Brevet FR2909111A1 — publié le 20080530

La présente invention concerne le domaine du prélèvement d'eau par une usine dans un cours d'eau. Elle concerne plus précisément des systèmes de déflexion des débris flottant dans le cours d'eau en amont d'ouvrages de prélèvement 10 d'eau de l'usine. On sait que pour empêcher les branchages et autres débris volumineux solides véhiculés par le courant d'un cours d'eau de venir gêner un prélèvement d'eau en obstruant les entrées des prises d'eau des ouvrages de prélèvement d'eau d'une usine telle que, par exemple, 15 une centrale nucléaire ou thermique, on dispose, devant ces entrées, une ou plusieurs séries de grilles d'arrêt. Ces grilles d'arrêt sont nettoyées périodiquement: avec des dispositifs dits dégrilleurs comportant notamment des râteaux aptes à racler les grilles pour enlever les débris qui s'y accumulent et: à remonter 20 les débris hors de l'eau. L'ensemble grille d'arrêt/dégrilleur peut être associé en amont immédiat d'un ouvrage de prélèvement d'eau à une drome flottant sur l'eau s'étendant parallèlement au cours d'eau. Cette drome flottant sur l'eau renforce la protection des 25 installations de l'ouvrage de prélèvement d'eau en permettant également d'éviter l'embâcle des débris flottant et l'obstruction des entrées des prises d'eau. Ces deux solutions ont déjà rendu de grands services. Cependant, elles ne donnent pas totalement satisfaction. 30 En particulier, il existe toujours un risque de colmatage des entrées des prises d'eau de l'ouvrage par des débris flottant dans le cours d'eau. En effet, en été, lors de fortes chaleurs, on peut voir apparaître à proximité des ouvrages de prélèvement d'eau un fort développement 35 d'algues se regroupant principalement en amas. 1 2909111 2 5 Une quantité non négligeable de ces algues flotte en surface et se trouve aspirée lors des opérations de pompage d'eau de l'ouvrage de prélèvement d'eau. Les dégrilleurs sont peu efficaces face à ces éléments de petites dimensions et filandreux et de nombreuses algues sont retrouvées collées sur les grilles d'arrêt aux entrées des prises d'eau de l'ouvrage. La source d'eau des pompes de l'ouvrage devient alors indisponible. Pour empêcher le feutrage des grilles et finalement l'obstruction des entrées des prises d'eau des ouvrages de prélèvement d'eau, il est nécessaire de faire intervenir régulièrement des opérateurs, plusieurs fois par jour, pour nettoyer les dégrilleurs et les grilles d'arrêt. Les multiples interventions pour l'entretien et la surveillance de ces systèmes engendrent des coûts financiers, humains et temporels non négligeables. Par ailleurs, l'ensemble des débris flottant dans le cours d'eau retirés de leur milieu naturel par les dégrilleurs engendre également des coûts de traitement de déchets pour les usines. On connaît alors l'utilisation de déflecteurs métalliques installés sur la drome flottant sur l'eau. Ces déflecteurs sont constitués d'écrans fixes composés de palplanches d'une certaine taille adaptés pour dévier et accélérer le courant du cours d'eau et donc permettre l'éloignement des débris flottant loin des ouvrages de prélèvement d'eau. Ces déflecteurs modifient la trajectoire des débris flottant et permettent d'éviter leur accumulation près des entrées des prises d'eau de l'ouvrage de prélèvement d'eau. Cependant, ces déflecteurs présentent parfois une taille incompatible avec le caractère navigable du cours d'eau ou ils pourraient être installés. En effet, les dimensions des déflecteurs peuvent être très grandes et ces derniers risquent alors d'empiéter sur. les zones navigables et d'entraver la navigation sur le cours d'eau. 2909111 3 5 Un premier but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de déflexion de débris flottant dans un cours d'eau permettant d'accélérer le courant d'eau et d'éloigner tout débris flottant loin des 10 ouvrages de prélèvement d'eau tout en le laissant dans son milieu naturel. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de déflexion de débris flottant dans un cours d'eau per-mettant de conserver le caractère navigable du cours d'eau où il sera installé. 