Brevet FR2895917A1 — publié le 20070713

La présente invention concerne la production domestique d'eau purifiée à partir d'une eau brute issue par exemple d'un réseau municipal de distribution d'eau. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La qualité de l'eau délivrée par les organismes de distribution d'eau est contrôlée pour satisfaire à des normes de qualité en ce qui concerne d'une part sa teneur en micro-organismes et d'autre part la concentration des différents sels minéraux qu'elle contient. A l'intérieur de ces normes, la qualité de l'eau au point de vue de sa dureté, de son goût et de sa flore est variable d'Lne région à l'autre et pour une même région d'une époque à l'autre, compte tenu du grand nombre de facteurs environnementaux capables d'influencer cette qualité. En outre, une eau rendue potable sur un site de production est stockée et transportée avec des péricdes de stagnation dans des installations en aval du site qui sont des sources de pollution de cette eau du fait même de la nature des canalisations et des défauts d'étanchéi- té entre ces canalisations et les terrains traversés. Cette eau potabilisée peut présenter des risques notamment à long terme pour la santé des usagers. C'est ainsi que se sont développées d'une part la consommation d'eau minérale ou d'eau de source et d'autre part, la consommation d'eau du "robinet" traitée par des procédés aujourd'hui bien connus et éprouvés. On citera par exemple le traitement de l'eau dans un récipient par percolation sur un filtre de charbon actif, par filtration au travers de filtres en céramique, par échange d'ions sur des résines appropriées, par exposition à un rayonnement germicide... Il faut mentionner de manière particulière la purification par osmose :_nverse qui est illustrée par de nombreux documents, en association généralement avec l'une ou l'autre des techniques précédentes pour notamment débarrasser l'eau en amont de l'osmose inverse du chlore et des particules pouvant nuire aux performances du traitement et pour rééquilibrer l'eau en aval de l'osmose inverse, au plan des sels minéraux notamment. Les installations de traitement de l'eau actuellement commercialisées, mettant en oeuvre l'osmo:;e in-verse, sont intégrées à demeure dans un réseau de distribution d'eau comme partie terminale de ce dernier, affectée à la délivrance d'une eau à boire. Cette intégration requiert des travaux de plomberie, qui ne peuvent être réalisés que par un spécialiste ou un bricoleur averti, voire des travaux d'ordre électrique pour créer c.ans le fluide à traiter la pression ou le surcroît de pression nécessaire à son traitement au travers des membranes. En aval de la ou des cellules d'osmose inverse, il ex=_ste un réservoir pressurisé aval de stockage nécessaire: à la collecte du débit produit par la cellule de tra_tement qui est faible. Ce réservoir tampon constitue dans l'installation la principale source de repollution bactériolo- Bique de l'eau traitée et demande à l'effet de Eon bon fonctionnement un entretien soigné. Enfin, une telle installation met en œuvre un matériel sophistiqué de commande et de contrôle pour, assurer la sécurité de son fonctionnement. Un exemple de cet état de la technique est illus- tré par le document US 5 997 738. OBJET DE L'INVENTION La présente invention entend proposer une installation beaucoup plus simple à mettre en oeuvre, qui ne re- quiert de la part de son utilisateur qu'un branchement électrique à l'instar d'un petit appareil électroménager. La clientèle susceptible d'être intéressée par un :el appareil est vraisemblablement beaucoup plus nombreuse que celle capable de modifier de manière beaucoup plus lourde l'installation existante. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention concerne un appareil (fontaine) domestique autonome d'eau purifiée, comportant au moins une cellule de traitement d'eau mettant En oeu- vre par exemple une technique membranaire du genre osmose inverse, ultra et nanofiltration, avec une entrée, une sortie de concentrat et une sortie de perméat, une pompe d'alimentation de la cellule à partir d'une arrivée de l'eau à traiter, dans lequel un réservoir d'eau à traiter est situé en amont de ladite pompe. L'appareil comprend un orifice de soutirage du perméat et une unité de commande de la durée de fonctionnement de la pompe. L'appareil ainsi conçu s'utilise comme ur. appareil électroménager du genre cafetière ou bouilloire. Il suffit en