Brevet FR2892134A1 — publié le 20070420

La présente invention se rapporte d'une manière générale à un dispositif de tamisage mis en oeuvre pour l'alimentation en eau d'une quelconque installation industrielle, notamment pour l'alimentation en eau de refroidissement d'une telle installation. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de tamisage pour déconcentrer la teneur en détritus d'un cours d'eau en aval dudit dispositif de tamisage dans la proportion du débit tamisé au débit total du cours d'eau concerné. Elle trouve une application générale dans des domaines dans lesquels on souhaite retirer au moins une partie des débris d'origine diverses : végétale, animale ou humaine, qui encombrent et chargent les cours d'eau afin que l'eau en aval soit plus propre. C'est le cas de certains cours d'eau pour des raisons d'aspect (rivières, canaux urbains etc.). C'est aussi le cas lorsque la concentration en débris est trop élevée pour l'utilisation en aval de l'eau (prise d'eau de centrales électriques, station de 20 tamisage sous dimensionnée etc.). En pratique, l'élément filtrant du dispositif de tamisage est mobile en boucle sans fin, circulaire ou allongée. Le dispositif de tamisage est alors un tambour rotatif ou un filtre à chaînes. On connaît déjà des solutions au problème de déconcentration de la 25 teneur en détritus d'un cours d'eau en aval d'un dispositif de tamisage. Une première solution connue consiste à créer une retenue en travers du cours d'eau et à partager le débit de manière à ce qu'une quantité sensiblement constante du flot soit dirigée vers le dispositif de tamisage par un jeu de déversoirs et vannes à régulation plus ou moins complexe. 30 Cette première solution n'est pas totalement satisfaisante en raison notamment du coût des ouvrages et de leur complexité qui augmente avec les variations possibles des niveaux et débits dans le cours d'eau. Une seconde solution connue consiste à construire une prise d'eau conventionnelle dans un ouvrage de génie civil avec une entrée d'eau gravitaire, un traitement de l'eau par un système conventionnel comprenant un dégrillage et un tamisage puis un pompage, afin de retourner l'eau au cours d'eau en aval. Une telle solution n'est pas non plus satisfaisante en raison du coût de mise en ceuvre de l'ouvrage de génie civil, notamment établi sous le niveau de l'eau. Une troisième approche consiste à installer un dispositif de tamisage à l'avant d'un bateau et à forcer l'eau à passer à travers le dispositif de tamisage en se servant de la vitesse de déplacement. Cependant, un tel système a l'inconvénient d'exiger un équipage et ne peut fonctionner en pratique que pendant quelques heures par jour. La présente invention remédie à ces inconvénients. Elle porte sur un dispositif de tamisage comportant un tamis à élément filtrant mobile en boucle sans fin. Selon une définition générale de l'invention, le dispositif de tamisage est logé dans un bac dont certaines parois sont pleines et dont l'une des faces communique avec un cours d'eau en amont du tamis à travers des moyens de protection et le dispositif de tamisage comprend en outre des moyens extracteurs disposés selon une relation géométrique choisie par rapport au tamis et aux parois pleines du bac et propres à renvoyer l'eau tamisée par le tamis hors du bac dans le cours d'eau. Un tel dispositif de tamisage selon l'invention permet de déconcentrer la teneur en détritus d'un cours d'eau en aval d'un dispositif de tamisage sans exiger la construction d'ouvrage de génie civil, notamment sous le niveau de l'eau. De plus, un tel dispositif selon l'invention est facile à installer, avantageusement à l'endroit jugé le plus propice à la déconcentration des détritus par rapport au cours d'eau. En pratique, les parois pleines du bac sont ici agencées de manière à éviter l'entrée ou la sortie de l'eau où elle n'est pas souhaitée. Selon une réalisation, les moyens extracteurs comprennent des agitateurs mécaniques du type à hélices. En pratique, les moyens extracteurs sont disposés en dessous du niveau des plus basses eaux du cours d'eau. Selon une autre réalisation, le dispositif de tamisage comporte une charpente associée et couplée au bac, et propre à supporter le tamis. Par exemple, le bac est de forme générale parallélépipédique dont le fond est plein. En pratique, les moyens extracteurs sont logés dans des ouies 10 ménagées dans les parois pleines du bac. En pratique, les moyens de protection comprennent au moins une