Brevet FR3013299A1 — publié le 20150522

Système de stockage et de distribution d'eau pour toilettes compactes La présente invention concerne un système de stockage et de distribution d'eau, du type comprenant : - une source d'eau grise ; - un réservoir d'eau grise apte à stocker et à distribuer des eaux grises provenant de la source d'eau grise et comportant une entrée d'eau propre, une entrée d'eau grise, une sortie d'eau grise et une sortie de vidange ; - des toilettes comportant une cuvette et aptes à recevoir des eaux grises du réservoir d'eau grise pour une opération de chasse ; - un réservoir d'eau usée apte à recevoir et à stocker des eaux grises du réservoir d'eau grise et des produits de chasse des toilettes ; - un conduit d'eau propre reliant l'entrée d'eau propre avec une source d'eau propre ; - un conduit d'eau grise reliant l'entrée d'eau grise avec la source d'eau grise ; - un conduit d'eau de chasse des toilettes reliant la sortie d'eau grise avec les toilettes ; et - un conduit de vidange reliant la sortie de vidange avec le réservoir d'eau usée. Une installation sanitaire montée, par exemple, sur des trains à grande vitesse inclut généralement un lavabo alimenté par de l'eau propre et des toilettes alimentées par une source d'eau. Après chaque utilisation, le lavabo rejette des eaux de lavage, dites également eaux grises. Comme ces eaux sont peu chargées en matières polluantes, il existe des systèmes permettant de réutiliser les eaux grises comme liquide de chasse pour les toilettes. L'utilisation de ce type de systèmes est particulièrement avantageuse dans les trains à grande vitesse, où ils permettent de diminuer la consommation d'eau propre en diminuant ainsi le poids total du train. Ainsi, par exemple, le document EP 2 484 574 Al décrit un système de stockage et de distribution d'eau du type précité, comportant un réservoir d'eau grise apte à stocker les eaux grises rejetées par le lavabo et à les transférer vers les toilettes pour une opération de chasse. Les produits chassés des toilettes sont ensuite stockés dans un réservoir d'eau usée. Toutefois, cette solution présente un certain nombre d'inconvénients. En particulier, le système décrit est relativement cher en exploitation. La présente invention a pour but de proposer un système du même type apte à fonctionner de manière particulièrement économique. A cet effet, l'invention a pour objet un système de stockage et de distribution d'eau, du type précité, dans lequel : - le réservoir d'eau usée est muni d'un évent pour son maintien sous la pression atmosphérique ; - le conduit de vidange comporte une pompe permettant de transférer les eaux grises du réservoir d'eau grise vers le réservoir d'eau usée ; et - les toilettes comportent en outre un réservoir intermédiaire, muni de moyens de mise sous vide sélective, relié par une vanne d'entrée à la cuvette et par une vanne de sortie au réservoir d'eau usée. Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, le système comporte, l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le réservoir intermédiaire est en outre muni de moyens de mise sous pression sélective ; - la source d'eau grise est un lavabo alimenté avec de l'eau propre par la source d'eau propre et apte à rejeter de l'eau grise dans le conduit d'eau grise après chaque utilisation ; - le conduit de vidange comporte en outre un clapet anti-retour permettant le passage des eaux uniquement en provenance du réservoir d'eau grise ; - le conduit d'eau propre comporte un clapet anti-retour permettant le passage de l'eau propre uniquement en provenance de la source d'eau propre ; - le conduit d'eau propre comporte en outre une vanne permettant de réguler le passage de l'eau propre dans ce conduit ; - le réservoir d'eau grise comporte un premier détecteur permettant de détecter un niveau bas des eaux grises contenues dans le réservoir d'eau grise et un deuxième détecteur permettant de détecter un niveau haut des eaux grises contenues dans le réservoir d'eau grise, les deux