Brevet FR2839554A1 — publié le 20031114

du vehicule automobile. À 1 2839554 DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif autonome pour un prelevement unique d'eau (ou tout liquide analogue) lors de sa plongee dans ['element liquide. Le dispositif est particulierement destine au suivi de la qualite d'eau des cours d'eau en periode de crues. Porte au bout d'une perche, par exemple, et regle a un niveau predetermine, l'appareil realisera automatiquement et dans le respect des normes en vigueur un echantillonnage lorsque la montee des eaux apportera le liquide jusqu'au niveau du siphon d'entree. En ltoccurrence, la plupart des crues vent suivies par des technicians realisant au cas par cas des prelevements ponctuels et manuels. Rapidement, ils vent debordes par la surcharge de travail: les crues apparaissaient soudainement et s'etalent un laps de temps assez court. Par ailleurs, realiser un prelevement dans un cours d'eau peut alors presenter des risques (courant puissant, berges instables). En fait, il existe sur le marche des preleveurs automatiques capables via une pompe et un detecteur du niveau de l'eau de prelever l'eau de surface lors la montee des crues. Si leur fiabilite est prouvee, des ecueils techniques (manipulation par des inities, genie civil, amenee d'energie electrique) et surtout financiers reservent leur emploi a quelques etudes particulieres. Pourtant, ['etude a grande echelle et complete des crues suite a des evenements pluvieux vent de toute premiere importance: les flux les plus importants en nitrates, en phosphore et en pesticides vent observes durant ces episodes hydrologiques. Le dispositif selon ['invention est le maillon manquant entre le prelevement manuel et le prelevement automatise. L'appareil se caracterise par ces elements: tout d'abord, un contenant qui recueillera l' echantillo n. A l'amont de ce co ntentant se trouve un siphon en c o l de cygne qui c ommande par son point haut ['entree de lteau et retient un bouchon d'eau lors de la remontee du dispositif et a l'aval le contenant se termine par un flacon laveur responsable de l'arret du siphonage lorsque le niveau de l'eau atteint la base du tube qui permet a l'air de s'echapper. Le dessin annexe illustre ['invention: la figure represente en coupe, le dispositif de ['invention. En reference a ce dessin, nous pouvons done imaginer que l'appareil est fixe en surplomb et a ['horizontal de la surface de l'eau dans le cas d'un suivi des crues. Lorsque la montee de l'eau sera effective, lteau va penetrer par ['orifice du siphon (4) puis au fur a mesure de ltengloutissement de l'appareil va atteindre le point haut du siphon (5). C'est senlement a partir de ce seuil que le prelevement va etre realise (a la condition que ce point 5 est plus eleve que le point 6 sinon ctest le dernier point 6 qui commande l'echantillonnage). Rapidement, l'eau stengouffre dans le siphon, remplit le conduit (6) puis se jette dans le flacon echantillonneur (1). Lorsque le remplissage sera effectif, l'eau va alors atteindre par surverse (8) le flacon laveur (3) ou une tige de verre dont ['orifice superieur depasse le niveau haut du siphon permet a l'air atmospherique de s'echapper et done d'etre remplace par un volume d'eau equivalent. Peu a peu, l'eau occupe le fond du flacon et atteint la base inferieure de ce tube en verre (9). L'air ne peut plus 8tre evacue vers l'exterieur. Aussi, l'eau ne peut plus penetrer dans ltechantillonneur. Si lteau continue a monter et depasse le niveau de ['orifice aval du flacon laveur, elle ne peut neanmoins penetrer dans l'echantillonneur, la pression de l'eau etant superieur a ['orifice amont du siphon. L'echantillonnage est done unique et s'effectue en sens unique. 