Brevet FR2909115A1 — publié le 20080530

-1- La présente invention a pour objet un dispositif d'entretien et de 5 maintenance d'ouvrages de génie civil positionnés sur les réseaux d'eaux usées et pluviales. Elle se rapporte d'une manière générale aux réseaux d'assainissement souterrains. 10 Les eaux usées ou pluviales, circulant sous chaussée à l'intérieur d'un réseau d'assainissement, arrivées aux bâches de réception, (postes de relèvement ou de refoulement), constituant sur un réseau, un ensemble de point bas, s'écoulent de manière gravitaire à l'intérieur de ceux-ci au travers d'un panier 15 de dégrillage en barreaux métalliques, entraînant avec elles toutes sortes de détritus: -naturels, à l'exemple: de feuillus, végétaux, brindilles, lambeaux de bois, sable, gravier, etc. - artificiels, à l'exemple: de papiers, cartons, chiffons, seringues, jouets, emballages plastiques, ou tous autres composants synthétiques. 20 Ces détritus, s'ils n'étaient pas arrêtés, obtureraient les orifices d'aspiration des groupes électro-pompes submersibles chargés d'évacuer les eaux recueillies à ce niveau vers les stations d'épuration, et installés en partie inférieure des postes de relèvement. Les paniers de dégrillage représentent, pour tous exploitants de 25 réseaux d'assainissement, une contrainte non négligeable, du fait qu'ils doivent intervenir régulièrement sur ceux-ci, pour procéder au nettoyage des paniers, lesquels, une fois encombrés, empêchent le libre écoulement des eaux usées ou pluviales qui arrivent aux postes de relèvement. Pour procéder à ces opérations, les intervenants doivent être équipés d'un moyen de manutention approprié, leur 30 permettant de sortir des rails de guidage fixés aux parois des postes de relèvement, les paniers qui s'y trouvent engagés. Une fois sortis à l'extérieur du poste, ces derniers doivent être vidés de leurs détritus dans un bac de récupération, pour être ensuite dirigés vers une unité de traitement de déchets. 2909115 -2- Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de remédier à cet état de choses. Il permet en effet de supprimer les paniers de dégriiiage et de les remplacer par un système plus judicieux dispensant les exploitants de réseaux d'assainissement d'intervenir régulièrement sur les postes de relevage. Il est constitué d'un dispositif mécanique, à commande électrique et pneumatique à introduire à l'intérieur de chacune des amenées d'eaux usées et pluviales d'un poste de relèvement et se composant d'un fourreau à éléments d'étanchéité destiné à être introduit dans l'amenée d'eau équipé d'une sonde piézométrique permettant de mesurer la charge d'eau, ce fourreau étant raccordé à une pièce creuse à deux sorties sur laquelle sont montées une boîte à graviers et une unité de dilacération entrainée par moteur électrique, l'ensemble pouvant être associée d'une unité mobile permettant de by-passer les eaux usées arrivant au poste de relèvement. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une forme de réalisation conforme à la présente demande la figure 1 représente le dispositif mécanique en perspective 20 axonométrique, la figure 2 montre l'unité de dilacération ouverte et la figure 3 est une vue latérale en élévation d'une unité d'intervention mobile montée sur un camion avec un dispositif mécanique de raccordement en position dans une amenée d'eaux usées. 25 Le dispositif, figures 1 à 3, est constitué d'un fourreau 1 comportant deux joints 2,3 d'étanchéité pneumatiques et un sonde piézométrique 4, raccordé à une pièce creuse 5 usinée ou coulée pourvue de trois passages, une entrée 6 et deux sorties 7, 8 et sur laquelle sont montées une boîte à graviers 9 et une unité de 30 dilacération 10 équipée de deux bilames 11 sécateurs et entraînée par un moteur électrique 12 étanche alimenté par un câble électrique souple de type submersible à quatre conducteurs : 3 phase + terre. Ce câble raccordé à un coffret de commande situé en dehors du poste de relèvement : - soit sur une station mobile destinée by-passer les eaux usées ou 25 30 2909115 pluviales qui arrivent dans un poste de relèvement, - soit positionnée en un lieu tout près du poste de relèvement si le dispositif est utilisé seul, en remplacement d'un panier à dégrillage. L'ensemble est complété par une station motrice de maintien et 5 d'étanchéité (non représentée). Le fourreau 