Brevet FR2919037A1 — publié le 20090123

Clapet de sécurité pour un fond d'un réservoir enterré 5 Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un clapet de sécurité pour un fond d'un réservoir enterré dans un milieu naturel susceptible d'exercer des pressions hydrostatiques sur le fond, ledit clapet étant destiné à fermer une ouverture io pratiquée dans le fond et variant automatiquement entre une position normale de fermeture étanche et une position d'ouverture lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel est supérieure à la pression hydrostatique du contenu du réservoir, le clapet comportant : une platine recouvrant l'ouverture, solidaire du fond du réservoir, et 15 comportant des orifices de communication, une membrane souple reposant, en position de fermeture, sur la platine du côté contenu et obturant de manière étanche les orifices de communication, ladite membrane se déformant lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel est supérieure à la pression hydrostatique 20 du contenu. État de la technique 25 De nombreux réservoirs enterrés dans un milieu naturel sont constitués généralement d'un fond consistant en une dalle en béton et de parois verticales reliant la dalle à la surface supérieure d'origine (avant terrassement) du milieu naturel, c'est-à-dire la surface du sol. De tels réservoirs englobent les piscines, les réservoirs de rétention d'eau, ainsi que 30 les bassins pour stations d'épuration. Les dimensions du fond des réservoirs sont directement liées au type de réservoir. Par exemple pour le cas des bassins pour stations d'épuration, les dalles formant le fond des bassins peuvent mesurer jusqu'à trente mètres de diamètre. Lorsque, pour des raisons diverses, les réservoirs sont vidés de leur contenu, il peut arriver que le fond se rompe ou s'endommage sous l'effet de très fortes pressions hydrostatiques exercées par le milieu naturel, notamment dans lle cas de remontées des eaux des nappes phréatiques situées en dessous. Ces incidents dus à des causes inévitables et imprévisibles sont, bien évidemment, très problématiques car ils engendrent de nombreux frais de remise en état des réservoirs. Pour pallier à de tels inconvénients, des clapets de sécurité pour fond de réservoir enterré ont déjà été imaginés, comprenant un couvercle rigide, mobile à pivotement selon un axe horizontal, destiné à fermer une ouverture pratiquée dans le fond du réservoir lorsqu'il est rabattu. Plus précisément, le clapet varie automatiquement entre une position normale de fermeture étanche et une position d'ouverture lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel est supérieure à la pression hydrostatique du contenu du réservoir. La position normale de fermeture correspond à un état normal de fonctionnement, c'est-à-dire une configuration dans laquelle la pression hydrostatique du contenu du réservoir est supérieure ou égale à la pression hydrostatique du milieu naturel. Mais ce type de clapets n'est pas complètement satisfaisant. Le plus fréquemment, les eaux des remontées de nappes phréatiques sont accompagnées de débris et particules solides qui, lorsque le niveau de la nappe phréatique redescend, ne peuvent se retirer en totalité vers le milieu naturel, restent sur le fond du réservoir et empêchent le couvercle du clapet de se rabattre dans sa position normale de fermeture. L'étanchéité du clapet n'est plus assurée dans de tels cas et les débris doivent être évacués avant le remplissage du réservoir. La fiabilité des clapets de ce genre n'est donc pas satisfaisante sans intervention humaine. Pour tenter de répondre à ces problèmes, le document FR2056253 propose un clapet de sécurité pour un fond de canal qui comporte une platine plane recouvrant l'ouverture, solidaire du fond, et comportant des orifices de communication. Le clapet comprend aussi une membrane souple reposant, en position de fermeture, sur la platine pour obturer de manière étanche les orifices de communication. La membrane se déforme lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel est supérieure à la pression hydrostatique du contenu, ce qui correspond à la position d'ouverture. Malgré la souplesse de la membrane, les débris et particules solides restant sur la platine après l'abaissement du niveau de la nappe phréatique empêchent toutefois la membrane d'assurer une étanchéité parfaite et certaine. En effet, bien que se déformant pour épouser le plus possible la forme des débris et des particules solides, la membrane peut néanmoins donner lieu à de légères imperfections d'étanchéité car la capacité de déformation peut s'avérer insuffisante suivant la taille et la position des débris et particules solides. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser un clapet de sécurité pour un fond 25 d'un réservoir enterré permettant de pallier aux inconvénients précédents, notamment présentant une fiabilité améliorée en terme d'étanchéité. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la platine étant constituée d'une base et d'une partie centrale en saillie de la base et connectée à ladite 30 base par une paroi latérale sensiblement perpendiculaire à ladite base, les orifices de communication sont formés entre les faces opposées de ladite paroi latérale. Suivant un mode de réalisation préféré, la membrane souple comporte une partie axiale sensiblement cylindrique en appui contre la paroi latérale de la platine et une partie transversale en appui sur la partie centrale de la platine. Description sommaire des dessins 1 o D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation d'un 15 clapet de sécurité selon l'invention, en position normale de fermeture, la figure 2 est une vue en coupe axiale du clapet de la figure 1 dans la position d'ouverture. Description de modes préférentiels de l'invention 20 Un clapet de sécurité 10 selon l'invention est représenté sur les figures 1 et 2. Le clapet 10 équipe une ouverture 11 de forme circulaire pratiquée dans un fond 12 horizontal en béton d'un réservoir enterré destiné à contenir un liquide et aménagé dans un milieu naturel 13. L'ouverture 11 assure la 25 communication entre le milieu naturel 13 et l'intérieur du réservoir enterré. Le réservoir enterré peut, par exemple, consister en un bassin pour stations d'épuration, un bassin de rétention d'eau, une piscine... Les figures 1 et 2 illustrent le fond 12, équipé du clapet de sécurité 10, en coupe longitudinale 30 selon un plan vertical passant par ledit clapet 10. Comme il le sera décrit plus loin, le clapet de sécurité 10 illustré présente une forme générale de révolution et possède à ce titre un axe de révolution (non illustré). Les figures 1 et 2 illustrent le clapet de sécurité 10 selon une coupe axiale passant par l'axe de révolution. En d'autres termes, le plan de coupe longitudinal des figures 1 et 2 incorpore l'axe de révolution du clapet de sécurité 10 de manière à illustrer ledit clapet 10 en coupe axiale. Le clapet de sécurité 10 comporte une platine 14 présentant une forme générale de chapeau et réalisée dans un matériau rigide et résistant aux agressions chimiques, par exemple un polymère de la famille des polyesters. ~o La platine 14 est constituée d'une base 15 de forme annulaire sensiblement plane ou conique et d'une partie centrale 16 agencée en saillie de la base 15 et ayant une projection axiale de forme circulaire. La partie centrale 16 est sensiblement plane, bombée ou conique. La partie centrale 16 est connectée à la base 15 par une paroi latérale 17 sensiblement perpendiculaire à la base 15 15. Plus précisément, la paroi latérale 17 est une portion de cylindre ou de cône dont l'axe de révolution coïncide avec l'axe de révolution du clapet de sécurité 10, dont une extrémité est reliée au cercle de plus petit diamètre de la base 15 et dont l'autre extrémité est reliée au contour périphérique de la partie centrale 16. À titre d'exemple, la conicité de la paroi latérale 17 est de 20 l'ordre de 3 . La base 15 comporte ainsi deux faces opposées 18, 19, respectivement inférieure et supérieure. Le diamètre de la base 15 est supérieure à celui de l'ouverture 11 de manière que l'une 18 de ses faces 18, 19 vienne en contact avec le fond 12, du côté contenu du fond 12, autour de ouverture 11. La platine 14 est fixée dans cette position au moyen, par 25 exemple, de boulons d'ancrage (non représentés) vissés dans le fond 12 et passant au travers de perforations 20 de la base 15 assurant la communication entre les faces 18, 19 et angulairement répartis à proximité de la périphérie de la base 15 le long d'un cercle de diamètre supérieur au diamètre de l'ouverture 11. 