Brevet FR2735119A1 — publié le 19961213

La présente invention concerne un dispositif de correction du potentiel hydrogène d'une eau de piscine. Elle s'applique principalement aux piscines de particuliers et de collectivités. En effet, l'eau des piscines a tendance à avoir un pH (potentiel hydrogène) croissant au cours du temps à cause d'une part de l'échauffement de l'eau, d'autre part de l'évaporation de dioxyde de carbone et enfin à cause de la présence de produits désinfectants. Les dispositifs d'asservissement automatique de pH (acidité ou basicité) d'eau de piscine connus à ce jour, de type à injection d'acide, par exemple acide chlorhydrique, comportent un analyseur de pH, un réservoir d'acide et une pompe injectant de l'acide depuis le réservoir vers un circuit d'eau en fonction du signal sortant de l'analyseur de pH. Ces dispositifs présentent de nombreux inconvénients, et en particulier, leur utilisation est onéreuse et leur utilisation provoque l'apparition de vapeurs corrosives et nocives et l'attaque chimique de matériels. D'autres dispositifs comportent un réservoir de gaz carbonique sous pression et un détendeur leur permettant d'injecter du gaz carbonique dans l'eau et, en conséquence, d'acidifier l'eau. Ces dispositifs présentent une utilisation très onéreuse car le gaz carbonique sous pression est très onéreux. L'invention entend remédier à ces inconvénients en présentant un dispositif de correction du pH de l'eau d'une piscine qui possède elle même un circuit de filtration primaire relié en ses deux extrémités hydrauliquement à la piscine et une pompe de filtration ainsi qu'un filtre. Le dispositif objet de la présente invention comporte d'une part un circuit de dérivation qui est relié au circuit primaire par une embouchure d'injection placée en amont de la pompe et du filtre et une embouchure de pompage qui est placée en aval de la pompe et du filtre. Dans ce circuit de dérivation, le dispositif comporte d'autre part un réservoir contenant un produit acide ou ba sique. En outre, au moins une vanne permet de contrôler la circulation d'eau de piscine dans le circuit de dérivation. Le dispositif objet de la présente invention est donc un d ispositif de correction du potentiel hydrogène de l'eau d'une piscine comportant une pompe de filtration reliée hydrauliquement en son entrée et en sa sortie par un circuit primaire et un filtre placé sur le circuit primaire, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un circuit de dérivation relié au circuit primaire par une embouchure d'injection placée dans le circuit primaire en amont de la pompe de filtration et du filtre et une embouchure de pompage placée dans le circuit primaire en aval de la pompe de filtration et du filtre, le circuit de dérivation étant en parallèle sur la partie de ce circuit primaire placé entre les deux embouchures, ledit circuit de dérivation possédant un réservoir qui comporte un produit acide ou basique et au moins une vanne adaptée à empecher ou à autoriser la circulation d'eau dans le circuit de dérivation. Dans son mode de réalisation le moins onéreux, le dispositif selon l'invention comporte un boîtier de commande renfermant un circuit de temporisation d'injection de très petites doses de produits acide ou basique dans le circuit de filtration de la piscine. Ce circuit comporte un moyen de réglage accessible à l'utilisateur et qui contrôle d'une part les durées entre les dites injections et d'autre part les durées d'injection. Cependant dans un mode de réalisation de fonctionnement automatique, le dispositif comporte une sonde de potentiel hydrogène placée en amont des deux embouchures, la vanne est une électrovanne et le dispositif comporte un calculateur relié électriquement à ladite sonde et à la dite vanne qui commande l'ouverture et la fermeture de la vanne en fonction du signal lui provenant de la sonde de potentiel hydrogène. