Brevet FR2860530A1 — publié le 20050408

La présente invention concerne un perfectionnement aux installations assurant l'abaissement par drainage d'une nappe aquifère dans un substrat poreux, pour permettre la dépose d'une matière solide sédimentaire qui est en suspension dans une masse d'eau naturelle associée audit substrat poreux, ceci par réduction de la pression hydraulique à l'intérieur dudit substrat, laquelle installation comporte au moins un drain de collecte d'eau enfoui dans ledit substrat, lequel drain est raccordé par un système collecteur à une station collectrice, lequel système collecteur et/ou laquelle station collectrice comportent des moyens mécaniques assurant l'évacuation de l'eau collectée par le ou les drains précités. Ce genre d'installation, décrite en détail dans le document EP-A-O 108 269 permet, de manière simple et efficace, d'obtenir une sédimentation ou accrétion de matière sédimentaire sur les bordures d'une masse d'eau recouvrant un substrat sablonneux ou similaire, en particulier pour protéger les côtes marines ou les rives de lacs exposées à l'érosion, ainsi que pour regagner des terres sur les surfaces recouvertes d'eau. L'installation présentée dans le document précité EP-A-O 108 269 comporte un système de pompage électrique aménagé dans la station collectrice, adapté pour refouler hors de ladite station l'eau récupérée par le drain et qui a été acheminée par le système collecteur. Le pompage est géré par un système de capteurs internes à la station collectrice; il est mis en oeuvre lorsque l'eau atteint un niveau supérieur déterminé au sein de la station, et il est stoppé lorsque l'eau atteint un niveau bas également déterminé. Dans le cadre de l'équipement d'un littoral de mer ou d'océan, l'eau collectée par le ou les drains a été préalablement filtrée par le sable de la plage et elle peut être utilisée dans des aquariums marins, dans des piscines d'eau de mer, ou des marais salants; elle peut aussi être restituée à la mer. Mais le système de pompage de la station collectrice fonctionne indépendamment du niveau de la mer. En conséquence, au cours des périodes où le niveau de la mer est au-dessus d'un certain seuil en regard des drains, on pompe une grande quantité d'eau en partie inutilement, ce qui pénalise le rendement énergétique et rend l'exploitation de l'installation relativement coûteuse. Le but recherché par la présente invention est de réguler automatiquement et de manière optimale le système de drainage afin de permettre la dépose d'un maximum de sédiments sur la surface du substrat poreux, ceci avec un minimum de consommation énergétique. A cet effet, dans le cadre d'une installation telle que décrite ci-dessus, assurant l'abaissement par drainage d'une nappe aquifère dans un substrat poreux, et utilisant au moins un drain de collecte d'eau enfoui dans ledit substrat, lequel drain est raccordé par un système collecteur à une station collectrice, lequel système collecteur et/ou laquelle station collectrice comporte(nt) des moyens mécaniques, en particulier en forme de pompe(s) et/ou de vanne(s), assurant l'évacuation de l'eau collectée par le ou les drains, la présente invention prévoit la présence de moyens adaptés pour déterminer automatiquement le niveau de la masse d'eau naturelle, reliés à des moyens de gestion, de préférence électroniques, aptes à réguler la mise en oeuvre desdits moyens mécaniques d'évacuation d'eau, en fonction du niveau détecté de ladite masse d'eau. On peut ainsi mettre en oeuvre les moyens mécaniques d'évacuation de l'eau collectée, ou certains d'entre eux, uniquement dans les moments où cette évacuation est efficace du point de vue de l'abaissement du niveau de la nappe aquifère dans le substrat poreux. L'invention trouve une application particulièrement intéressante dans le cadre d'un équipement de littoral d'une mer ou d'un océan sujet aux effets des marées. Les moyens pour déterminer automatiquement le niveau de la masse d'eau naturelle se présentent avantageusement sous la forme d'au moins un capteur de pression. Ce capteur de pression est de préférence disposé au niveau du drain et il consiste avantageusement en un capteur de type piézométrique. Selon une forme de réalisation intéressante, le capteur piézométrique est disposé au niveau du fond d'un tube vertical crépiné et il est adapté pour mesurer la hauteur