Brevet FR2904840A3 — publié le 20080215

FR 2904840 A3 20080215 FR 0607274 A 20060808 La présente invention concerne un dispositif destiné à filtrer et collecter l'eau de pluie brute issue d'un immeuble ou d'une maison de taille quelconque et se déversant dans un puisard, dans le but de l'envoyer avec une pompe dans un réservoir pour l'utiliser ultérieurement. La réglementation relative à la construction d'immeubles impose de plus en plus fréquemment l'élimination des eaux pluviales sur le terrain où elles ont pris naissance. Cette obligation entraîne très souvent la création de puisards sur la propriété où est posé l'édifice, généralement réalisés avec des buses à puits cylindriques en béton, pleines ou perforées. Les eaux pluviales issues des toitures ou des terrasses de ces édifices sont canalisées par des tubulures et se déversent dans ces puisards afin d'y être absorbées par les sous-sols naturels. Lorsqu'il faut récupérer l'eau de pluie, le puisard devient inadapté, voire inutile, car il faut installer ou intercaler, dans le sol ou en sous-sol, un réservoir dont la taille est souvent importante, approchant ou dépassant les 10m3. Traditionnellement, l'eau de pluie brute destinée à la récupération est filtrée par des filtres positionnés au niveau du sol ou au-dessous du niveau du sol. En traversant ces filtres, l'eau abandonne ses impuretés avant d'être dérivée vers le réservoir. Cette opération fonctionne grâce la gravité naturelle et nécessite une pente constante commençant avant le filtre pour aller jusqu'au réservoir. Les filtres sont souvent de taille petite et nécessitent une opération de vidage et de nettoyage des éléments de retenue des impuretés. Au-delà du réservoir, il faut encore de la pente pour diriger l'eau excédentaire débordant du réservoir vers un exutoire (puisard existant ou à créer ou épandage). Cette méthode entraîne le 2904840 - 2 creusement profond dans le sol pour la mise en place du réservoir et de son exutoire et génère des frais importants de terrassement ainsi que des volumes importants de matériaux à déplacer et à véhiculer. 5 L'invention permet d'exploiter les puisards existants, ou à construire, et de réduire les creusements de tranchées et de fosses sur les terrains où doit se dérouler la récupération de l'eau de pluie. L'invention favorise donc des économies importantes sur un budget destiné à la récupération d'eau de 10 pluie. Le dispositif selon l'invention est constitué d'un caisson fabriqué dans des dimensions compatibles avec la taille du puisard auquel il est destiné et s'installe à l'intérieur dudit puisard en dessous de la bouche de sortie 15 de la tubulure qui amène l'eau de pluie. Le caisson est constitué de 4 côtés et 1 fond. Il est réalisé dans une matière compatible avec les utilisations concernant l'eau de pluie, telles que : le Polyéthylène, le PVC, le Polyester, l'acier Inox, etc... sans que cette liste 20 soit exhaustive. La face supérieure non fermée de ce caisson présente une pente qui va en descendant de l'arrière vers l'avant. Cette face est fermée par une grille filtrante à mailles fines couvrant toute la surface ouverte. L'eau de pluie sortant du 25 tube d'arrivée au-dessus du caisson par l'arrière, coule naturellement par gravité sur la pente de la grille filtrante, de l'arrière vers l'avant et traverse la grille pour tomber dans le caisson. Les impuretés restent à l'extérieur du caisson, sur le dessus de la grille filtrante, et sont 30 chassées hors de cette face par les flots d'eau les plus importants. Elles tombent alors naturellement au fond du puisard comme elles l'auraient fait en l'absence du 2904840 dispositif. L'intérieur du caisson est équipé d'une cloison transversale, d'une cloison longitudinale et d'une pipe d'équilibrage. 5 La fonction des 2 cloisons, montées en pseudo-pyramide inversée, est de délimiter 2 volumes distincts : 1 - la chambre d'arrivée de l'eau filtrée. 