau s'écoule ainsi jusqu'à ce que la chambre 37 soit remplie. C'est seulement lorsque le niveau d'eau dans le canal de décharge 5 a atteint la hauteur hi que débute un écoulement continu, ce qui signifie qu'un écoulement continu d'eau avec les impuretés qui avaient déjà été retenues en partie par la paroi d'obturation 49 ne se produit que lorsque toute la surface de la grille est immergée. On obtient ainsi une répartition régulière des impuretés 61 retenues par la grille 11. Pendant le temps de séjour de l'eau passant dans la chambre 37, les impuretés 38 s'y trouvant, qui ont réussi à traverser la grille 11, se déposent. Les impuretés 38 qui se sont déposées glissent sur les parties de fond 39 jusqu'au clapet de retenue 41 o elles sont retenues. Ce clapet de retenue 41 ou son couvercle 43 est fermé lorsque l'eau affluant est au-dessus du niveau hi, étant donné qu'il est maintenu fermé par la pression statique de l'eau se trouvant dans le canal de décharge 5. x5 Si l'eau dans le canal de décharge dépasse sensiblement le niveau hi, celle-ci, quoique non épurée, peut s'échapper du canal de décharge 5 en passant au-dessus du pont de déversement 25. De- ce fait, la chambre 37 ne se remplit pas d'impuretés 61. Dès que l'eau décroît dans le canal de décharge , c'est-à-dire que le niveau de l'eau descend au-dessous du niveau hi, de l'eau ne peut plus s'échapper par-dessus la paroi de retenue 31. Dès que le niveau d'eau descend au- dessous du clapet de retenue 41, le couvercle 43 s'ouvre et les impuretés 38, qui se sont déposées sur les parties de fond 39, retournent, avec l'eau qui a également été ainsi retenue, dans le canal de décharge 5 par le clapet de retenue 41 maintenant ouvert et, de ce canal, dans une installation d'épuration. Le fonctionnement du mode de réalisation représenté à la figure 3 ne se différencie du précédent que par le fait que, sous l'action de l'eau montant dans le canal de décharge 5, la paroi d'obturation 55 coulisse verticalement vers le haut pour permettre à l'eau de traverser la grille 11. Tant que l'on est en présence d'une faible hauteur d'eau, le flotteur 51 n'est pas soulevé, si bien que, également ici, les impuretés menaçant seulement la partie inférieure de la grille 11 ne peuvent pas pénétrer. Ici aussi, la grille 11 ne fonctionne à plein que lorsque l'eau atteint le niveau hl (position de la paroi d'obturation 55 représentée en trait discontinu). Les couvercles 43 des clapets de retenue 41 peuvent en variante être également actionnés pour leur ouverture ou leur fermeture par un moyen d'actionnement électrique ou pneumatique. De cette manière, il est possible de retenir, dans les cuves 45, une quantité d'eau plus importante lorsque le niveau d'eau dans le canal de décharge 5 décroît et la libérer brusquement, de manière que les impuretés 38 qui se sont accumulées dans ces cuves soient emportées par une chasse d'eau puissante. Le moyen d'actionnement 12 du peigne 21 peut aussi être disposé directement au-dessus de la grille 11, dans une conduite 14, et être constitué d'un moyen d'actionnement linéaire (vérin pneumatique, vérin hydraulique ou moyen d'actionnement électrique) (voir la figure 3). A la place du peigne 21 représenté à la figure 4, ou en plus de ce peigne, on peut prévoir, dans la chambre 37, une installation d'arrosage 63 ou un dispositif à jet sous pression pour nettoyer la grille 11. L'installation d'arrosage 63 peut également être utilisée pour le nettoyage des cuves 45. Au lieu de barreaux 13 de grille fixés dans un cadre 15, on peut également utiliser des câbles métalliques tendus (non représentés). REVENDICATIONS 1- Dispositif à grille pour bassins de débordement de pluie, installations de décharge de crue et analogues, comportant une grille montée sur une paroi de trop-plein et formée de barreaux ou câbles parallèles, fixés à un cadre par leurs extrémités et disposés à distance les uns des autres, grille dont la surface de passage utile fait un angle compris entre 45 et 90 avec l'horizontale, le dispositif comportant en outre une paroi de retenue pour placer la hauteur de retenue à la hauteur du bord supérieur de la grille, caractérisé en ce que les parties de fond (39) délimitant le bas de la chambre (37) formée par la grille (11) et la paroi de retenue (31) font un angle aigu avec les barreaux ou les câbles (13) de la grille et, à leur partie la plus basse, sont reliées à un clapet de retenue (41) débouchant dans le canal de décharge (5). 2- Dispositif à grille selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à sa partie inférieure, la chambre (37) a la forme d'une cuve (45) qui est agencée de manière à pouvoir être montée ou encastrée au sommet de la paroi de trop-plein (7). 3- Dispositif à grille selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les parties de fond (39) de la cuve (45) sont également inclinées pour former une pente en direction du canal de décharge (5). 4- Dispositif à grille selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en amont de la grille (11) est fixée une paroi d'obturation (49, 55) qui est déplaçable en hauteur sous l'effet d'un flotteur (51) et/ou d'un moyen d'actionnement électrique. - Dispositif à grille selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi d'obturation (49) est agencée de manière à pouvoir pivoter par rapport à un axe horizontal ou en ce que la paroi d'obturation (55) est agencée de manière à pouvoir coulisser verticalement dans un guide (57). 6- Dispositif à grille selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un pont de déversement (25) est placé au-dessus de la grille (11), pour faire passer de l'eau par-dessus la chambre (37). 7- Dispositif à grille selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pont de déversement (25) comporte une partie verticale (27) se raccordant au bord supérieur de la grille (11) et une partie horizontale (29), ces deux parties (27, 29) étant fixes ou bien réglables ou ajustables en hauteur ou en longueur. 8- Dispositif à grille selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, dans la chambre (37), il est disposé une installation d'arrosage ou une buse (63) à jet sous pression pour nettoyer la grille (11) et/ou les parties de fond (39). 9- Dispositif à grille selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour nettoyer la grille (11), un peigne (21) est monté de manière à pouvoir être déplacé parallèlement à la grille (11). - Dispositif à grille selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement (12) du peigne (21) est disposé dans une conduite (14) montée sur le bord supérieur de la grille (11).