effet, au moyen d'un cordon de raccordement, de le brancher à un réseau d'alimentation électrique pour qu'il soit en état de fonctionnement. De plus, il délivre de l'eau traitée par quantité déterminée en fonction de la durée de fonctionnement de la pompe. C'est avec diffé- rents degrés de temporisation du fonctionnement de la pompe que l'on obtient différentes quantités d'eau purifiée. Ces degrés de temporisation peuvent être soit programmés soit réglables par l'utilisateur. De manière préférée, notamment lorsque le traite- ment de l'eau est une purification par osmose inverse, la sortie du concentrat est recyclée vers le réservoir d'eau à traiter. On sait en effet que le traitement de l'eau par cette méthode ne produit généralement sur une passe (un batch) qu'un cinquième de perméat pour quat::e cin- quième de concentrat. On constate donc qu'il est intéressant de recycler le concentrat au lieu de le _jeter à l'égout, ne serait-ce que pour économiser l'eau. Il convient cependant de limiter l'augmentation de cette concentration et pour cela le soutirage de l'eau à traiter de son réservoir est inhibé lorsque la quantité contenue dans ce dernier est inférieure à une fraction de sa contenance totale notamment le cinquième. Un moyen simple de parvenir à cette proportion consiste à situer le point de soutirage de l'eau à traiter à un niveau dé- terminé au-dessus du fond du réservoir de retenue. Enfin, une caractéristique intéressante de l'invention réside en ce que le réservoir d'eau à traiter est amovible. Il est ainsi possible de le remplir aisément et, surtout, de pouvoir évacuer la fraction de concentrat non traitée et de procéder à son nettoyage de manière pratique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation donnée ci-après à titre d'exemple non limita- tif. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence au dessin annexé qui représente par une figure unique un schéma d'appareil conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'appareil représenté comporte un bâti 1 qui présente une première plate-forme 2 de soutien d'un réservoir 3 et une seconde plate-forme 4 de soutien soit d'une bouteille 5 soit de récipients à contenance plus réduite 6 ou 7. Pour ces récipients à contenance pus ré-duite, la plate-forme 4 peut être doublée par une plate-forme amovible 4a surélevée par rapport à la plate-forme 4. Le réservoir 3 est un réservoir contenant un cer- tain volume d'eau à traiter (par exemple cinq litres). Il est représenté ouvert mais ce n'est pas sortir du cadre de l'invention que de l'imaginer fermé afin de protéger la surface libre du liquide qu'il contient. Ce réservoir comporte un embout 8 dressé à partir de son fond qui peut coiffer par l'intermédiaire d'une valve de retenue 9 à l'état fermé lorsque le réservoir est séparé de sa plate-forme, un tube d'aspiration 10 pour une pompe 11. C'est la coopération de ce réservoir posé sur la plate-forme 2 et de l'extrémité de ce tube 10 en saillie de cette plate-forme qui permet d'ouvrir la valve et de mettre en communication l'aspiration de la pompe avec le contenu du réservoir 3. La sortie de la pompe est dirigée vers un filtre mécanique 12 dont la sortie constitue l'entrée d'un fil- tre par exemple à charbon actif 13, ces deux filtres constituant une protection classique à l'entrée 14 d'une cellule 15 d'osmose inverse. Cette cellule d'osmose inverse comporte une première sortie 16 pour le perméat et une seconde sortie 17 pour le concentrat. La sortie 16 de la cellule abcutit à un composant 18 équilibreur de minéralisation. La sortie 19 de ce composant 18 constitue la sortie qui c.élivre l'eau à consommer recueillie soit par une bouteille 5 soit par les récipients de contenance variée 6 ou 7. Le bâti présente une façade 20 équipée de différents boutons et voyants associés à une unité de commande et de contrôle de l'appareil non représentée. Il s'agit par exemple d'un bouton marche/arrêt 21, de trois boutons 22, chacun affecté à une alimentation temporisée de la pompe 11 et de trois voyants 23 colorés vert, jaune, rouge par exemple, qui indiquent la qualité de l'eau en sortie de l'équilibreur de minéralisation 18. Cette qua-lité est liée à la réponse d'un capteur 24 détectant la conductivité de l'eau. Les boutons 22 constituent, par la temporisation à laquelle ils sont associés, le moyen de détermination de la quantité d'eau purifiée désirée (contenance d'une carafe ou bouteille 5, d'un grand. verre 6 ou