2 - la chambre de pompage. Une fonction de la pipe d'équilibrage est de permettre le 10 transfert de l'eau de la chambre d'arrivée vers la chambre de pompage, selon le principe des vases communicants. Ce transfert est assuré à 2 conditions simultanées : - lère condition : le niveau d'eau dans la chambre d'arrivée doit être supérieur au niveau physique de 15 l'orifice de sortie de la pipe d'équilibrage. -2ème condition : le niveau dans la chambre d'arrivée doit être supérieur au niveau dans la chambre de pompage. Quand le transfert s'arrête en niveau bas, le volume d'eau 20 restant dans la chambre d'arrivée est faible. Une autre fonction de la pipe d'équilibrage est de stopper le transfert de l'eau d'une chambre à l'autre avant que d'éventuels corps ou particules en flottaison à la surface de l'eau contenue dans la chambre d'arrivée n'atteignent 25 l'orifice d'entrée de la pipe pour passer dans l'autre chambre. L'orientation vers le bas du coude d'entrée de la pipe permet de laisser descendre les éventuelles particules lourdes qui, ainsi, ne rentrent pas dans l'orifice. Par rapport à la chambre d'arrivée, le montage en pseudo-30 pyramide inversée des 2 cloisons a 2 fonctions : - La première fonction est de capter l'eau, en haut, - 3 2904840 - 4 sur la totalité de la sous-face de la grille filtrante tout en délimitant, en bas, un volume minimum. - La seconde fonction est de guider, pendant leur 5 chute, vers une zone réduite les impuretés lourdes qui auraient pu franchir le filtre et ainsi faciliter leur élimination lors du nettoyage du dispositif. Par rapport à la chambre de pompage, le montage en 10 pseudo-pyramide inversée des 2 cloisons a également 2 fonctions . - La première fonction est de délimiter un espace confiné en haut du caisson entre la cloison transversale et la face arrière du caisson tout en 15 donnant un maximum de volume vers le bas du caisson. - La seconde fonction est liée à l'arête de contact entre la cloison qui porte la pipe et le flanc droit du caisson. Par construction, cette arête est inclinée en montant de 20 l'avant vers l'arrière du caisson. Quand l'eau monte dans la chambre d'arrivée, un flux d'eau emprunte la pipe d'équilibrage et ce flux est dirigé vers le haut à la sortie de la pipe. Le courant ascendant lié à l'inclinaison montante a pour effet de balayer et repousser vers l'arrière et le haut 25 d'éventuelles particules légères qui seraient en flottaison à la surface de l'eau dans la chambre de pompage. Quand le niveau d'eau dans la chambre de pompage dépasse le point haut de cette arête, les éventuelles particules en flottaison se trouvent regroupées dans l'espace confiné indiqué dans la 30 première fonction. Un orifice percé dans le flanc opposé à la cloison 2904840 - 5 longitudinale du caisson, à hauteur du niveau maximum de la chambre de pompage, permet de générer un déversement de l'eau en surplus qui entraînera les éventuelles particules en flottaison, nettoyant, ainsi, la surface de l'eau dans la 5 chambre de pompage. Une échancrure réalisée dans le haut de la face avant du caisson, à un niveau légèrement supérieur à celui de l'orifice cité précédemment, permettra, lors de grosses pluies, de faire déverser la chambre d'arrivée et de débarrasser sa surface des 10 éventuelles particules flottantes. Le pompage peut être réalisé aussi bien par une pompe immergée dans la chambre de pompage que par une pompe située à l'extérieur du caisson. Dans ce cas la pompe immergée est remplacée par une crépine et un tuyau d'aspiration. 15 Les niveaux minimum et maximum peuvent être signalés par des capteurs standard installés hors ou dans la chambre de pompage. Le déversement en haut de la chambre de pompage peut être contrôlé par un capteur. 20 Le déversement en haut de la chambre d'arrivée peut également être contrôlé par un capteur. Les capteurs, qui sont des standard du commerce, ne font pas partie de la description. Seules leur existence et leur situation sur le dispositif font partie de la description. 25 Une trappe aménagée dans le flanc vierge du caisson permet d'installer à l'intérieur les équipements requis pour le fonctionnement du dispositif tels que : pompe ou crépine, niveau bas, niveau haut, tuyau de sortie, câble d'alimentation électrique, sans que cette liste soit exhaustive. Les tuyaux 30 et les câbles sortent du caisson dans une zone hors d'eau. Les dessins annexés illustrent l'invention : 2904840 - 6 Les figures 1, 2 et 3 représentent le dispositif en entier selon les vues de face, de gauche et de dessus, respectivement. En référence à ces 3 figures, le dispositif est constitué d'un 5 caisson de forme parallélépipédique(l) dont la face supérieure(2) est ouverte et en pente de l'arrière(3) vers l'avant(4). Cette face supérieure(2) est fermée par une grille filtrante(5) constituée d'une feuille d'un matériau à mailles fines dont la fonction est de laisser traverser l'eau en 10 retenant les impuretés. La cloison transversale(6) sépare le caisson du haut vers le bas et de l'arrière vers l'avant. Cette cloison est de forme trapézoïdale rectangle en suivant une arête de découpe(7). La cloison longitudinale(8) termine la séparation du caisson en deux chambres : la chambre 15 d'arrivée(A) et la chambre de pompage(P). La cloison longitudinale(8) est de forme polygonale sachant que ses 4 côtés doivent s'ajuster avec précision sur la cloison(6) par l'arête(7), sur le flanc droit par l'arête(9), sur la face avant par l'arête(10) et sur le fond du caisson par 20 l'arête(ll). La cloison longitudinale(8) est percée d'un trou(12) destiné à la traversée et au montage de la pipe d'équilibrage(13). Un trou muni d'un bouchon(14) permet l'ouverture en bas de la face avant du caisson, à des fins de nettoyage de la chambre d'arrivée. 