Brevet FR2722810A1 — publié le 19960126

TOILETTES BIOLOGIQUES La présente invention ccncerne une installation de toilettes permettant le traitement des déjections humaines, et destinées à être placées en des zones naturelles dépourvues de moyens d'évacuation d' effluents liquides. Habituellement,-les installations de toilettes sont raccordées à des canalisations d'évacuation, permettant d'évacuer les effluents composés du mélange des urines et des matières fécales, ainsi que les papiers et autres objets jetés dans les toilettes. Le rejet des effluents solides et liquides n'est toutefois pas désirable dans les zones naturelles dans lesquelles il convient d'éviter absolument toute pollution, par exemple les zones de captage d'eau potable. De telles situations se trouvent par exemple dans les zones de montagne, au voisinage des stations de sport d'hiver : l'augmentation de population dans les stations nécessite un captage accru d'eau potable, et cette même population se' déplace pendant la journée dans ces mimes zones de captage pour la pratique du ski. I1 y a alors besoin de toilettes dans lesquelles ne se produit aucun effluent liquide susceptible de se propager dans le sol de la zone de captage. Le document FR-A-2 S81 105 décrit un dispositif de compostage des excréments humains, comprenant un bloc siège raccordé par un tube vertical de liaison à un espace inférieur muni de moyens pour séparer les urines et les matières fécales les urines et les matières fécales tombent dar.s une cuve percée placée au-dessous du tube vertical de liaison. Les matières fécales s'entassent dans la cuve. Les urines s'écoulent jusqu'à un réservoir séparé dans lequel elles sont évaporées par chauffage solaire. Une ventilation aspire l'air dans l'espace inférieur contenant la cuve et dans l'espace surmontant le réservoir d'urines. La cuve est déplacée latéralement lorsqu'elle est pleine, et remplacée par une cuve vide. Dans la cuve pleine, les excr nts se décomposent et sèchent progressivement. il apparaît difficile de sécher suffisamment les urines' avec une telle dispositicn à chauffage solaire. En outre, les matières fécales entassées dans les cuves poursuivent des transformations biologiques de compostage, et ne parviennent pas à sécher rapidement. Elles occupent ainsi un volume non négligeable, nécessitant des manutentions relativement fréquentes pour intervertir les cuves et les vider. Ainsi, une telle installation n'est pas adaptée pour une utilisation telle que des toilettes placées dans les zones naturelles pour la pratique des sports d hiver Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure de toilettes biologiques ne produisant aucun effluent liquide, ni aucune odeur désagréable décelable dans la portion de local occupée par les utilisateurs, présentant un fonctionnement efficace et fiable, et ne nécessitant qu'un entretien réduit pendant une durée de saison d'hiver au cours de laquelle les toilettes sont peu accessibles à des engins motorisés. L'inventicn vise à faciliter les conditions d'accès aux parties fonctionnelles des toilettes, pour l'entretien. L'invention vise également à faciliter l'implantation et l'intégration de telles toilettes dans les zones naturelles, en évitant les terrassements excessifs. On cherche également à ce que l'installation de toilettes présente un encombrement le plus réduit possible, pour une capacité donnée. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, les toilettes selon 1 invention comprennent au moins un bloc siège raccordé par un tube descendant de liaison à un espace inférieur muni de moyens pour séparer les urines et les matières fécales, des moyens pour chauffer et évaporer les urines, et des moyens d'extraction d'air pour extraire l'air contenu dans le compartiment inférieur. En outre, selon l'invention - l'espace inférieur est l'intérieur d'une cuve à paroi étanche aux liquides, conformée pour retenir et contenir dans sa partie inférieure un volume maximum approprié d'urines, - la cuve comprend une paroi filtrante inclinée de séparation des urines et