Brevet FR2935720A1 — publié le 20100312

ENSEMBLE SANITAIRE AUTONOME La présente invention concerne un ensemble sanitaire autonome. Des ensembles sanitaires dont le fonctionnement et le nettoyage sont assurés automatiquement sur des périodes relativement longues sans intervention particulière existent. Ces ensembles sanitaires se trouvent notamment dans des espaces publics en plein air en libre service. Ils comportent des toilettes à cycle de nettoyage automatique et pour minimiser la quantité d'eau utilisée pour le nettoyage de ces toilettes ils peuvent être du type connu des documents FR2 776 907 Al ou FR2 796 093 Al au nom de la demanderesse. L'installation de tels ensembles nécessitent toutefois un raccordement au réseau électrique et au réseau d'alimentation en eau ce qui limite leur implantation à des lieux précis en ville. La présente invention concerne de tels ensembles sanitaires et a pour but 15 de rendre leur implantation moins tributaire d'infrastructures existantes et de simplifier leur mise en place. Pour ce faire la présente invention propose un ensemble sanitaire autonome caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation électrique autonome et un réservoir d'eau, l'alimentation électrique autonome étant adaptée à alimenter 20 un groupe surpresseur prenant l'eau dans le réservoir d'eau pour assurer un débit et une pression de fonctionnement suffisant d'équipements de l'ensemble sanitaire. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'ensemble sanitaire comporte un forage de captage d'eau et une pompe de remplissage du réservoir. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris 5 à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention en référence aux dessins qui représentent: en figure 1: une vue schématique de dessus d'un ensemble sanitaire selon l'invention toit non représenté; en figure 2: un schéma de l'alimentation électrique de l'ensemble sanitaire 10 de la figure 1; en figure 3: une représentation schématique d'un module de surveillance d'alimentation et de commande et d'un groupe électrogène selon un aspect d'un mode de réalisation de l'invention; en figure 4: une représentation schématique côté équipements de 15 l'ensemble sanitaire de la figure 1; en figure 5: une représentation schématique de la distribution d'eau à partir du surpresseur de l'ensemble sanitaire de la figure 1. L'ensemble sanitaire autonome 1 de l'invention est représenté globalement à la figure 1. 20 Il comporte une première pièce 18 définissant un espace de réception d'usagers d'une surface suffisante pour l'accueil d'une personne à mobilité réduite ou en fauteuil roulant, un lave mains 20 des toilettes 15, une rampe 22 pour aider les personnes à mobilité réduite à utiliser les commodités de l'ensemble sanitaire. Il comporte une seconde pièce 19 constituant un local technique dont 25 l'accès se fait par une porte 21 entre les deux pièces. L'ensemble sanitaire autonome de la figure 1 est pourvu d'une alimentation électrique autonome qui comporte un module à cellules photovoltaïques 2 et des batteries 3 ainsi qu'un système 4 de gestion de la charge des batteries et de la distribution de courant aux équipements consommateurs électriques assurant son 30 fonctionnement ainsi qu'un groupe électrogène 5 dont l'utilité sera décrite plus loin. Pour son alimentation en eau, l'ensemble de l'invention comporte un réservoir d'eau 7 et l'alimentation électrique autonome étant adaptée à alimenter un groupe surpresseur 6 prenant l'eau dans le réservoir d'eau pour assurer un débit et une pression de fonctionnement suffisant des équipements de l'ensemble sanitaire et notamment du dispositif de nettoyage des toilettes. Le groupe surpresseur est un dispositif comprenant une pompe de surpression, un vase d'expansion sous pression qui permet d'assurer une réserve 5 de pression servant à diminuer le nombre d'arrêts/redémarrages de la pompe de surpression et un contact manométrique. Le groupe surpresseur acheminer l'eau du réservoir vers les points de consommation de l'ensemble des équipements de l'ensemble sanitaire à savoir lave mains, toilettes et dispositif de nettoyage de l'ensemble sanitaire comme 10 représenté en figure 5 sur laquelle est schématisé le circuit d'eau. A partir de la cuve 7, l'eau est pompée par le surpresseur 6 et envoyée dans la nourrice de nettoyage 14 pour être distribuée au lave mains 20, au dispositif de nettoyage de l'abattant 16, à la chasse d'eau 29 et au dispositif de lavage sol 30 constitué par exemple par des buses au sol. 15 Un collecteur 30 récupère les eaux usées des divers appareils. Selon la figure 1, l'ensemble sanitaire comporte un forage 8 de captage d'eau et une pompe 