Brevet FR3012344A1 — publié le 20150501

La présente invention concerne un dispositif de filtration et de décantation mécaniques des eaux courantes chargées en sédiments, devant être filtrées avant leur entrée dans un réseau d'adduction. Elle fut développée en vue de l'alimentation d'abreuvoirs installés pour un bétail consommant antérieurement et directement l'eau du milieux prélevé. Elle permet de filtrer les eaux pour l'alimentation d'autres types de réservoirs alimentés par gravité, à partir d'un cours d'eau (rivière, ruisseau) ou d'une rigole. Cette filtration a pour objectif le bon fonctionnement du réseau d'adduction par la filtration des sédiments transportés par saltation, suspension, roulage et glissement dans un cours d'eau, mais n'a pas vocation d'améliorer la qualité physicochimique des eaux y transitant. Jusqu'à présent et en l'état de nos connaissances, certains dispositifs existants ne permettent 10 que la filtration sans décantation extérieure au filtre, ce qui peut induire des colmatages rapides des dispositifs et des dysfonctionnements (désamorçages) du réseau d'adduction du fait de la rupture de l'approvisionnement en eau. D'autres filtres fonctionnent par système de cartouche et (ou) de centrifugeage et nécessitent pour certains une pompe thermique ou électrique pour « forcer » la percolation ou activer la 15 centrifugation et ne sont donc pas autonomes en énergie. La présente invention quant à elle permet une filtration et la décantation avec peu de résistance à l'eau et sans énergie artificielle, elle est particulièrement adaptée à un fonctionnement par gravité. La faible dimension du filtre décanteur permet son installation dans des cours d'eau ayant une 20 largeur (30 cm) et une profondeur (20 cm) faibles. La taille du filtre décanteur est calculée en fonction des caractéristiques dimensionnelles, hydrauliques et sédimentologiques du site d'installation, ainsi que des débits prélevés. Les débits prélevables sont réglementés en fonction du débit du cours d'eau dans lequel est installé le dispositif. Ce dispositif est particulièrement adapté aux prélèvements de débits faibles, et 25 peut-être couplés avec un dispositif à niveau constant basse pression du marché placé à l'aval du réseau d'adduction. La solution technique apportée par l'invention réside dans le fait que le filtre à une forme cylindrique pour un emplacement vertical sans contact avec le fond du cours d'eau, afin qu'il ne crée pas un effet barrage à l'écoulement des eaux. 30 Les débris ligneux flottants ne s'agglomèrent pas contre le filtre et sont arrachés de la surface par le courant. Le crépinage sur la moitié de la circonférence du boîtier assure le dégrillage par la force du courant si la partie crépinée est placée à contre-courant ou perpendiculaire au courant. Une cloison amovible équipée d'une grille ou d'un textile de filtration scinde le boîtier en deux chambres de taille égale et permet une seconde filtration des eaux. Cette cloison est composée de 35 deux cadres dont les arêtes sont parfaitement jointives des bords internes du boîtier, du bouchon supérieur et du bouchon inférieur. Ces deux cadres sont assemblés entre eux mais ne sont pas fixés au boîtier afin d'être sortis, nettoyés dans le cours d'eau et réinsérés en quelques minutes. Les conditions hydrodynamiques à l'intérieur du filtre sont dès lors calmes du fait de la dissipation des turbulences du courant naturel par le crépinage du boîtier. Ceci favorise la décantation des sédiments d'une taille inférieure à ce crépinage et ayant pu pénétrer dans le premier compartiment. Un fond équipé d'une grille de maille 1 mm permet la décantation des sédiments de la seconde chambre ayant pu franchir la cloison filtrante car d'une taille inférieure aux espacements de la grille ou du textile de filtration. La taille des orifices des crépinages du boitier, du fond, mais également de la grille ou du textile de la cloison interne sont adaptables en fonction des caractéristiques sédimentologiques du cours d'eau et du tuyau d'adduction. L'invention est composée de quatre organes de base : un bouchon supérieur emboîtable, afin que le boîtier soit obturé et ouvert sans visserie. - un boîtier de forme cilyndrique crépiné sur la moitié de sa circonférence. À l'opposé de la partie crépiné, un orifice d'emboîtement ou un raccord permet de connecter le tuyau d'adduction au deuxième compartiment. les cadres internes accolés entre eux par boulonnage ou collage entre lesquels est pincée une grille de maille 1mm, ou tout autre grille ou textile dont le maillage est adapté aux sédiments non voulus dans le réseau d'adduction. La cloison ainsi formée constitue la séparation des deux chambres par coulissage et sans fixation. - un bouchon inférieur emboîtable, afin que le boîtier soit obturé et ouvert sans visserie ; également crépiné d'orifices d'une taille égale ou légèrement supérieure au crépinage vertical. Cela permet la décantation des sédiments des deux compartiments. Tous les matériaux utilisés pour la fabrication des composants sont inoxydables dans l'eau : polychlorure de vinyl (PVC), feutre géotextile, inox, aluminium. Cette composition permet de rendre le filtre-décanteur adaptable aux caractéristiques locales du site d'installation par : - La possibilité d'y insérer une autre masse filtrante plus fine de type mousse synthétique dans un des compartiments en cas d'une eau fortement chargée périodiquement en éléments de taille inférieur à 1 mm, - un coude orienté au niveau de l'orifice d'emboîtement du tuyau d'adduction, permettant d'adapter l'axe du réseau