Brevet FR2721113A1 — publié le 19951215

La présente invention concerne une station d'analyse de contrôle de la qualité de l'eau. L'invention concerne plus particulièrement une station autonome d'analyse et de contrôle de la qualité de l'eau d'une rivière. Le contrôle de la qualité de l'eau des rivières, des étendues d'eau ou de la mer est nécessaire pour en assurer le maintien et/ou agir sur certains paramètres de façon à modifier la composition physico-chimique de l'eau et/ou intervenir sur des installations qui provoquent des phénomènes de pollution de l'eau ou qui, au contraire, en assurent l'épuration. Pour être efficaces, ces opérations d'analyse et de contrôle doivent être effectuées régulièrement dans le temps et en de nombreux points de la berge ou du rivage. Une première technique consiste à installer, généralement à proximité du bord de l'eau, un local d'analyse et de contrôle qui comporte des installations d'analyse et de contrôle similaires à celles que l'on trouve dans un laboratoire. Des prélèvements de l'eau sont apportés dans le local en vue de leur analyse. Ces prélèvements peuvent être effectués manuellement en différents points, ou résulter d'un puisage par aspiration en différents points, les eaux aspirées étant alors transmises directement aux installations d'analyse. Le type de matériel d'analyse utilisé dans de telles installations est particulièrement complexe et nécessite du personnel qualifié, notamment pour le remplissage des différents réservoirs en produits d'analyse qui sont des produits consommables par les installations. Ce type d'agencement est par ailleurs particulièrement coûteux dans la mesure où il nécessite la construction d'un local et son aménagement. De plus un tel type d'installation est peu esthétique et est difficile à implanter à proximité de la berge ou du rivage, notamment lorsque la rivière ou l'étendue d'eau se situe dans une zone protégée telle qu'un parc naturel. Selon une autre conception, il est connu d'installer au fil de l'eau une station d'analyse et de contrôle flottante qui comporte des moyens pour sa flottaison et des moyens d'analyse et de contrôle de l'eau, ainsi que des moyens pour l'amarrage de la station sur la berge ou pour son ancrage sur le fond de l'eau. Ce type d'installation flottante est peu facile à mettre en oeuvre dans la mesure où il est nécessaire qu'elle comporte des accumulateurs embarqués d'énergie électrique pour l'alimentation de l'installation flottante. Ce type d'installation est peu esthétique et il est aussi nécessaire de prévoir des moyens de communication avec la terre pour la transmission des données de contrôle et d'analyse de l'eau, ces moyens étant par exemple du type à liaison par radio. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle conception d'une station autonome d'analyse et de contrôle de la qualité de l'eau qui permet de remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés. Dans ce but, l'invention propose une station autonome caractérisée en ce qu'elle comporte un coffre implanté sur la berge de la rivière et dont le fond comporte un orifice qui se prolonge par une conduite verticale dont l'extrémité inférieure est immergée et une tête d'analyse et de contrôle qui est portée par un flotteur monté coulissant dans la conduite et qui est reliée à une unité de raccordement agencée dans le coffre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la partie immergée de la conduite comporte une paroi au moins partiellement ajourée; - l'unité de raccordement est agencée sous la forme d'un bouchon de l'orifice formé dans le fond du coffre; - la tête d'analyse et de contrôle est reliée à l'unité de raccordement par un soufflet d'étanchéité; - l'unité de raccordement comporte des moyens de stockage et/ou de transmission des données fournies par la tête d'analyse et de contrôle; - la tête d'analyse et de contrôle est reliée à l'unité de raccordement par un câble de transmission et/ou d'alimentation de la tête d'analyse et de contrôle; - la face supérieure du coffre est fermée par un couvercle articulé qui permet d'accéder à l'unité de raccordement et à la tête d'analyse et de contrôle, notamment en vue d'opérations d'entretien et de maintenance; - la conduite comporte des moyens de guidage des déplacements verticaux de la tête d'analyse et de contrôle; - la station comporte un transformateur pour l'alimentation en énergie électrique de la tête d'analyse et de contrôle, qui est agencé à l'extérieur du coffre; - la tête d'analyse et de contrôle comporte des moyens de contrôle et de mesure de la conductivité, de la turbidité, de la température, de la salinité de l'eau, et de la quantité d'oxygène dissout dans l'eau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure l est une vue schématique en perspective d'un exemple de réalisation d'une station autonome d'analyse et de contrôle, conforme aux enseignements de l'invention, qui est agencée sur la berge d'une rivière; - la figure 2 est une vue en section axiale de la station autonome illustrée sur la figure 1; - la figure 3 est une vue de détail et à plus grande échelle qui illustre en perspective la tête d'analyse et de contrôle associée à ces moyens de flottaison et de guidage; et - la figure 4 est une vue en section selon la ligne 4-4 de la figure 2. On reconnait sur la figure 1 la berge 10 d'une rivière, ou d'un quelconque cours d'eau qui plonge dans l'eau 12 par une paroi sensiblement verticale 14. On a également représenté sur la figure 1 une station autonome 16 d'analyse et de contrôle de la qualité de l'eau 12 qui est essentiellement constituée par un coffre 18 et par une conduite ou colonne verticale 20 dont la partie inférieure est immergée dans l'eau 12. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le coffre 18 se présente sous la forme d'un boitier parallèlépipédique rectangle creux dont la plus grande partie est implantée dans une excavation 22 formée dans la berge 10 et dont une partie d'extrémité s'étend horizontalement en porte à faux au-delà de la paroi verticale 14 au-dessus de la surface de l'eau 12. Dans sa partie située au-dessus de l'eau 12, le fond 24 du boîtier comporte un orifice 26 délimité par un manchon court 28. La face supérieure ouverte 30 du boitier 18 est fermée par un couvercle 32 qui est articulé à l'un de ses bords autour d'un axe 34 et qui comporte une poignée 36 et une serrure 38. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le coffre 18 est ainsi pour l'essentiel pratiquement enterré dans l'excavation 22 et seule sa face supérieure 32 est visible sur la berge 10. La conduite 20 est essentiellement constituée par un tube cylindrique 40 dont l'extrémité supérieure comporte une collerette radiale extérieure 42 qui prend appui contre le fond 24. La conduite 40 est ainsi mise en place en l'introduisant verticalement dans le manchon 28 jusqu'à ce que sa collerette 42 vienne en appui contre le fond 24 comme cela est illustré sur la figure 2. Conformément à l'un des aspects de l'invention, la partie inférieure de la conduite 20 destinée à être immergée dans l'eau 12 est une partie ajourée qui est par exemple réalisée sous la forme d'une grille 44 qui s'étend par exemple sur une demi-circonférence du tube 40. La paroi intérieure 46 du tube 40 comporte également deux colonnes verticales et diamétralement opposées 48 pour le guidage en coulissement vertical d'un flotteur 50. Le flotteur 50, qui est par exemple réalisé en mousse de polyuréthane sert de support à une tête 52 d'analyse et de contrôle de la qualité de l'eau 12. La tête 52 est un module qui comporte des capteurs 54 pour l'analyse et la mesure des différents paramètres représentatifs de la qualité de l'eau 12. Les capteurs 54 sont agencés à la partie inférieure de la tête 52, c'est-à-dire en-dessous de la face inférieure 56 du flotteur 50. L'ensemble constitué par la tête 52 et son flotteur 50 est ainsi libre de coulisser dans la conduite 20 et flotte sur la surface de l'eau 12 en fonction des variations de niveau de cette dernière, les capteurs 54 étant en permanence noyés dans l'eau 12 qui pénètre à l'intérieur de la conduite 20 par la grille 44. La partie supérieure 57 de la tête d'analyse et de contrôle 52 comporte un câble 58 qui relie la tête 52 à une unité de raccordement 60 agencée dans le coffre ou boîtier 18. Le câble 58 a pour fonction d'alimenter en énergie électrique la tête 52 et de permettre la transmission et l'échange de données entre la tête 52 et l'unité de raccordement 60. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 2, l'unité de raccordement 60 est réalisée sous la forme d'une pièce de révolution qui fait fonction de bouchon de l'extrémité supérieure ouverte de la conduite 20. La liaison par le câble 58 est protégée par un soufflet d'étanchéité 62 qui relie la face supérieure 64 du flotteur 50 à la partie cylindrique inférieure 66 de l'unité de raccordement 60. L'unité de raccordement 60 peut comporter des moyens de stockage des données transmises par la tête 52 et des moyens pour la transmission de ces données vers l'extérieur. L'unité de raccordement 60 est également reliée par un câble 68 à un transformateur 70 d'alimentation en énergie électrique de la station 16 et de la tête 52 qui est agencé à l'extérieur du coffret 18 à distance de la berge 10 conformément aux normes de sécurité en la matière. L'unité de raccordement 60 peut être portée par le couvercle 32 de manière que l'ouverture de ce dernier provoque également le soulèvement de l'unité de raccordement 60. A cet effet, la partie supérieure 71 de l'unité de raccordement 60 peut être fixée, de manière amovible, dans un manchon 72 porté par le couvercle 32. Comme cela est illustré en silhouette sur la figure 2, le pivotement du couvercle 32 provoque simultanément le soulèvement de l'unité de raccordement 60 et du soufflet 62 provoquant ainsi également la remontée du flotteur 50 et de la tête d'analyse et de contrôle 52. L'unité de raccordement 60 peut également comporter des moyens d'affichage (non représentés) qui permettent à l'opérateur, lorsque celui-ci ouvre le coffre 18, de prendre connaissance de certains