des matières fécales, délimitant dans la cuve un compartiment supérieur et un compartiment inférieur, la partie supérieure de la paroi filtrante étant placée sous le tube descendant de liaison, la partie inférieure de paroi filtrante etant à un niveau plus élevé que le niveau maximum occupé par ledit volume maximum approprié d'urines, la paroi filtrante étant structurée pour retenir les matières fécales tout en laissant passer les urines qui sont recueillies en partie.inférieure de la cuve, - la cuve comprend une ouverture frontale d'accès obturée par lme porte et donnant accès au compartiment supérieur, - les moyens pour chauffer les urines comprennent un thermoplongeur thermostatique, alimenté par une source extérieure d'énergie électrique, et disposé en partie inférieure du compartiment inférieur, - les moyens d'extraction d'air comprennent au moins un orifice de sortie d'air ménagé dans la paroi latérale de cuve dans le saapértimcnt inférieur, raccordé à une canalisation d'extraction et dévacuation d'air munie d'une turbine d'extraction, de sorte que l'air est aspire par le tube de liaison du bloc siège, traverse la paroi filtrante, lèche les urines presentes dans le compartiment inférieur et est évacué par la canalisation d'extraction qui le rejette dans l'atmosphère. De préference, la paroi filtrante comprend une presi2re partie inclinée au-dessous du tube de liaison, prolongée par une seconde partie à inclinaison réduite ou nulle de stockage des matières fécales La paroi filtrante peut avantageusement être une grille en fibre de verre tendue dans un cadre rigide et supportant une couche de fibre de verre non tissée, de typegéotextile. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, panai lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique de côté en coupe longitudinale d'une installation de toilettes selon un mode de réalisation de la présente invention - la figure 2 est une vue de dessus d'une installation de toilettes selon un mode de réalisation de l'invention à deux cabines ; et - la figure 3 est une vue de face de l'extérieur, illustrant la répartition entre l'espace supérieur accessible à l'utilisateur et l'espace inférieur contenant les éléments techniques de l'invention. Comme le représentent les figures 1 et 2, une installation de toilettes selon l'invention comprend au moins un bloc siège 1, situé dans un espace supérieur 2, et raccordé par un tube descendant de'liaison 3, par exemple vertical, à un espace inférieur 4 muni de moyens 5 pour séparer les urines et les matières fécales, de moyens 6 pour chauffer et évaporer les urines, et de moyens d'extraction d'air 7 pour extraire l'air contenu dans l'espace inférieur 4. L'espace inférieur 4 est l'intérieur d'une cuve 8 à paroi étanche aux liquides, conformée pour retenir et contenir dans 8a partie inférieure 9 un volume maximum approprié d'urines. Ce volume maximum approprié d'urines est contenu au-dessous du niveau maximum matérialisé par le trait mixte 10, sur la figure 1. La cuve 8 comprend une paroi filtrante 5 inclinée de séparation des urines et des matières fécales, délimitant dans la cuve 8 un compartiment supérieur 11 et un compartiment inférieur 12. La partie supérieure 13 de la paroi filtrante 5 est placée sous le tube descendant de liaison 3. La partie inférieure 14 de la paroi filtrante 5 est à un niveau plus élevé que le niveau maximum 10 CCcUpF Par ledit volume maximum approprié d'urines. La paroi filtrante 5 est structurée pour retenir les matières fécales tout en laissant passer les urines qui sont recueillies en partie inférieure 9 de la cuve 8. Par exemple, la paroi filtrante ri est une grille en fibre de verre tendue dans un cadre rigide et supportant une couche de fibre de verre non tissée de type géotextile. La cuve 8 comprend une ouverture frontale d ' acces 15 obturée par une porte, au-dessus du niveau maximum 10 des urines. L'ouverture frontale 15 donne accès au compartiment supérieur 11 de la cuve 8. La paroi filtrante 5 peut avantageusement comprendre une première partie supérieure 13 