Brevet FR2742848A1 — publié le 19970627

Procédé pour apporter de l'air frais dans une zone polluée L'invention concerne la lutte contre la pollution atmosphérique dans les zones les plus polluées, notamment dans les grandes villes. Dans l'agglomération parisienne, prise à titre d'exemple, la pollution atmosphérique est mesurée à partir de capteurs d'un réseau appelé "AIRpari f" qui déterminent la teneur des différents gaz dans l'atmosphère. Selon l'importance des gaz nocifs, pour protéger la population, trois niveaux d'alerte sont définis qui déclenchent successivement: 1) la mise en éveil des services techniques, 2) l'émission d'informations aux autorités compétentes, 3) la limitation de l'usage des véhicules à moteur et la limitation de la température des locaux (18"C). On sait que la limitation de la circulation dans les grandes villes en fonction des numéros d'immatriculation (Athènes, Mexico, Rome) n'a pas donné de bons résultats, les transporteurs et particuliers possédant fréquemment deux véhicules à immatriculations paire et impaire, dont l'un est souvent en mauvais état et plus polluant. D'autres solutions sont envisageables: - priorité aux transports en commun, - péage en ville pour les voitures particulières, - convoyage, - amélioration des moteurs (pots catalytiques, voiture électrique), - contrôle des émissions de gaz polluants, - déviation du trafic de transit. Toutes ces solutions ne peuvent avoir d'effets qu'à long terme, ou heurtent les habitudes des usagers. Or, à Paris, les seuils d'alerte sont dépassés de plus en plus fréquemment alors qu'ils sont plus élevés que les normes européennes. On connaît également les effets bénéfiques des espaces verts en milieu urbain qui, par la fonction chlorophyllienne, créent par endroits des "bulles" d'air moins polluées. Le but de l'invention est de fournir artificiellement de telles sources d'air plus pur. Dans le procédé selon l'invention, pour réduire la pollution atmosphérique dans une zone polluée, on prélève de l'air atmosphérique dans une station de pompage installée dans une zone préservée de la pollution, on transporte l'air prélevé de la station de pompage à la zone polluée par des conduites et on libère cet air dans l'atmosphère de la zone polluée. Bien entendu, l'expression "zone préservée de la pollution" est relative, et désigne une zone qui n'est pas nécessairement totalement exempte de pollution atmosphérique mais où cette pollution est plus faible que dans la zone à dépolluer. Ces zones se trouvent principalement sur les ceintures vertes des grandes agglomérations. Dans certains cas, il y aura lieu de rechercher un compromis entre la qualité de l'air transporté et la distance sur laquelle il doit être transporté. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après - La distance entre la zone polluée et la station de pompage n'excède pas 50 km. - Lesdites conduites empruntent des trajets déjà aménagés pour d'autres usages. - On libère l'air dans l'un au moins des lieux suivants: - sur la voie publique; - dans des ensembles immobiliers; - dans des locaux recevant un public nombreux, tels que grands magasins, salles de spectacle, stades couverts, gares, réseau métropolitain; - au voisinage de sources de pollution atmosphéri que (aéroports, dépôts chimiques); - au voisinage de monuments ou d'ouvrages nécessi tant une protection particulière contre la pollu tion atmosphérique, notamment de monuments histori ques; - dans des conduits pour des distributions particu lières. - On libère l'air par des bouches d'air intégrées à des ouvrages présentant un caractère esthétique. - On libère l'air dans des fontaines en le faisant barboter dans l'eau de celles-ci. - La station de pompage est installée sur une plate-forme surélevée au-dessus du sol et implantée sur un espace d'environ 40 m x 60 m fermé au public. L'invention a également pour objet une station de pompage pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus, comprenant au moins un réservoir télescopique composé de deux cylindres creux de même axe fermés par des fonds respectifs tournés à l'opposé l'un de l'autre, des moyens de déplacement pour déplacer les deux cylindres creux l'un par rapport à l'autre selon un mouvement axial alternatif, leurs parois latérales