Brevet FR3078696A1 — publié le 20190913

PIAGE Régulateur de débit La présente invention concerne la conception d'un régulateur de débit pour Station d'Epuration rustique et dont le premier étage est une lagune primaire faisant office de bassin de pollution. Sur ces ouvrages les débits requis sont faibles de l'ordre 1 à 3 Vs. A ce jour il n'existe pas de solutions simples pour assurer la régulation de débits aussi faibles et tenant compte d'une variation de hauteur de charge de l'ordre de 20 cm. Cette hauteur correspond au marnage nécessaire sur la lagune primaire pour que cette dernière remplisse son rôle de bassin de pollution. 10 Les solutions les plus fiables actuellement sont basées sur des régulations électromécaniques par pompe ou vanne motorisée. On trouve également des dispositifs mécaniques de contrôle d'ouverture/fermeture de vannes mais dont le fonctionnement est compliqué ce qui induit un coût élevé et une fiabilité faible. 15 Une dernière famille de solutions concerne les seuils flottants mais qui de par leur longueur ne permettent pas une régulation précise. En effet une variation de hauteur d'eau sur le seuil d'ordre millimétrique entraîne des variations importantes de débit. Ce manque de précision est dû aux frottements de la partie mobile qui perturbe le mouvement vertical du seuil 20 sous l'action de la poussée d'Archimède. La présente invention a pour objectif d'apporter une solution simple, fiable et peu couteuse au problème de régulation des faibles débits en sortie de lagune primaire en utilisant les lois physiques régissant le fonctionnement des déversoirs flottants. 25 Le principe est d'utiliser un seuil étroit fonctionnant avec une lame d'eau importante pour le débit à réguler. Cette hauteur de lame d'eau importante permet de minimiser l'influence d'une variation millimétrique de cette dernière sur le débit souhaité. Pour assurer la régulation la base du seuil doit donc rester à un niveau constant vis-à-vis de la surface du plan 30 d'eau quel que soit le niveau de ce dernier. Cette fonction est réalisée grâce à un dispositif flottant équilibré par des masses facilement ajustables permettant le réglage précis de la hauteur d'eau au-dessus de la base du seuil. La vue axonométrique de l'invention constitue la fig. 1 35 Le régulateur se compose d'un tube fixe (1) percé de deux lumières étroites (2) formant les côtés de deux seuils. Ce tube est fixé par une bride à la canalisation de sortie du régulateur. Il importe que ce tube soit fixé de manière parfaite verticale, en effet 2 la poussée d'Archimède étant verticale la moindre inclinaison du tube induira des frottements nuisant au bon fonctionnement de la partie mobile. Afin de permettre un réglage précis sur site, le tube sera fixé avec une bride (3) positionnée par des tiges filetées (4) avec des écrous 5 permettant un positionnement précis du tube. Afin d'assurer l'étanchéité on utilisera un empilage de deux joints (5) en EPDM d'environ 1 cm d'épaisseur collés sur une entretoise de 2,5 cm. Une partie mobile (6) qui est constituée d'un tube coulissant autour du tube fixe. Le déplacement vertical est réalisé grâce à trois flotteurs fixés 10 sur l'anneau mobile. Le point de fonctionnement de l'appareil est ajusté par des lests (7) empilés sur les trois flotteurs. La mise en place ou le remplacement de ces derniers se fait lorsque l'appareil est en service et sans sortir la partie mobile. Les lests sont constitués de masses métalliques circulaires percées en leurs centres et 15 pouvant être empilées sur des joncs fixés sur chacun des trois flotteurs. Les masses auront plusieurs épaisseurs afin d'ajuster précisément le lestage de la partie mobile Les tubes sont des tubes PEHD du commerce de série SRD11. Un jeu de 4 mm existe entre le diamètre intérieur du tube mobile et le diamètre 20 extérieur du tube fixe. Il y a lieu de prévoir un dispositif de centrage n'induisant qu'un frottement minime. Il sera constitué de 6 boulons (8) avec contre-écrous et dépassant de 2 mm dans le tube mobile. Ce dispositif est réglable et un rattrapage de jeu reste possible en cas d'usure des écrous de centrages. Ces derniers seront également en PEHD pour éviter une usure du 25 tube fixe. La libre rotation de la partie mobile contribue également à limiter ces phénomènes d'usure préférentielle. La conception de l'appareil (jeu entre le tube fixe et le tube mobile) induit un léger de débit de fuite dont on devra tenir compte, un étalonnage sur site est donc nécessaire pour déterminer la masse totale de lest 30 correspondant à la valeur de débit souhaité. Ce débit pourra toujours être modifié par la suite en fonction des contraintes d'exploitation de la station. La fabrication de l'appareil proposé se fait à partir de matériaux standards et avec des techniques courantes de plasturgie. Il est donc réalisable par de petites entreprises à l'unité ou en faible série. 40 Des vues en plan permettant une meilleure compréhension de l'invention REVENDICATIONS1) Régulateur de débit flottant pour faibles débits en sortie d'ouvrage primaire de station d'épuration caractérisé en ce qu'il comporte : Un tube fixe avec deux fentes (2) de faibles largeurs formant les bords de seuil étroits pour une meilleure précision de débit. Une partie mobile formant la base des seuils et assurant une lame d'eau constante sur la crête du seuil. 2) Régulateur de débit selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tube fixe (1) est assemblé de manière parfaitement verticale à la canalisation de sortie du régulateur par une bride (3) fixée par des tiges filetées (4) permettant un réglage fin de la verticalité du tube 1, l'étanchéité étant assurée par des joints EPDM de forte épaisseur collés sur une entretoise (5). 3) Régulateur de débit selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la partie mobile comprend : un tube formant la base d'un seuil conçu pour être coulissant sur le tube fixe (1) trois flotteurs (6) fixés sur le tube coulissant munis d'un dispositif de lestage composé de masses métalliques (7) d'épaisseurs variables percées en leur centre et empilées sur des joncs fixés aux flotteurs permettant un réglage précis du point de flottaison déterminant la lame d'eau sur la crête du seuil et donc du débit. 4) Régulateur de débit selon des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le réglage du jeu entre la partie fixe et la partie mobile est réalisé par 30 des boulons de centrage (8) en matière plastique de dureté équivalente au tube fixe pour éviter l'usure de ce dernier. 5) Procédé de régulation du débit de sortie d'une lagune primaire de 35 station d'épuration caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le régulateur de débit selon l'une des revendications 1 à 4 6) Procédé de régulation du débit de sortie d'une lagune primaire de 40 station d'épuration selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il permet le réglage sur site du point de flottaison de la partie flottante en cours de fonctionnement par ajustement du lestage grâce aux masses de lestage (7) d'épaisseurs différentes de sorte à effectuer un réglage précis du débit.