30 De cette manière, la platine 16 est solidaire du fond 12 du côté contenu et recouvre l'ouverture 11. La partie de la face inférieure 18 de la base 15 exempte de contact est tournée vers le milieu naturel 13 et la face supérieure 19 de la base 15 est tournée vers le contenu du réservoir enterré. Ce contenu est constitué soit par du liquide, soit par l'air lorsque le réservoir enterré est vide. Pour assurer l'étanchéité entre le milieu naturel 13 et le contenu du réservoir enterré au niveau de la fixation de la platine 14, un joint d'étanchéité 21 de forme annulaire est intercalé entre la face inférieure 18 de la base 15 et le côté contenu du fond 12. Pour le passage des boulons d'ancrage, le joint d'étanchéité 21 possède des perforations correspondant aux perforations 2C) de la base 15. La face 18 de la base 15 destinée à venir en contact avec le fond 12 comporte un évidement annulaire de logement du joint 21. D'autre part, la base 15 et la paroi latérale 17 délimitent extérieurement un épaulement E, tandis que la paroi latérale 17 et la partie centrale 16 délimitent intérieurement une concavité C. La partie centrale 16 est disposée au-dessus de l'ouverture 11 du fond 12, c'est-à-dire du côté contenu. En d'autres termes, la concavité C de la platine 14 est disposée du côté contenu du réservoir enterré par rapport au fond 12, et ouverte en direction du milieu naturel 13. En outre, la platine 14 comporte des orifices de communication 27 qui sont pratiqués dans la paroi latérale 17 en étant formés entre les faces opposées extérieure 22 et intérieure 23 de la paroi latérale 17. Les orifices de communication 27 sont en nombre et forme variables, destinés à assurer la communication entre le milieu naturel 13 et le contenu du réservoir enterré. Le clapet de sécurité 10 comporte également une membrane souple 24 3o comportant une partie axiale 25 d'emmanchement, de forme cylindrique ou conique complémentaire de celle de la face extérieure 22 de la paroi latérale 17. La partie axiale 25 est donc sensiblement cylindrique.. La membrane souple 24 comporte aussi une partie transversale 26 d'arrêt, de forme annulaire, sensiblement plane ou conique de forme complémentaire de la partie centrale 16ä Les dimensions intérieures de la partie axiale 25 sont adaptées à celles de la face extérieure 22 de la paroi latérale 17 : le rapport de dimensions entre l'intérieur de la partie axiale 25 et la face extérieure 22 de la paroi latérale 17 est choisi de manière à ce que la partie axiale 25 de la membrane souple 24 vienne s'emmancher sur la paroi latérale 17 en créant des efforts de serrage suffisants pour assurer sa retenue par friction. L'emmanchement se pratique jusqu'à mettre en butée la partie transversale 26 d'arrêt contre la partie centrale 16 de la platine 14. Après emmanchement, la partie axiale 25 est donc en appui contre la paroi latérale 17 et la partie transversale 26 est en appui sur la partie centrale 34. La partie transversale 26 d'arrêt constitue donc une butée lors de l'emmanchement. Ainsi, la position axiale de la membrane souple 24 le long de la paroi latérale 17 est parfaitement prédéfinie par la mise en butée de la partie transversale 26 contre la partie centrale 16. Il est clair que la partie transversale 26 peut être de forme pleine et non pas annulaire sans sortir du cadre de l'invention. Pour renforcer la fixation de la membrane souple 24, il est possible de solidariser (collage, vissage, clippage ou équivalent) la partie transversale 26 sur la face extérieure de la partie centrale 16. La membrane souple 24 est réalisée en tout matériau adapté ayant des caractéristiques de souplesse suffisante pour son application décrite ci-dessous et nécessitant parfois une bonne résistance aux agressions chimiques, comme par exemple en EPDM (terpolymère d'éthylène, de propylène et d'une diène) ou plus généralement en élastomère. Un critère utilisable pour la caractérisation de la souplesse de la membrane souple 24 est la dureté Shore A du matériau constitutif de la membrane 24, dureté qui, de préférence, est inférieure ou égale à 55 Sh A pour assurer une bonne étanchéité lorsque la différence entre la pression hydrostatique du contenu (air ou liquide) et celle du milieu naturel 13 est très faible. Par ailleurs, l'épaisseur de la partie axiale 25 de la membrane 24 est