9 de remplissage du réservoir d'eau 7 alimentée par ladite alimentation électrique. Le réservoir peut toutefois être alimenté par une source externe, 20 l'autonomie de l'ensemble sanitaire étant dans ce cas une autonomie électrique seulement. Le dispositif comporte enfin un circuit 10 de collecte des eaux usées et un système de traitement desdites eaux usées autonome et le système de traitement des eaux usées comporte par exemple un champ d'épandage couplé avec une 25 fosse à vider ou une fosse à vider seule. Les toilettes sont du type à abattant relevable comme décrit dans les documents FR2 776 907 Al ou FR2 796 093 Al précités et l'utilisation du groupe surpresseur combiné à la nourrice de nettoyage permet de pallier à la faible puissance électrique disponible. 30 Le circuit électrique de l'alimentation autonome est schématisé à la figure 2. II comprend les capteurs solaires ou cellules photovoltaïques 2 gérées par un régulateur solaire 23 chargeant les batteries 3 qui alimentent un convertisseur courant continu vers courant alternatif pour fournir une alimentation 220 Volts. Selon cet exemple, un point de raccordement du groupe électrogène 5 est représenté par la flèche repérée A sur la figure 2. En sorte de garantir l'autonomie électrique de l'ensemble, le groupe électrogène 5 est dimensionné pour venir en support ou remplacer les panneaux 5 photovoltaïques 2 et les batteries 3 dans certaines circonstances. Pour cela, le système 4 de gestion de la charge des batteries et de distribution de courant comporte comme représenté à la figure 3 un module 11 de commande de démarrage et de marche du groupe électrogène et des capteurs 12, 13 adaptés à démarrer le groupe électrogène en réponse au dépassement 10 d'un seuil de décharge des batteries et/ou des conditions de température requérant la mise hors gel de toute ou partie de l'ensemble sanitaire. De cette façon si, d'une part, la charge des batteries est trop faible pour une utilisation normale ou si, d'autre part, les conditions atmosphériques sont très froides et que la capacité électrique du système d'alimentation à batteries et 15 cellules photovoltaïques est insuffisant pour assurer un maintien hors gel des parties en eau de l'ensemble, le groupe électrogène est mis en route pour pallier à toute défaillance de l'ensemble et en garantir le fonctionnement temporairement. Les consommations électriques estimées dans le cadre de 60 utilisations des toilettes par jour sont par jour de fonctionnement: 20 Toilettes en veille jour: 12 Watts x 12 heures=144 Watts/jour Toilettes en veille nuit: 16 Watts x 12 heures= 192 Watts/jour Toilettes occupées: 60 utilisations de 6 minutes environ: 378 Watts/jour Ventilation 60 fois pendant 6 minutes après utilisation 40,8 Watts/jour Cycles de lavage: 1460 Watts x 60 lavages de 20 secondes= 486 25 Watts/jour La puissance des appareils raccordés et utilisés par cycle d'utilisation est: extracteur d'air 12 minutes par cycle 6,8 Watts, pompe doseuse de détergent fonctionnant 20 secondes pendant le lavage 8 Watts, soufflerie pour le séchage fonctionnant 16 secondes par cycle: 200 Watts, lumière fonctionnant 30 pendant l'occupation d'environ 6 minutes en moyenne: 30 Watts, pompe fonctionnant 25 secondes pendant le lavage: 1160 Watts. Pour assurer la mise hors gel de l'installation, un câble chauffant est placé sur les canalisations et un cordon chauffant est placé au sol. Pour une région où la température au sol est inférieure ou égale à 0°C pendant 12 jours ou moins on obtient une consommation de 11280 Watts pour une année d'utilisation. L'ensemble sanitaire comprend un dispositif de nettoyage de l'espace 5 recevant les usagers comprenant une nourrice de nettoyage 14 alimentée par le groupe surpresseur 6. A partir du groupe surpresseur, le circuit d'eau alimente les toilettes 15, le lave mains 20 et un dispositif de nettoyage des toilettes et de l'espace recevant les usagers. 10 L'ensemble sanitaire et en particulier le réservoir et le groupe surpresseur sont dimensionnés pour des besoins en eau correspondant à 60 utilisations par jour des toilettes. Un cycle d'utilisation des toilettes comprend trois étapes: toilettes en veille, toilettes occupées, toilettes en lavage. 