paramètres de fonctionnement de la station en vue des opérations d'entretien et de maintenance. L'unité de raccordement 60 peut également comporter des moyens de commande, tels que par exemple un clavier (non représenté), pour réinitialiser la tête d'analyse et de contrôle 52 après les opérations de maintenance et d'entretien. En effet, il est bien entendu nécessaire de procéder régulièrement au remplacement de certains capteurs ou au renouvellement de cartouches consommables nécessaires au fonctionnement de ces capteurs. Les opérations de maintenance et d'entretien de la station 16 sont particulièrement réduites et simples à effectuer et elles ne nécessitent pas de faire appel à un personnel spécialisé. Le nettoyage de la conduite 20, et notamment de sa grille 44, s'effectue, après avoir ouvert le couvercle 32 et après avoir remonté la tête 52 avec son flotteur 50, en extrayant verticalement la conduite 20 hors du coffret 18. L'opérateur peut ensuite nettoyer la conduite 20 par brossage et arrosage sans disposer d'un matériel spécifique et remettre enfin la conduite 20 en place. De même, la remise en place de la tête 52 est particulièrement simple dans la mesure où il suffit à l'opérateur de l'introduire à nouveau à l'intérieur de la conduite 20 sur ses moyens de guidage 48. Les coûts de réalisation et de l'installation de la station autonome 16 sont aussi particulièrement réduits. Le coffre 18 peut par exemple être réalisé sous la forme d'une pièce préfabriquée en béton et il peut être implanté rapidement sur la berge 10 après excavation partielle de cette dernière. En fonctionnement, la station autonome 16 transmet les données relatives à la qualité de l'eau 12 par des moyens de transmission (non représentés) intégrées à l'unité de raccordement 60 qui sont par exemple des moyens de liaison par radio avec un laboratoire central de surveillance et d'intervention. La station étant à terre, les moyens de transmission peuvent également être des câbles de transmission de données. Selon une variante, la partie ajourée de la conduite peut s'étendre sur toute la hauteur de la colonne. La demi-conduite ajourée en forme de grille peut être seule relevée lors des opérations de nettoyage par exemple pour son brossage. On peut également prévoir une butée à l'extré- mité inférieure de la conduite pour retenir le flotteur. La station peut également comporter une petite pompe agencée dans le coffre qui est reliée à un tube d'aspiration dont l'extrémité de puisage est portée par le flotteur. Cet agencement complémentaire permet d'effectuer des prélèvements d'eau en vue de la mesure des nitrates ou de l'ammoniaque. REVENDICATIONS 1. Station autonome (16) d'analyse et de contrôle de la qualité de l'eau (12), notamment d'une rivière, caractérisée en ce qu'elle comporte un coffre (18) implanté sur la berge (10) de la rivière et dont le fond (24) comporte un orifice (26) qui se prolonge par une conduite verticale (20) dont l'extrémité inférieure est immergée et une tête (52) d'analyse et de contrôle qui est portée par un flotteur (50) monté coulissant dans la conduite (20) et qui est reliée à une unité de raccordement (60) agencée dans le coffre (18). 2. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie immergée de la conduite comporte une paroi (44) au moins partiellement ajourée. 3. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de raccordement (60) est agencée sous la forme d'un bouchon de l'orifice formé dans le fond du coffre (18). 4. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 3, caractérisée en ce que la tête d'analyse et de contrôle (52) est reliée à l'unité de raccordement (60) par un soufflet d'étanchéité (62). 5. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de raccordement (60) comporte des moyens de stockage et/ou de transmission des données fournies par la tête d'analyse et de contrôle (52). 6. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête d'analyse et de contrôle (52) est reliée à l'unité de raccordement par un câble (58) de transmission et/ou d'alimentation de la tête d'analyse et de contrôle en énergie électrique. 7. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face supérieure (30) du coffre (18) est fermée par un couvercle articulé qui permet d'accéder à l'unité de raccordement (60) et à la tête d'analyse et de contrôle (52), notamment en vue d'opérations d'entretien et de maintenance. 8. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite (20) comporte des moyens (48) de guidage des déplacements verticaux de la tête d'analyse et de contrôle (52). 9. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un transformateur (70) pour l'alimentation en énergie électrique de la tête d'analyse et de contrôle (52), qui est agencé à l'extérieur du coffre (18). 10. Station autonome d'analyse et de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête d'analyse et de contrôle comporte des moyens de contrôle et de mesure de la conductivité, de la turbidité, de la température, de la salinité de liteau, et de la quantité d'oxygène dissout dans l'eau.