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexé dans un but explicatif et nullement limita tif, permet de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de l'invention. La figure 1 représente une vue schématique du mode de réalisation automatique du dispositif selon la présente invention. La figure 2 représente un calculateur incorporé au dispositif présenté en figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe d'un réservoir de produit selon l'invention associé au mode de réalisation le moins onéreux de l'invention. Dans la figure 1 sont représentés une piscine 1 comportant un bassin 2, une sortie d'eau 3 et une entrée d'eau filtrée 4, une embouchure d'injection 31, une pompe de filtration 5, une sonde de potentiel hydrogène 7, un filtre 8 comportant une entrée d'eau 9 et une sortie d'eau 10, une embouchure de pompage 32, un circuit primaire 35, un circuit de dérivation 30, un réservoir de produit 11 avec un niveau d'équilibre 36, une électrovanne 13, un moyen de temporisation 33, un comparateur 37, une moyen de réglage de valeur de consigne 38 et un calculateur 15. La piscine 1 est de type connu, que ce soit dans les piscines pour collectivités ou les piscines individuelles. Son bassin 2 est indifféremment constitue d'une maçonnerie recouverte de carrelage, de matières plastiques, de matériaux composites ou d'une armature portant un réservoir souple. La piscine 1 est reliée hydrauliquement à la sortie d'eau 3 et à l'entrée d'eau filtrée 4. La pompe de filtration 5 est de type connu. Elle est reliée d'une part â la sortie d'eau 3, où elle aspire de l'eau de la piscine 1, et d'autre part au filtre 8 dans lequel elle refoule l'eau qu'elle a aspiré plus en amont. Le circuit primaire est constitué des éléments assurant une continuité hydraulique entre la sortie d'eau 3 et l'entrée d'eau 4 en passant par la pompe de filtration 5 et le filtre 8. Le circuit de dérivation est constitué des éléments assurant une continuité hydraulique entre son embouchure de pompage et son embouchure d'injection. L'embouchure d'injection 31 est le lieu où le circuit primaire reçoit du liquide chargé de produit acide ou basique du circuit de dérivation 30. L'embouchure d'injection 31 est placée en amont de la pompe de filtration 5 et du filtre 8. L'embouchure de pompage 32 est le lieu ou l'eau parcourant le circuit primaire se partage entre l'eau qui rejoint directement l'entrée d'eau 4 du bassin 2, ce flux étant le plus important, et l'eau qui passe par le circuit de dérivation 30. L'embouchure de pompage 32 se trouve en aval de la pompe de filtration 5 et du filtre 8. La pompe de filtration 5 assurant une dépression en son entrée et une surpression relative en sa sortie, c'est donc par dépression dans l'embouchure d'injection 31 et dans le réservoir 11 et par surpression dans l'embouchure de pompage 32 que fonctionne le dispositif selon la présente invention. La sonde de potentiel hydrogène 7 est de type connu. Elle est adaptée à fournir au calculateur 15 un signal représentatif du potentiel hydrogène de l'eau qui l'environne. La sonde de potentiel hydrogène 7 est connectée et introduite dans le circuit primaire. La sonde de potentiel hydrogène 7 placée en amont des deux embouchures du circuit de dérivation. Selon une variante non représentée, la sonde de potentiel hydrogène 7 est placée entre la pompe de filtration 5 et le filtre 8 Le filtre 8 est de type connu. I1 est adapté à filtrer l'eau lui provenant de la pompe 8 et à fournir l'eau ainsi filtrée à l'entrée d'eau 4. Il est, de plus adapté à assurer la répartition de la densité de produit acide ou basique provenant du réservoir 11 dans l'eau en circulation sur l'ensemble de sa surface et à servir ainsi à homogénéiser la basicité de l'eau. Le réservoir de produit 11 est original par sa réalisation : comme présenté en figure 3, il comporte une partie supérieure dans laquelle se trouve de l'air en légère dépression et une partie inférieure qui comporte de l'eau provenant de la piscine par l'intermédiaire de l'embouchure de pompage. La sortie de produit vers l'embouchure d'injection se fait au niveau appelé niveau d'équilibre 36 . Le produit acide ou basique 34 présent dans le réservoir 11 est nécessairement hydrophile et, lorsqu'il est acide, est dans un exemple préférentiel constitué d'une poudre de bisulfite de sodium. L'électrovanne 13 est de type connu. Elle est adaptée