1 d'un diamètre pouvant aller de 100 à 600 millimètres, d'une longueur de 500 à 800 mm suivant les cas, peut être conçu en acier inoxydable en PVC, en polyéthylène, en matériel composite ou tout autre matériau 10 adéquat. A l'une de ses extrémités, le fourreau est équipé d'une bride 13 sur laquelle vient se raccorder !a pièce usinée 5 de forme cylindrique. Sur la périphérie du fourreau 1, se trouvent deux demi-coquilles de forme circulaire. Sur celles-ci sont placés les joints pneumatiques 2, 3 de 30 à 50 15 mm de diamètre. Ceux-ci, gonflés à six bars, assurent, d'une part, la tenue mécanique du système, d'autre part, l'étanchéité entre l'amenée 26 d'eaux usées ou pluviales et le fourreau 1 (figure 3). L'alimentation en air comprimé des joints pneumatiques 2,3 au moyen d'une conduite d'air 14 raccordée à la station motrice de maintien et 20 d'étanchéité. A l'intérieur du fourreau 1 est disposée une seconde conduite 15 qui assure le passage et la protection mécanique de la sonde piézométrique 4 maintenue en extrémité du fourreau 1. La pièce usinée 5 est réalisée avec le même composant que celui retenu pour la confection du fourreau 1. Ses dimensions approximatives pourront varier selon les cas: -Longueur hors tout: de 500 à 1000 millimètres - Hauteur hors tout: de 500 à 800 millimètres - Diamètre partie centrale: de 300 à 600 millimètres. De par sa conception en forme de T, cette pièce comporte trois passages: -l'entrée 6 raccordée au fourreau 1. 2909115 -4- - une première sortie 7 située à l'opposé de l'entrée 6 et comportant également une bride 16 identique à la bride 13 du fourreau 1 sur laquelle s'adapte un tampon plein 17 à l'aide de boulons en acier inoxydable. L'étanchéité entre ces deux pièces s'effectue par joint klingérite. 5 - un seconde sortie 8 située en partie supérieure el: comportant une bride 18 identique aux autres brides 13 et 16. Sur cette bride (17) vient se raccorder la conduite souple 19 d'aspiration qui assure la liaison entre la pièce usinée 5 et la station mobile 30 située sur la chaussée, au dessus du poste de relèvement. 10 Le concept décrit ci-dessus a deux fonctions: a) Une première fonction qui permet de by-passer les eaux usées ou pluviales qui arrivent dans un poste de relèvement et ce, au moyen d'une station mobile 30. Dans ce cas, la première sortie 7, non utilisée est alors équipée d'un 15 tampon plein 17. b) deuxième fonction : elle permet de supprimer le panier de dégrillage. Dans ce cas, on utilise le première sortie 7 où le tampon plein 17 est enlevé et placé sur la seconde sortie 8, les eaux usées débouchent alors de l'émissaire au travers de la sortie 8. Les sables, limons, graviers ou tous autres composants solides, avant leur arrivée à l'unité de dilacération située en amont de la première sortie 7, passent en même temps qu'une partie des eaux d'écoulement, au travers de la boîte à gravier 9. Les déchets de toutes formes, quant à eux, avant leur passage au travers de la première sortie 7, sont en grande partie déchiquetés au passage de 25 l'unité de dilacération 10. En partie inférieure de la pièce usinée 5, à l'opposé de la seconde sortie 8, se trouve la boîte à gravier 9 au-dessus de laquelle est disposée une protection pré-filtrante composée de barreaux étudiée pour ne laisser passer que 30 sable, limons, graviers, cailloux, qui ne peuvent arriver à hauteur de l'unité de dilacération 10 et, de ce fait, détériorer les bilames sécateurs 11. Les corps flottants plus légers, ne pouvant passer au travers de la protection pré-filtrante continuent leur cheminement vers la sortie après avoir été 30 2909115 -5- déchiquetés au passage de l'unité de dilacération 10. A noter: lorsque la seconde sortie 8 est utilisée en by-pass à partir d'une unité de pompage mobile 30 positionnée sur la chaussée, au dessus du poste de relèvement, les corps flottants légers (sans avoir été déchiquetés au préalable), 5 sont directement aspirés par les pompes auto-amorçantes au fort pouvoir d'aspiration, installées dans la station de pompage mobile. Ils n'ont donc pas à passer au travers de l'unité de dilacération 10. La boîte à gravier 9 peut être utilisée de deux manières différentes 10 : 1 ) en déversement naturel; les sables, limons, graviers, cailloux, véhiculés par les eaux usées ou pluviales, tombent de façon gravitaire au fond du poste de relèvement 25, pour être ensuite repris par les groupes submersibles. Dans ce cas, le système décrit ci-dessus remplace le panier de dégrillage. 