d'un petit verre 7). Cette quantité n'est fonction que du temps de fonctionnement de la pompe 11 qui est soit programmé en usine pour par exemple chacune dE trois doses prédéterminées, soit réglable par l'usager pour adapter l'appareil à ses besoins spécifiques. Le fonctionnement de l'appareil est ainsi strictement limité aux besoins instantanés en eau. Comme la fourniture par exem- ple d'un litre d'eau requiert un fonctionnement de la pompe 11 de plusieurs minutes, il est conseillé lors du retrait d'une bouteille telle que 5 de commander le rem-plissage d'une nouvelle bouteille, de sorte que l'utilisateur ne sera jamais pris de court. La sortie 17 de la cellule d'osmose inverse forme un retour dans le réservoir 3. Elle est équipée d'une restriction de débit 17a qui constitue une perte de charge réglable ou non par l'usager, permettant d'ajuster la pression régnant dans la chambre de concentrat de la cellule 15. La contenance maximale du réservoir 3 est dé-finie par la hauteur H figurant sur le dessin et l'embout 8 pénètre d'une hauteur h dans le réservoir 3 qui, de manière préférée, est égale à un cinquième de la hauteur H si ce réservoir est sensiblement cylindrique. Le réser- voir 3 est amovible si bien que, à l'instar d'une cafetière, on peut le retirer pour le vider, le remplir et/ou le nettoyer de manière aisée. Dans une variante nDn représentée, le tube 10 d'aspiration de la pompe 11 plonge dans le réservoir au travers de la surface libre du li- quide qu'il contient jusqu'à une hauteur h de manière à interdire l'aspiration du dernier cinquième. On a représenté enfin sur ce dessin le cordon 25 de raccordement de l'appareil à un réseau de distribution électrique. Le compartiment de sortie de la cellule d'osmose inverse est dans l'appareil de l'invention à une pression voisine de la pression atmosphérique. Cette caractéristique présente l'avantage de mettre en oeuvre une pompe 11 dont la pression de fonctionnement (refoulement) est re- lativement basse et surtout au mieux adaptée au for.ction- nement de la cellule 15. Ceci n'est pas le cas lorsque, dans les appareils connus, la délivrance d'eau purifiée se fait au travers d'un robinet ou d'une vanne qui ferme l'issue d'une installation sous pression telle par exem-ple qu'un réservoir à membrane pressurisée. La description détaillée donnée ci-dessus se réfère à un traitement de purification d'eau par osmose in-verse. L'invention englobe également le traitement de l'eau par d'autres techniques notamment membranaires tel- les que la nanofiltration, l'ultrafiltration, qui :orment des moyens équivalents à l'osmose inverse, conduisant au même résultat même si le degré d'efficacité du traitement est maximal avec l'osmose inverse. La conception de l'appareil de l'invention permet de traiter l'eau par petites quantités (quelques litres), ce qui lui confère son caractère autonome donc transportable. Il trouve ainsi tout naturellement de nombreuses occasions d'utilisation nomade: bateau, voiture, camping, vacances... REVENDICATIONS 1. Appareil (fontaine) domestique autonome d'eau purifiée comportant au moins une cellule (15) de traite- ment d'eau avec une entrée (14), une sortie de concentrat (17) et une sortie de perméat (16), une pompe (11) d'alimentation de la cellule à partir d'une arrivée d'eau à traiter, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir (3) d'eau à traiter, un orifice de soutirage (19) du per- méat et une unité de commande (20) de la durée dei fonc- tionnement de la pompe (11). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule de traitement est une cellule d'osmose inverse. 3. Appareil selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la sortie de concentrat (17) est recyclée vers le réservoir (3) d'eau à trE.iter. 4. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le soutirage de l'eau à traiter de son réservoir (3) est inhibé lorsque la quantité contenue dans ce dernier est inférieure à une fraction déterminée de sa contenance totale. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que cette fraction est égale au cinquième. 6. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (3) de l'eau à traiter est amovible. 7. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de commande de la durée de fonctionnement de la pompe comporte au moins un moyen de temporisation réglable ou programmable de ce fonctionnement pour mettre en relation la durée de ce fonctionnement avec le volume d'eau désiré.