détecteurs étant aptes à commander le remplissage ou la vidange du réservoir d'eau grise ; - le réservoir d'eau grise comporte une sortie d'évacuation d'eaux grises reliée à l'extérieur du système par un conduit d'évacuation ; - le réservoir d'eau grise comporte une entrée de rinçage ; - il comporte en outre un conduit de by-pass reliant le conduit d'eau propre avec le conduit d'eau de chasse des toilettes et contournant le réservoir d'eau grise, et des moyens d'interconnexion permettant de couper le passage d'eau dans le conduit de by- pass en gardant la sortie d'eau grise ouverte selon un premier mode de fonctionnement du système, et d'assurer le passage d'eau dans le conduit de by-pass en gardant la sortie d'eau grise fermée selon un deuxième mode de fonctionnement du système. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un système de stockage et de distribution d'eau suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique illustrant le fonctionnement du système de la figure 1 selon un premier mode de fonctionnement ; - la figure 3 est une vue schématique illustrant le fonctionnement du système de la figure 1 selon un deuxième mode de fonctionnement. Un système 100 de stockage et de distribution d'eau selon l'invention est illustré sur la figure 1. Un tel système 100 est destiné à être installé dans une installation sanitaire d'un véhicule ferroviaire. Le système 100 comporte un réservoir 102 d'eau grise apte à stocker et à distribuer des eaux grises, des toilettes 104 aptes à recevoir des eaux grises du réservoir 102 d'eau grise pour une opération de chasse, et un réservoir 106 d'eau usée apte à recevoir et à stocker des eaux grises du réservoir 102 d'eau grise et des produits de chasse des toilettes 104. Le système 100 est alimenté avec de l'eau propre par une source d'eau propre. Cette source d'eau propre est par exemple un réservoir 108 d'eau propre monté sur le véhicule ferroviaire et rempli avec de l'eau propre lors d'un stationnement du véhicule. Dans l'exemple de réalisation de l'invention présenté sur la figure 1, les eaux grises stockées dans le réservoir 102 d'eau grises proviennent d'une source d'eau grise 110 et sont, par exemple, les eaux de lavage issues d'un lavabo 110. Le lavabo 110 est alimenté avec de l'eau propre provenant du réservoir 108 d'eau propre par un conduit 112 principal. Bien entendu, d'autres dispositifs rejetant des eaux de lavage, ou plus généralement des eaux grises, comme par exemple une douche ou une pluralité de lavabos, sont aussi compatibles avec l'invention. Selon un exemple de réalisation, la circulation de l'eau propre dans le conduit principal 112 est assurée par une pompe électrique (non représentée sur la figure 1). Selon un autre exemple de réalisation, le réservoir d'eau propre 108 est placé dans la partie la plus haute du système 100. La circulation de l'eau propre dans le conduit principal 112 est ainsi assurée par la gravité. Suivant l'exemple de la figure 1, le lavabo 110 est apte à rejeter des eaux de lavage dans le réservoir 102 d'eau grise. A cet effet, le réservoir 102 comporte à sa partie inférieure une entrée 114 d'eau grise qui est reliée au lavabo 110 par un conduit 115 d'eau grise. Le lavabo 110 est placé au-dessus du réservoir 102 d'eau grise, ce qui permet de faire circuler des eaux grises dans le conduit d'eau grise 115 par la gravité. Le réservoir 102 comporte en outre une sortie 116 d'eau grise reliée aux toilettes 104 par un conduit 117 d'eau de chasse des toilettes, afin de permettre l'utilisation des eaux grises comme liquide de chasse des toilettes 104. Par ailleurs, le réservoir 102 d'eau grise est apte à être vidé directement dans le réservoir d'eau usée 106. A cette fin, il comporte une sortie 118 de vidange reliée au réservoir d'eau usée 106 par un conduit 119 de vidange. Le réservoir 102 comprend aussi une entrée 120 d'eau propre reliée au conduit principal 112 par un conduit 121 d'eau propre. Le conduit d'eau propre 121 comporte un clapet anti-retour anticontamination123 