grille de protection équipée de barreaux espacés de quelques centimètres. Ainsi, l'eau à tamiser entre par la face du bac équipée de la grille et les éléments trop volumineux sont arrêtés sur la surface externe de la grille, d'où ils 15 sont éventuellement retirés par un râteau mécanique appelé dégrilleur. Par exemple, le bac est réalisé en matériau métallique ou composite. En pratique, le tamis est un filtre à chaîne ou un tambour filtrant équipé de mailles de quelques millimètres. Selon une réalisation, le tamis est à prélèvement interne tel que 20 tambour rotatif ou filtre à chaînes à double flux, le courant d'eau étant choisi de telle sorte que le brin aval de l'élément filtrant dudit tamis soit traversé par l'eau de l'intérieur du tamis vers l'extérieur de celui-ci. Selon une autre réalisation, le tamis est un filtre à chaîne à simple flux. 25 Selon encore une autre réalisation, le tamis est un filtre à passage direct. Le bac peut être installé transversalement dans une dérivation alimentée par le cours d'eau. En variante, le bac est fixé sur une structure fixe liée au cours d'eau. 30 Par exemple, le bac est fixé à un quai, Selon un autre exemple, le bac est posé sur le fond du cours d'eau. Selon encore un autre exemple, le bac est adossé à un mur. Selon encore un autre exemple, le bac est fixé sur une structure flottante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée ci-après et des dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de tamisage suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue en plan-coupe du dispositif de tamisage suivant la ligne II-II de la figure 1 ; - les figures 3A à 3C sont des vues analogues à la figure 2 et concernent des variantes de réalisation du tamis à double flux ; - les figures 4A à 4D sont des vues analogues à la figure 2 et concernent des variantes de réalisation du tamis à double flux ; et - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 et concerne une variante de réalisation du tamis à passage direct. D'une manière générale, le tamis de filtration mis en ceuvre comporte un élément filtrant, tel que toile, tôle perforée ou autre mobile en boucle sans fin. Par exemple, cette boucle peut être circulaire, le tamis de filtration formant alors un tambour monté rotatif autour d'un arbre. En référence aux figures 1 et 2, on a représenté une boucle sans fin de forme allongée et dans laquelle le tamis de filtration 10 est de type filtre à chaîne dit à double flux, c'est-à-dire où l'eau non filtrée reste à l'extérieur du filtre et où l'eau filtrée est à l'intérieur du filtre. Comme on le verra ci-après, l'invention s'applique aussi à d'autres formes de circulation (intérieur/extérieur, passage direct) Le filtre 10 comprend des éléments filtrants dits panneaux filtrants 11 qui sont disposés en travers du flux et portés par deux chaînes, une de chaque côté, constituant une boucle sans fin, allongée dans le sens vertical, les axes supérieurs et inférieurs étant longitudinaux. La réalisation du filtre 10 à chaîne à double flux est bien connue par 30 elle-même et ne sera décrite ici que succinctement. Les panneaux consécutifs 11 forment une boucle soutenue par des roues dentées coaxiales en partie supérieure sur lesquelles s'engrainent les chaînes porte-panneaux. L'arbre 15 portant les roues 13 dentées supérieures tourne sur deux paliers, un de chaque côté et est entraîné en rotation vers la flèche F3 par un système d'entraînement connu en soi. Les paliers sont portés par une charpente 35 généralement glissée dans des guides muraux verticaux 37 scellés dans un bac 30 que l'on décrira plus en détail ci-après. En pratique et tel que représenté en référence à la figure 1, le filtre 10 n'est que partiellement immergé dans l'eau à filtrer. Sur la figure 1, on a représenté en PB le niveau de cette eau pour les plus basses eaux et en PH le niveau de cette eau pour les plus hautes eaux. De manière usuelle, il est prévu, associé à la partie émergée du filtre 10, un poste de lavage 22. Ce poste de lavage 22 est disposé au-dessus du niveau des plus hautes eaux PH, du côté de la partie émergée du filtre à chaîne 10 la plus en aval vis-à-vis du sens de défilement de cet élément filtrant, c'est-à-dire de son sens de rotation, tel que repéré à titre d'exemple par la flèche F3 de la figure 1. De manière connue en soi, le poste de lavage 22 comporte, à l'intérieur du filtre 10, une ou plusieurs rampes de lavage 23 propres à projeter sensiblement perpendiculairement une nappe