Brevet FR3083538A1 — publié le 20200110

DISPOSITIF POUR LA FILTRATION DES EAUX DE PLUIE OU DES EAUX USEES. DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine de la clarification des eaux, en l'espèce par filtration. Elle trouve une application particulière dans le traitement des eaux de pluie comme dans le traitement des eaux usées, également appelées eaux grises. Les eaux grises sont les eaux usées domestiques faiblement polluées (en particulier les eaux d'évacuation d'une douche ou d'un lavabo), qui peuvent être utilisées ensuite pour des opérations ne nécessitant pas une eau absolument propre, par exemple pour I évacuation des excréments, pour le nettoyage d'un véhicule ou pour l'arrosage des plantes. L'eau de pluie est par exemple collectée à l'aval de toitures. Il existe différentes solutions dans ce domaine, notamment des solutions professionnelles ou industrielles, qui sont plus ou moins complexes et onéreuses à réaliser. Il est proposé ici une solution particulièrement peu onéreuse à mettre en oeuvre, et qui peut être réalisée par une personne physique quelconque, non professionnelle, quel que soit son type d'habitation : immeuble avec ou sans balcon, maison individuelle avec ou sans jardin, et ne nécessite pas de modification de la structure du bâtiment etJou des circuits d'eau au sein de l'habitation. RESUME DE L'INVENTION Plus précisément, l'invention concerne un dispositif (100) pour la filtration des eaux de pluie ou des eaux usées, destiné à être positionné de sorte à permettre l'écoulement desdites eaux en son sein, le dispositif (100) comprenant : - Un corps principal (10) s'étendant le long d'une direction principale d'élongation et comprenant un orifice d'entrée (101) et un orifice de sortie (102) ; - Un bloc de filtration (20), disposé à l'intérieur du corps principal (10). Il est essentiellement caractérisé en ce que : 2 - le diamètre équivalent de l'orifice de sortie (102) est inférieur au diamètre équivalent de l'orifice d'entrée (101), - le bloc de filtration (20) comprend au moins une couche de granulats. 5 On peut prévoir en outre un réservoir (30), disposé dans le corps principal (10) ou relié à celui-ci ; et optionnellement un manchon réducteur (40) entre le corps principal (10) et un corps de sortie (50) dont le diamètre équivalent est inférieur à celui du corps principal (10) et qui comprend ledit orifice de sortie (102). 10 On peut prévoir un manchon réducteur (40), entre le corps principal (10) et le corps de sortie (50), pour adapter le diamètre équivalent du corps principal (10) à celui du corps de sortie (50). On peut prévoir que le corps de sortie (50) comprend l'orifice de sortie (102) et une entrée 15 d'air (51). On peut prévoir que le corps de sortie (50) se présente sous la forme d'un té pied-de-biche. 20 On peut prévoir que l'orifice de sortie (102) et l'entrée d'air (51) sont équipés d'un tampon de visite (52) respectif. On peut prévoir que le tampon de visite (52) de l'orifice de sortie (102) comprend au moins l'une parmi : 25 - une première membrane filtrante présentant des pores de 0.5 à 2 pm, et - une deuxième membrane filtrante présentant des pores de 0.22 pm à 1.5 pm, pour filtrer certaines levures, champignons et microorganismes . On peut prévoir que au moins l'un parmi l'orifice d'entrée (101) et le corps principal (10) 30 comprend un bouchon amovible (60). On peut prévoir que le bloc de filtration (20) comprend en empilement d'au moins deux couches de granulats de diamètre équivalent différents, chaque couche de granulats étant séparée d'une couche adjacente par une couche de ouate filtrante (24). 35 On peut prévoir que le bloc de filtration (20) comprend l'empilement successif de : - une couche de granulés de charbon activé (21), - une couche de ouate filtrante (24), 3 - une couche de granulés de pierre de lave (22), - une couche de ouate filtrante (24), - une couche de sable (23). 5 On peut prévoir que le bloc de filtration (20) est modulaire, et comprend : - un ensemble de modules qui peuvent être assemblés les uns à la suite des autres par exemple par vissage ou par emboîtement, - chaque module comprenant en ensemble d'au moins un filtre respectif, - chaque filtre comprenant une couche de granulats disposée sur une couche de ouate 10 filtrante (24). Comme il ressortira de la description ci-après, la présente invention est un dispositif passif, il ne nécessite pas d'alimentation en énergie, et gravitaire, l'écoulement des eaux de pluie ou des eaux usées est réalisé par la seule action de la force de gravité. 