coulissant lune sur l'autre de façon étanche, pour définir entre lesdits fonds un volume variable, et des moyens de transfert pour introduire par aspiration de l'air atmos phérique dans ledit volume pendant sa croissance et pour transférer par refoulement de l'air de celui-ci dans lesdites conduites pendant sa décroissance. La station selon l'invention peut comporter au moins certaines des particularités suivantes - L'axe des cylindre creux, dont l'un est fixe, est vertical, l'air pénétrant dans ledit volume et en sortant par le fond du cylindre fixe, tourné vers le bas. - Les moyens de transfert comprennent deux ouvertures prévues dans le fond fixe, communiquant respectivement avec l'atmosphère ambiante et avec lesdites conduites et auxquelles sont associés des obturateurs respectifs actionnés en synchronisme avec le déplacement du cylindre mobile de façon à dégager à tout moment l'ouverture appropriée et elle seule. - La station comprend deux réservoirs télescopiques et les moyens de déplacement comportent un moteur propre à entraîner les cylindres creux mobiles des deux réservoirs télescopiques en opposition de phase, par l'intermédiaire d'organes de transmission. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une station de pompage selon l'invention; - les figures 2 et 3 sont des vues de dessus schématiques, à plus grande échelle, représentant un système d'obturateurs appartenant à cette station, dans deux positions différentes; et - la figure 4 est une vue en perspective d'une fontaine utilisable pour libérer l'air dans le procédé selon l'invention. La station de pompage 1 illustrée à la figure 1 est établie sur une plate-forme en maçonnerie s'élevant au-dessus du sol et abritant notamment un moteur électrique 3 et un tableau de commande électrique. Cette plate-forme sert également, le cas échéant, à protéger la station contre les inondations. Sa présence est facultative, le moteur et le tableau électrique pouvant être disposés sous terre, ou dans une construction annexe. Sur la plate-forme 2 sont fixés deux cylindres creux 4 et 5 d'axes verticaux, ouverts en haut et fermés en bas par des fonds horizontaux 6 disposés au niveau de la plate-forme. Deux autres cylindres creux 8 et 9, dont les fonds 7 sont tournés vers le haut et d'un diamètre légèrement inférieur à celui des cylindres 4 et 5, sont montés de façon à coulisser coaxialement à ceux-ci respectivement. A cet effet, peuvent être utilisés tous moyens de guidage connus, notamment des profilés creux disposés le long de quatre génératrices de chaque cylindre fixe, à des distances angulaires mutuelles de 90 , dans lesquelles coulissent des ergots disposés en saillie radiale sur les cylindres mobiles. Des jupes annulaires d'étanchéité 10, fixées aux extrémités ouvertes des cylindres fixes et/ou des cylindres mobiles, ferment l'inter- valle annulaire 11 compris entre ceux-ci pour éviter des fuites d'air entre le volume intérieur 12 des réservoirs formés par l'assemblage des cylindres et l'atmosphère environnante. Le moteur 3 est relié, par l'intermédiaire de chaînes 13, 14 et de roues dentées 15, 16, 17, à un levier 18 de façon à faire pivoter celui-ci autour d'un axe horizontal 19 situé dans le plan vertical de symétrie mutuelle des réservoirs 4, 8 et 5, 9. Le fond supérieur 7 de chacun des cylindres mobiles 8, 9 est suspendu à l'une des extrémités 20 du levier 18, par exemple par l'intermédiaire de deux tiges rigides 21 attachées respectivement en deux points diamétralement opposés du fond. Le moteur fonctionne selon un mouvement alternatif de façon à entraîner le levier 18, également selon un mouvement alternatif, de part et d'autre d'une orientation horizontale. Dans l'une des positions extrêmes du levier, illustrée à la figure 1, le cylindre 8 situé du côté gauche de la figure est abaissé au maximum et le cylindre 9 situé du côté droit est relevé au maximum, de sorte que les volumes 12 des réservoirs gauche et droit sont respectivement minimal et maximal. La situation est inversée dans l'autre position extrême du levier. Pour permettre le coulissement axial des cylindres, les extrémités supérieures des tiges 21 peuvent être reliées au levier 18 de façon à se déplacer par rapport à celui-ci dans sa direction longitudinale, par