d'adduction aux configurations locales du site d'installation et au positionnement du filtre-décanteur dans ce site, - un boulonnage rapide des deux cadres entre eux à l'aide de visse « rapides » ou « papillon » permettant d'interchanger les grilles et textiles de filtration pour adapter le système aux conditions locales ou saisonnières, - des pattes surélevant le filtre-décanteur et permettant de le placer au dessus de la zone ou transitent les volumes naturellement plus important des charges les plus grossières des cours d'eau ; ou, de fixations permettant de fixer le filtre décanteur sur un pieux et à la hauteur voulue dans la colonne d'eau, au dessus de la charge sédimentaire de fond. Le schéma en annexe illustre les éléments de base de l'invention : Le boîtier (1) renferme deux cadres (2) dans lesquelles est pincé une grille ou un textile de 40 filtration (3) à l'aide de boulons et écrous (7). Ces cadres ont une largeur égale au diamètre intérieur du boîtier. Pour leur entretien, ces cadres peuvent être extraits par le haut en enlevant le bouchon supérieur emboîtable (5). Les particules décantent au travers du bouchon inférieur (6), l'eau filtrée est évacuée par l'orifice, le raccord coudé ou souple (4) En référence à ce schéma, les filtres décanteurs fabriqués et installés sur site à ce jour ont les caractéristiques suivantes : Le boîtier (1), le bouchon supérieur (5), le bouchon inférieur (6) et les cadres du filtre (2) ont une structure en polychlorure de vinyle (PVC). Les cadres sont collés ou boulonnés entre eux pour pincer la grille ou le textile de filtration. Les cadres ayant une largeur égale au diamètre intérieur du boîtier et une hauteur égale à l'espacement vertical interne entre les bouchons inférieur et supérieur, l'échange d'eau entre les deux compartiments se fait uniquement par l'intermédiaire de la grille ou du textile filtrant. La grille utilisée est une grille en aluminium de maille 1 mm, elle peut également être en PVC. Sur d'autres filtres décanteurs, le textile filtrant est un feutre géotextile. L'application industrielle est rendue possible par les composants utilisés, il s'agit de bouchon femelle, d'un tube cylindrique et d'un cadre en PVC. Le tube est crépiné ainsi que le bouchon inférieur, les cadres découpés dans une plaque PVC sont collés ou boulonnés entre eux et pincent une grille en aluminium, inox ou un autre matériau filtrant telle qu'un textile filtrant ou une mousse préalablement découpée. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté à la filtration et à la décantation des eaux prélevées dans un environnement « naturel » destinées à l'alimentation d'abreuvoirs pour le 20 bétail. REVENDICATIONS1) Dispositif pour la filtration et la décantation sédimentaire des eaux courantes, caractérisé en ce qu'il est composé d'un boîtier de forme cylindrique crépiné (1), de cadres (2), pinçant une grille un textile ou une mousse de filtration (3) par collage ou boulonnage (7), d'un orifice (4) de branchement du tuyau d'adduction au réseau, d'un bouchon supérieur emboîtable (5), d'un bouchon inférieur emboîtable (6) permettant une double filtration et une double décantation des éléments flottants et des sédiments transportés par saltation, suspension, roulage, glissement dans un cours d'eau. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la moitié du cylindre d'un diamètre minimal de 200 mm et d'une hauteur minimale de 250 mm (1) est crépinée, ce crépinage ayant une taille et un entraxe variable de quelques millimètres à 1 centimètre. 3) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que le boîtier est séparé verticalement en deux chambres de taille égale et que cette séparation soit assurée par un 15 assemblage de deux cadres (2) dont les arrêtes sont parfaitement jointives des bords internes du boîtier (1), du bouchon supérieur (5) et du bouchon inférieur (6). 4) Dispositif selon les revendications précédentes et caractérisé en ce que les cadres (2) ne sont pas fixés et coulissent à l'intérieur du boîtier (1) pour être sortis, nettoyés dans le cours d'eau et réinsérés en quelques minutes. 20 5) Dispositif selon les revendications précédentes et caractérisé en ce que les deux cadres (2) pincent par collage ou boulonnage (7) une grille de maille 1 mm ou un matériau filtrant type mousse synthétique ou textile filtrant (3). 6) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le boîtier (1) est obturé par un bouchon supérieur (5) et un bouchon inférieur (6) de forme « femelle » pour un 25 emboîtement externe afin que le boîtier soit obturé et ouvert sans visserie. 7) Dispositif selon les revendications précédentes et caractérisé en ce que le bouchon inférieur est crépiné sur sa moitié se trouvant au fond de la première chambre, par des orifices d'une taille légèrement supérieure à la taille des orifices situés sur le demi cylindre. 8) Dispositif selon les revendications précédentes et caractérisé en ce que le bouchon 30 inférieur est fermé sur sa moitié se trouvant au fond de la deuxième chambre, par une grille aluminium, inox ou plastique de maillage 1mm. 9) Dispositif selon les revendications précédentes et caractérisé en ce que tous les matériaux utilisés pour la fabrication des composants sont inoxydables dans l'eau : polychlorure de vinyl (PVC), feutre géotextile, inox, aluminium. 35 10) Dispositif selon les revendications précédentes et caractérisé en ce qu'un orifice percé (4) dans le cylindre (1) au niveau de la seconde chambre, pouvant être équipé d'un raccord coudé ou souple permettant de relier le tuyau d'adduction vers le réservoir.