d'eau 24 à travers l'élément filtrant 11 de ce filtre et, à l'extérieur de ce dernier, en correspondance avec la ou les rampes 23, un caniveau 25 propre à recueillir les débris détachés de ces derniers par la nappe d'eau 24. Le filtre à chaîne 10 est logé à l'intérieur du bac 30. Le bac 30 délimite une première zone se trouvant à l'amont du bac et par où arrive l'eau à tamiser selon la flèche Fi. Le bac 30 délimite une seconde zone aval où ressort l'eau tamisée selon la ou les flèches F2 (figure 2) pour l'utilisation ultérieure. Le bac 30 est de forme générale parallélépipédique. Le bac 30 comporte un fond horizontal plein 32 et une plancher horizontal 34 formant une plateforme de service. La plateforme de service se trouve au dessus du niveau des plus hautes eaux PH. Le bac 30 est immergé de quelques mètres au dessous du niveau des plus basses eaux PB. Le matériau du bac est métallique. En variante, le bac 30 est réalisé 5 en matériau composite. Le bac 30 comprend une face 38 qui communique avec un cours d'eau en amont du tamis 10 à travers au moins une grille de protection 50 à barreaux 52 largement écartés, pour élimination des débris, végétaux ou autres, de grosse taille. 10 Le bac comprend une face 36, opposée à la face 38, constituée d'une paroi pleine. Les faces 40 et 42 du bac, perpendiculaires aux faces 36 et 38 sont à paroi pleine. Des joints d'étanchéité 41 sont annulairement disposés entre les 15 flasques 43 du tamis 10 et les parois latérales 40 et 42 correspondantes du bac 30. Dans les parois latérales pleines 40 et 42 du bac 30, des ouies 45 sont ménagées. Ces ouies 45 communiquent d'une part avec le volume interne du tamis de filtration 10 à travers les flasques 43 de celui-ci, à l'intérieur du volume délimité par les joints annulaires 41 et d'autre part avec le cours d'eau. 20 L'eau traverse les panneaux grillagés 11 vers l'intérieur du filtre 10. Elle ressort par les parois latérales pleines 40 et 42 aspirée par des pompes 60 à hélices d'extraction du type communément appelées mélangeurs . Le moteur 61 de chaque pompe 60 est disposé à l'intérieur du bac tandis que l'hélice est dirigée vers l'extérieur du bac de manière à propulser 25 l'eau tamisée hors du bac. On peut superposer sur chaque paroi pleine 40 et 42 du bac plusieurs pompes 60 (deux pour chaque paroi 40 et 42 en figure 1). Les pompes 60 sont en fait des pompes hélices à très faible hauteur de refoulement (de l'ordre de quelques dizaines de centimètres, c'est-à-dire correspondant à la 30 perte de charge engendrée par la grille à barreaux 50 et le filtré à chaîne 10). Le montage des pompes 60 dans les ouies 45 du bac 30 est de type sur bride. L'eau tamisée extraite est rejetée hors du bac dans le cours d'eau. Ainsi, la teneur en détritus dans l'eau en aval de l'installation est réduite dans la proportion du débit tamisé au débit total du cours d'eau. D'une manière générale, les moyens extracteurs 60 sont disposés selon une relation géométrique choisie par rapport au tamis 10 et aux parois pleines du bac 30 pour renvoyer l'eau tamisée par le tamis hors du bac dans le cours d'eau, à l'endroit jugé le plus approprié pour l'utilisation ultérieure de l'eau tamisée et le plus propice à la déconcentration des détritus par rapport au cours d'eau. En pratique, le bac 30 laisse un libre passage au courant d'eau sous le tamis de filtration, une partie au moins du courant d'eau traversant le bac peut donc contourner le tamis de filtration, sans interférer avec celui-ci. En référence aux figures 3A A 3C, on a représenté des variantes de réalisation du filtre à chaîne double flux à circulation de l'extérieur vers l'intérieur. En référence à la figure 3A, on peut placer une grille 50 à barreaux 52 sur chaque paroi 36 et 38 du bac 30 parallèle au panneau filtrant 10. En référence à la figure 3B, on peut placer des extracteurs 60 sur une seule face 40, 42, perpendiculaire au filtre 10. En référence à la figure 3C, on peut aussi installer le filtre à chaîne 10 dans une configuration dans laquelle l'axe de rotation des chaînes est perpendiculaire à la face 38 de la grille d'entrée 50. Dans cette configuration, la sortie avec extracteur 60 est disposée sur la face pleine opposée 36 du bac. En référence aux figures 4A à 4D, on a représenté des variantes de réalisation de filtre 10 à chaîne à double flux à sens de circulation de l'intérieur vers l'extérieur. Les grilles 50 à barreaux peuvent être installées sur une (figure 4B) ou deux faces parallèles (figure 