15 Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de déflexion de débris flottant dans un cours d'eau qui offre une installation de montage/démontage aisée et des coûts de mise en oeuvre limités. Il est également désirable de fournir un dispositif de déflexion de 20 débris flottant dans un cours d'eau permettant de réaliser des économies en termes de coûts et de temps dans l'entretien, le nettoyage et la surveillance des ouvrages de prélèvement d'eau. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de déflexion des débris flottant dans un cours d'eau qui favorise la 25 destruction des structures en amas formées en surface de l'eau pour des débris tels que des algues. Pour éliminer les problèmes exposés ci-dessus ou du moins les atténuer dans une très large mesure, l'invention propose un dispositif de déflexion de débris flottant dans un cours d'eau caractérisé en ce qu'il 30 comprend des moyens pour créer un courant d'eau en surface du cours d'eau, en amont d'un ouvrage de prélèvement d'eau, ledit courant d'eau permettant d'éloigner lesdits débris dudit ouvrage. Avantageusement, les moyens pour créer un courant d'eau en surface du cours d'eau comprennent des moyens d'alimentation en eau 35 alimentant au moins une canalisation de distribution d'eau présentant un axe longitudinal le long duquel sont placées une ou plusieurs buses 2909111 4 5 de sortie d'eau destinées à évacuer l'eau hors de la canalisation créant le courant d'eau en surface du cours d'eau. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, 10 donnée à titre d'exemple non limitatif, et grâce aux dessins annexés parmi lesquels: - La figure 1 illustre une vue schématique latérale d'un dispositif de déflexion de débris flottant dans un cours d'eau selon l'invention fixé sur une drome flottant sur l'eau en amont d'un système de prélèvement 15 d'eau ; - La figure 2 illustre une vue schématique de dessus d'un dispositif de déflexion de débris flottant dans un cours d'eau selon l'invention fixé sur une drome flottant sur l'eau. 20 Un dispositif de déflexion de débris flottant dans un cours d'eau selon l'invention est représenté sur la figure 1 par la référence 100. Il est installé sur une drome flottant sur l'eau 200 placée à l'entrée d'un canal de prise d'eau A dont l'axe central est légèrement oblique par rapport à la direction générale du courant principal Cp du 25 cours d'eau C. Cette drome flottant sur l'eau 200, s'étendant longitudinalement dans la direction générale du courant principal Cp du cours d'eau C, est placée en amont d'un système de prélèvement d'eau 300 pour empêcher des débris flottant dans le cours d'eau C de pénétrer dans le 30 canal de prise d'eau A. Outre les branchages et autres détritus volumineux, ces débris peuvent être par exemple des algues se regroupant principalement en amas. Le système de prélèvement d'eau 300, placé de façon parallèle à 35 la drome flottant sur l'eau 200 comprend une ou plusieurs prises d'eau 310 submergées assurant le prélèvement d'eau dans le canal de prise d'eau A par pompage grâce à au moins une pompe 330. 2909111 5 5 Ces prises d'eau 310 sont protégées par une ou plusieurs grilles d'arrêt 320 périodiquement débarrassées des débris par des dégrilleurs (non illustrés). Les systèmes de prélèvement d'eau 300 et les dromes flottant sur l'eau 200 sont des dispositifs supposés connus de l'homme de l'art et ils 10 ne seront pas décrits dans le détail par la suite. Le dispositif de déflexion de débris flottant 100 dans le cours d'eau C comprend, quant à lui, des moyens pour créer un courant d'eau artificiel en surface du cours d'eau C afin d'éloigner de la drome flottant sur l'eau 200 et donc du système de prélèvement d'eau 300 les débris 15 flottant susceptibles d'obstruer la ou les prises d'eau 310. En référence à la figure 2, ces moyens comprennent, de préférence, des moyens d'alimentation en eau 130 alimentant au moins une canalisation de distribution d'eau 120 présentant un axe longitudinal O-O le long duquel sont placées une ou plusieurs buses de sortie d'eau 20 400. Ces buses de sortie d'eau 400 sont destinées à évacuer des