Brevet FR2761393A1 — publié le 19981002

PROCEDE DE FILTRATION AUTOMATIQUE DE L'EAU D'UNE PISCINE ET BOÎTIER DE COMMANDE PERMETTANT DE LE METTRE EN OEUVRE La présente invention a trait au domaine des installations auxiliaires permettant la gestion en automatique des différents paramètres définis lors de l'utilisation d'une piscine privée et notamment aux adaptations permettant d'assurer la filtration de l'eau d'une piscine dans les meilleures conditions. Les piscines privées, comme tout bassin d'eau fermé à l'air libre sont sujettes à l'apparition de micro-organismes. En effet, dès qu'une eau stagnante n'est pas recyclée ou nettoyée, une coloration verte créée par la naissance d'algues est immédiatement visible dans l'eau. En conséquence, pour garder une eau de piscine claire, il convient de la traiter et de la recycler régulièrement afin d'éviter la naissance de ces micro-organismes dont la vitesse de prolifération est proportionnelle à l'évolution de la température de l'eau. En effet, plus la température de l'eau est chaude plus l'eau devient propice à la naissance d'algues, et à la prolifération des micro-organismes. C'est la raison pour laquelle ont été conçus plusieurs dispositifs permettant la filtration et le traitement de l'eau parmi lesquels les principaux sont les installations de filtration de l'eau commandées par des centrales de gestion et dont la fonction est de faire circuler l'eau de la piscine, au moyen d'une pompe, à travers un circuit de recyclage comportant un filtre puis de la rejeter une fois filtrée dans la piscine. Le brevet français n" 2 680 022 décrit un procédé et un dispositif de gestion et de surveillance automatiques d'une piscine qui présente plusieurs inconvénients énoncés ci-après. Un des problèmes rencontrés lors de l'installation d'une centrale de gestion d'une piscine réside dans l'obligation de programmer le module de commande afin de rentrer en mémoire la durée, la fréquence ainsi que l'heure de démarrage du cycle de filtration de l'eau lorsque la centrale de gestion peut se programmer. De plus, lorsque les saisons changent, il est souvent fastidieux pour l'utilisateur de changer les programmes de filtration pour s'adapter à une nouvelle vitesse d'évolution des micro-organismes, correspondants à la nouvelle plage de températures et en conséquence retrouver dans le mode d'emploi de la centrale de gestion la procédure de programmation du cycle de fonctionnement du dispositif de filtration de la piscine. La manipulation qui consiste à donner à un cycle de filtration une durée fixe ne semble pas non plus etre la meilleure solution car si une durée peut convenir pour l'été où la température atteint sa plus haute amplitude, elle peut aussi occasionner une surconsommation de courant du fait que le temps de filtration n'aura pas été changé pour une saison comme l'hiver où la présence de micro-organismes est réduite du fait des faibles températures. Un autre inconvénient de la saison hivernale et notamment des températures basses, réside dans le fait qu'elles peuvent provoquer le gel de l'eau contenue dans la piscine et donc occasionner de grands dégâts dans les canalisations ainsi que dans la pompe, en considérant que l'eau à l'état solide a un volume supérieur au volume de son état liquide. Il est donc primordial d'éviter le gel de l'eau pour la sécurité de l'installation de pompage. Un autre inconvénient que l'on peut rencontrer dans une installation de filtration réside dans la protection du moteur. Il est en effet courant qu'un moteur cesse de fonctionner ou s'emballe, à la suite d'une surchauffe causée, par exemple, par le coincement de la pompe. La solution a été jusqu'à maintenant de munir le moteur d'un disjoncteur magnéto-thermique différentiel ou de saisir sur le clavier de la centrale de gestion, les courants nominaux des différents appareillages ainsi que les coefficients multiplicateurs afin de déterminer le seuil de déclenchement de l'arrêt dudit appareillage. Lorsque la centrale de gestion de l'installation d'une piscine n'est pas du type programmable, la commande du dispositif de filtration s'effectue donc manuellement et oblige l'utilisateur de la piscine à mettre en marche et à éteindre régulièrement le dispositif de filtration pour préserver l'eau de sa piscine. Or, il n'est pas toujours évident de déterminer le moment adéquat de déclenchement d'un dispositif de recyclage ni de déterminer sa durée de fonctionnement. En effet, il ne faut pas attendre que l'eau se "verdisse" pour lancer le cycle de filtration. Partant de cet état de fait et d'un cahier des