15 L'extrémité inférieure :20 de la boîte à gravier 9 est alors en position ouverte. 2 ) en position by-pass; l'extrémité inférieure 20 es': alors raccordée à une conduite souple d'aspiration 21, elle-même reliée à la station mobile 30 et les sables, limons, graviers, cailloux ne tombent plus directement dans le poste de 20 relèvement, mais ont aspirés par la station mobile. Deux types de dispositifs de captage des eaux usées série "mini" et série "maxi" sont nécessaires pour s'adapter aux diamètres des émissaires courants arrivant à un poste de relèvement: - un premier livré avec trois fourreaux différents: 100, 200, 300 mm pour être adapté sur des émissaires pouvant atteindre des diamètres de 400 mm. - un deuxième livré avec deux fourreaux de 400, 500 mm. Ce modèle permet d'être adapté sur des émissaires pouvant atteindre des diamètres de 500 et 600 mm. Comme décrit plus haut, l'utilisation d'une unité mobile 30 permet à l'exploitant du poste de relèvement de ne plus recevoir d'eau à l'intérieur du poste de relèvement 25. Ce dernier, de par les groupes électropompes submersibles qui 2909115 -6- l'équipent, pourra alors en grande partie, être vidé; l'eau restant en partie inférieure du poste (eau n'ayant pas pu être évacuée par les groupes submersibles) devra être évacuée du poste à l'aide d'une unité d'hydro curage, installé sur la station mobile. L'exploitant pourra alors, à son gré, démonter la totalité des matériels 5 électromécaniques. L'unité mobile 30 est constituée d'un caisson métallique 31 dont les dimensions sont conformes aux transports routiers de façon à pouvoir être chargée sur une remorque agraire, autoroutière ou sur un camion plateau 32. IO Une version du caisson 31 est livrée avec quatre vérins mécaniques ou hydrauliques à débattement horizontal, disposés sur les côtés du caisson. Chaque vérin est pourvu d'une béquille mécanique ou hydraulique à débattement vertical. Cette version permettra à tous plateaux: camion ou remorque de se positionner sous le caisson (lorsque les vérins et béquilles seront déployés) pour le 15 charger. Dans ce cas, les opérateurs n'ont pas besoin de faire appel à un moyen de levage extérieur. Arrivée sur site, à proximité d'un poste de relèvement l'unité mobile 30 pourra soit rester sur le véhicule porteur, soit être déchargée à rnême le sol si sa présence sur site s'avère nécessaire pendant plusieurs jours. 20 L'intérieur du caisson 31 est conçu pour recevoir en son sein : - un réservoir à gas-oil 33 d'une capacité suffisante, permettant d'alimenter pendant 72 heures, le groupe électrogène 34 installé sur le caisson et assurant l'autonomie énergétique de l'ensemble des matériels électriques de la 25 station mobile. - un réservoir d'eau 35 permettant de stocker une réserve d'eau potable. - des tiroirs cadenassable dans lesquels se trouvent : * un ensemble d'outillage de chantier TP, * des bidons contenant des ingrédients liquides tels détergents, désinfectants, eau de javel..etc. * un ensemble de matériels de chantier: cordages, élingues, poulies, manilles, réas, chiffons.. etc. 2909115 -7- * l'outillage nécessaire au moyen de transport, à l'exemple de cales, si la plate-forme est transportée sur site au moyen d'une remorque, * l'ensemble des matériels nécessaire au balisage de la zone de travail incorporant la périphérie du poste de relèvement. * l'ensemble des matériels nécessaires à la mise à la terre du caisson. Les matériels décrits ci-dessous, sont installés sur la plate-forme formée par le caisson 31 Ii A l'avant on trouve une cabine comportant deux compartiments : un local technique 36, un local sanitaire 37 avec un W.