Brevet FR2878618A1 — publié le 20060602

DISPOSITIF POUR LA MESURE DU DEBIT DE GAZ D'UN DIFFUSEUR SIJBAQUATIQUE La présente invention concerne un dispositif pour la mesure du débit de gaz d'un diffuseur subaquatique. Elle trouvera principalement son application dans la réalisation de tests de fonctionnement de diffuseurs disposés dans des bassins d'aération urbains ou 10 industriels. Toutefois, bien que plus particulièrement prévu pour de telles applications, le dispositif pourra également être utilisé dans toute autre application dans laquelle le diffuseur de gaz est situé sous l'eau. De manière classique, les ouvrages d'épuration et d'assainissement des 15 eaux usées comportent un certain nombre de bassins dans lesquels s'effectuent des traitements successifs des eaux usées. Certains de ces bassins sont équipés de diffuseurs d'air ou de gaz diffusant dans le bassin des microbulles et visant à procurer aération et oxygénation des eaux usées. Ces bassins sont équipés d'un nombre important de diffuseurs qui sont sujets à un encrassement dû à une accumulation de boue au niveau des sorties de gaz ou diffuseur, et notamment au niveau de leur membrane pour les diffuseurs de type membranaire. Dans ce type de bassins, la circulation des eaux usées est très aléatoire et inhomogène de sorte qu'il n'est pas possible de prévoir à l'avance le niveau d'encrassement d'un diffuseur et également de sorte que les diffuseurs ont au cours d'un même cycle des niveaux d'encrassement pouvant être très différents. Pour permettre un bon fonctionnement du bassin, il faut régulièrement tester l'ensemble des diffuseurs un par un pour évaluer leur niveau d'encrassement. La législation européenne impose de limiter les durées d'indisponibilité des installations de traitement et par conséquent la maintenance et la vérification des 2878618 2 dispositifs contenus dans les bassins doivent être réalisées alors que ces derniers ne sont pas vidangés. Actuellement, le test des diffuseurs est réalisé par un plongeur qui doit évaluer manuellement et un par un l'encrassement des différents diffuseurs. Plus précisément, le plongeur passe sa main au dessus de chaque diffuseur et en fonction du flux d'air lui parvenant évalue le taux d'encrassement du diffuseur correspondant. On comprend aisément que ce procédé n'est pas fiable ni précis et qu'il nécessite de plus un temps de plongée important dans des conditions particulièrement pénibles compte tenu des turbulences, parfois des températures élevées, de la visibilité zéro régnant dans les bassins. La présente invention a pour but de pallier aux inconvénients précités et de proposer un dispositif pour la mesure du débit de gaz d'un diffuseur subaquatique permettant une évaluation précise du taux d'encrassement de chaque diffuseur. Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif fiable pouvant être utilisé dans des conditions extrêmes et notamment dans des milieux chimiques, toxiques et déflagrants. Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif dont la structure et les dimensions permettent une 'manipulation aisée par le technicien. L'invention a ainsi pour objet un dispositif pour la mesure du débit de gaz d'un diffuseur subaquatique notamment situé dans un bassin d'aération. Selon l'invention, il comprend: - un collecteur de gaz apte à recouvrir les sorties de gaz d'un diffuseur, - un évacuateur permettant de restituer le gaz sensiblement au niveau de 25 son captage, - une conduite de gaz reliant le collecteur à l'évacuateur, - des moyens de mesure du débit disposés au niveau de la conduite de gaz. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après d'un exemple préféré de réalisation dans lequel la description n'est donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et en référence à la figure qui représente en vue de coupe schématique un exemple préféré de réalisation du dispositif conforme à l'invention. En se reportant à la figure, on voit un dispositif 1 pour la mesure du débit de gaz d'un diffuseur 2 subaquatique. Ces diffuseurs 2 sont alimentés en gaz et par exemple en air par une canne de distribution 3, elle-même reliée à un dispositif d'alimentation en air non représenté dans le dessin annexé. Il s'agit d'un ensemble/dispositif d'alimentation/canne/diffuseur classiquement utilisé dans les bassins d'épuration et bien connu de l'homme du métier. Les diffuseurs 2 représentés dans la figure