à recevoir un signal de commande du calculateur 15 et à s'ouvrir ou à se fermer en fonction du dit signal de commande. Lorsque l'électrovanne 13 est fermée, le liquide reste au niveau d'équilibre dans le réservoir 11 et aucun produit acide ou basique n'est injecté dans le circuit primaire. Par contre, lorsque l'électrovanne 13 est ouverte, la dépression qui est formée en permanence en aval du réservoir 11 et qui se trouve dans la zone supérieure du réservoir 11 permet d'aspirer des très petites doses de liquide contenant de l'eau et du produit acide ou basique. Le moyen de temporisation 33 est de type connu. I1 est relié à l'électrovanne 13 et est adapté à contrôler les durées et les fréquences des périodes d'ouverture de l'électrovanne 13. I1 permet de sélectionner la fréquence d'ouverture et la durée d'ouverture de l'électrovanne par exemple avec un sélecteur dont chaque position correspond à un couple de fréquence et de durée. Le comparateur 37 est de type connu et est adapté à comparer la valeur de la moyenne calculée et une valeur de consigne de pH (potentiel hydrogène) et à commander l'ouverture de l'électrovanne 13 lorsque la valeur de consigne est inférieure à la valeur de la moyenne calculée. Le moyen de réglage de valeur de consigne 38 est de type connu. I1 permet à l'utilisateur de fixer une valeur de potentiel hydrogène qui sera maintenue par le dispositif au cours du temps. I1 peut être constitué d'un potentiométre, d'une clavier ou de tout autre moyen connu. Au cours d'un cheminement complet dans le dispositif, l'eau de piscine rencontre donc, successivement, le bassin 2, la sortie d'eau 3, la sonde de potentiel hydrogène 7, l'embouchure d'injection 31, la pompe de filtration 5, le filtre 8, l'embouchure de pompage 32, l'électrovanne 13, le réservoir 11, le niveau d'équilibre 36, l'embouchure d'injection 31, à nouveau la pompe de filtration 5, le filtre 8, l'embouchure de pompage 32 et enfin l'entrée d'eau 4 qui la ramène dans le bassin 2. Les molécules du produit acide ou basique 34 suivent, quand à elle, un chemin qui va successivement du réservoir 11 à l'embouchure d'injection 31, à la pompe de filtration 5, au filtre 8, à l'embouchure de pompage 32 et enfin à l'entrée d'eau 4 qui les mène dans le bassin 2. Le calculateur 15 est de type connu, par exemple constitué d'un micro-ordinateur, d'un microprocesseur, d'un micro-contrôleur ou d'un circuit électronique de traitement de signal ou de traitement d'informations. Un exemple de calculateur 15 est présenté en figure 2. Le calculateur 15 est relié, en une de ses entrées, à la sonde de potentiel hydrogène 7 et, en une de ses sorties, à l'électrovanne 13. Le calculateur 15 est adapté à recevoir le signal lui parvenant de la sonde de potentiel hydrogène 7, à mémoriser ce signal en dehors des moments d'ouverture de l'électrovanne 13, à effectuer la moyenne sur une durée de plusieurs dizaines, centaines ou milliers de seconde, du signal mémorisé, à comparer cette moyenne avec une valeur de consigne préalablement fixée par l'installateur ou l'utilisateur et, au cas où la valeur moyenne est supérieure à la valeur de consigne, à commander l'ouverture de l'électro-vanne 13. D'autres fonctions du calculateur 15 sont présentées plus loin en regard de la figure 2. Généralement selon l'invention, le dispositif de correction du potentiel hydrogène de l'eau d'une piscine 1 comportant une pompe de filtration 5 reliée hydrauliquement en son entrée et en sa sortie par un circuit primaire et un filtre 8 placé sur le circuit primaire, est caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un circuit de dérivation 30 relié au circuit primaire par deux embouchures et en parallèle sur la partie de ce circuit primaire placé entre les deux embouchures, ledit circuit de dérivation possédant un réservoir 11 qui comporte un produit acide ou basique 34 et au moins une vanne adaptée à empêcher ou à autoriser la circulation d'eau dans le circuit de dérivation. Préférentiellement, le circuit de dérivation comportant une embouchure d'injection 31 placée dans le circuit primaire en amont de la pompe de filtration et du filtre et une embouchure