15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées. 20 DESCRIPTIF DES DESSINS la figure 1 illustre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, en particulier pour l'alimentation en eaux de celui-ci, et la figure 2 illustre un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, en 25 particulier en fonctionnement de celui-ci. DESCRIPTION DETAILLEE Il est proposé ici un dispositif 100 pour la filtration des eaux de pluie ou des eaux usées. Le dispositif 100 selon l'invention est destiné à être positionné de sorte à permettre l'écoulement desdites eaux en son sein. On peut donc définir un sens d'écoulement. Ainsi, le dispositif 100 selon l'invention destiné à être positionné de préférence verticalement, avec une tolérance de plus ou moins 30° par rapport à la verticale. Le dispositif 100 selon l'invention comprend un corps principal 10. Corps principal 30 35 Le corps principal 10 s'étend le long d'une direction principale d'élongation Z, de préférence confondue avec la direction d'écoulement, et comprend : un orifice d'entrée 101, pour l'entrée des eaux de pluie ou des eaux usées, et 5 un orifice de sortie 102 des eaux de pluie ou des eaux usées, après filtration au sein du dispositif 100 selon l'invention. De préférence, le corps principal 10 est en métal ou en matériau plastique, en l'espèce en PVC. En l'espèce, le corps principal 10 est un tube de gouttière, également appelé tube de 10 descente ou tube d'évacuation. Il présente un diamètre de 100 mm, par rapport auquel toutes les valeurs décrites ci-après sont calculées en proportion. Le diamètre équivalent de l'orifice de sortie 102 est inférieur au diamètre équivalent de l'orifice d'entrée 101, Le dispositif 100 selon l'invention comprend un bloc de filtration 20, disposé à l'intérieur du corps principal 10. Bloc de filtration Le bloc de filtration 20 comprend en empilement d'au moins deux couches de granulats de diamètre équivalent différents. En l'espèce, le bloc de filtration 20 comprend l'empilement successif de : 25 - une couche de granulés de charbon activé 21, - une couche de ouate filtrante 24, - une couche de granulés de pierre de lave 22, - une couche de ouate filtrante 24, - une couche de sable 23. 30 Dans un mode de réalisation, les granulés de la couche de granulés de charbon activé 21 présentent une granulosité comprise entre 1000 et 4000 pm, pour une masse comprise entre 0.25 kg et 1 kg. Le charbon activé est également appelé charbon actif. 35 Dans un mode de réalisation, les granulés de la couche de granulés de pierre de lave 22 présentent une granulosité comprise entre 500 et 4000 pm, pour une masse comprise entre 1kg et 2.5 kg. Par exemple, les granulés de pierre de lave sont des grains de pouzzolane. 15 20 5 Dans un mode de réalisation, les granulés de la couche de sable 23 présentent une granulosité comprise entre 62.5 et 500 pm, pour une masse comprise entre 1kg et 2.5 kg. Le charbon activé est également appelé charbon actif. 5 De préférence, chaque couche de granulats est séparée d'une couche de granulats adjacente par une couche de ouate filtrante 24. En l'espèce, on choisit une couche de polyéthylène basse densité. Chaque couche de ouate filtrante 24 permet d'une part d'exercer une fonction filtration, et 10 d'autre part de soutenir la couche de granulats qui lui est supérieure. Avantageusement, la granulosité des couches de granulats diminue dans le sens d'écoulement. 15 De préférence, le bloc de filtration 20 comprend une grille 70, par exemple en métal ou en plastique, et en l'espèce présentant une maille de 0,7 mm. D'autres dimensions de maille sont possibles. La grille 70 permet d'une part l'écoulement des eaux, d'autre part de soutenir le bloc de filtration 20. 20 De préférence, le bloc de filtration 20 est modulaire, c'est-à-dire qu'il comprend un ensemble de modules qui peuvent être assemblés les uns à la suite des autres par exemple par vissage ou par emboîtement. Chaque module comprend en ensemble d'au moins un filtre respectif, chaque filtre comprend une couche de granulats disposée sur une couche de ouate filtrante 24. On peut ainsi obtenir un bloc de filtration 20 comprenant un seul filtre à une pluralité 25 de filtres, dont le nombre et la nature des couches de granulats peut être choisie et adaptée aux besoins. Un bloc de filtration 20 modulaire permet également avantageusement de remplacer très facilement un seul filtre parmi l'ensemble de filtres. Réservoir 30 De préférence, on prévoit en outre un réservoir 30, disposé dans le corps principal 10 ou relié à celui-ci. Le réservoir 30 peut par exemple être assemblé au corps principal 10 par vissage ou par emboîtement. Sur la figure 1 et la figure 2, on a représenté un réservoir 30 unique qui présente un diamètre égal à celui du corps principal 10, et qui en l'espèce présente 35 un volume de 2 à 10 litres. L'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation. On peut prévoir par exemple que le réservoir 30 présent un diamètre supérieur à celui du corps principal 10 et qu'il soit assemblé 6 à celui-ci, par exemple par vissage ou par emboîtement, par l'intermédiaire d'une pièce de liaison, par exemple un raccord de réduction, dont les extrémités présentent des dimensions qui coopèrent avec le diamètre du corps principal 10 d'un côté et le diamètre du réservoir 30 de l'autre. 