25 La figure 4 représente le dispositif en vue ouverte. La face avant et le flanc droit ont été retirés pour une meilleure compréhension. L'on distingue les 2 chambres d'arrivée(A) et de pompage(P) délimitées par la cloison transversale(6) et la cloison longitudinale(8). 3 niveaux d'eau (niveau A, niveau B, 30 niveau C) y sont représentés afin de montrer la forme de la chambre de pompage et l'évolution de la surface de l'eau, sous l'arête de jonction(9), qui va en se réduisant avec la montée du niveau d'eau. La flèche(15) symbolisant le flux d'eau issu 2904840 - 7 de la pipe (non représentée) au remplissage montre l'effet de balayage qui se produit sous l'arête de jonction(9) et entraîne les impuretés flottantes vers l'arrière du caisson. La figure 5 montre le dispositif en vue perspective sans la 5 grille filtrante. En référence à cette figure un orifice(16) est réalisé dans le flanc du dispositif afin de permettre le déversement vers l'extérieur de la chambre de pompage lorsque le niveau C est atteint. L'échancrure(17) réalisée par un raccourcissement de la face avant ou par une découpe dans 10 cette face permet également le déversement de la chambre d'arrivée lorsque le niveau d'eau dans cette chambre atteint le bas de cette échancrure(17). La figure 6 montre un grossissement de la zone où est découpé l'orifice(16) de déversement de la chambre de pompage, qui 15 suit la cloison transversale(6). La fin de l'arête(9) dont le rôle a été décrit précédemment est montrée en traits pointillés. La figure 7 représente le montage de la pipe d'équilibrage(13) dans la cloison(8). En référence à cette figure l'entrée de la 20 circulation de l'eau symbolisée par la flèche de flux(15) dans la pipe se fait par l'orifice(18) orienté vers le bas. L'orientation vers le bas de cet orifice(18) permet aux éventuelles particules lourdes de descendre jusqu'au fond de la chambre d'arrivée sans pénétrer dans la pipe(13). La sortie de la circulation d'eau se fait par l'orifice(19). 25 L'orientation vers le haut de l'orifice(19) relève le niveau d'arrêt du régime des vases communicants entre les 2 chambres. Le niveau minimum que peut atteindre la chambre d'arrivée(A) est indiqué ; il ne peut pas être inférieur à la cote de la face supérieure de l'orifice(19) de sortie de la pipe 30 d'équilibrage(13) et ne peut jamais descendre à la cote de l'orifice(18) d'entrée. D'éventuelles impuretés en flottaison 2904840 - 8 dans la chambre d'arrivée(A) ne peuvent pas transiter vers la chambre de pompage(P) en circulant avec l'eau dans la pipe d' équilibrage(13). La figure 8 représente le montage de la grille filtrante(5) 5 selon une vue oblique(F). En référence à cette figure, la grille filtrante est montée sur le caisson du dispositif par coiffage des 2 flancs. De ce fait, sur la face supérieure de filtration du dispositif, il n'y a pas d'interstice susceptible de coincer et retenir des impuretés. 10 L'échancrure(17) maintient un écart entre le dessous de la grille filtrante(5) et la surface maximum de l'eau, permettant aux éventuelles impuretés flottant à la surface de la chambre d'arrivée(A) de se déverser à l'extérieur du dispositif lorsque l'arrivée d'eau de pluie est suffisamment forte. 15 La figure 9 représente l'ensemble du dispositif soumis au écoulements d'eau. En référence à cette figure l'orifice(16) est placé à un niveau inférieur à l'échancrure(17). Cet écart de niveau(30) attribue la préférence à un déversement par l'orifice(16) lorsque le débit(19) d'arrivée d'eau de pluie 20 est faible. La différence entre les 2 niveaux est calculé en fonction du débit(19) arrivant par la tubulure(20) et des débits de déversement(21) (22) que l'on souhaite obtenir selon les régimes de pluie. Les figures 10 et 11 représentent la grille filtrante. En 25 référence à ces figures la grille filtrante(5) est en contact avec 1 lèvre(23) destinée à décoller le film d'eau qui coule et reste accroché par capillarité sous la face inférieure de la grille afin que l'eau ne sorte pas par l'échancrure(17). Dans