permettant le passage de l'eau uniquement en provenance du réservoir 108 d'eau propre. Ce clapet assure qu'aucune bactérie venant des toilettes 104 ni du réservoir 102 d'eau grise ne puisse contaminer le réservoir 108 d'eau propre ou le conduit principal 112. Ce conduit 121 comporte en outre une vanne 125 destinée à réguler le passage de l'eau propre dans le réservoir 102. Le réservoir d'eau grise 102 comporte par ailleurs une sortie 134 d'évacuation d'eaux grises située dans sa partie supérieure. Cette sortie 134 est reliée à l'extérieur par un conduit 135 d'évacuation comportant une vanne 136 à son extrémité libre. Les eaux grises entrant dans le système 100 par le conduit d'eau grise 115 sont traitées par un filtre 150 situé au niveau de l'entrée d'eau grise 114 dans le réservoir 102. Ce filtre 150 permet par exemple de stopper de grosses particules venant avec des eaux grises et/ou de désodoriser les eaux grises en y ajoutant des produits chimiques. Un filtre 151 supplémentaire est par ailleurs installé au niveau de la sortie 116 d'eau grise. Selon l'exemple de réalisation représenté, le réservoir 102 comporte aussi une entrée de rinçage 152 reliée à l'extérieur par un conduit 153 de rinçage et permettant le nettoyage du réservoir 102. Le conduit de rinçage comporte à son extrémité libre un clapet anti-retour 154 empêchant la fuite d'eaux grises à l'extérieur. Le fonctionnement du réservoir 102 d'eau grise est assuré par un premier détecteur 160 permettant de détecter un niveau bas des eaux grises et par un deuxième détecteur 162 permettant de détecter un niveau haut des eaux grises. Ainsi, les deux détecteurs sont adaptés pour commander le remplissage du réservoir 102 avec de l'eau propre via le conduit d'eau propre 121 en ouvrant la vanne 125, ou la vidange du réservoir 102 dans le réservoir d'eau usée 106 via le conduit de vidange 119. La vanne 136 est normalement ouverte mais quand le train envoie l'information que le train est, par exemple, dans un tunnel, la vanne est fermée. Ainsi, dans le cas de débordement du réservoir 102, la sortie 134 permet d'évacuer des eaux grises par débordement à l'extérieur du système 100. Le réservoir d'eau usée 106 est maintenu sous la pression atmosphérique à l'aide d'un évent 170. La circulation des eaux via le conduit 119 vers le réservoir d'eau usée 106 est assurée par une pompe 172. Le conduit 119 comporte en outre un clapet anti-retour 174 empêchant le passage des eaux usées dans le réservoir 102 d'eau grise. Les toilettes 104 comportent une cuvette 178 reliée au réservoir d'eau usée 106 via un réservoir intermédiaire 180. Ce réservoir intermédiaire 180 est muni de moyens 182 de mise sous vide sélective, et de moyens 183 de mise sous pression sélective. Il est relié par ailleurs à la cuvette 178 par une vanne 184 d'entrée et au réservoir d'eau usée 106 par une vanne 186 de sortie. Le réservoir 180, les moyens 182 et 183, la vanne 184 et la vanne 186 sont compris dans les toilettes 104. Finalement, le conduit 117 d'eau de chasse des toilettes comporte un clapet anti- retour 188 permettant le passage des eaux dans le conduit 117 uniquement en provenance du réservoir 102 d'eau grise. Selon l'exemple de réalisation de l'invention représenté, le système 100 comporte en outre un conduit 190 de by-pass reliant le conduit 121 d'eau propre au conduit 117 d'eau de chasse des toilettes et contournant le réservoir 102 d'eau grise. Le conduit de by-pass 121 permet d'alimenter les toilettes 104 avec de l'eau propre dans le cas de dysfonctionnement du réservoir 102 d'eau grise. Ainsi, le système 100 comporte des moyens 192 d'interconnexion permettant de couper le passage d'eau dans le conduit 190 de by-pass en gardant la sortie 116 d'eau grise ouverte selon un premier mode de fonctionnement du système 100, et d'assurer le passage d'eau dans le conduit 190 de by-pass en gardant la sortie 116 d'eau grise fermée selon un deuxième mode de fonctionnement du système 100. Le premier mode de fonctionnement du système 100 correspond