Brevet FR2744147A1 — publié le 19970801

La présente invention concerne un dispositif de retenue et de déversement d'eau ou d'effluents par basculement dont le fonctionnement d'ouverture et de fermeture est autonome sous l'action de poussée du liquide. Ce dispositif est destiné à équiper les déversoirs de crue installés sur les retenues d'eau et plus particulièrement les déversoirs d'orage de canalisation d'eau pluviale ou usée. Les déversoirs d'orage sont utilisés pour réduire les risques de crue en laissant passer une partie importante des eaux qui ne peuvent plus être retenue ni véhiculées par les canalisations des réseaux d'assainissement. Le déversoir doit permettre de s'affranchir d'intrusions d'eaux parasites dans le réseau en cas de crue du milieu récepteur en gardant à tout moment la possibilité d'évacuer le flot d'orage. En fait, le déversoir doit souvent répondre à une triple problématique difficile à satisfaire:(a) déverser à temps et suffisament pour soulager la canalisation ou la retenue d'eau, (b) déverser le moins possible pour protèger le milieu naturel dans le cas d'eau usée, (c) empêcher la pénétration d'eau du milieu naturel vers le réseau. Ces trois objectifs pouvaient être approchés dans la technique antérieure par l'utilisation d'un déversoir mobile mécanisé qui permet de s'adapter aux événements pluviaux grâce au support de la télémesure et de l'automatisme, mais les contraintes et les coûts de réalisation d'un tel dispositif sont souvent prohibitifs. Par conséquent, les déversoirs sont pour la plus grande part conçus avec des seuils fixes. La hauteur de ce seuil est déterminée en règle générale par le volume de retenue admissible dans le réseau pour un débit nominal et par la longueur du seuil qui commande sa capacité d'évacuation. Pour une utilisation optimale de la capacité passive de rétention du réseau, il est souvent nécessaire d'avoir des seuils hauts, pour déverser le plus tard possible, et de grande longueur, pour permettre un déversement important une fois la cote de déversement dépassée.Ces seuils fixes n'apportent pas de sécurité anti-retour lorsque le niveau d'eau du milieu récepteur dépasse la cote de déversement. La lutte contre la pollution visuelle impose la mise en place de grilles entre le déversoir et le milieu naturel. Ces grilles, d'espacement inter barreaux d'environ 6cm, vont se colmater trés rapidement et donc nécessiter une maintenance manuelle ou motorisée pour qu'elles permettent de véhiculer le débit nécessaire sans entraîner de pertes de charges avec risques d'inondation à leur amont. Les nouvelles directives sur l'autosurveillance des réseaux d'assainissement imposent de connaître les flux rejetés vers le milieu naturel, ce qui impose de comptabiliser les déversements par l'apport d'appareils de mesure. Le dispositif proposé de déversoir basculant représente une alternative qui permet .de concilier les objectifs précédemment cités tout en gardant une dimension réduite qui s'inscrit dans celle de la conduite d'évacuation. La cote de début de déversement peut être fixée au niveau le plus haut permis par la conduite en jouant sur la position de l'axe du volet. Le réseau contient donc les eaux le plus longtemps possible pour profiter au mieux de son effet de stockage et retarder le déversement dans le milieu naturel, jusqu'au moment ou la consigne contre le débordement prévaut. Le niveau ayant atteint cette cote de consigne, le déversoir bascule par rapport à son axe horizontal et ouvre une grande section de passage qui permet l'écoulement d'un débit qui, pour une même valeur de retour, demanderait la construction d'un seuil fixe trés long.Le déversoir basculant fonctionne de façon autonome et ne nécessite pas d'énergie extérieure pour s'ouvrir ou se refermer; En position normale, le déversoir basculant est fermé et peut empêcher toute remontée d'eau depuis l'aval vers le réseau par l'adjonction d'un clapet anti retour dans la partie sous axe.Une grille peut être placée en amont direct du déversoir basculant. Un contacteur peut être solidarisé au déversoir et mesurer le nombre de déversements ainsi que leur durée. Le déversoir basculant comprend un volet solidaire d'un axe horizontal situé environ au 1/3 du bas de la hauteur d'eau maximum souhaitée et un chassis permettant un mouvement de bascule du volet sur son axe. Le chassis est solidaire de l'ouvrage à obturer. Dans sa position de repos verticale, le volet retient les eaux tant que la hauteur d'eau amont reste en dessous du point d'équilibre. Ce point se situe à une distance au dessus de l'axe horizontal environ égale à deux fois la hauteur sous l'axe. Lorsque cette hauteur est dépassée, le volet effectue une rotation sur l'axe horizontal pour venir s'appuyer sur ses butées et libérer la section pour le passage de l'eau.La baisse du niveau de l'eau en amont due à la décrue assure la fermeture du volet qui est lesté dans sa partie sous axe pour le maintenir fermé au repos, le haut du volet et ses deux cotés latéraux viennent s'appliquer contre des joints compressibles fixés au châssis servant de butée et assurant l'étanchéité. Afin d'éviter des retours d'eaux en provenance de l'aval, un dispositif de clapet est appliqué contre le châssis sous la partie sous axe du volet, il est constitué par un panneau articulé au niveau de l'axe de rotation, ce clapet est étanche au niveau de l'axe et de ses portées contre le châssis. Lorsque le volet bascule, le clapet se -soulève sous l'effet de la poussée de l'eau pour libérer le passage et permettre l'écoulement des effluents. Un dispositif de grille est placée en amont du châssis. Disposée penchée telle que sa partie haute soit en amont de sa base vers