jets d'eau sous pression hors de la canalisation 120 pour créer le courant en surface du cours d'eau C. Sur la figure 2, le dispositif de déflexion de débris flottant 100 25 présente plusieurs canalisations de distribution d'eau 120 situées sous l'eau en enfilade et s'étendant le long de la drome flottant sur l'eau 200 parallèlement à la direction générale du courant principal C:p du cours d'eau C. Chacune de ces canalisations de distribution d'eau 120 présente 30 une série de tuyaux coaxiaux destinés au transport de l'eau vers les différentes buses de sortie d'eau 400. L'ensemble de ces tuyaux de transport d'eau se présente avantageusement sous la forme de tubes cylindriques dei révolution s'étendant le long de l'axe longitudinal O-O. 35 Par ailleurs, chacune de ces canalisations de distribution d'eau 120 est obstruée à une extrémité proximale 124 par un bouchon 110 2909111 6 5 l'extrémité distale 125 opposée étant reliée aux moyens d'alimentation en eau 130. Plus précisément, dans un mode de réalisation non limitatif de l'invention, chaque canalisation de distribution d'eau 120 comprend un premier tuyau de transport d'eau 121 portant une première buse 401. 10 Ce tuyau 121 est relié à son extrémité proximale au bouchon 110 de forme hémisphérique et à l'extrémité opposée à l'extrémité proximale d'un second tuyau de transport d'eau 123 grâce à un tuyau de transport d'eau intermédiaire 122, ledit second tuyau de transport d'eau 123 portant une seconde buse de sortie d'eau 402. 15 Le second tuyau de transport d'eau 123 est relié à son extrémité distale aux moyens d'alimentation en eau 130 de la canalisation de distribution d'eau 120. Ces moyens d'alimentation en eau 130 comprennent de préférence au moins un tuyau de pompage 132 alimenté par une pompe 20 131, ledit tuyau débouchant dans le second tuyau de transport d'eau 123. De préférence, les tuyaux de transport d'eau 121, 122, 123 des canalisations de distribution d'eau 120 sont des tuyaux galvanisés rigides et les tuyaux de pompage 132 des tuyaux galvanisés semi 25 rigides. Pour permettre l'écoulement de l'eau hors de la canalisation 120, les premiers et second tuyaux de transport d'eau 121, 123 sont réunis respectivement aux buses de sortie d'eau 401, 402 par l'intermédiaire de moyens de liaison appropriés. 30 Plus précisément, chacune des buses de sortie d'eau 401 et 402 est formée respectivement d'un élément tubulaire 410, 411 creux centré sur un axe X-X qui est relié, à son extrémité proximale 412, 413, respectivement aux tuyaux de transport d'eau 121, 123. 35 Avantageusement, les moyens de liaison sont également des moyens d'orientation aptes à orienter les buses de sortie d'eau 401, 402 par rapport à la canalisation de distribution d'eau 120. 2909111 7 5 On peut citer comme exemple non limitatif de moyens d'orientation l'utilisation de raccords unions. De tels moyens sont adaptés pour permettre, de manière avantageuse, la rotation des buses de sortie d'eau 400 selon un axe perpendiculaire au plan formé par l'axe longitudinal 0-O de la 10 canalisation de distribution d'eau 120 et l'axe X-X de l'élément tubulaire 410,411. Ainsi, tel qu'illustré sur la figure 2, cet élément tubulaire 410, 411 peut s'étendre, le long de l'axe X-X précité, à partir de la canalisation de distribution d'eau 120 vers le cours d'eau C dans une direction 15 perpendiculaire à l'axe longitudinal O-O. Toutefois, d'autres réalisations peuvent être prévues. Il peut s'étendre, également, dans d'autres directions inclinées par rapport à l'axe longitudinal O-O de la canalisation 120 vers l'amont ou vers l'aval du cours d'eau C. 20 Par ailleurs, de préférence, les moyens d'orientation sont également adaptés pour permettre la rotation des buses 400 selon l'axe longitudinal O-O de la canalisation de distribution d'eau 120. Ils offrent, de cette manière, la possibilité d'orienter les buses de sortie d'eau 400 par rapport au niveau de la surface de l'eau du cours 25 d'eau C. Ainsi, tel qu'illustré sur la figure 1, l'élément tubulaire 410, 411 peut être installé dans une direction inclinée par rapport au niveau de la surface de l'eau. De