inclinée au-dessous du tube de liaison 3, prolongée par une seconde partie inférieure 14 à inclinaison produite ou nulle. De la sorte, les matières fécales glissent lentement sur la partie supérieure 13, en se desséchant, et viennent se stocker sur la partie inférieure 14 de la paroi filtrante 5, laissant en permanence le passage en sortie du tube de liaison 3. En outre, selon un mode de réalisation avantageux, la paroi filtrante 5, tendue dans un cadre rigide, est articulée selon un axe transversal le long du côté supérieur 16 du cadre, pour autoriser le pivotement de la paroi filtrante 5 et l'acces au compartiment infrieur 12 par l'ouverture frontale 15. Les moyens pour chauffer et évaporer les urines comprennent un thermoplongeur thermostatique 6, alimenté par une source extérieure d'énergie électrique, et disposé en partie inférieure 9 du compartiment inferieur 12. Le thermoplongeur 6 presente avantageusement une forme codée, comme illustré sur la figure 1, avec la partie chauffante 17 proche du fond 18 de la cuve S dont elle est écartée par des entretoises 19, et se raccordant par un coude 20 à une partie supérieure de raccordeisat 21. Le thermoplongeur 6 est avantageusement dimensionné pour maintenir les urines à une température voisine de 60 C. Le thermoplongeur 6 est thermostaté, de façon à limiter sa température à Une valeur inférieure à 900C en cas d'absence d'urines. On évite ainsi les dégradations de la cuve 8, qui peut être réalisée en une matière plastique. Le thermoplongeur 6 est avantageusement alimenté par l'intermédiaire d'un dispositif de commande, non représenté sur les figures, permettant d'interrompre son fonctionnement diurne et d'autoriser son fonctionnement nocturne. On reduit ainsi les effluents gazeux pendant les périodes diurnes d'utilisation. Les moyens d'extraction d'air 7 comprennent au moins un orifice de sortie d'air 7, ménagé dans la paroi latérale de cuve 8 dans le compartiment inférieur 12. L'orifice de sortie d'air 7 est raccordé à une canalisation d'extraction et d'évacuation d'air 22, illustrée sur la figure 2, munie d'une turbine d'extraction 23. Par le fait que la paroi filtrante 5 détermine dans la cuve 8 deux compartiments supérieur 11 et inférieur 12, la paroi filtrante 5 étant pour cela pratiquement en contact de la paroi de la CuYe sur tout son pourtour, l'air est aspiré par le tube de liaison 3 du bloc siège 1, traverse la paroi filtrante 5 en accélérant le séchage du matières fécales retenues sur la paroi filtrante 5, lèche les urines contenues et chauffées dans la partie inférieure 9 de la cuve 8, et est EvaCué par la canalisation d'extraction 22 qui le rejette dans l'atmosphère, de préférence par une sortie arrière supérieure 24. Comme illustré sur les figures, le bloc siège 1 est placé sur le plancher intermédiaire 25 d'un chalet 26 à deux étages, l'étage inférieur 27 contenant la cuve 8, l'étage supérieur 28 contenant le bloc siège 1, la canalisation d'extraction d'air 22 rejetant l'air en partie ) > oetérieure haute de l'étage supérieur 28. Le chalet 26 est simplement posé sur le sol 29, avec un escalier 30 d'accès à l'étage supérieur 28 en façade par une porte 31, et avec une porte d'accès latéral 32 à l'étage inférieur 27 pour l'accès à l'ouverture frontale 15 de la cuve 8. Dans une structure à deux cabines, comme illustré sur la figure 2, chaque cabine comporte un siège tel que le siège 1 et une cuve telle que la cuve 8. La paroi inférieure 18 de la cuve 8 peut avantageusoient etre posée sur une paroi en isolant thermique, participant au maintien du urines à une température appropriée pour leur évaporation. Dans chaque cabine, une lumière rasante 33 est placée sur le côté du siège 1, pour éviter d'éclairer l'intérieur de l'installation à travers le tube descendant de liaison 3. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réelisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Toilettes comprenant au moins un bloc siège (1) raccordé par un tube descendant de liaison (3) à un espace inférieur (4) muni de moyens (5) pour séparer les urines et les matières fécales, de moyens {6} pour chauffer et évaporer les urines, et de moyens d'extraction d1air (7) pour extraire l'air contenu dans l'espace inférieur (4), caractérisées en ce que - l'espace inférieur (4) est l'intérieur d'une cuve (8) à paroi étanche aux liquides, conformée pour retenir et contenir dans sa partie inférieure (9) un volume maximum approprié d'urines, - la cuve (8) comprend une paroi filtrante (5) inclinée de sparation des urines et des matières fécales, délimitant dans la cuve (8) un compartiment supérieur (11) et un compartiment inférieur (12), la partie superieure (13) de la paroi filtrante (5) étant placée Sous le tube descendant de liaison (3), la partie inférieure (14) de paroi filtrante (5) étant à un niveau plus élevé que le niveau maximum (10) cocupX par ledit volume maximum approprié d'urines, la paroi filtrante (51 étant structurée pour retenir les matières fécales tout en laissant pisser les urines qui sont recueillies en partie inférieure (9) de la cuve 18f, - la cuve (8) comprend une ouverture frontale d'accès (15) obturée par une porte et donnant accès au compartiment supérieur (11), - les moyens pour chauffer les urines comprennent un thermoplongeur (6), alimenté par une source extérieure d'énergie électrique, et disposé en partie inférieure (9) du compartiment inférieur (12), - les moyens d'extraction d'air (7) comprennent au moins un orifice de sortie d'air (7), ménagé dans la paroi latérale de cuve fsf dans le compartiment inférieur (12), raccordé à une canalisation d'extraction et d'évacuation d'air (22) munie d'une turbine d'extraction (23), de sorte que l'air est aspiré par le tube de liaison (3) du bloc siège (1), traverse la paroi filtrante (5), lèche les urines et est évacué par la canalisation d'extraction (22) qui le rejette dans l'atmosphère. 2 - Toilettes selon la revendication 1, caractérisées an ce que la paroi filtrante (5) comprend une première partie supr,eur' (13) inclinée au-dessous du tube de liaison (3), prolongée par une seconde partie inférieure (14) à inclinaison réduite ou nulle de stockage des matières fécales. 3 Toilettes selon 1'une des revendications 1 ou 2, caractérisées en ce que la paroi filtrante (5) est une grille en fibre de verre tendue dans un cadre rigide et supportant une couche de fibre de verre non tissée. 4 - Toilettes selon la revendication 3, caractérisées en ce que la paroi filtrante (5) est articulée à son côté supérieur (lE). pour autoriser le pivotement de la paroi filtrante (5) et l'accus au compartiment inférieur (12). 5 - Toilettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. caractérisées en ce que la paroi inférieure (18) de cuve est poste sur une paroi en isolant thermique. 6 - Toilettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisées en ce que le thermoplongeur (6) est alimenté par l'intermédiaire d'un dispositif de commande permettant d'interrompre son fonctionnement diurne et d'autoriser son fonctionnement nocturne. 7 - Toilettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisées en ce que le thermoplongeur (6) est dimensionnF pour maintenir les urines à une température voisine de 600C. 8 - Toilettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisées en ce que le thermoplongeur (6) est thermostaté de façon à limiter sa température à une valeur inférieure à 90 C. 9 - Toilettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisées en ce que le bloc siège (1) est placé sur le plancher intermédiaire (25) d'un chalet à deux étages (26), l'étage inférieur (27) contenant la cuve (8), l'étage supérieur (28) contenant le bloc siège (1), la canalisation d'extraction d'air (22) rejetant l'air en partie postérieure haute de l'étage supérieur (28). 10 - Toilettes selon la revendication 9, caractérisées en ce qu'elles sont contenues dans un chalet (26) posé sur le sol {29), M mi d'un escalier d'accès (30) a l'étage supérieur (28) en façade, et muni d'une porte d'accès latéral (32) donnant accès à l'étage inférieur (27) pour l'accès à l'ouverture frontale (15) de la cuve (8).