15 Les toilettes sont utilisées en moyenne pendant un temps de l'ordre de 6 minutes, un cycle de lavage dure de l'ordre de 20 secondes. En outre, un lavage au sol est effectué toutes les 8 utilisations pour réduire la consommation en eau. Le lavage des toilettes est basé sur l'utilisation de toilettes 15 à abattant 20 relevable sous l'action d'un moteur ou d'un vérin 17 et des moyens de nettoyage 16 activables abattant relevé. La consommation en eau correspondant à ces données est de l'ordre de 460 litres/jour pour le lavage du siège des toilettes 15, 25 litres/jour pour le lavage de l'abattant des toilettes, 25 litres/jour pour la montée descente de l'abattant dans 25 le cas où le vérin réalisant cette fonction est un vérin hydraulique. La fonction de montée/descente de l'abattant peut toutefois être réalisée au moyen d'un moteur électrique alimenté par l'alimentation électrique autonome. L'utilisation du lave mains pour 60 utilisations par jour correspond environ à 60 litres consommés par jour et le lavage du sol pour 9 lavages par jour 30 consomme 150 litres d'eau par jour. Les cellules photovoltaïques 2 sont avantageusement disposées sur le toit de l'ensemble sanitaire qui peut être un toit à simple pente orientée vers le sud comme schématisé à la figure 4. Le bâtiment de l'ensemble sanitaire est par exemple de longueur de l'ordre de 4,30 m sur une largeur de 2,7 m. Le circuit d'arrivée d'eau et de départ des eaux usées est représenté à la figure 4. Dans le cas d'un forage de faible profondeur, une pompe 9 alimentée par les batteries et les panneaux solaires est utilisée pour remplir le réservoir 7 enterré selon l'exemple représenté. Dans le cas d'un forage profond, une pompe de profondeur 27 est alimentée par le groupe électrogène. Sur la figure 4 est représentée l'armoire électrique comportant les moyens 10 de gestion de l'alimentation. Cette armoire comprend avantageusement un module de surveillance 24 schématisé à la figure 3, couplé au module de commande du groupe électrogène, comprend un calculateur de surveillance relié à des moyens de communication sans fil 25 adaptés à transmettre des alarmes de fonctionnement incorrect ou 15 d'épuisement de ressources électriques. Les moyens de communication sans fil sont par exemple un modem GSM et son antenne qui transmettent les alarmes générées par le calculateur sur le réseau GSM vers un centre de surveillance distant. Les alarmes sont notamment des alarmes relatives à un dysfonctionnement de la production d'énergie 20 photovoltaïque. REVENDICATIONS1 - Ensemble sanitaire autonome (1) caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation électrique autonome (2, 3, 4, 5) et un réservoir d'eau (7), l'alimentation électrique autonome étant adaptée à alimenter un groupe surpresseur (6) prenant l'eau dans le réservoir d'eau pour assurer un débit et une pression de fonctionnement suffisant d'équipements de l'ensemble sanitaire. 2 - Ensemble sanitaire selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un forage (8) de captage d'eau et une pompe (9) de remplissage du réservoir d'eau (7) alimentée par ladite alimentation électrique. 3 - Ensemble sanitaire selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce 10 qu'il comporte un circuit (10) de collecte des eaux usées et un système de traitement desdites eaux usées autonome. 4 - Ensemble sanitaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que le système de traitement des eaux usées comporte un champ d'épandage couplé avec une fosse à vider ou une fosse à vider seule. 15 5 - Ensemble sanitaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'alimentation électrique comporte un module à cellules photovoltaïques (2) et batteries (3) ainsi qu'un système (4) de gestion de la charge des batteries et de la distribution de courant. 6 - Ensemble sanitaire selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il 20 comporte un groupe électrogène (5), le système (4) de gestion de la charge des batteries et de distribution de courant comportant un module (11) de commande de démarrage et de marche du groupe électrogène et des capteurs (12, 13) adaptés à démarrer le groupe électrogène en réponse au dépassement d'un seuil de décharge des batteries et/ou des conditions de température requérant la mise 25 hors gel de toute ou partie de l'ensemble sanitaire. 7 - Ensemble sanitaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de nettoyage de l'espace de l'ensemble sanitaire recevant les usagers comprenant une nourrice de nettoyage (14) alimentée par le groupe surpresseur (6). 30 8 - Ensemble sanitaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des toilettes (15) rabattables sousrelevable sous l'action d'un moteur ou d'un vérin (17) et des moyens de nettoyage (16) activables abattant relevé 9 - Ensemble sanitaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (2) sont disposées 5 sur le toit de l'ensemble sanitaire. 10 - Ensemble sanitaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur de surveillance relié à des moyens de communication sans fil adaptés à transmettre des alarmes de fonctionnement incorrect ou d'épuisement de ressources électriques. 10