préférence, il s'étend vers la surface de l'eau dans une 30 direction formant un angle saillant a de l'ordre de 15 à 25 par rapport au niveau de la surface de l'eau. On comprend par là que chaque jet d'eau sorti d'une buse de sortie d'eau 401,402 est dirigé vers la surface de l'eau peur créer le courant d'eau en surface du cours d'eau C. 35 De plus, l'inclinaison des buses de sorties d'eau 401, 402 par rapport au niveau de la surface de l'eau favorise la destruction d'amas 2909111 8 5 de débris flottant qui peuvent s'être formés comme, par exemple, les amas d'algues précités. Par ailleurs, de préférence, l'extrémité distale ouverte 414, 415 des éléments tubulaires respectifs 410, 411 des buses de sortie d'eau 401, 402 est placée à une distance de l'ordre de 10 à 25 cm sous le 10 niveau de la surface de l'eau du cours d'eau C. On favorise ainsi la création d'un véritable courant en surface du cours d'eau C lors de la mise en oeuvre du dispositif de déflexion des débris flottant 100 dans le cours d'eau C. La vitesse de ce courant de surface doit être, de préférence, 15 supérieure à 0.3 m/s afin que le courant de surface soit efficace pour éloigner les débris flottant. Pour obtenir une vitesse suffisante de ce courant de surface, la distance entre les deux buses de sortie d'eau 401 et 402 le long de la canalisation de distribution d'eau 140 doit être adaptée. 20 Ainsi, les deux buses de sortie d'eau 401 et 402 sont, de préférence, séparées d'une longueur de quelques mètres. On peut citer comme exemple non limitatif une distance de l'ordre de cinq mètres entre deux buses 401 et 402. Une large variété de configurations de buses de sortie d'eau 400 25 peut être choisie pour optimiser la création du courant d'eau de surface. La nature, le nombre, la forme et la taille des buses de sortie d'eau peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Ils ne sont pas limités aux illustrations données sur les dessins annexés. La forme des éléments tubulaires 410, 411 formant les buses de 30 sortie d'eau 401 et 402 peut se présenter, tel qu'illustré sur la figure 2, comme un tube cylindrique de révolution. On peut, également, prévoir des buses de sortie d'eau 401 et 402 présentant la forme d'une douchette trapézoïdale. Par ailleurs, de préférence, la longueur des éléments tubulaires 35 410, 411 est de l'ordre de quelques centimètres. Ces derniers présentent également, à leur extrémité distale 414 et 415, une ouverture de diamètre interne de l'ordre d'un centimètre. 2909111 9 5 En revenant sur la figure 1, on peut observer que le dispositif de déflexion de débris flottant du cours d'eau C 100 est installé sur la drome flottant sur l'eau 200 par des moyens appropriés 210. Ceci offre l'avantage, en cas de crue du cours d'eau C, de permettre aux buses de sortie d'eau 400 d'être en permanence 10 submergées à une profondeur constante malgré la variation du niveau de la surface de l'eau du cours d'eau C et par conséquent, de maintenir leur efficacité pour créer un courant d'eau en surface du cours d'eau C. Toutefois, une autre variante de réalisation de l'invention peut prévoir que le dispositif de déflexion des débris flottant 100 soit installé 15 à une hauteur fixe du lit L du cours d'eau C. Lors de la mise en oeuvre du dispositif de déflexion des débris flottant dans le cours d'eau C, la pompe 131 alimente en eau, par l'intermédiaire du tuyau de pompage 132, la canalisation de distribution d'eau 120. Des jets d'eau sont ensuite évacués avec un certain débit et 20 une certaine pression des buses de sortie d'eau 400. Ces jets d'eau, à la sortie des buses 400, permettent de créer un courant en surface du cours d'eau C, ledit courant permettant d'éloigner les débris flottant dans le cours d'eau C susceptibles d'obstruer la ou les prises d'eau 310, loin de la drome flottant sur l'eau 200. 25 A propos de la pression des jets d'eau à la sortie des buses de sortie d'eau 400, celle-ci doit être adaptée pour éviter soit d'être trop forte et de provoquer des remous dans le courant principal Cp du cours d'eau C qui perturberaient la navigation soit d'être trop faible et alors d'être inefficace pour repousser les débris flottant. 