charges préétabli, la demanderesse a donc mené des recherches visant à améliorer le confort de l'utilisateur afin de lui éviter les programmations successives et laborieuses des centrales tout en garantissant une meilleure sécurité dans le fonctionnement. Un autre objet de ces recherches est de parvenir à la réalisation d'un dispositif permettant de s'adapter aux installations déjà existantes. Ces recherches ont ainsi abouti à un nouveau procédé de filtration de l'eau d'une piscine et au dispositif permettant de le mettre en oeuvre qui obvient aux inconvénients précités des dispositifs classiques. Ce procédé de filtration de l'eau d'une piscine du type de celui utilisant une pompe avec son moteur d'entraînement assurant la circulation de l'eau à travers un filtre à des fins de recyclage de celle-ci, est remarquable en ce qu'il consiste à asservir le déclenchement du moteur d'entraînement de la pompe à la température de l'eau de la piscine pour assurer ainsi un fonctionnement autonome du processus de filtration de l'eau d'une piscine. Ce procédé de filtration consiste notamment à faire correspondre respectivement les hausses et les chutes de la température de l'eau de la piscine à une durée de fonctionnement plus et moins longue du moteur d'entraînement de la pompe. Partant du constat que plus l'eau est chaude plus elle est propice à la naissance de micro-organismes et d'algues responsable de la coloration verte de l'eau, ce procédé est particulièrement judicieux, car grâce à son expérience dans le domaine d'application de l'invention, la demanderesse a pu déterminer le temps adéquat de filtration pour chaque degré de température. Ainsi, il n'est plus nécessaire de programmer une horloge pour assurer à heure fixe un fonctionnement de l'installation de filtration du fait que le déclenchement et la durée de fonctionnement de ladite installation sont maintenant dépendantes de la température de l'eau. Avantageusement, le paramètre "température de l'eau " évolue tous les jours et notamment d'une saison à une autre. Ce nouveau procédé permet donc de changer automatiquement les durées de fonctionnement de l'installation de filtration lorsque la courbe des températures évolue avec les saisons, car quelle que soit celle-ci, à chaque température correspond une période de fonctionnement adéquate de l'installation de filtration. Outre le fait qu'il n'est plus nécessaire de programmer, ce nouveau paramètre est plus souple d'utilisation en comparaison avec un programme fixant une durée de fonctionnement comme il en existe déjà dans l'art antérieur. En effet, il arrive que lors d'une saison chaude, le temps redevienne froid quelques temps, et inversement. Ce nouveau procédé de filtration s'adapte à ces changements de température et fait fonctionner l'installation de filtration pendant une durée optimale sans sur-consommation d'électricité ni insuffisance de filtration, et ce, contrairement à un programme qui, s'il n'est pas modifié, commande le fonctionnement de l'installation de filtration pendant un temps prédéterminé identique quelle que soit la température de l'eau. L'invention concerne également un boîtier de commande permettant de mettre en oeuvre le susdit procédé de filtration du type de celui comportant les positions arrêt, mode manuel, mode automatique et remarquable en ce qu'il se compose d'une carte électronique assurant en mode automatique le déclenchement du moteur d'entraînement selon un cycle horaire de vingt quatre heures défini par une horloge interne et possédant plusieurs entrées dont l'une est reliée à un capteur de température lequel évalue la température de l'eau pour la transmettre à la susdite carte. La gestion du fonctionnement par une carte électronique est particulièrement judicieuse car elle donne une plus grande souplesse d'adaptation au boîtier de commande qui pourra intégrer d'autres paramètres et plusieurs commandes dont le plus important sera la détection de la température assurant un fonctionnement autonome à l'installation. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la susdite carte électronique possède en mémoire des températures "seuils" qu'elle compare à la température reçue dudit capteur de température afin de déterminer une durée de fonctionnement adéquate du moteur d'entraînement de la pompe de l'installation de filtration. Forte de son expérience dans le domaine d'application de l'invention, la demanderesse a déterminé qu'à chaque intervalle de température correspond en fait un taux de micro-organismes qui nécessite donc une durée de filtration optimale pour purifier l'eau. Ainsi en tenant compte du seul paramètre de la température, le boîtier de commande sélectionne automatiquement et tous les jours, la durée de fonctionnement de l'installation de filtration sans programmation de l'horloge interne. Cette auto-sélection des plages de filtration en fonction de l'évolution des températures caractérise particulièrement la nouveauté de l'invention au vu du fonctionnement des dispositifs de l'art antérieur qui, bien qu'automatiques, exigent lors de leur première mise sous tension une programmation et une saisie des horaires ainsi que de l'heure afin de déterminer les durées et les fréquences de fonctionnement des différents organes et notamment du moteur de l'installation de filtration en mode automatique. Ce type de dispositifs exigent également une reprogrammation si la qualité de filtration venait à désirer. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnant à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, un mode de réalisation d'un boîtier de commande permettant de mettre en oeuvre le procédé de filtration de l'eau d'une piscine conforme à l'invention. Cette description se réfère au dessin annexé illustrant un schéma de principe du boîtier de commande avec ses entrées et sorties. Tel qu'illustré sur ce dessin, un boîtier référencé dans son ensemble 100 commande le fonctionnement d'une installation de filtration permettant de mettre en oeuvre le procédé de filtration de l'eau d'une piscine. Ce boîtier de commande 100 du type de celui comportant les positions arrêt, mode manuel et mode automatique se compose d'une carte électronique 110 assurant en mode automatique le déclenchement du moteur d'entraînement 200 d'une pompe d'une installation de filtration selon un cycle horaire de vingt quatre heures défini par une horloge interne 120. Cette carte possède plusieurs entrées dont l'une 111 est reliée à un capteur de température 300, lequel évalue et enregistre la température de l'eau pour la transmettre à la susdite carte 110. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, la susdite carte électronique 110 possède dans une mémoire 130 des températures "seuils" qu'elle compare à la température détectée par ledit capteur de température 300 afin de déterminer une durée de fonctionnement adéquate du moteur 200 d'entraînement de la pompe. Ainsi, partant du principe qu'une eau doit toujours être filtrée une fois par jour, le cycle de filtration démarre toutes les vingt quatre heures et c'est suivant la mesure de la température de l'eau et sa comparaison avec les températures "seuils" que la carte électronique 110 laissera plus ou moins en service le moteur 200. Selon un mode de fonctionnement non limitatif, la demanderesse a établi le programme de sélection selon les plages de températures citées ci-après - Pour une température supérieure ou égale à 240c, la durée de filtration sera de dix heures, - Pour une température supérieure ou égale à 1 80c, la durée de filtration sera de huit heures, - Pour une température supérieure ou égale à 10"c, la durée de filtration sera de six heures, - Pour une température supérieure ou égale à 7"c, la durée de filtration sera de quatre heures. Ainsi, si le capteur de température annonce une température de 22"c, la carte électronique 110 laissera en marche le moteur 200 d'entraînement de la pompe de filtration pendant dix heures. Avantageusement, le susdit capteur de température 300 relié à la carte électronique 110 est placé et fixé sur une canalisation reliant l'installation de filtration au bassin de la piscine. Ce capteur 300 qui peut se fixer avantageusement au moyen de colliers plastiques pour éviter toute opération de perçage ou modification de l'installation déjà existante, permet donc une adaptabilité optimale à une installation de filtration existante. Avantageusement, afin de tenir compte de l'épaisseur de la tuyauterie, la carte électronique 110 commande la mesure de la température par l'intermédiaire du capteur 300 un quart-heure après la mise en route du cycle de filtration pour laisser le temps à la tuyauterie de l'installation de prendre la température de l'eau. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la carte électronique 110 possède une entrée de commande en marche forcée 112 qui permet de déclencher le moteur d'entraînement 200 de la pompe de l'installation de filtration à partir d'un signal extérieur. Ainsi, par exemple cette entrée pourra être liée à un dispositif extérieur 400 comme par exemple un doseur de chlore qui lorsque la teneur en chlore est en-dessous du seuil conseillé, commande le versement de chlore. Ce dernier devra être couplé avec la circulation de l'eau et donc avec le déclenchement du moteur 200 de la pompe afin de réaliser une opération de brassage de l'eau répartissant le chlore dans celleci. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la carte électronique 110 s'auto-calibre sur le moteur 200 de la pompe en mesurant lors de chaque mise sous tension le courant qui le traverse afin de déterminer un seuil de courant maximum du moteur 200 qui correspond à environ vingt pour cent de la valeur nominale du courant. Ainsi, il n'est plus nécessaire de protéger le moteur 200 au moyen d'un disjoncteur car la protection se fait par voie électronique et mesure du courant directe. De plus, selon un mode de réalisation préférée de l'invention, la mesure du courant est opérationnelle à chaque mise en route du moteur 200. Cette caractéristique a pour avantage de permettre de créer un "disjoncteur électronique" s'adaptant à tous les types de moteurs et, contrairement à l'art antérieur, de ne plus entrer en mémoire la valeur nominale du courant utilisé par le moteur 200 ni son coefficient de multiplication, évitant ainsi à l'utilisateur toute manipulation du boîtier de commande. Avantageusement, si le moteur 200 est traversé par un courant dépassant de vingt pour cent sa valeur nominale enregistrée lors du démarrage, la carte électronique 110 commande l'arrêt du moteur 200 et l'allumage fixe d'une diode électroluminescente 500 présente sur la face avant du boîtier afin d'avertir l'utilisateur d'un défaut moteur. De plus, par un mode de réalisation particulièrement judicieux, la carte électronique 110 comporte un dispositif de mesure de courant sur une seule phase du moteur d'entraînement de la pompe du dispositif de filtration. Cette caractéristique a pour grand avantage de permettre à la carte 110 et donc à l'ensemble du boîtier de commande de s'adapter aussi bien à un moteur alimenté en courant triphasé qu'à un moteur alimenté en courant monophasé, et ce sans modification du câblage. En effet, les dispositifs de protection classiques comme les disjoncteurs magnéto-thermiques différentiels qui sont une technologie électro-mécanique, utilisent le principe de déséquilibre entre les différentes phases pour s'enclencher. Lorsque ce type de disjoncteur est utilisé sur un dispositif monophasé, il est nécessaire de reboucler la troisième phase sur la deuxième afin que le disjoncteur remplisse son rôle de protection. Un autre avantage de l'absence de disjoncteur que permet ce mode de réalisation est d'éviter à l'installateur de la piscine, un stockage pour son service après vente, d'une multitude de modèles de disjoncteurs qui demande non seulement un volume de stockage important mais aussi un certain niveau de compétences pour leur remplacement et leur installation. Toujours à des fins d'adaptation optimale sur une installation déjà existante, le boîtier de commande 100 est avantageusement équipé de câbles d'alimentation, de commande et de mesure afin d'en permettre une installation facile. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, la carte électronique 110 interroge régulièrement par sécurité toutes les deux heures le capteur de température 300 de façon à ce que si la température de l'eau descend en-dessous d'un seuil minimum prédéterminé ou dépasse un seuil maximum prédéterminé, la carte électronique 110 commande la mise en marche du moteur d'entraînement 200 de la pompe de filtration. Ainsi, I'asservissement du fonctionnement du moteur 100 de la pompe à la température de l'eau permet d'écarter tout risque de gel par brassage de l'eau lorsque celle-ci descend en dessous de 2"c et d'éviter une prolifération trop rapide des micro-organismes lorsque la température augmente trop rapidement. Selon un mode de fonctionnement non limitatif, la sécurité maintient le moteur 200 en marche jusqu'à ce que la température remonte au-dessus du seuil minimum ou descende en dessous du seuil maximum. De plus, I'interrogation régulière de la température de l'eau n'est pas active lorsque le cycle de filtration est en cours. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le boîtier de commande est muni d'un bouton poussoir de Retour A Zéro (RAZ) 600 qui donne le départ à l'horloge interne 120 de la carte électronique 110 qui a un cycle de vingt quatre heures. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le boîtier de commande 100 équipé sur sa face avant d'une diode électro-luminescente 500 signale en allumage fixe le défaut moteur et en allumage clignotant le défaut et le dysfonctionnement lié au capteur de température 300. On comprend que le boîtier de commande d'une installation de filtration et son mode de fonctionnement qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, I'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Afin de permettre une meilleure compréhension du dessin, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. 100 .. Boîtier de commande 110 . . Carte électronique 111.. ..Entrée liée au capteur 300 112 . Entrée liée à la marche forcée extérieure 120 . .. Horloge interne 130 . .. Mémoire de stockages des températures "seuils" 200 .. Moteur d'entraînement de la pompe 300 . Capteur de température 400 . Entrée marche forcée extérieure 500 .. Diode électro-luminescente "défaut" 600 . Bouton de Retour A Zéro REVENDICATIONS 1. Procédé de filtration de l'eau d'une piscine, du type de celui utilisant une pompe avec son moteur d'entraînement (200) assurant la circulation de l'eau à travers un filtre à des fins de recyclage de celle-ci, CARACTERISE EN CE QU'il consiste à asservir le fonctionnement du moteur d'entraînement (200) de la pompe à la température de l'eau de la piscine pour assurer un fonctionnement autonome du processus de filtration de l'eau d'une piscine. 2. Procédé de filtration de l'eau d'une piscine selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUil consiste à faire correspondre respectivement les hausses et les chutes de la température de l'eau de la piscine à une durée de fonctionnement plus et moins longue du moteur d'entraînement (200) de la pompe. 3. Boîtier de commande (100) d'une installation de filtration du type de celui comportant les positions arrêt, mode manuel, et mode automatique, permettant de mettre en oeuvre le procédé de filtration de l'eau d'une piscine selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT Qu'il se compose d'une carte électronique (110) assurant en mode automatique le déclenchement du moteur d'entraînement (200) selon un cycle horaire de vingt quatre heures défini par une horloge interne (120) et possédant plusieurs entrées dont l'une (111) est reliée à un capteur de température (300) lequel évalue la température de l'eau de la piscine pour la transmettre à la susdite carte (110). 4. Boîtier de commande (100) selon la revendication 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite carte électronique (110) possède dans une mémoire (130) des températures "seuils" prédéterminées qu'elle compare à la température détectée par ledit capteur (300) afin de déterminer une durée de fonctionnement adéquate du moteur d'entraînement (200) de la pompe. 5. Boîtier de commande (100) selon les revendications 3 et 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit capteur de température (300) relié à la carte électronique (110) est placé et fixé sur une canalisation reliant l'installation de filtration au bassin de la piscine. 6. Boîtier de commande (100) selon les revendications 3, 4 et 5 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite carte électronique (110) s'auto-calibre sur le moteur d'entraînement (200) de la pompe en mesurant, lors de chaque mise sous tension, le courant nominal qui le traverse afin de déterminer un seuil de courant maximum du moteur (200) qui correspond à environ vingt pour cent de la valeur nominale du courant. 7. Boîtier de commande (100) selon les revendications 3, 4, 5 et 6 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite carte électronique (110) comporte un dispositif de mesure de courant sur la première phase du moteur d'entraînement (200) de la pompe du dispositif de filtration. 8. Boîtier de commande (100) selon les revendications de 3 à 7 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QU'il comporte des câbles d'alimentation, de commande et de mesure afin d'en permettre une installation facile. 9. Boîtier de commande (100) selon les revendications de 3 à 8 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE une autre entrée (112) de la carte électronique (110) permet par une commande extérieure (400), la marche forcée du moteur d'entraînement (200) de la pompe du dispositif de filtration. 10. Boîtier de commande (100) selon les revendications de 3 à 9 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la carte électronique (110) interroge régulièrement par sécurité le capteur de température (300) afin que, si la température de l'eau descend en dessous d'un seuil minimum prédéterminé ou dépasse un seuil maximum prédéterminé, la carte électronique (110) commande la mise en marche du moteur d'entraînement (200) de la pompe de filtration.