-C. chimique, une douche et un lavabo. Un escalier escamotable installé dans le caisson, une fois sorti et 15 déployé, permet au personnel d'exploitation d'atteindre la cabine avec facilité, depuis le sol en toute sécurité. A cet effet, l'escalier sera pourvu d'une rampe amovible. A l'intérieur du local technique se trouvent : A/ Une production d'énergie électrique, tripolaire + distribution du 20 neutre 220 volts/410 volts + mise à la terre qui alimentera deux groupes électropompes auto-amorçants pour eaux brutes, surpresseur, compresseur d'air, matériels d'auto curage, groupe ventilation mécanique, groupe d'alimentation centrale hydraulique (huile haute pression), lance haute pression (160 bars), projecteur télescopique, chauffe eau sanitaire, radiateur sanitaire, éclairage local 25 sanitaire et technique, coffret prises de courant tripolaires + terre de 32 ampères, prises de courant bipolaires + terre de 16 Ampères, plus prises de courant de 24 volts (alimentation par autotransformateur de sécurité, etc.). L'alimentation en énergie de chacune des centrales de production d'énergie se fera à partir d'un groupe électrogène installé dans le local technique 36. 30 Son alimentation en gas-oil se fera depuis le réservoir 33 située dans le caisson décrit plus haute. B/ Une armoire électrique dans laquelle on trouve: 5 10 2909115 -8- * un sectionneur tétrapolaire (3 phases + neutre) à coupure visible, * des protections générales différentielles tétrapolaires, * un relais voltmétrique: protection des organes triphasés tournant contre les inversions de phase ou le manque de tension, * un contacteur normal secours, * un automate programmable qui permettra de gérer la mise en service, ainsi que la mise à l'arrêt des groupes électropompes auto-amorçants, * un circuit de distribution tripolaire + terre, * un circuit de distribution bipolaire, * l'ensemble des circuits éclairage, plus prises de courant bipolaires et tripolaires + terre protégés par disjoncteurs appropriés, * un auto transfo de sécurité qui alimente une prise 24 volts, * un ensemble de relais alimentés en 220 volts assureront la gestion des circuits auxiliaires. Cl Un établi de travail avec étau, tiroirs de rangement, pour outillage. Dl Un ensemble d'armoires métalliques de rangement. IV A l'arrière de la plate-forme, à découvert, se trouve positionné tout un ensemble de matériels nécessaires aux interventions (pour maintenance et 20 entretien) sur les ouvrages constituant les réseaux d'assainissement: conduites d'écoulement, émissaires, regards de visite, postes de relevage d'eaux usées ou pluviales, stations d'épuration, lagunes d'épandage.. etc. On trouvera en particulier : - un hydrocureur 38, 25 - un compresseur d'air 39, - un surpresseur d'eau 40, - une centrale hydraulique (huile haute pression), -un groupe de ventilation mécanique (aération des ouvrages de génie civil souterrains), 30 - une lance à eau haute pression (160 bars), - un mât télescopique 41 (pour éclairage zone), - un bac de récupération 42 des déchets solides, 5 10 15 2909115 -9- - des enrouleurs des câbles électriques, - des enrouleurs des conduites souples de refoulement, - un râtelier de rangement pour conduite d'aspiration et refoulement équipant les groupes électropompes auto-amorçants, 5 - une échelle crinoline accrochable, en partie supérieure, - un robot équipé de buses, haute pression, nécessaires aux nettoyages internes des conduites d'écoulement et émissaires. - une grue hydraulique 43, - le groupe électrogène 34, 10 En résumé, l'objet de l'invention décrite ci-dessus consiste à: 11 Utiliser un élément permettant de capter dans une conduite ou un émissaire qui débouchent à bouche bée dans un puisard ou regard, tout fluide qui s'en écoule, sans en interrompre l'écoulement. 15 2/ Rassembler sur une plate-forme mobile tout un ensemble de matériels existants qui, du fait d'être regroupés, devient pour l'utilisateur un outil performant tant au niveau technique qu'énergétique et qui assure à lui tout seul, la globalité de toutes les interventions indispensables à la maintenance, l'entretien et la réfection des réseaux d'assainissement d'eaux usées et pluviales: conduites 20 d'écoulement, émissaires, regards, postes de relèvement.. etc. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Dispositif de nettoyage des eaux usées d'entretien et de maintenance d'ouvrages de génie civil positionnés sur les réseaux d'eaux usées et pluviales, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un dispositif mécanique, à commande électrique et pneumatique à insérer à l'intérieur de chacune des amenées (26) d'eaux usées et pluviales d'un poste de relèvement et se composant d'un fourreau (1) à éléments d'étanchéité destiné à être introduit dans l'amenée (26) d'eau et équipé d'une sonde piézométrique (4) permettant de mesurer la charge d'eau, ce fourreau étant raccordé à une pièce creuse (5) sur laquelle sont montées une boîte à graviers (9) et une unité de dilacération (10) entrainée par moteur électrique (12). 