une variante du dispositif, le nombre de lèvres peut être 30 augmenté. Dans une autre variante du dispositif, la (les) lèvre(s)(23) peut être remplacée par un barreau à arêtes vives ou encore par un joint à lèvre en matière synthétique épousant 2904840 9 parfaitement la face inférieure de la grille(5). La figure 12 représente le dispositif dans son entier dans une vue latérale. En référence à cette figure une ouverture a été ménagée dans le flanc du caisson afin de pouvoir installer des 5 accessoires à l'intérieur de la chambre de pompage(P). Cette ouverture est refermée par un panneau amovible étanche. La figure 13 représente le dispositif installé dans un puisard(27). En référence à cette figure des griffes réglables(24) de suspension sont accrochées(25) sur le caisson 10 du dispositif par des chapes ou des oreilles. Le dispositif est fixé sous l'orifice de sortie de la tubulure(20) d'amenée de l'eau de pluie. Le dispositif est fixé le plus haut possible au-dessus du fond(26) du puisard(27) permettant ainsi, le cas échéant, à l'eau de monter dans le puisard(27). 15 Le dispositif reste étanche et fonctionnel tant que l'eau située à l'extérieur du caisson n'a pas atteint l'orifice(16) de déversement de la chambre de pompage. Selon une variante non illustrée, dans un puisard réalisé avec des buses à puits perforées, le dispositif peut être posé et 20 fixé sur une chaise elle-même fixée et supportée grâce aux perforations existantes dans la paroi du puisard. Selon une autre variante non illustrée, le dispositif peut être posé et fixé sur une chaise elle-même fixée par des pitons dans la paroi du puisard ou suspendue à des griffes 25 accrochées sur le rebord supérieur du puisard. A titre d'exemple non limitatif, le caisson pourra avoir des dimensions telles que : Hauteur arrière = 700 mm, Hauteur avant = 600 mm, largeur = 300 mm, longueur = 600 mm. Réalisé d'après ces cotes, le dispositif selon l'invention est 30 adapté pour une installation dans un puisard standard construit avec des buses de diamètre 950 mm. REVENDICATIONS 1)Dispositif pour filtrer et collecter l'eau de pluie caractérisé en ce qu'il est constitué d'un caisson(l) de forme parallélépipédique avec la face supérieure(2) ouverte, en pente descendante vers l'avant, et munie d'une grille filtrante(5). 2)Dispositif selon les revendications 1 caractérisé en ce que la grille filtrante(5) est en contact par sa face inférieure avec au moins 1 lèvre(23) destinée à décoller le film d'eau qui coule en restant accroché par capillarité. 3)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la grille filtrante(5) est montée en coiffant les 2 flancs du caisson pour éliminer toute aspérité risquant d'accrocher des impuretés. 4)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le caisson est muni de 2 cloisons intérieures(6)(8) de formes précise, délimitant 2 chambres distinctes(A)(P) et créant une arête(9) allant en montant de l'avant vers l'arrière et se terminant au point de convergence(28). 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que une pipe d'équilibrage(13) coudée à ses 2 extrémités est montée au travers de la cloison longitudinale(8) pour établir la circulation de l'eau selon le principe des vases communicants entre les 2 chambres (A) et (P). 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le coude d'entrée de la pipe d'équilibrage(13) est orienté vers le bas de sorte que les particules lourdes n'entrent pas par l'orifice(18). 7)Dispositif selon les revendications 4 et 5 caractérisé en ce que le coude de sortie de la pipe d'équilibrage(13) est 2904840 - 11 - orienté vers le haut de sorte que le flux(15) sortant par l'orifice(19) aille balayer le dessous de l'arête de jonction(9). 8)Dispositif selon les revendications 4 et 7 caractérisé 5 en ce que la cloison transversale(6) crée une surface d'eau confinée(29) en partie haute de la chambre de pompage(P) à une cote située au-dessus de la cote d'altitude du point de convergence(28) de l'arête de jonction(9). 9)Dispositif selon les revendications 7 et 8 caractérisé 10 en ce que un orifice de déversement latéral (16) est créé sur le flanc du caisson à une cote de hauteur correspondant au niveau de la surface d'eau confinée(29). 10)Dispositif selon les revendications 1, 4, et 9 caractérisé en ce que une échancrure de déversement(17) est 15 créée en haut de la face avant(4) du caisson à une cote d'altitude légèrement supérieure(30) à celle de l'orifice(17) afin d'évacuer le trop plein de la chambre d'arrivée(A) en passant sous l'extrémité de la grille filtrante(5).