5 Ici encore, le dispositif 100 selon l'invention peut être modulaire en ce qu'il est possible de prévoir plusieurs réservoir 30s, chaque réservoir 30 ayant une contenance respective, et ces réservoir 30s peuvent être utilisés sélectivement ou en combinaison, de sorte à cumuler leur contenance. 10 En entrée, le réservoir 30 comprend un orifice d'entrée 101, par laquelle verser les eaux usées ou les eaux de pluie. On peut prévoir d'équiper l'orifice d'entrée 101 d'un entonnoir 80, éventuellement amovible, afin de faciliter le versement. 15 On peut également prévoir d'équiper l'entonnoir 80 d'un filtre 81, en l'espèce un filtre à café. En sortie, le corps principal 10 est relié à un corps de sortie 50. 20 Corps de sortie Le corps de sortie 50 comprend l'orifice de sortie 102, en l'espèce de 50 mm de diamètre, à travers lequel les eaux de pluie ou eaux usées, une fois filtrées, s'écoulent hors du dispositif 100 selon l'invention, pour un autre usage, par exemple l'alimentation des toilettes, l'arrosage 25 de plante ou l'alimentation d'une filtration à 0.02 pm, par exemple d'une paille à eau, plus connue sous la marque déposée LifeStraw. De préférence, le corps de sortie 50 comprend en outre une entrée d'air 51, qui facilite l'écoulement des eaux de pluie ou eaux usées en sortie du bloc de filtration 20. 30 On peut prévoir que l'orifice de sortie 102 et l'entrée d'air 51 sont équipés d'un tampon de visite 52 respectif. On peut prévoir que le tampon de visite 52 de l'orifice de sortie 102 comprend au moins 35 l'une parmi : une première membrane filtrante, en l'espèce en polypropylène, ou feutrine, présentant un diamètre de 42 mm et des pores de 0.5 à 2 pm , et en l'espèce de 1 pm, et 7 une deuxième membrane filtrante, en fibres de verre ou en nylon, de 40 à 47 mm de diamètre et en l'espèce de 42.5 mm de diamètre et présentant des pores de 0.22 pm à 1.5 pm. 5 La première membrane filtrante permet de filtrer certaines levures, champignons et microorganismes. La deuxième membrane en fibre de verre permet de filtrer certains microorganismes, notamment les organismes tels que Escherichia coli, donc de clarifier les eaux de pluie ou des 10 eaux usées. De préférence, la première membrane filtrante est positionnée en amont de la deuxième membrane filtrante dans le sens d'écoulement ; ce qui permet de diminuer les risques de saturation de la membrane en fibre de verre. 15 De préférence, le tampon de visite 52 de l'orifice de sortie 102 comprend également une membrane en papier, en l'espèce de 42 mm de diamètre et de pores de 15 pm, permettant de rigidifier la membrane en fibres de verre. 20 Par exemple, le corps de sortie 50 se présente sous la forme d'un té pied-de-biche, en l'espèce en PVC, ce qui a l'avantage d'être disponible très facilement dans le commerce, et pour un coût très faible. Une des branches du té pied-de-biche comprend l'orifice de sortie 102, en l'espèce 25 parallèle à la direction principale d'élongation Z, et l'autre branche du té pied-de-biche comprend l'entrée d'air 51, en l'espèce horizontale. La branche du té pied-de-biche dont l'extrémité est l'entrée d'air 51 comprend avantageusement une membrane d'aération 53, en l'espèce en nylon, et en l'espèce présente 30 un diamètre de 47 mm et des pores de 0.22 pm. L'entrée d'air 51 permet aux eaux de pluie ou des eaux usées de s'écouler en filet plutôt que par à-coups. 35 La membrane d'aération 53 permet d'une part d'éviter des éjections de gouttelettes à travers l'entrée d'air 51 depuis l'intérieur du corps de sortie 50 vers l'extérieur de celui-ci ; et d'autre part d'éviter l'entrée de salissures depuis l'extérieur du corps de sortie 50 vers l'intérieur de celui-ci. On peut prévoir un manchon réducteur 40 entre le corps principal 10 et le corps de sortie 50, pour adapter le diamètre du corps principal 10 à celui du corps de sortie 50. 5 De préférence, le manchon réducteur 40 est assemblé au corps principal 10 comme au corps de sortie 50, par exemple par vissage ou par emboîtement. Dans un autre mode de réalisation, illustré figure 2, on peut prévoir qu'au moins l'un parmi l'orifice d'entrée 101, le corps principal 10 et le réservoir 30 comprend un bouchon 10 amovible 60, par exemple par vissage ou par emboîtement. Le bouchon amovible 60 est enlevé pour alimenter le dispositif 100 selon l'invention en eaux de pluie ou en eaux usées, et remis en place une fois que la quantité désirée d'eaux de pluie ou d'eaux usées a été versée dans le réservoir 30. 