exemple grâce à des ouvertures allongées prévues au voisinage des extrémités du levier. Alternativement, les tiges peuvent être raccordées aux extrémités du levier par l'intermédiaire de bielles non représentées qui oscillent de part et d'autre d'une orientation verticale. Les cylindres creux et les organes de transmission sont protégés des précipitations par un toit 29. Pour alléger la structure, ce toit peut être remplacé par des abris plastiques protégeant séparément les organes de transmission et les cylindres. Deux ouvertures 22, 23 sont ménagées dans le fond 6 de chacun des cylindres fixes 4 et 5. L'ouverture 22 est reliée, par une conduite 24 disposée à l'intérieur de la plate-forme 2, à une prise d'air tubulaire grillagée 25 placée sur celle-ci, à côté du cylindre et protégée par un chapeau conique 26. Les ouvertures 23 des deux cylindres constituent les deux entrées d'une conduite en T dont les branches 27 et le début du tronc commun 28 sont également disposés à l'intérieur de la plateforme. Sur chaque fond 6 est monté un dispositif d'obturation comprenant un tiroir 30 sous forme d'une plaque horizontale allongée pouvant coulisser longitudinalement dans un fourreau au moyen de galets 31.Le fourreau présente deux ouvertures coïncidant respectivement avec les ouvertures 22 et 23 du fond 6, et le tiroir présente deux ouvertures 32, 33 dont l'écartement mutuel est différent de celui des ouvertures 22 et 23. Chaque tiroir 30 est entraîné électriquement de façon que l'ouverture 32 soit décalée par rapport à l'ouverture 22 et l'ouverture 33 en coïncidence avec l'ouverture 23 (figure re 2) lorsque le volume du réservoir correspondant diminue, et inversement lorsque le volume du réservoir augmente (figure 3). Ainsi, pendant les périodes où le levier 18 exécute un mouvement de pivotement vers la gauche, le volume du réservoir de gauche diminue de sa valeur maximale à sa valeur minimale et l'excès d'air qu'il contient est évacué à travers les ouvertures 33 et 23 dans la conduite 27, 28, l'ouverture 22 étant obturée.Dans le même temps, le volume du réservoir de droite augmente, alimenté par de l'air aspiré depuis la prise 25, à travers la conduite 24 et les ouvertures 22 et 32, l'ouverture 23 étant obturée. Dans les périodes de mouvement inverse, les rôles des deux réservoirs sont inversés. Ces périodes de variation des volumes 12, de durée T, sont séparées par des périodes d'arrêt t au cours desquelles les tiroirs se déplacent, T + t pouvant être de l'ordre de 10 minutes. Au lieu de fonctionner de manière intermittente et alternative comme décrit, le moteur peut fonctionner de manière continue, son mouvement continu étant transformé, par exemple par manivelle et bielle, en un mouvement de pivotement alternatif du levier avec annulation de la vitesse en fin de course. La conduite 28 relie la station de pompage à des bouches d'air situées dans une zone à dépolluer, par exemple une grande ville, en passant de préférence par des trajets déjà aménagés pour d'autres usages, par exemple pour le passage de voies de chemin de fer ou d'égouts, ces trajets empruntant le cas échéant des ponts existants. La figure 4 représente une fontaine 40 dans laquelle peuvent être disposées de telles bouches d'air. I1 s'agit d'une de ces fontaines ornementales qui agrémentent les places des villes. Elle présente des vasques superposées 41 alimentées par des jets d'eau 42 et reliées entre elles par des chutes d'eau 43. Elle possède de façon classique une arrivée d'eau et, selon l'invention, une arrivée d'air raccordée à la conduite 28. Ces arrivées se rejoignent à l'intérieur de la fontaine de façon à produire un bouillonnement d'air dans l'eau des jets 42, des vasques 41 et/ou des chutes 43. A titre d'exemple, une station de pompage comprenant deux réservoirs télescopiques d'un diamètre de 10 m et d'une course de 10 m évacuera à chaque cycle de fonctionnement un volume d'air de 2 x 3,14 x 25 x 10 = 1570 m3. Si la durée du cycle 2T + 2t est de dix minutes, ceci engendre un débit horaire de 1570 m3 x 6 = 9420 m3 soit environ 226 000 m3 d'air par 24 heures. La place de la Concorde à Paris possède une longueur de 300 m et une largeur de 200 m, ce qui représente sur une hauteur 20 m (correspondant à sept étages) un volume d'air