d'une colonne d'eau dans ledit tube. Selon une première forme de réalisation, les moyens de gestion électroniques régulent la mise en oeuvre d'au moins une vanne située sur le système collecteur, entre le drain et la station collectrice. Cette vanne est avantageusement située au niveau de l'arrivée du système collecteur dans la station collectrice. Dans une forme de réalisation particulièrement intéressante, l'installation comporte plusieurs drains ou systèmes de drainage disposés à des niveaux différents dans le substrat poreux, chaque drain ou système de drainage étant associé à son propre système de vanne, la mise en oeuvre de ces différentes vannes étant régulée séparément par le système de gestion électronique de l'installation. Selon une seconde forme de réalisation, les moyens de gestion électroniques régulent la mise en oeuvre d'une ou de plusieurs pompe(s) disposée(s) dans la station collectrice, et adaptée(s) pour refouler l'eau collectée, par exemple dans la masse d'eau naturelle, par l'intermédiaire d'une canalisation de refoulement. Selon une forme de réalisation préférée, les moyens de gestion qui permettent la régulation de la mise en oeuvre des moyens mécaniques assurant l'évacuation de l'eau collectée, consistent en un microordinateur ou en un automate programmable, apte à couper automatiquement le pompage au niveau de la station collectrice ou à fermer automatiquement la ou les vannes du système collecteur, selon le cas, lorsque le niveau de la masse d'eau naturelle dépasse un certain seuil dit seuil de fermeture , et inversement, apte à remettre automatiquement le pompage en route ou à ouvrir automatiquement la ou lesdites vannes, lorsque ledit niveau passe sous un certain seuil dit seuil d'ouverture , lesdits seuils d'ouverture et de fermeture pouvant être les mêmes. Mais l'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'une côte équipée d'une installation conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue schématique illustrant un capteur permettant la détection automatique du niveau de la mer dans l'installation représentée sur la figure 1. La figure 1 illustre le littoral 1 d'une mer 2 présentant des marées entre un niveau haut 3 et un niveau bas 4. Dans le rivage sablonneux 5 on a enfoui un tuyau de drainage 6, disposé parallèlement à la ligne de mer, sous le niveau moyen 7 des marées. Le drain 6 est de type et de dimensions appropriés pour assurer sa fonction d'abaissement de la nappe aquifère dans le matériau sablonneux; pour cela, et pour assurer l'évacuation de l'eau qu'il collecte, ce drain 6 est connecté à une station collectrice 10 par l'intermédiaire d'un système collecteur, ici illustré sous la forme d'une canalisation 12. La station collectrice 10 consiste en une fosse de dimensions et de profondeur appropriées, équipée d'un système de pompage 13 permettant de refouler à l'extérieur les eaux collectées, par l'intermédiaire d'une canalisation de refoulement 14. Comme indiqué auparavant, ce refoulement peut être réalisé directement dans la masse d'eau 2; en fonction des particularités liées au site équipé, on peut aussi envisager d'utiliser l'eau collectée pour l'approvisionnement d'aquariums, de piscines, de marais salants ou autres. Le système de pompage 13 consiste en une ou plusieurs pompes à eau électriques. Le fonctionnement de cette ou de ces pompes 13 est géré par un système de capteur 15 interne à la station; en particulier la ou les pompes 13 sont mises en route à partir du moment où l'eau atteint un niveau haut déterminé dans la fosse, et elles sont stoppées lorsque l'eau atteint un niveau bas déterminé. Au niveau de son arrivée dans la station collectrice 10, le système collecteur 12 comporte une vanne 16 commandée par une motorisation électrique 17. Cette vanne 16 détermine, selon sa position ouverte ou fermée, l'alimentation ou non de la station 10 par les eaux provenant du drain 6. Le fonctionnement de la vanne 16 par l'intermédiaire de la motorisation 17 est géré par un automate programmable 18, en fonction d'informations reçues relatives au niveau de la mer. Les informations correspondantes sont fournies à l'automate programmable 18 par l'intermédiaire d'un capteur 20 apte à déterminer en permanence le niveau de la mer 2. Le capteur 20 se présente avantageusement sous la forme d'un piézomètre adapté pour mesurer la hauteur d'une colonne