Brevet FR2866524A1 — publié le 20050826

La présente invention concerne un bac à poissons à panier amovible destiné à équiper une installation de détection de pollution de l'eau. D'une manière générale, on sait que pour détecter des seuils de pollution, on a proposé de placer des poissons, habituellement des truites, dans un bac à l'intérieur duquel circule l'eau à contrôler. La détection du seuil s'obtient alors au moyen d'un dispositif de détection par ultrasons à effet "Doppler" comprenant un générateur d'ondes ultrasonores émettant dans l'eau du bac, un récepteur placé de manière à recevoir les ondes ultrasonores qui se propagent, dans l'eau, un circuit mélangeur des signaux électriques représentatifs des ondes émises et des ondes reçues, et un filtre passe-bas dont la fréquence de coupure est inférieure à la fréquence des ondes ultrasonores. Ce filtre reçoit le signal issu du mélangeur et est associé à un détecteur qui délivre un signal représentatif des mouvements des poissons. Ce dispositif comprend en outre un comparateur qui émet un signal d'alarme représentatif du dépassement d'un seuil de pollution lorsque ce signal s'abaisse en dessous d'un signal de référence. Ce procédé qui est couramment utilisé à l'heure actuelle, présente néanmoins un certain nombre d'inconvénients : Comme c'est souvent le cas dans les systèmes à ultrasons, ce système est sujet à de multiples interférences électriques ou électromagnétiques avec les appareils électriques ou électromécaniques avoisinants tels que pompes, néon, téléphones cellulaires, etc... Le signal de détection est de type tout ou rien et ne permet donc pas une analyse exhaustive du comportement des poissons, permettant d'effectuer des préalarmes ou même de définir la nature de la pollution en fonction de ce comportement. Pour des raisons similaires, l'émission du signal d'alarme ne tient aucun compte de la saison (température et qualité de l'eau), de l'heure, du jour ou même du type de poisson utilisé. Dans le but de supprimer ces inconvénients, on a également proposé un procédé consistant à effectuer la détection de l'amplitude et/ou de la fréquence des variations de pression engendrées dans le liquide par les mouvements des poissons, et à analyser ladite amplitude et/ou ladite fréquence de manière à détecter un comportement anormal des poissons significatif d'un type de pollution. Un tel procédé se base sur le fait que les mouvements des poissons et, en particulier, ceux des nageoires, engendrent des pressions multidirectionnelles transmises par l'eau (non compressible) en tout point du volume du bac. Sa mise en oeuvre s'obtient donc en plaçant dans le bac des capteurs piézométriques immergés qui captent l'amplitude et la fréquence des variations de pression transmises dans le liquide par le mouvement des poissons. Les signaux électriques détectés par les capteurs piézométriques sont amplifiés, filtrés et analysés de, manière à obtenir des informations relatives notamment à la puissance et à la rapidité des mouvements des poissons. Cette analyse peut permettre une étude complète du spectre du mouvement des poissons de manière à pouvoir délivrer des signaux d'alarme indiquant un changement anormal du comportement des poissons tel qu'accélération, fibrillation ou ralentissement des mouvements, étant entendu que le changement de comportement des poissons varie selon le type de polluant présent dans l'eau ainsi que selon les conditions locales d'utilisation (température et qualité de l'eau - heure du jour - saison - type de poissons utilisés). Il s'avère cependant que les résultats obtenus par ce procédé sont fréquemment faussés par de nombreuses causes extérieures engendrant des variations de pression parasites. Pour supprimer cet inconvénient, la Demanderesse a également proposé un procédé consistant : à engendrer dans l'eau du bac une succession de trains d'ondes ultrasonores espacés les uns des autres par des périodes de silence, à détecter pendant les périodes de silence les échos engendrés par chacun desdits trains, à effectuer l'analyse temporelle desdits échos et à mémoriser les résultats de ces analyses, à comparer les résultats de l'analyse temporelle des échos résultant de chaque train d'onde avec des valeurs de référence et/ou avec les résultats de l'analyse temporelle des échos résultant du train d'onde précédent, à déterminer le degré de pollution de l'eau en fonction des résultats de la susdite comparaison. On constate en effet que la forme et la disposition des échos (variation dans le temps de l'analyse du signal) dépendent de la position des différents obstacles et qu'en conséquence, en comparant la forme de différents échos détectés au cours de deux périodes de silence successives, il est possible de déterminer une modification de mouvement des poissons. En cas d'absence de mouvement, les échos seront toujours identiques et la différence entre deux échos successifs sera nulle. Au contraire, en présence de poissons en mouvement, la différence entre deux échos est proportionnelle à la quantité de mouvement. En dessous ou au-dessus d'un seuil réglable de différence entre deux échos une alarme