présentent sur leurs faces supérieures une membrane 4 perméable au gaz et imperméable au liquide. Cette membrane 4 se présente généralement sous la forme d'un disque. Il est important de noter à ce niveau que d'autres géométries sont connues pour réaliser un diffuseur 2 et notamment ce dernier pourra être constitué d'un tube sur la surface duquel sont réalisés des percements ou montées des membranes poreuses de forme tubulaire. Le dispositif 1 pourra être adapté géométriquement de manière à pouvoir effectuer la mesure du débit de diffuseurs 2 de formes géométriques variées et notamment de diffuseurs de type tubulaire tels que précités. Le dispositif 1 comprend un collecteur 5 de gaz apte à recouvrir les sorties 20 de gaz du diffuseur 2. Dans le cas représenté à la figure d'un diffuseur de type membranaire, le collecteur 5 recouvre la totalité de la surface membranaire, le gaz diffusant en effet à travers toute la surface de la membrane 4. Ledit dispositif 1 comprend en outre un évacuateur 6, ce dernier ayant pour 25 fonction de restituer le gaz sensiblement au niveau de son captage. Cette caractéristique est particulièrement intéressante puisqu'elle permet notamment d'avoir un équilibrage entre la pression du gaz capté et la pression du gaz restitué favorisant une mesure précise du débit de gaz. Le dispositif 1 comporte également une conduite de gaz 7 reliant le collecteur 5 à l'évacuateur 6. La mesure du débit du gaz s'effectue par des moyens de mesure du débit 8 disposés au niveau de ladite conduite de gaz 7. 2878618 4 De manière à réaliser une mesure précise du débit de gaz, on prévoit que le collecteur 5 comporte des moyens d'étanchéité 9 avec la zone de diffusion du diffuseur 2. Dans le cas d'un diffuseur 2 de type membranaire, on pourra 5 avantageusement prévoir que ces moyens d'étanchéité 9 soient réalisés par un joint intérieur 10 disposé sur la paroi interne 11 du collecteur 5. Ce joint 10 présente une section permettant son appui sur le bord périphérique de la membrane 4 du diffuseur 2. Ce joint 10 est en contact lors du déplacement du dispositif 1 avec les eaux 10 usées, c'est-à-dire un milieu chimique relativement agressif; il sera réalisé dans un matériau spécifique. Comme indiqué plus haut, le collecteur 5 de gaz a une forme permettant de recouvrir les sorties de gaz du diffuseur 2. Il présente à cette fin une première section correspondant à la zone de 15 diffusion du diffuseur 2 puis une section réduite en direction de la conduite de gaz 7 de manière à concentrer les gaz. L'assujettissement entre le collecteur 5 et la conduite 7 pourra être réalisé par tout moyen connu de l'homme du métier et notamment par boulonnage ou sertissage. De manière à faciliter le contact et le positionnement du collecteur 5 au niveau du diffuseur 2, on prévoit que la section de l'extrémité élargie dudit collecteur 5 ait des dimensions légèrement supérieures à la zone de diffusion du gaz. Bien entendu, notamment compte tenu des fabrications, le collecteur 5 25 présentera une forme géométrique simple. Notamment, le collecteur 5 pourra avoir une forme tronconique qui sera particulièrement adaptée à des diffuseurs de type membranaire. Cela étant, là encore, bien d'autres formes sont envisageables pour l'homme du métier. Le gaz pénétrant dans ledit collecteur 5 est ensuite dirigé vers la conduite de gaz 7 au niveau de laquelle s'effectue la mesure du débit de gaz. Cette mesure est réalisée par des moyens de mesure de débit 8; il pourra notamment s'agir d'un débitmètre mécanique et par exemple de type à ailette, à piston ou tambour. On pourra également envisager d'autres types de débitmètre connu de 5 l'homme du métier et notamment un débitmètre optique et de préférence ultrasonique. A ce niveau, il est important de souligner que les données pourront éventuellement être transmises directement en temps réel vers l'extérieur et selon une variante avantageuse, le dispositif 1 comprend des moyens de transmission 18 des données mesurées par le débitmètre et notamment, des moyens de transmission filaires ou radioélectriques. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, l'ensemble des données mesurées par le débitmètre pourra également être stocké dans une mémoire de type EEPROM intégrée dans le dispositif 1, l'accès à cette mémoire pouvant être réalisé une fois le dispositif 1 hors d'eau. Le trajet du gaz suit celui de la conduite 7 puis revient au niveau de la partie basse du dispositif 1. A cette fin, on pourra prévoir, comme représenté à la figure, que la conduite 7 soit constituée d'un tube intérieur 12 disposé dans la partie supérieure 13 de l'enceinte 16, le tube et l'intérieur de l'enceinte étant en communication au niveau de l'extrémité supérieure 14 du tube 12, le gaz circulant dans un premier temps dans le tube 12 puis dans l'espace défini entre le tube 12 et la paroi intérieure de la partie supérieure 13 de l'enceinte 16. La sortie de la conduite 7 est assujettie à un évacuateur 6. Selon le mode de réalisation avantageux de la figure, l'évacuateur 6 est formé par l'espace compris entre une paroi 15 recouvrant au moins partiellement le collecteur 5 et la paroi 11 du collecteur 5 permettant une restitution du gaz circulant dans ledit espace, qui est en contact avec l'extérieur. Dans le mode de réalisation de la figure, les parois 15 et 11 ont une forme 30 géométrique semblable. L'ensemble des éléments précités du dispositif est logé dans une enceinte 16 constituée par la paroi de l'évacuateur 6 et une partie de la conduite 7. Les matériaux utilisés pour la réalisation de cette enceinte 16 seront adaptés pour résister à des agressions chimiques importantes. De manière à faciliter la manipulation du dispositif, par le technicien, on prévoit également que ce dispositif 1 comporte des moyens de préhension 17. Ces moyens de préhension 17 pourront être constitués par une ou plusieurs poignées disposées au niveau de l'enceinte 16. L'enceinte 16 présente des formes arrondies permettant de limiter les angles saillants pouvant blesser le technicien ou déchirer sa combinaison. Le dispositif 1 tel que précité perrnet donc de faciliter l'évaluation de l'encrassement des diffuseurs 2; les opérations d'évaluation sont donc considérablement plus précises que les opérations manuelles effectuées jusqu'à présent. Bien entendu, d'autres modes de réalisation à la portée de l'homme de l'art auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la mesure du débit de gaz d'un diffuseur subaquatique notamment situé dans un bassin d'aération, CARACTERISE en ce qu'il comprend: - un collecteur de gaz (5) apte à recouvrir les sorties de gaz d'un diffuseur, - un évacuateur (6) permettant de restituer le gaz sensiblement au niveau de son captage, - une conduite de gaz (7) reliant le collecteur (5) à l'évacuateur (6), 10 - des moyens de mesure (8) du débit disposés au niveau de la conduite de gaz (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le collecteur (5) comporte des moyens d'étanchéité (9) avec la zone de diffusion du diffuseur (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les moyens d'étanchéité (9) comportent un joint intérieur (10) présentant une section permettant son appui sur le bord périphérique de la membrane (4) d'un diffuseur (2) de type membranaire. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le collecteur (5) de gaz a une section réduite en direction de la conduite (7) de 20 manière à concentrer les gaz en direction du débitmètre. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la section de l'extrémité élargie du collecteur (5) a des dimensions légèrement supérieures à la zone de diffusion de gaz du diffuseur (2). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le collecteur (5) a 25 une forme tronconique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'évacuateur (6) est formé par l'espace compris entre une paroi (15) recouvrant au moins partiellement le collecteur (5) et la paroi (11) du collecteur (5) permettant une restitution du gaz circulant dans ledit espace en contact avec l'extérieur. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'évacuateur (5) et la conduite de gaz (7) constituent l'enceinte (16) du dispositif. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les moyens de mesure (8) sont constitués d'un débitmètre. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le débitmètre est à ultrasons. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant des moyens de transmission des données mesurées par les moyens de mesure (8). 12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel les moyens de transmission des données sont filaires ou radioélectriques. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, comprenant des moyens de préhension (17) au niveau de l'enceinte (16) permettant la manipulation de l'ensemble.