d'eau. Tel qu'illustré sur la figure 2, le piézomètre 20 peut être positionné au niveau du fond d'un tube vertical crépiné 21 (c'est-à-dire un tube poreux ou perforé), pour mesurer la hauteur de la colonne d'eau dans ce tube. Le piézomètre 20 peut être suspendu juste au-dessus du fond du tube 21, maintenu par exemple par le câblage 22 qui le raccorde à l'automate programmable 18. Le tube 21 est disposé verticalement dans le matériau sablonneux au niveau du tuyau de drainage 6; il peut avoir une hauteur de l'ordre de 2 à 3 mètres; sa porosité, ou les perforations qui l'équipent sont adaptées pour permettre le passage de l'eau tout en retenant les grains de sable ou les matières solides environnantes. La hauteur de la colonne d'eau dans le tube 21 est représentative du niveau de la mer. L'information correspondante est adressée par le capteur de pression 20 à l'automate 18 qui, par traitement de l'information, compare la valeur reçue avec une ou des valeur(s) de seuil déterminée(s) à l'avance. Dans le cas où le niveau de la masse d'eau 2 se situe au-dessus d'une valeur seuil déterminée (dite seuil de fermeture ), l'automate 18 ferme la vanne 16 par l'intermédiaire de la motorisation 17. En revanche, lorsque le niveau de la mer se situe sous une valeur de seuil déterminée (dite seuil d'ouverture ), l'automate 18 ouvre la vanne 16 de manière à assurer l'évacuation de l'eau collectée pendant cette période par le drain 6, pour que ce dernier assure pleinement sa fonction d'abaissement de la nappe aquifère dans le sable. Le seuil de fermeture et le seuil d'ouverture peuvent être les mêmes. On peut aussi envisager d'utiliser des seuils différents notamment en fonction du sens de la marée. En conséquence, on va éviter de remplir inutilement la station collectrice 10 lorsque le niveau de la mer se situe au-dessus du seuil de fermeture, et la mise en oeuvre de la ou des pompes 13 sera rationalisée. Un capteur unique peut gérer plusieurs vannes liées à plusieurs drains ou systèmes de drainage. Ce capteur unique peut être placé au niveau du drain comme illustré sur la figure 1, mais on peut également envisager qu'il soit placé ailleurs, en tout endroit où l'on peut mesurer le niveau de la mer. Pour optimiser le fonctionnement de l'installation, on peut prévoir la présence d'une pluralité de drains ou de systèmes de drainage disposés à des niveaux différents dans le substrat poreux. Dans ce cas, et tel qu'illustré en pointillés sur la figure 1, un ou plusieurs autres drains 6' peuvent être associés au drain précité 6, lesquels drains supplémentaires 6' comportent leur propre système collecteur 12' muni de leur propre vanne 16' avec motorisation 17', et de leur propre capteur de pression 20', 21'. Les différents drains 6, 6' sont implantés dans le substrat poreux 5 à des niveaux différents, adaptés selon le site équipé. Dans ce cas, l'automate programmable 18 gère l'ouverture des vannes 16, 16' indépendamment les unes des autres, en fonction du niveau de la mer détecté par les capteurs 20, 20', et cela pour assurer l'évacuation de l'eau collectée par le drain correspondant 6, 6', uniquement lorsque le niveau de la mer se situe sous le seuil d'ouverture du drain concerné. Dans une variante de réalisation de l'invention, et de préférence en cas de présence d'un drain ou d'un système de drainage unique, on peut se dispenser du système de vannes 16 et assujettir le fonctionnement de la ou des pompes 13 à l'automate programmable 18 qui reçoit toujours les informations relatives au niveau de la mer par l'intermédiaire du capteur de pression 20. La gestion en question est illustrée par la flèche en pointillés repérée 24. Dans ce cas, lorsque le niveau de la mer se situe sous le seuil d'ouverture, l'automate 18 met en oeuvre le système de pompage 13; ce dernier est alors géré par les capteurs internes 15. En revanche, l'automate 18 stoppe le pompage lorsque le niveau de la mer dépasse le seuil de fermeture. Dans ce cas, le système collecteur 12 remplit la station 10 par simple gravité. On notera que dans tous les cas de figures, le système de drainage peut être constitué de plusieurs drains juxtaposés; le système collecteur de ces drains juxtaposés peut comporter un puits de collecte lui-même connecté à la station de pompage par une simple canalisation. D'autre part, dans des variantes moins performantes, on peut envisager de gérer l'installation selon l'invention par des moyens mécaniques plutôt 5 qu'électroniques. - REVENDICATIONS - 1.