de 1 200 000 m3, qui serait renouvelé en six jours environ à partir de la station de pompage. La ville de Paris pourrait être dotée de dix à quinze points de libération d'air propre, dont les emplacements seraient déterminés en tenant compte de la topographie du terrain, de façon que les vents dominants (sud-ouest - nord-est) répandent l'air apporté dans les secteurs les plus pollués. On peut avantageusement utiliser à cet effet la méthode du cristallisoir dans laquelle une maquette en relief de la ville est noyée dans un cristallisoir rempli d'eau sur une hauteur qui représente la couche polluée, soit 30 à 50 m. L'eau est teintée aux taux de la pollution de l'air, et on crée des courants d'eau représentant les vents dominants. On peut alors déterminer les points les plus appropriés pour l'apport d'air frais. Revendications 1. Procédé pour réduire la pollution atmosphérique dans une zone polluée, dans lequel on prélève de l'air atmosphérique dans une station de pompage (1) installée dans une zone préservée de la pollution et sur une surface fermée au public, on transporte l'air prélevé de la station de pompage à la zone polluée par des conduites (28) et on libère cet air dans l'atmosphère de la zone polluée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la distance entre la zone polluée et la station de pompage n'excède pas 50 km, cette dernière étant située le cas échéant sur la zone verte entourant une agglomération urbaine. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel lesdites conduites empruntent des trajets déjà aménagés pour d'autres usages. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on libère l'air dans l'un au moins des lieux suivants: - sur la voie publique; - dans des ensembles immobiliers; - dans des locaux recevant un public nombreux; - au voisinage de sources de pollution atmosphéri que; - au voisinage de monuments ou d'ouvrages nécessi tant une protection particulière contre la pollu tion atmosphérique; - dans des conduits pour des distributions particu lières. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on libère l'air par des bouches d'air intégrées à des ouvrages (40) présentant un caractère esthétique. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on libère l'air dans des fontaines (40) en le faisant barboter dans l'eau de celles-ci. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la station de pompage (1) est installée sur une plateforme (2) surélevée au-dessus du sol et implantée sur un espace d'environ 40 m x 60 m fermé au public. 8. Station de pompage (1) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins un réservoir télescopique composé de deux cylindres creux (4, 8) de même axe fermés par des fonds respectifs (6, 7) tournés à l'opposé l'un de l'autre, des moyens de déplacement (3, 13-18) pour déplacer les deux cylindres creux l'un par rapport à l'autre selon un mouvement axial alternatif, leurs parois latérales coulissant lune sur l'autre de façon étanche, pour définir entre lesdits fonds un volume variable (12), et des moyens de transfert (22-27, 30) pour introduire par aspiration de l'air atmosphérique dans ledit volume pendant sa croissance et pour transférer par refoulement de l'air de celui-ci dans lesdites conduites pendant sa décroissance. 9. Station selon la revendication 8, dans laquelle l'axe des cylindre creux, dont l'un (4) est fixe, est vertical, l'air pénétrant dans ledit volume et en sortant par le fond (6) du cylindre fixe, tourné vers le bas. 10. Station selon la revendication 9, dans laquelle les moyens de transfert comprennent deux ouvertures (22, 23) prévues dans le fond fixe (6), communiquant respectivement avec l'atmosphère ambiante et avec lesdites conduites (27, 28) et auxquelles sont associés des obturateurs respectifs (30) actionnés en synchronisme avec le déplacement du cylindre mobile (8) de façon à dégager à tout moment l'ouver- ture appropriée et elle seule. 11. Station selon l'une des revendications 9 et 10, comprenant deux réservoirs télescopiques (4/8, 5/9) et dans laquelle les moyens de déplacement comportent un moteur (3) propre à entraîner les cylindres creux mobiles (8, 9) des deux réservoirs télescopiques en opposition de phase, par l'intermédiaire d'organes de transmission (13-18).