2 2839554 Lorsque l'echantillonneur est retire de l'eau ou si le niveau de l'eau redescend sous ['orifice d'entree du siphon (4), l'eau excedentaire est refoulee par siphonage. Un tube coude dont ['orifice se trouve sous le niveau du bord superieur du contenant evacue une partie de l'eau qui aurait empeche la pose d'un bouchon sur ce flacon lors du transport ulterieur. Il convient que ['orifice amont du siphon soit legerement inferieur au niveau teas de ce tube coude. Dans le cas contraire (niveau 4 = niveau 7), un phenomene de capillarite peut empecher une bonne vidange du siphon. Dans cette configuration optimale, un volume suffisant pour des analyses ulterieures est lo conserve dans le contenant principal (1). Deux bouchons d'eau (pieges respectivement dans le col de cygne et au fond du flacon laveur) separes de l'echantillon par un volume d'air le protegent de toute pollution ulterieure (par l'air exterieur ou lors d'une remontee des eaux). Pour recuperer ltechantillon, il convient d'escamoter les bouchons d'eau du siphon (10) et du flacon laveur (11) en devissant leurs bases amovibles afin d'eviter l'entra^nement de ces eaux souillees vers l'echantillon destine a l'analyse (ltenlevement du contenant (12) sans cette precaution peut amener une partie de l'eau du siphon vers le contentant car ce volume d'eau tense de remplacer le volume occupe par la paroi du contenant). Dans une variante non illustree, un bras relic a des flotteurs peut reposer hermetiquement sur ['entree du siphon (4). Cette etancheite est brisee lorsque la montee de lteau souleve les flotteurs (protection optimisee du conduit d'amenee de l'echantillon). L'echantillonneur (flacons 1, 2, 3 vices) peut prelever une nouvelle crue (avec la possibilite d'une autre hauteur de prelevement par un deplacement vertical de ['ensemble du dispositif). A titre indicatif, ce dispositif est constitue dans le respect des normes en vigueur exclusivement de materiaux inertes (verre, inox, teflon,...) propres a l'analyse de composees diverges dans l'eau ou dans toute autre liquide. L'utilisation de verre peut le rendre fragile. Aussi, ce dispositif peut etre protege par une coque. Cet appareil peut conserver a titre d'exemple un litre d'echantillon (le volume du contenant n'a d'ailleurs pas d'influence sur la bonne marche du dispositif), peser deux a trots kilos et se caracterise par une largeur de quinze centimetres environ pour une hauteur et longueur de trente centimetres. I1 est envisageable d'utiliser un siphon modifiable dans sa courbure et son diametre afin d'adapter le dispositif a la viscosite du liquide preleve. Dans une variante non illustree et pour un prelevement en profondeur un bouchon escamotable peut interdire le remplissage du dispositif avant que ce dispositif atteigne la profondeur desiree. Ce bouchon peut se poser a ['orifice amont (4) ou aval (12) du dispositif. De meme, cet dispositif couple ou non a un regulateur de vitesse peut realiser lors de sa plongee dans ['element liquide un prelevement sur toute la hauteur parcourue. 3 2839554 REVENDICATIONS l) Dispositif autonome pour un prelevement unique d'eau (ou tout liquide analogue) lors de sa plongee dans ['element liquide, caracterise en ce qu'il se compose d'un contenant (1) qui recueillera l'echantillon, a l'amont de ce contenant se trouve un siphon en col de cygne (2) qui comrnande par son point haut ['entree de l'eau (5) et retient un bouchon d'eau lors de la remontee du dispositif et a l'aval le contenant se termine par un flacon laveur (3) responsable de l'arret du siphonage lorsque le niveau de l'eau atteint la base du tube (9) qui permet a l'air de stechapper. 2) Dispositif selon la revendication l carcaterise en ce que le contenant (1) se desolidarise du siphon en col de cygne (2) et du fiacon lavour (3) afin de permettre la recuperation et le transport de l'echantillon. 3) Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications caracterise en ce que la base du siphon (10) est escamotable afin de permettre de chasser l'air avant la recuperation de ltechantillon et un nettoyage optimal. I1 en est de meme pour la base du flacon laveur (11) afin de faciliter le nettoyage et le reamorcage du dispositif. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes caracterise en ce que une tige coudee plongee (7) dans le contenant et reliee au siphon evacue l'excedent d'eau lors de la remontee du dispositif. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes caracterise en ce qutun bras relic a des flotteurs peut reposer hermetiquement sur ['entree du siphon (4). Cette etancheite est brisee lorsque la montee de l'eau souleve les flotteurs. 6) Dispositif selon les revendications precedentes 1, 2, 3 et 4 caracterise en ce qu'un bouchon escamotable peut rendre etanche l'extremite amont (4) ou aval (9) pour