4A) à la face 38 d'entrée d'eau le filtre. Les moyens extracteurs 60 peuvent être installées sur une (figure 4C) ou deux (figures 4A et 4B) des parois parallèles aux faces des panneaux filtrants. En variante, le filtre à chaîne 10 peut être installé selon une configuration dans laquelle l'axe d'entraînement des chaînes est perpendiculaire à la paroi munie de la grille 50 à barreaux d'entrée. Dans cette configuration, la sortie par extraction 60 est installée sur la face 36 opposée à la grille 50 à barreaux (figure 4D). En référence à la figure 5, on a représenté une réalisation du filtre dit à passage direct. L'eau passe à travers les panneaux filtrants 11 de la face amont du filtre 10, puis à travers ceux de la face aval du filtre avant extraction 60 à travers la paroi 36 opposée à la paroi 38 d'entrée munie de la grille 50 à barreaux. Le bac peut être installé transversalement dans une dérivation alimentée par le cours d'eau. En variante, le bac 30 est fixé sur une structure fixe liée au cours d'eau. Par exemple, le bac est fixé à un quai à tout niveau permettant de maintenir le système immergé. Selon un autre exemple, le bac est posé sur le fond du cours d'eau. Selon encore un autre exemple, le bac est adossé à un mur. Il est à noter qu'une quelconque des dispositions ci-dessus peut en variante être installée sur une plateforme flottante, l'eau traitée pouvant alors avantageusement être utilisée si nécessaire par la propulsion de l'embarcation. De manière plus générale, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisations décrites et représentées mais englobent toutes variantes d'exécutions. REVENDICATIONS 1. Dispositif de tamisage comportant un tamis (10) à élément filtrant mobile en boucle sans fin, caractérisé en ce qu'il est logé dans un bac (30) dont certaines parois (36, 40, 42) sont pleines et dont l'une des faces (38) communique avec un cours d'eau en amont du tamis (10) à travers au moins des moyens de protection (50) et le dispositif de tamisage comprend en outre des moyens extracteurs (60) disposés selon une relation géométrique choisie par rapport au tamis (10) et aux parois pleines (36, 40, 42) du bac (30) et propres à renvoyer l'eau tamisée par le tamis hors du bac dans le cours d'eau. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel les parois pleines (36, 40, 42) du bac (30) sont agencées pour éviter l'entrée ou la sortie de l'eau à l'endroit où elle n'est pas souhaitée. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens extracteurs (60) comprennent des agitateurs mécaniques du type à hélices. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 3, dans lequel les moyens extracteurs (60) sont disposés en dessous du niveau des plus basses eaux du cours d'eau. 25 5. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le bac (30) comporte une charpente (35) propre à supporter le tamis (10). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les moyens extracteurs (60) sont logés dans des ouies (45) ménagées dans les 30 parois pleines (36, 40, 42) du bac (30).20 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le bac (30) est de forme générale parallélépipédique dont le fond (32) est plein. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans 5 lequel les moyens de protection (50) comprennent au moins une grille à barreaux (51). 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le bac (30) supporte la grille de protection (50). 10. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications 1 à 9, dans lequel le tamis (10) est un filtre à chaîne ou un tambour filtrant équipé de mailles de quelques millimètres. 15 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le tamis (10) est à prélèvement interne tel qu'un tambour rotatif ou un filtre à chaînes à double flux, le courant d'eau étant choisi de telle sorte que le brin aval de l'élément filtrant dudit tamis soit traversé par l'eau de l'intérieur du tamis vers l'extérieur de celui-ci. 20 12. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le tamis est un filtre à chaîne à simple flux. 13. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le tamis est un 25 filtre à passage direct. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le bac (30) est établi transversalement dans une dérivation alimentée par le cours d'eau. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le bac est fixé sur une structure fixe. 10 30 16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le bac est couplé à une structure flottante.