pourra être déclenchée. L'analyse temporelle des échos peut être effectuée sous forme numérique à l'aide d'un microcalculateur. Dans ce cas, des techniques d'analyse numériques telles que la Transformée de Fourrier pourront être utilisées pour l'étude de la fréquence d'agitation et son amplitude, paramètres indicatifs de l'état de santé ou du stress du poisson. Il s'avère que jusqu'ici, les bacs utilisés pour la mise en u̇vre des procédés précédemment décrits étaient essentiellement conçus pour des truitelles (lesquelles constituent des références en matière de détection biologique de pollution). Or, l'emploi de ce type de truitelles présente un certain nombre d'inconvénients dont les principaux sont les suivants : - Elles ont une croissance relativement rapide et doivent donc être remplacées régulièrement. - Elles émettent des quantités importantes de déjections qui se trouvent retenues par les grilles de séparation du bac. - Elles sont sensibles aux variations de température. Or, la température n'est pas un critère de pollution de l'eau. Les expérimentations effectuées par la Demanderesse sur des poissons susceptibles de remplacer les truitelles ont montré qu'il était possible d'utiliser des vairons à la place des truitelles. En effet, le vairon est très sensible à la pollution : Il est à la base de la chaîne alimentaire des poissons carnassiers présents dans les rivières de première catégorie. Il est le premier à disparaître en cas de dégradation de la qualité de l'eau, entraînant ensuite la disparition des truites. Le vairon est beaucoup moins sensible que la truite aux problèmes de température, ce qui permet de se passer d'un groupe de réfrigération dans la plupart des cas. Par ailleurs, le vairon ne croît pratiquement pas : Il peut donc être utilisé pour des longues périodes de test (ce qui n'est pas le cas des truitelles qui doivent être changées environ tous les trois mois). L'invention a donc plus particulièrement pour objet un bac pour détecteur biologique de pollution qui soit adapté à l'utilisation de vairons tout en pouvant être éventuellement utilisé pour des truitelles. Selon l'invention, ce bac comprend une cuve divisée en trois chambres, à savoir : une chambre d'admission d'eau, une chambre principale et une chambre d'évacuation, grâce à deux cloisons verticales conçues de manière à délimiter une ouverture de passage d'eau dans la partie inférieure de la cuve. Le fond de la cuve au niveau de la chambre principale comprend une cavité en forme de trémie débouchant sur un orifice de vidange. Dans la chambre centrale est disposé un panier amovible, de forme sensiblement complémentaire, dont le fond s'engage partiellement dans la cavité en forme de trémie du fond de la cuve. Les parois transversales du panier qui s'étendent parallèlement aux susdites cloisons de même que le fond du panier sont constitués par des grillages dont la maille est inférieure au diamètre du corps des poissons. Par ailleurs, le panier comprend dans sa partie supérieure une anse qui relie les deux parois latérales du panier dans leurs parties médianes supérieures. Grâce à ces dispositions, on peut effectuer un échange rapide des poissons sans utilisation fastidieuse d'une épuisette : Les poissons étant disposés initialement dans des paniers identiques placés dans un vivier de réserve de sorte que l'échange peut être réalisé rapidement par échange du panier sans traumatiser ou blesser les poissons qui demeurent toujours dans le même panier. Les déjections des poissons ainsi que les matières décantables ne sont pas retenues par le grillage du fond du panier et se déposent dans la partie en forme de trémie de la cuve. Le procédé de raclage interne par aimant et contreaimant utilisé en aquariophilie est totalement optimisé pour un nettoyage rapide de cette partie conique. Les matières décantables sont ainsi raclées et ramenées vers l'orifice de vidange. Elles peuvent être ensuite évacuées périodiquement grâce à une vanne de vidange équipant l'orifice de vidange. Cette disposition facilite l'entretien de la cuve qui, de ce fait, peut être maintenue en parfait état de propreté. Cette vanne peut être facilement automatisée et asservie à un système chronométrique permettant la purge automatique des impuretés stockées dans la partie inférieure en forme de trémie de la cuve.La durée et la fréquence d'ouverture de cette vanne dépendront de la quantité de matière en suspension (MES) de l'eau de la ressource. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une représentation schématique d'une installation mettant en u̇vre un bac à poissons selon l'invention ; Les figures 2, 3, 4 sont des vues respectivement selon AA' et BB' du bac représenté figure 1 et en vue de dessus. Dans cet exemple, l'installation se compose d'un bac 1 partiellement rempli d'eau, monté sur un châssis 2 (non représenté) et divisé en trois chambres 3, 4 et 5 par deux cloisons verticales 6, 7, à savoir - une chambre d'admission d'eau et de refroidissement éventuel 3, - une chambre principale 4, - une chambre d'évacuation 5 munie d'un circuit de trop plein 8. L'alimentation en eau du bac 1 s'effectue par un circuit d'admission d'eau 9 débouchant dans la chambre d'admission 3 et comprenant successivement un manomètre 10, une vanne de réglage 11 et un venturi 12 destiné à assurer une oxygénation de l'eau. La chambre d'admission 3 peut éventuellement renfermer un échangeur thermique 13 (serpentin) connecté à un dispositif de climatisation 14 réglé de manière à ce que l'eau pénétrant dans la chambre principale 4 grâce à un espace prévu entre la cloison 6 et le fond du bac 1 soit à une température constante (par exemple inférieure à 15[deg]C pour des truitelles) correspondant à la température à laquelle les poissons sont habitués à vivre. Ce dispositif de climatisation 14 peut comprendre un circuit d'asservissement comprenant un capteur de température 15 placé en sortie de la chambre d'admission. Comme précédemment mentionné, cette exigence est principalement valable pour des truitelles. Par contre, pour des vairons, ce système de régulation peut être considérablement simplifié, voire même supprimé. La chambre d'évacuation 5 communique avec la chambre principale 4 par l'intermédiaire d'un espace prévu entre la cloison 7 et le fond du bac 1, le circuit de trop plein 8 dont l'orifice de sortie est muni d'une crépine 16 déterminant le niveau de l'eau contenue dans le bac 1. Les passages présents sous les cloisons 6, 7 sont prévus de manière à assurer un écoulement exempt de turbulences ou de tout phénomène hydrodynamique susceptible d'engendrer des ondes de pression perceptibles dans la chambre principale 4 de nature à perturber celles produits par les poissons. Dans cet exemple, la chambre principale 4 présente une partie supérieure de forme sensiblement parallélépipédique et une partie inférieure 17 constituant une trémie en forme de pyramide tronquée dont la petite base, qui constitue le fond, est munie d'un orifice 18 raccordé à un circuit de vidange 19 commandé par une électrovanne, ce circuit de vidange 19 étant raccordé au circuit de trop plein 8. Conformément à l'invention, cette chambre principale 4 est conçue de manière à recevoir un panier amovible 20 comprenant une partie supérieure 21 de forme sensiblement complémentaire de celle de la partie supérieure du bac 1 et une partie inférieure 22 de forme pyramidale tronquée qui s'engage dans la partie inférieure de la chambre. Les dimensions de ce panier 20 sont telles que la petite base 23 de la partie inférieure du panier 20 s'étend à une hauteur prédéterminée du fond de la partie inférieure 17 lorsque le panier 20 est engagé à fond dans la chambre principale 4. Par ailleurs, pour faciliter sa manutention, le panier 20 est muni d'une anse 24 reliant les deux faces latérales 25, 26 du panier 20 au niveau de la partie centrale de leurs bords supérieurs. Avantageusement, la partie supérieure de ces deux faces latérales 24, 25 pourra être réalisée à l'aide de plaques métalliques ou en matière plastique (éventuellement transparente) tandis que la partie supérieure des deux faces transversales consistera en un grillage fin dont la maille est déterminée en fonction de la taille des poissons. De même, la partie inférieure 22 du panier 20 pourra être entièrement grillagée. Bien entendu, les parties grillagées du panier (qu'elles soient métalliques ou en matière plastique) pourront comprendre une armature pour rigidifier l'ensemble. Avantageusement, le panier pourra comprendre un dispositif d'accrochage 29 d'une sonde ultrasonore ER munie d'un ensemble émetteur/récepteur d'ondes ultrasonores relié par une liaison électrique souple à une unité de traitement électronique : La partie émettrice de la sonde ER est connectée à un générateur de signaux ultrasonores G piloté par un processeur 30 de manière à pouvoir émettre dans l'eau une succession de trains d'ondes ultrasonores séparés les uns des autres par des périodes de silence. La partie réceptrice de la sonde est, quant à elle, connectée à un circuit récepteur RC piloté par le processeur 30 de manière à recevoir les signaux d'échos reçus par la partie réceptrice pendant les périodes de silence et à les transmettre à un circuit d'analyse 31 couplé au processeur 30. De même, le capteur de température 15 pourra être relié au processeur 30. Grâce à ces dispositions, la sonde pourra émettre périodiquement dans l'eau du panier soutenu dans le bas des trains d'onde ultrasonique. Ces ondes sont réfléchies par tous les obstacles qu'elles rencontrent et, en particulier, les poissons contenus dans le panier. Les ondes réfléchies sont détectées pendant les périodes de silence par la partie réceptrice qui délivre un signal d'échos. Ce signal une fois numérisé est traité par le processeur 30 en vue de déterminer l'état physiologique des poissons. En particulier, le processeur 30 pourra être programmé de manière à identifier les changements de comportement des poissons et à les comparer à un classe typologique de changement préalablement mémorisé de manière à déterminer la nature de la pollution qui a causé ces changements et/ou orienter des recherches chimiques vers les polluants ainsi déterminés. Avantageusement, le processeur 30 pourra transmettre un signal d'alarme S par l'intermédiaire d'une interface 31' et/ou élaborer en continu un signal audio qui, appliqué à un haut-parleur 32, engendre un signal sonore dont la fréquence est proportionnelle à l'agitation générale du banc de poissons. Les opérateurs travaillant à proximité de l'installation seront donc immédiatement informés de toute perturbation du comportement des poissons. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le bac est en outre équipé d'au moins un capteur piézométrique CP relié au circuit d'analyse 31 par l'intermédiaire d'un amplificateur AI et d'un filtre F. Après numérisation par le circuit 31, les signaux délivrés par le capteur CP qui sont représentatifs de la puissance et de la rapidité des mouvements et donc de la vivacité des poissons, sont analysés par le processeur 30 en vue de détecter un comportement anormal des poissons. La surveillance pourra être en outre améliorée en utilisant une matière transparente pour la réalisation des parois pleines du bac 1 et des paniers 20. Par ailleurs, il sera possible de prévoir un capotage PVC blanc en matière plastique de l'ensemble du matériel avec écran de visualisation des poissons donnant un aspect compact à l'ensemble. En outre, l'électrovanne de vidange EV pourra être commandée par le processeur 30 de manière à obtenir un fonctionnement automatique à fréquence variable piloté par un détecteur biologique : Cette disposition facilite l'entretien des compartiments à poissons qui, de ce fait, est en permanence en parfait état de propreté. Si le détecteur biologique n'est pas sous contrôle humain en permanence, il est possible de prélever automatiquement un échantillon EC d'eau contaminée au moment de l'émission du signal d'alarme S par l'interface 31': Lors de l'émission de ce signal d'alarme, une électrovanne EA placée sur l'arrivée d'eau à contrôler permet le remplissage d'un flacon d'échantillonnage. On dispose ainsi une image de l'eau qui a déclenché l'alarme à un instant T. Une analyse chimique pourra être effectuée pour déterminer la nature du polluant qui, entre temps, peut avoir disparu de la source d'eau dont on effectue le contrôle. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le circuit de prélèvement des échantillons comprend en outre une vanne manuelle VM. Revendications 1. Bac à poissons à panier amovible pour installation de détection de pollution de l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend : - une cuve (1) divisée en trois chambres (3, 4, 5), à savoir : une chambre d'admission d'eau (3), une chambre principale (4) et une chambre d'évacuation (5), le fond de la cuve, au niveau de la chambre principale comprenant une cavité en forme de trémie (17) débouchant sur un orifice de vidange (18), - un panier amovible (20) de forme sensiblement complémentaire à celle de la chambre principale (4) et dont le fond (22) s'engage partiellement dans la cavité en forme de trémie (17) du fond de la cuve (1), les parois transversales de ce panier (20) de même que ledit fond (17) étant grillagés avec un grillage dont la maille est inférieure au diamètre du corps des poissons. 2. Bac selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite cuve (1) est divisée en les susdites chambres (3, 4, 5) par deux cloisons verticales (6, 7) conçues de manière à délimiter une ouverture de passage d'eau dans la partie inférieure de la cuve (1). 3. Bac selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux parois latérales opposées de la partie supérieure du panier (20) sont pleines. 4. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panier (20) comprend des moyens de support d'une sonde amovible (ER). 5. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panier (20) comprend une anse (24) reliant les bords supérieurs des deux parois latérales (25, 26). 6. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre principale (4) comprend une partie supérieure (21) de forme parallélépipédique et une partie inférieure (22) en forme de pyramide tronquée, cette forme étant parfaite pour un nettoyage par aimant et contre-aimant. 7. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond du panier (20) est situé à une distance prédéterminée du fond de la cuve (1). 8. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de vidange (19) de la cuve comprend une électrovanne (EV) pilotée par un processeur programmé de manière à effectuer une vidange périodique de la cuve. 9. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la maille des parties grillagées du panier est inférieure au diamètre du corps des poissons contenus dans le panier. 10. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poissons consistent en des vairons. 11. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un capotage en matière plastique muni d'un écran de visualisation des poissons. 12. Bac selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'installation de détection de pollution d'eau comprend un circuit électronique (31, 31') apte à engendrer un signal d'alarme, et en ce que le circuit d'alimentation en eau du bac comprend des moyens de prélèvement d'échantillons d'eau (EC) à la suite de l'émission dudit signal d'alarme.