au fonctionnement normal du système 100, le deuxième mode de fonctionnement au fonctionnement dégradé du système 100. Les moyens d'interconnexion 192 sont par exemple représentés par une vanne à trois voies. Les deux modes de fonctionnement du système 100 selon cet exemple de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits. Le fonctionnement du système 100 dans son mode normal de fonctionnement est illustré sur la figure 2. Ainsi, le conduit de by-pass 190 est fermé et la sortie d'eau grise 116 est ouverte par les moyens 192 d'interconnexion. Dans ce mode de fonctionnement, les eaux grises rejetées par le lavabo 110 sont reçues par le réservoir d'eau grise 102 via l'entrée 114 d'eau grise. Ici, elles sont filtrées par le filtre 150 et sont temporairement stockées. Si le niveau des eaux grises contenues dans le réservoir 102 d'eau grise dépasse un niveau supérieur, le détecteur 162 commande l'actionnement de la pompe 172. Le pompage des eaux grises vers le réservoir d'eau usée 106 dure jusqu'à ce que leur niveau dans le réservoir 102 baisse au-dessous dudit niveau supérieur. Si au contraire, le niveau des eaux grises contenues dans le réservoir 102 d'eau grise est inférieur à un niveau inférieur, le détecteur 160 commande l'ouverture de la vanne 125. De l'eau propre passe ainsi dans le réservoir 102 via le conduit 121 d'eau propre, jusqu'à ce que son niveau devienne supérieur audit niveau inférieur. Le détecteur 160 commande alors la fermeture de la vanne 125. Si le conduit de vidange 119 est bouché ou la pompe 172 en panne, le réservoir d'eau grise 102 peut tout de même rejeter des eaux grises par débordement à l'extérieur via la sortie d'évacuation 134. Avant chaque opération de chasse des toilettes 104, les vannes 184 et 186 du réservoir intermédiaire 180 sont fermées. Si une opération de chasse des toilettes 104 est requise, elle commence par une mise sous vide du réservoir intermédiaire 180. Pour cela, les moyens de mise sous vide 182 créent un vide dans ce réservoir. La vanne d'entrée 184 est ensuite ouverte, en créant ainsi une zone de dépression au niveau de la cuvette 178. Cette zone de dépression aspire dans le réservoir 180 intermédiaire des produits de chasse de la cuvette 178 avec une partie des eaux grises contenues dans le réservoir d'eau grise 102 via le conduit 117. La vanne d'entrée 184 est ensuite fermée. Les moyens 183 mettent ensuite sous pression le réservoir 180, puis la vanne de sortie 186 est ouverte pour chasser les effluents dans le réservoir 106 d'eau usée, qui est maintenu sous la pression atmosphérique à l'aide de l'évent 170. Le fonctionnement du système 100 dans son mode de fonctionnement dégradé est illustré sur la figure 3. Dans ce cas, les moyens 192 d'interconnexion ouvrent le passage de l'eau propre via le conduit 190 de by-pass et ferment la sortie 116 d'eau grise. Ce mode de fonctionnement du système 100 est par exemple appliqué dans le cas de dysfonctionnement du réservoir 102 ou du lavabo 110. Les moyens d'interconnexion 192 permettent donc de contourner le réservoir 102 et d'alimenter les toilettes 104 avec de l'eau propre afin de les garder fonctionnelles. Ainsi, si une opération de chasse des toilettes 104 est requise, les produits chassés sont aspirés avec de l'eau propre provenant du réservoir 108 d'eau propre. Le fonctionnement des réservoirs 180 et 106 ainsi que des vannes 184 et 186 reste identique au mode de fonctionnement normal du système 100. Un avantage particulier de la présente invention concerne l'utilisation de l'eau grise du lavabo 110 avec des toilettes 104 avec un réservoir intermédiaire 180 et un réservoir d'eau usée 106 à pression atmosphérique. Le vide est créé uniquement dans le réservoir intermédiaire 180, dont les dimensions sont sensiblement inférieures à celles du réservoir d'eau usée 106, ce qui rend ce système 100 relativement économique en exploitation.25 REVENDICATIONS1.