fonction de la capacité de déformation et de la résistance recherchées. La figure 1 illustre le clapet de sécurité 10 dans une position normale de fermeture étanche dans laquelle il ferme l'ouverture 11. Cette position de fermeture correspond à un fonctionnement normal du clapet 10, qui est établi automatiquement lorsque la pression hydrostatique du contenu du réservoir enterré est supérieure à la pression hydrostatique du milieu naturel 13 à proximité de l'ouverture 11. Ceci correspond à l'état de pressions le plus fréquent. Le clapet de sécurité 10 reste dans la position de fermeture tant que la pression hydrostatique du contenu du réservoir enterré est supérieure à la pression hydrostatique du milieu naturel 13 à proximité de l'ouverture 11. Dans cette position de fermeture, sous l'action de la pression hydrostatique du contenu (représentée par les flèches F1 de la figure 1), la partie axiale 25 de la membrane souple 24 repose sur la face extérieure 22 de la paroi latérale 17. Autrement dit, la membrane souple 24 repose sur la platine 16 du côté contenu et obture de manière étanche les orifices de communication 27. Ainsi, le contenu du réservoir enterré ne peut pas s'écouler en direction du milieu naturel 13. Il arrive fréquemment que le milieu naturel 13 vienne exercer des pressions hydrostatiques sur le fond 12, par exemple dans le cas de remontée d'eaux des nappes phréatiques. Ce phénomène devient critique lorsque le réservoir enterré a été préalablement vidé (ou partiellement). La figure 2 illustre le clapet de sécurité 10 de la figure 1 après inversion de l'état de pressions, c'est-à-dire lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel 13 à proximité de l'ouverture 11 est supérieure à la pression hydrostatique du contenu du réservoir enterré. Lors de ce changement d'état de pressions, le clapet 10 passe automatiquement dans une position d'ouverture et reste dans cette position d'ouverture tant que la pression hydrostatique du milieu naturel 13 est supérieure à la pression hydrostatique du contenu du réservoir enterré. Dans la position d'ouverture (figure 2), la membrane souple 24 se déforme librement sous l'action de la pression hydrostatique du milieu naturel 13. Plus précisément, la partie axiale 25 de la membrane souple 24 se déforme librement sous l'action de la pression hydrostatique du milieu naturel 13. En se déformant, la partie axiale 25 libère les orifices de communication 27 de manière à autoriser l'écoulement (représenté par les flèches F2 de la figure 2) des eaux remontantes provenant des nappes phréatiques (éventuellement io accompagnées de débris et particules solides). La paroi latérale 17 disposée sensiblement verticalement permet de s'assurer que les particules solides s'échappent facilement et en totalité de la face extérieure 22 par les orifices de communication 27 et soient chassées en direction de la base 15 et du fond 12 en périphérie de la platine 14. Comme indiqué ci-dessous, cet effet 15 permet d'éviter tout risque de déformations de la membrane souple 24 en position de fermeture. Plus précisément, quand le niveau de la nappe phréatique redescend et que la pression hydrostatique du milieu naturel 13 à proximité de l'ouverture 11 20 cesse ou redevient inférieure à la pression du contenu du réservoir enterré, le clapet de sécurité 10 revient automatiquement à la position de fermeture. La diminution de la pression hydrostatique exercée par le milieu naturel 13 s'accompagne automatiquement d'un retour de la membrane souple 24 vers sa configuration naturelle exempte de déformations imposées. La partie 25 axiale 25 de la membrane souple 24 revient reposer sur la face extérieure 22 de la paroi latérale 17 sur laquelle, comme expliqué au paragraphe précédent, il est certain qu'aucune particule solide ou débris ne reste. Ce mouvement de la membrane souple 24 est intensifié par l'action exercée par l'éventuelle pression hydrostatique du contenu. Ainsi même si les particules 30 solides ne se retirent pas en totalité vers le milieu naturel 13 et restent sur la base 15 et/ou le fond 12, la membrane souple 24 obture, malgré tout, les orifices de communication 27 de la même manière que si ces particules étaient absentes de la base 15 et/ou du fond 12. Autrement dit, même si les particules solides ne se retirent pas en totalité