- Installation assurant l'abaissement par drainage d'une nappe aquifère dans un substrat poreux (5), pour permettre la dépose d'une matière solide sédimentaire qui est en suspension dans une masse d'eau naturelle (2) associée audit substrat poreux (5), par réduction de la pression hydraulique à l'intérieur dudit substrat (5), laquelle installation comporte au moins un drain (6, 6') de collecte d'eau enfoui dans ledit substrat (5), lequel drain (6, 6') est raccordé par un système collecteur (12, 12') à une station collectrice (10), lequel système collecteur (12, 12') et/ou laquelle station collectrice (10) comportent des moyens mécaniques (13, 16, 16') assurant l'évacuation de l'eau collectée par le ou les drains (6, 6'), caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (20, 20') pour déterminer automatiquement le niveau de la masse d'eau naturelle (2), reliés à des moyens de gestion (18) aptes à réguler la mise en oeuvre desdits moyens mécaniques (13, 16, 16') assurant l'évacuation de l'eau collectée par ledit ou lesdits drains (6, 6'), en fonction du niveau détecté de ladite masse d'eau (2). 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de gestion aptes à réguler la mise en oeuvre des moyens mécaniques (13, 16, 16') assurant l'évacuation de l'eau collectée par le drain (6, 6'), en fonction du niveau détecté de la masse d'eau (2), consistent en un système de gestion électronique (18). 3.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour déterminer automatiquement le niveau de la masse d'eau naturelle (2) se présentent sous la forme d'au moins un capteur de pression (20, 20'). 4.- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens pour déterminer automatiquement le niveau de la masse d'eau naturelle (2) se présentent sous la forme d'au moins un capteur de pression (20, 20') disposé au niveau du drain (6, 6'). 5.- Installation selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que le capteur de pression (20, 20') consiste en un capteur de type piézométrique. 6.- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur piézométrique (20, 20') disposé au niveau du fond d'un tube vertical crépiné (21, 21'), et adapté pour mesurer la hauteur d'une colonne d'eau dans ledit tube (21, 21'). 7.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens de gestion électroniques (18) régulent la mise en oeuvre d'au moins une vanne (16, 16') située sur le système collecteur (12, 12'), entre le drain (6, 6') et la station collectrice (10). 8.- Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la ou les vannes (16, 16') sont situées chacune au niveau de l'arrivée du système collecteur (12, 12') dans la station collectrice (10). 9.- Installation selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs drains ou systèmes de drainage (6, 6') disposés à des niveaux différents dans le substrat poreux (5), chaque drain ou système de drainage (6, 6') étant associé à son propre système de vanne (16, 16'), la mise en oeuvre de ces différentes vannes (16, 16') étant régulée séparément par le système de gestion électronique (18). 10.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens de gestion électroniques (18) régulent la mise en oeuvre d'une ou de plusieurs pompe(s) (13) disposées(s) dans la station collectrice (10) et adaptée(s) pour refouler l'eau collectée, par exemple dans la masse d'eau naturelle (2), par l'intermédiaire d'une canalisation de refoulement (14). 11.- Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que les moyens de gestion (18) qui permettent la régulation de la mise en oeuvre des moyens mécaniques (13, 16, 16') assurant l'évacuation de l'eau collectée, consistent en un microordinateur ou en un automate programmable apte à couper automatiquement le pompage (13) au niveau de la station collectrice (10) ou à fermer automatiquement la ou les vannes (16, 16') du système collecteur (12, 12') , lorsque le niveau de la masse d'eau naturelle (2) dépasse un certain seuil, dit seuil de fermeture , et inversement, apte à remettre le pompage (13) en route ou à ouvrir automatiquement la ou lesdites vannes (16, 16'), lorsque ledit niveau passe sous un certain seuil, dit seuil d'ouverture , lesdits seuils de fermeture et d'ouverture pouvant être les mêmes.