2 . Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que les éléments d'étanchéité du fourreau (1) sont constitués de deux demi-coquilles de forme circulaire sur lesquelles sont placés des joints pneumatiques (2, 3) de 30 à 50 mm de diamètre, lesdits joints, gonflés à six bars, assurant, d'une part, la tenue mécanique du système, d'autre part, l'étanchéité entre l'amenée (26) d'eaux usées ou pluviales et le fourreau (1). 3 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'au-dessus de la boîte à gravier (9) située en partie inférieure de la pièce creuse (5) est disposée une protection pré-filtrante composée de barreaux étudiée pour ne laisser passer que sable, limons, graviers, cailloux afin d'éviter qu'ils n'arrivent à hauteur de l'unité de dilacération (10). 4 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la pièce creuse (5) comporte deux sorties pourvues de brides (16, 18) permettant le montage, à l'aide de boulons en -10- 2909115 -11- acier inoxydable, d'un tampon plein (17) ou d'une conduite souple (19), une première sortie opposée au fourreau (1) et une seconde sortie située en partie supérieure de la pièce creuse (5). 5 5 . Dispositif selon la revendication 4, se caractérisant par le fait qu'il est agencé pour by-passer les eaux usées ou pluviales qui arrivent dans un poste de relèvement (25) en reliant la seconde sortie (8), au moyen d'une conduite souple (19), à une station mobile (30) située sur la chaussée, au dessus du poste de relèvement, la première sortie (7), non utilisée étant alors équipée d'un tampon plein 10 (17). 6 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'extrémité inférieure (20) de la boîte à gravier (9) peut être ouverte de façon à ce que les sables, limons, graviers, cailloux, 15 véhiculés par les eaux usées ou pluviales, tombent de façon gravitaire, en déversement naturel, au fond du poste de relèvement (25). 7 . Dispositif selon la revendication 5, se caractérisant par le fait que l'extrémité inférieure (20) de la boîte à gravier (9) peut être raccordée à une conduite 20 souple d'aspiration (21), elle-même reliée à la station mobile (30). 8 . Dispositif selon la revendication 5 et 7, se caractérisant par le fait que qu'il est agencé pour fonctionner avec une station mobile (30) située sur la chaussée, au dessus du poste de relèvement (25) et équipée de tout le matériels 25 nécessaires aux interventions pour maintenance et entretien sur les ouvrages constituant les réseaux d'assainissement: conduites d'écoulement, émissaires, regards de visite, postes de relevage d'eaux usées ou pluviales, stations d'épuration, lagunes d'épandage.. etc. 30 9 . Dispositif selon la revendication 8, se caractérisant par le fait que la station mobile (30) est en particulier équipée d'un hydrocureur (38), d'un compresseur d'air (39), d'un surpresseur d'eau (40), d'un groupe de ventilation 2909115 -12-mécanique pour l'aération des ouvrages de génie civil souterrains, d'un robot équipé de buses haute pression nécessaires aux nettoyages internes des conduites d'écoulement et émissaires, d'une grue hydraulique (43) et d'un groupe électrogène (34) avec réservoir de gazoil (33). 5 10 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5, 7, 8 et 9, se caractérisant par le fait que l'unité mobile (30) est constituée d'un caisson métallique (31) dont les dimensions sont conformes aux transports routiers de façon à pouvoir être chargée sur une remorque agraire, autoroutière ou sur un camion 10 plateau (32). 11 . Dispositif selon !a revendication 10, se caractérisant par le fait que la station mobile (30) est équipée de quatre vérins mécaniques ou hydrauliques à débattement horizontal, disposés sur les côtés du caisson (31), chaque vérin étant 15 pourvu d'une béquille mécanique ou hydraulique à débattement vertical de façon à permettre à un plateau de camion (32) ou de remorque de se positionner, lorsque les vérins et béquilles sont déployés, sous ledit caisson pour le charger sans faire appel à un moyen de levage extérieur, cette disposition permettant à l'unité mobile (30) arrivée sur site, à proximité d'un poste de relèvement (25) sois: de rester sur le 20 véhicule porteur, soit d'être déchargée à même le sol si sa présence sur site s'avère nécessaire pendant plusieurs jours.