de pompage 32 placée dans le circuit primaire en aval de la pompe de filtration et du filtre. En outre, le réservoir 11 comporte un niveau d'équilibre 36, équilibre dans lequel le produit acide ou basique 34 est maintenu en dessous du dit niveau et au dessus duquel se situe de l'air en dépression. Dans la figure 2 sont représentés la sonde de potentiel hydrogène 7 et le calculateur 15 comportant un convertisseur analogique numérique 20, une mémoire 21, un circuit additionneur 22, une mémoire 23, un circuit multiplicateur 24, une mémoire 25 comportant une entrée de commande de mémorisation 36, microprocesseur 26, un circuit comparateur 37, une mémoire 28, un amplificateur 29 et l'électrovanne 13. La sonde de potentiel hydrogène 7 est reliée à l'entrée du convertisseur analogique-numérique 20. Le circuit additionneur 22 est relié, en ses entrées, au convertisseur analogique-numérique 20, d'une part, et à la mémoire 21, d'autre part. Le circuit multiplicateur 24 est relié en ses entrées d'une part à la sortie du circuit additionneur 22 et d'autre part à la mémoire 23. L'entrée de données de la mémoire 25 est reliée à la sortie du circuit multiplicateur 24. Le microprocesseur 26 est relié à la sortie de donnée de la mémoire 25. Le circuit comparateur 37 est relié d'une part à la sortie du microprocesseur 26 et d'autre part à la mémoire 28. La sortie du comparateur 37 donnant un signal positif lorsque la valeur sortant du microprocesseur 26 est supérieur à la valeur mémorisée dans la mémoire 28 est reliée à l'entrée de commande de mémorisation 36.L'autre sortie du comparateur 37 est reliée à l'amplificateur 29. L'amplificateur 29 est relié, à sa sortie, à l'électrovanne 13. Le convertisseur analogique numérique 20 est adapté à recevoir le signal provenant de la sonde de potentiel hydrogène 7 et à fournir une information numérique représentative de ce signal au circuit additionneur 22. La mémoire 21 est adaptée à conserver une information de calibration de la sonde de potentiel hydrogène 7 correspondant à un facteur additionnel à affecter à la valeur numérique sortant du convertisseur analogique-numérique 20. Le circuit additionneur 22 est adapté à additionner la valeur sortant du convertisseur analogique numérique 20 et l'information numérique sortant de la mémoire 21. La mémoire 23 est adaptée à conserver une information de calibration de la sonde de potentiel hydrogène 7 correspondant à un facteur multiplicatif à affecter à la valeur numérique sortant du circuit additionneur 22. Le circuit multiplicateur 23 est adapté à multiplier la valeur sortant du circuit additionneur 22 l'information numérique sortant de la mémoire 23. La mémoire 25 comportant une entrée de commande de mémorisation 36, est adaptée à mémoriser toutes les informations sortant du circuit multiplicateur 23, lorsque son entrée de commande de mémorisation reçoit un signal logique 1(0 " Le microprocesseur 26 est adapté à effectuer la moyenne de certaines valeurs mémorisées dans la mémoire 25, lesdites valeurs étant des valeurs mémorisées successivement dans cette mémoire pendant une durée donnée. Le circuit comparateur 37 est adapté à comparer la valeur de la moyenne sortant du microprocesseur 26 avec la valeur numérique sortant de la mémoire 28 et à afficher une valeur logique "1" sur l'entrée de l'amplificateur 29 et sur l'entrée de commande de mémorisation 36 de la mémoire 25 lorsque la valeur sortant de la mémoire 28 est inférieure à la valeur moyenne sortant du microprocesseur 26. La mémoire 28 est adaptée à conserver une consigne de fonctionnement correspondant au seuil du potentiel hydrogène admissible par l'utilisateur. L'amplificateur 29 est adapté à amplifier le signal logique sortant du circuit comparateur 27 et à appliqué le signal amplifier à l'électrovanne 13. L'électrovanne 13 est adaptée à être ouverte lorsque l'amplificateur 29 lui applique un signal logique "1" amplifié et à être fermée lorsque l'amplificateur 29 lui applique un signal logique "0". De cette manière, lorsque le potentiel hydrogène de l'eau circulant autour de la sonde de potentiel hydrogène 7 dépasse une valeur de consigne, le