15 Le bouchon amovible 60 permet d'éviter que des corps étrangers indésirables, grosses particules, feuilles, etc. ne pénètrent dans le réservoir 30 ; et limite le risque d'odeurs indésirables. 20 Le dispositif 100 selon l'invention permet ainsi un fonctionnement discret. Par exemple, un individu peut filtrer ses eaux de pluie ou ses eaux usées, notamment ses eaux de lavage, lesdites eaux étant récupérées par exemple dans un récipient ad hoc et transportées jusqu'au dispositif 100 selon l'invention où elles sont déversées. Le récipient ad 25 hoc peut également être équipé d'une pompe et de canalisations reliant celui-ci à l'orifice d'entrée 101 du dispositif 100 selon l'invention. Grâce à sa configuration, le dispositif 100 selon l'invention peut être assemblé à un tube de gouttière, par exemple par vissage ou par emboîtement. 30 La présente invention porte donc également sur une gouttière comprenant un dispositif 100 selon l'invention. La présente invention peut présenter une hauteur totale dépendante du nombre de 35 modules filtrants et de la taille du réservoir . En l'espèce, un mode de réalisation du dispositif selon l'invention présente une hauteur totale selon la direction principale d'élongation Z de 1180 mm. Nomenclature 10 corps principal 20 bloc de filtration 21 couche de granulés de charbon activé 22 couche de granulés de pierre de lave 23 couche de sable 24 couche de ouate filtrante 30 réservoir manchon réducteur 50 corps de sortie 51 entrée d'air du corps de sortie 52 tampon de visite 53 membrane d'aération 60 bouchon amovible 70 grille 80 entonnoir 81 filtre 100 dispositif pour la filtration des eaux de pluie ou des eaux usées 101 orifice d'entrée REVENDICATIONS1. Dispositif (100) pour la filtration des eaux de pluie ou des eaux usées, destiné à être positionné de sorte à permettre l'écoulement desdites eaux en son sein, le dispositif (100) comprenant : - Un corps principal (10) s'étendant le long d'une direction principale d'élongation et comprenant un orifice d'entrée (101) et un orifice de sortie (102) ; - Un bloc de filtration (20), disposé à l'intérieur du corps principal (10) ; Caractérisé en ce que : le diamètre équivalent de l'orifice de sortie (102) est inférieur au diamètre équivalent de l'orifice d'entrée (101), - le bloc de filtration (20) comprend au moins une couche de granulats. 2. Dispositif (100) selon la revendication 1, comprenant en outre un réservoir (30), disposé dans le corps principal (10) ou relié à celui-ci. 3. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un manchon réducteur (40) entre le corps principal (10) et un corps de sortie (50) dont le diamètre équivalent est inférieur à celui du corps principal (10) et qui comprend ledit orifice de sortie (102). 4. Dispositif (100) selon la revendication 3, dans lequel le corps de sortie (50) comprend l'orifice de sortie (102) et une entrée d'air (51), le corps de sortie (50) se présentant optionnellement sous la forme d'un té pied-de-biche. 25 5. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel l'orifice de sortie (102) et l'entrée d'air (51) sont équipés d'un tampon de visite (52) respectif. 6. Dispositif (100) selon la revendication 5, dans lequel le tampon de visite (52) de l'orifice de sortie (102) comprend au moins l'une parmi : 30 - une première membrane filtrante présentant des pores de 0.5 à 2 pm, et - une deuxième membrane filtrante présentant des pores de 0.22 pm à 1.5 pm, pour filtrer certaines levures, champignons et microorganismes . 35 7. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins l'un parmi l'orifice d'entrée (101) et le corps principal (10) comprend un bouchon amovible (60). 20 11 8. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bloc de filtration (20) comprend en empilement d'au moins deux couches de granulats de diamètre équivalent différents, chaque couche de granulats étant séparée d'une 5 couche adjacente par une couche de ouate filtrante (24). 9. Dispositif (100) selon la revendication 8, dans lequel le bloc de filtration (20) comprend l'empilement successif de une couche de granulés de charbon activé (21), 10 - une couche de ouate filtrante (24), une couche de granulés de pierre de lave (22), une couche de ouate filtrante (24), - une couche de sable (23). 15 10. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bloc de filtration (20) est modulaire, et comprend : - un ensemble de modules qui peuvent être assemblés les uns à la suite des autres par exemple par vissage ou par emboîtement, - chaque module comprenant un ensemble d'au moins un filtre respectif, - chaque filtre comprenant une couche de granulats disposée sur une couche de ouate filtrante (24).