- Système (100) de stockage et de distribution d'eau, notamment pour une installation sanitaire d'un véhicule ferroviaire, du type comprenant : - une source d'eau grise (110) ; - un réservoir (102) d'eau grise apte à stocker et à distribuer des eaux grises provenant de la source d'eau grise (110) et comportant une entrée (120) d'eau propre, une entrée (114) d'eau grise, une sortie (116) d'eau grise et une sortie (118) de vidange ; - des toilettes (104) comportant une cuvette (178) et aptes à recevoir des eaux grises du réservoir (102) d'eau grise pour une opération de chasse ; - un réservoir (106) d'eau usée apte à recevoir et à stocker des eaux grises du réservoir (102) d'eau grise et des produits de chasse des toilettes (104) ; - un conduit (121) d'eau propre reliant l'entrée (120) d'eau propre avec une source d'eau propre (108) ; - un conduit (115) d'eau grise reliant l'entrée (114) d'eau grise avec la source d'eau grise (110) ; - un conduit (117) d'eau de chasse des toilettes reliant la sortie (116) d'eau grise avec les toilettes (104) ; et - un conduit (119) de vidange reliant la sortie (118) de vidange avec le réservoir (106) d'eau usée ; caractérisé en ce que : - le réservoir (106) d'eau usée est muni d'un évent (170) pour son maintien sous la pression atmosphérique ; - le conduit (119) de vidange comporte une pompe (172) permettant de transférer les eaux grises du réservoir (102) d'eau grise vers le réservoir (106) d'eau usée ; et - les toilettes (104) comportent en outre un réservoir (180) intermédiaire, muni de moyens (182) de mise sous vide sélective, relié par une vanne (184) d'entrée à la cuvette (178) et par une vanne (186) de sortie au réservoir (106) d'eau usée. 2.- Système (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir intermédiaire (180) est en outre muni de moyens (183) de mise sous pression sélective. 3.- Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source d'eau grise est un lavabo (110) alimenté avec de l'eau propre par la source d'eau propre (108) et apte à rejeter de l'eau grise dans le conduit (115) d'eau grise après chaque utilisation. 4.- Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (119) de vidange comporte en outre un clapet anti-retour (174) permettant le passage des eaux uniquement en provenance du réservoir (102) d'eau grise. 5.- Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (121) d'eau propre comporte un clapet anti-retour (123) permettant le passage de l'eau propre uniquement en provenance de la source d'eau 10 propre. 6.- Système (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le conduit (121) d'eau propre comporte en outre une vanne (125) permettant de réguler le passage de l'eau propre dans ce conduit. 15 7.- Système (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le réservoir (102) d'eau grise comporte un premier détecteur (160) permettant de détecter un niveau bas des eaux grises contenues dans le réservoir (102) d'eau grise et un deuxième détecteur (162) permettant de détecter un niveau haut des eaux grises contenues dans le 20 réservoir (102) d'eau grise, les deux détecteurs (160, 162) étant aptes à commander le remplissage ou la vidange du réservoir (102) d'eau grise. 8.- Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (102) d'eau grise comporte une sortie (134) 25 d'évacuation d'eaux grises reliée à l'extérieur du système (100) par un conduit d'évacuation (135). 9.- Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir d'eau grise (102) comporte une entrée (152) de rinçage. 30 10.- Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un conduit (190) de by-pass reliant le conduit (121) d'eau propre avec le conduit (117) d'eau de chasse des toilettes et contournant le réservoir (102) d'eau grise ; et 35 - des moyens (192) d'interconnexion permettant de couper le passage d'eau dans le conduit (190) de by-pass en gardant la sortie (116) d'eau grise ouverte selon unpremier mode de fonctionnement du système (100), et d'assurer le passage d'eau dans le conduit (190) de by-pass en gardant la sortie (116) d'eau grise fermée selon un deuxième mode de fonctionnement du système (100).5