l'aval, cette grille arrêtera les solides jusqu'à que son colmatage provoque une perte de charge telle que le déversoir basculant se refermera . L'équilibre hydrostatique amont et aval autour de la grille permettra aux solides retenus soit de flotter, soit de tomber, ce qui dégagera la grille. La disposition de la grille ainsi penchée permettra un auto nettoyage des solides retenus qui, sous l'effet de la gravité, pourront tomber lorsqu'à la décrue le niveau d'eau va baisser. Selon une variante un seuil pourra être placé sous la grille en amont du chassis, il aura pour fonction de supprimer une zone calme où les effluents pourront se décanter et laisser un dépot gênant le bon fonctionnement du volet, de plus ce seuil favorisera le positionnement de la grille dans sa position inciinée . Selon une variante le volet dans sa position d'ouverture, se stabilisera dans une position réglable située avant l'horizontale de façon à garder une réserve d'eau dans sa partie sur axe. Lors de la brusque fermeture du volet, cette eau sera projetée contre la grille et aidera à la débarasser des solides la colmatant. Le dispositif peut être équipé d'un système de comptage de mouvement du volet, ce qui permet de connaître le nombre de basculement et le débit déversé. Ce système de comptage peut comporter un enregistreur qui permet de dater et de mémoriser chaque mouvement d'ouverture et de fermeture du volet, afin de pouvoir évaluer la durée de déversement et ainsi estimer le flux déversé. Les dessins se réfèrant à la présente invention prennent comme exemple un dispositif de forme carré. -La figure 1 représente le déversoir de face vu par l'amont. -La figure 2 représente une coupe de l'ensemble avec le volet et le clapet fermés. -La figure 3 représente une coupe de l'ensemble avec le volet et le clapet ouverts. -La figure 4 représente une variante sans seuil équipée d'une grille de forme sigmoïde. Le dispositif représente sur la figure 1 et 2 le chassis (1) dans lequel vient se placer un axe libre (6) sur lequel est fixé un volet basculant (3) lesté dans sa partie sous axe (13). Le volet vient s'appuyer en butée sur des joints d'étanchéité (9). Des supports (7) sont solidaires de butées limitant l'ouverture (8). Une grille (2) ou (15) est placée en amont du châssis. Un seuil (4) peut être placé sous la grille (2). Un clapet mobile (5) en position de fermeture vient en appui contre des joints étanches (16) le châssis (1) est solidaire du volet (3) par l'intermédiaire d'une articulation étanche (14). Un contacteur (17) est placé contre le volet. Le dispositif représente sur la figure 3 le volet (3) en position de vidange. Les effluents suivent un trajet représenté par la flèche (10) coté réseau à la flèche (11) coté milieu récepteur. La flèche (12) représente le sens de rotation du clapet mobile (5) en position d'ouverture. REVENDICATIONS 1- Dispositif hydromécanique de déversement permettant d'évacuer les crues par le basculement automatique d'un volet qui ouvre une section d'écoulement et qui, dans sa position de fermeture, retient les eaux à son amont à la cote la plus haute souhaitée et empêche la remontée d'eau d'aval vers l'amont. Ce dispositif est caractérisé par la combinaison d'un volet (3) fixé sur un axe horizontal (6), lequel volet est lesté dans sa partie sous axe (13) afin d'assurer sa fermeture au repos. et d'un chassis (1) adapté à la section d'écoulement, qui supporte l'axe, et le laisse libre de ses mouvements de rotations, lequel chassis permet au volet de se maintenir fermé en appui contre des butées (9), et de basculer pour venir en appui contre des butées (8) qui limitent son ouverture, I'ensemble étant agencé de manière à permettre au volet de faire barrage à l'écoulement en position fermée, de s'ouvrir automatiquement pour laisser passer le débit souhaité puis de se refermer automatiquement après déversement, et ce, sous la poussée de l'eau en fonction du niveau qu'elle atteint et de la position de l'axe horizontal de rotation situé environ au 1/3 inférieur de ia hauteur d'eau maximum désirée stockée à l'amont. Une grille posée sur un seuil facultatif placée à l'amont assure une retenue des solides. 2- Dispositif selon la oevendication 1 caractérisé en ce que la pénétration d'eau de l'aval vers l'amont est empêchée par l'ajout d'un clapet mobile (5) qui s'appuie en butée sur des joints étanches (16) contre le chassis (1) sous la poussée de l'eau venant de l'aval, lequel clapet est relié dans sa partie supérieure sur le volet à proximité de l'axe (6) par une articulation horizontale étanche (14) qui lui permet de pivoter et de s'ouvrir sous la poussée de l'eau pour libérer le passage d'amont vers l'aval lorsque le volet (3) bascule. 3- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une grille (2) ou (15) est placée en amont du volet pour retenir les solides transportés par l'écoulement, la grille étant disposée penchée telle que sa partie haute soit en amont et sa base en aval afin de retenir les solides par dessous, cette disposition permettant aux solides d'être dégagés de la grille lorsque le volet se referme. 4- Dispositif selon l'une quelconques revendications précédentes et selon une variante est caractérisé en ce qu'un seuil(4) de hauteur réglable est placé en amont du volet pour stabiliser l'écoulement et stopper une partie du transport solide. 5- Dispositif selon l'une des quelconques revendications caractérisé en ce qu'un système de contacteur (17) permet de renseigner un enregistreur des temps de fermeture et d'ouverture du volet. 6- Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes caractérisé en ce que la position d'ouverture du volet peut être stabilisée avant la position horizontale.