dispositif selon la présente invention commande l'injection de produit acide ou basique 34. Pendant l'injection du produit acide ou basique provenant du réservoir 11 et si la sonde de potentiel hydrogène se trouve dans le circuit hydraulique en aval del'embouchure d'injection, la mémoire 25 est commandée pour ne pas mémoriser la valeur de potentiel hydrogène et ne fausse donc pas la mesure de moyenne effectuée par le microprocesseur 26. I1 est à noter que le dispositif selon l'invention possède un moyen de temporisation 33 adapté à bloquer en position ouverte 1'électrovanne 13 pendant une durée prédéterminée et à provoquer la fermeture de ladite électrovanne 13 à la fin de cette durée prédéterminée. D'autres modes de réalisation du dispositif selon les modes de fonctionnements décrits ci-dessus sont conformes à l'esprit de l'invention. En particulier et de manière préférentielle, le convertisseur analogique-numérique 20 peut être directement relié à une entrée de donnée du microprocesseur 26 et celui-ci peut être associé, par exemple dans un micro-contrôleur, à une mémoire conservant les données présentées ci-dessus pour les mémoires 21, 23, 25 et 28 et réaliser les fonctions d'addition, de multiplication, de calcul de moyenne et de comparaison. Le mode de réalisation du dispositif présenté en figure 2 présente l'avantage que la sonde de potentiel hydrogène 7 peut être placée n'importe où dans le cheminement de l'eau, indépendamment de la position de l'injecteur 6. A la mise en service du dispositif, l'installateur plonge la sonde de potentiel hydrogène 7 dans différentes solutions étalons et le microprocesseur 26, géré par un logiciel non développé ici, memorise dans les mémoires 21 et 23 les valeurs des coefficients additionnels et multiplicatifs nécessaires à la correction de la courbe de réponse de la sonde de potentiel hydrogène 7. Selon une première variante, le dispositif comporte une alarme commandée par le microprocesseur 26 qui est commandée par un maintien du potentiel hydrogène au-dessus d'un seuil donné qui peut être égal au seuil de consigne mémorisé. Cette alarme a pour avantage d'indiquer que le produit acide ou basique conservé dans le réservoir 11 vient à manquer ou que la circulation d'eau soit dans le circuit primaire soit dans le circuit de dérivation est interrompue. I1 est à noter que le dispositif peut aussi comporter un écran de contrôle affichant le mode de fonctionnement, étalonnage de la sonde et utilisation, la valeur du potentiel hydrogène, l'état de la sonde de potentiel hydrogène 7. Les avantages du dispositif selon l'invention sont les suivants - aucune qualification n'est nécessaire pour installer le dispositif selon l'invention; - le dispositif objet de la présente invention s'adapte à tous types et toutes dimensions de piscines; - le coût de fonctionnement du dispositif est très faible. Dans la figure 3, sont représentés le réservoir 11, 1 'électrovanne 13, le moyen de temporisation 33 et le moyen de réglage de la valeur de consigne 38. Le réservoir de produit 11 est original par sa réalisation : de forme extérieure par exemple cylindrique, il comporte une entrée 50 reliée à un tuyau interne 51 qui descend jusqu'au fond 52 du réservoir pour y amener l'eau provenant du filtre 8 par l'intermédiaire de l'embouchure de pompage. En remontant, cette eau rencontre le produit acide ou basique 34 puis atteint la partie supérieure 53 dans laquelle se trouve de l'air en légère dépression. La sortie de l'eau de piscine contenant du produit acide ou basique 34 vers l'embouchure d'injection se fait au niveau appelé niveau d'équilibre 36 dans la sortie 54. Grâce à l'action de la pompe de filtration 5, le mouvement de l'eau de piscine dans le réservoir 11 se fait par la différence de pression entre son entrée, en surpression, et sa sortie en dépression. Le produit acide ou basique 34 présent dans le réservoir 11 est nécessairement hydrophile et, lorsqu'il est acide, est dans un exemple préférentiel constitué d'une poudre de bisulfite de sodium. L'électrovanne 13 est reliée hydrauliquement à l'entrée 50 et électriquement au moyen de temporisation 33 qui porte le