30 De préférence, la pression des jets d'eau à la sortie des buses de sortie d'eau 400 est de l'ordre des faibles pressions, typiquement entre 1 et 1.5 bars. Par ailleurs, concernant le débit d'eau à la sortie de chaque buse 400, celui-ci est de l'ordre de 30 m3/h. 35 L'homme de l'art appréciera un dispositif de déflexion de débris flottant 100 dans un cours d'eau C qui, comparé aux dispositifs de l'art 2909111 10 5 antérieur permet de diminuer significativement les algues et autres débris présents devant les grilles d'arrêt protégeant les entrées des prises d'eau. De plus, ce dispositif 100 favorise la destruction des amas de débris de type algues. Ces dernières passent alors à travers les 10 dégrilleurs en petite quantité sans les obstruer. Le dispositif de déflexion de débris flottant 100 dans un cours d'eau C offre ainsi l'avantage de diminuer les interventions de nettoyage, de maintenance et de surveillance des dégrilleurs par des opérateurs limitant par la même occasion les coûts d'entretien des 15 ouvrages de prélèvement d'eau 300. Enfin, dans la mesure où les débris flottant dans le cours d'eau C sont éloignés des ouvrages de prélèvement d'eau 300 tout: en restant dans leur milieu naturel, les opérations de traitement des déchets de l'usine sont réduites. 20 Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. En particulier, la présente invention n'est pas limitée aux dessins annexés. Les références spécifiques illustrées dans les paragraphes précédents sont des 25 exemples non limitatifs de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déflexion de débris flottant (100) dans un cours d'eau (C) caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour créer 10 un courant d'eau en surface du cours d'eau (C), en amont d'un ouvrage de prélèvement d'eau (300), ledit courant d'eau permettant d'éloigner lesdits débris dudit ouvrage (300). 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 15 lesdits moyens pour créer un courant d'eau en surface du cours d'eau (C) comprennent des moyens d'alimentation en eau (130) alimentant au moins une canalisation de distribution d'eau (120) présentant un axe longitudinal (O-O) le long duquel est placée au moins une buse de sortie d'eau (400) destinées à évacuer l'eau 20 hors de la canalisation (120) créant le courant d'eau en surface du cours d'eau (C). 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite canalisation de distribution d'eau (120) est obstruée à une 25 extrémité proximale (124) par un bouchon (110) et à une extrémité distale (125) opposée par les moyens d'alimentation en eau (130). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce 30 qu'il comprend des moyens d'orientation des buses de sortie d'eau (400) par rapport à la canalisation de distribution d'eau (120). 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce 35 que lesdits moyens d'orientation sont adaptés pour permettre la rotation de chaque buse de sortie d'eau (400) selon un axe perpendiculaire au plan formé par l'axe longitudinal de la 2909111 12 canalisation de distribution d'eau (120) et un axe central (X-X) de ladite buse de sortie d'eau (400). 6. Dispositif selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'orientation sont adaptés pour permettre la rotation des buses de sortie d'eau (400) selon l'axe longitudinal (O-O) de la canalisation de distribution d'eau (120). 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les buses de sortie d'eau (400) s'étendent, vers la surface de l'eau, dans une direction formant un angle saillant de l'ordre de 15 à 25 par rapport au niveau de la surface de l'eau. 8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que il est adapté pour être fixé sur un élément flottant (200) sur l'eau. 9. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les buses de sortie d'eau (400) sont placées à une distance de l'ordre de 10 et 25 centimètres sous le niveau de la surface de l'eau. 10.Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la pression des jets d'eau à la sortie des buses de sortie d'eau (400) est de l'ordre de 1 et 1.5 bars.