vers le milieu naturel 13 et restent sur la base 15 et/ou le fond 12, ces particules ne risquent pas de créer de déformations de la membrane souple 24 car elles sont dégagées de cette dernière. L'étanchéité du clapet 10 est donc parfaite et certaine malgré l'évacuation partielle des débris ou des particules solides. Ainsi, le clapet de sécurité 10 est destiné à fermer une ouverture 11 io pratiquée dans le fond 12 d'un réservoir enterré et varie automatiquement entre une position normale de fermeture étanche et une position d'ouverture lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel 13 est supérieure à la pression hydrostatique du contenu du réservoir. Ce clapet 10 comporte une membrane souple 24 qui repose, en position de fermeture, sur la platine 14 15 du côté contenu et obture de manière étanche les orifices de communication 27, ladite membrane 24 se déformant lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel 13 est supérieure à la pression hydrostatique du contenu. Dans une variante possible, la platine 14 peut être prévue pour être utilisée 20 en combinaison avec un fond 12 souple, tel qu'une bâche souple, plutôt qu'avec le fond 12 rigide précédent. Dans cette variante, la différence réside dans la structure des moyens de fixation de la platine 14. Du fait de l'impossibilité de réaliser des alésages dans le fond souple 12, la platine 14 est fixée au fond souple 12 par serrage dudit fond 12 entre la face inférieure 25 18 de la base 15 et une contre-bride (non représentée) de forme annulaire. En d'autres termes, l'une des faces du fond 12 souple est en contact avec la face inférieure 18 de la base 15 et l'autre face du fond 12 souple est en contact avec la contre-bride. Le serrage du fond 12 se pratique par un rapprochement de la platine 14 et de la contre-bride. A cet effet, la contre- 30 bride peut être munie d'une pluralité de goujons angulairement répartis et dirigés en direction de la platine 14. Les goujons sont destinés à traverser le 5 fond 12 souple et la base 15 dans des perforations correspondantes. Le serrage est pratiqué par des écrous rapportés du côté de la face supérieure 19 de la base 15 et venant s'engager sur les extrémités saillantes des goujons. Sans sortir du cadre de l'invention, les goujons peuvent être prévus en saillie de la face inférieure 18 de la base 15 pour s'étendre en direction de la contre-bride. Dans ce cas, les goujons sont destinés à traverser le fond 12 souple et la contre-bride dans des perforations correspondantes. 10 Enfin il va de soi que, pour les modes de réalisation précédemment décrits, la platine 14 peut être solidarisée ou rapportée au fond 12 du côté tourné vers le milieu naturel 13. Revendications 1. Clapet de sécurité (10) pour un fond (12) d'un réservoir enterré dans un milieu naturel (13) susceptible d'exercer des pressions hydrostatiques sur le fond (12), ledit clapet (10) étant destiné à fermer une ouverture (11) pratiquée dans le fond (12) et variant automatiquement entre une position normale de fermeture étanche et une position d'ouverture lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel (13) est supérieure à la pression io hydrostatique du contenu du réservoir, le clapet (10) comportant : une platine (14) recouvrant l'ouverture (11), solidaire du fond (12) du réservoir, et comportant des orifices de communication (27), une membrane souple (24) reposant, en position de fermeture, sur la platine (14) du côté contenu et obturant de manière étanche les orifices 15 de communication (27), ladite membrane (24) se déformant lorsque la pression hydrostatique du milieu naturel (13) est supérieure à la pression hydrostatique du contenu, clapet caractérisé en ce que la platine (14) étant constituée d'une base (15) et d'une partie centrale (16) en saillie de la base (15) et connectée à ladite 20 base (15) par une paroi latérale (17) sensiblement perpendiculaire à ladite base (15), les orifices de communication (27) sont formés entre les faces opposées de ladite paroi latérale (17). 2. Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane 25 souple (24) comporte une partie axiale (25) sensiblement cylindrique en appui contre la paroi latérale (17) de la platine (16) et une partie transversale (26) sensiblement plane en appui sur la partie centrale (16) de la platine (14). 12