moyen de réglage de la valeur de consigne 38. Le moyen de réglage de la valeur de consigne 38 commande, en fonction de sa position mécanique, une valeur électrique qui, grâce à des techniques connues de l'homme du métier, correspond d'une part à une fréquence d'injection et d'autre à une durée d'injection. Chaque injection est réalisée par ouverture de électrovanne 13. Le dispositif tel que présenté en figure 3 fonctionne grâce au réglage effectué par l'utilisateur. Celui-ci mesure le potentiel hydrogène de l'eau de sa piscine et - si le pH est inférieur à ce qui est recommandé, il fait varier la position du moyen de réglage 38 dans le sens d'une augmentation du rapport cyclique d'injection; - si le pH est supérieur a ce qui est recommandé, il fait varier la position du moyen de réglage 38 dans le sens d'une diminution du rapport cyclique d'injection. On note qu'un des avantages du système hydraulique selon la présente invention est que d'une part le réservoir 11 reçoit de l'eau filtrée et d'autre part, la pompe de filtration 5 ne reçoit que de l'eau très faiblement acide ou basique. Ces deux éléments, réservoir et pompe sont donc protégés contre un vieillissement trop rapide. Cependant, l'invention peut dans un autre mode de réalisation utiliser par exemple une vis pointeau et permettre une injection permanente de microdose de produits acides ou basique. La présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation présentés mais englobe aussi les formes de réalisation conformes à l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de correction du potentiel hydrogène de l'eau d'une piscine (1) comportant une pompe de filtration (5) reliée hydrauliquement en son entrée et en sa sortie par un circuit primaire et un filtre (8) placé sur le circuit primaire, caractérisé en ce qu il comporte, en outre, un circuit de dérivation (30) relié au circuit primaire par une embouchure d'injection (31) placée dans le circuit primaire en amont de la pompe de filtration et du filtre et une embouchure de pompage (32) placée dans le circuit.pri- maire en aval de la pompe de filtration et du filtre, le circuit de dérivation étant en parallèle sur la partie de ce circuit primaire placé entre les deux embouchures, ledit circuit de dérivation possédant un réservoir (11) qui comporte un produit acide ou basique (34) et au moins une vanne adaptée à empêcher ou à autoriser la circulation d'eau dans le circuit de dérivation. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réservoir (11) comporte un niveau d'équilibre, équilibre dans lequel le produit acide est maintenu en dessous du dit niveau et au dessus duquel se situe de l'air en dépression. 3/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de temporisation (33) adapté à contrôler la durée de chaque période de fonctionnement de la vanne. 4/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une sonde de potentiel hydrogène placée en amont des deux embouchures du circuit de dérivation et fournissant un signal représentatif du potentiel hydrogène du liquide dans lequel elle plonge. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte une sonde de potentiel hydrogène placée entre la pompe de filtration et le filtre et fournissant un signal représentatif du potentiel hydrogène du liquide dans lequel elle plonge. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que la vanne est une électrovanne et en ce qu'il comporte un calculateur (35) relié électriquement à ladite sonde et à la dite vanne et commandant l'ouverture et la fermeture de la vanne en fonction du signal lui provenant de la sonde de potentiel hydrogène. 7/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le produit (34) est constitué de poudre de bisulfite de sodium, acide ou de soude, basique. 8/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un com- parateur (27) adapté à comparer la valeur de la moyenne calculée et une valeur de consigne de pH et à commander l'ouverture de électrovanne lorsque la valeur de consigne est inférieure à la valeur de la moyenne calculée. 9/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une alarme commandée par le calculateur.