Brevet FR3162431A1 — publié le 20251128

Dispositif de traitement d’ au moins un liquide comprenant au moins une colonne à dépression et un récolteur de mousse équipé d’un système de vidange gravitaire fonctionnant par dépression L'invention a pour objet un dispositif de traitement d’au moins un liquide comprenant : au moins un colonne à dépression (54), au moins un générateur de vide (52) configuré pour générer en fonctionnement une première hauteur de liquide (H54) dans la colonne à dépression (54), au moins un récolteur de mousse (64), au moins un système de vidange (72) du récolteur de mousse (64) comportant : au moins un conduit de vidange (76) relié à un orifice de vidange (64.2) du récolteur de mousse (64), au moins un système de maintien (80) d’une colonne de liquide permanente d’une deuxième hauteur de liquide (H76) dans le conduit de vidange (76), la deuxième hauteur de liquide (H76) étant comprise entre la première hauteur de liquide (H54) et la première hauteur de liquide (H54) + 30% de la première hauteur de liquide. Figure 2 Dispositif de traitement d’au moins un liquide comprenant au moins une colonne à dépression et un récolteur de mousse équipé d’un système de vidange gravitaire fonctionnant par dépression La présente demande se rapporte à un dispositif de traitement d’un liquide comprenant une colonne à dépression et un récolteur de mousse équipé d’un système de vidange gravitaire fonctionnant par dépression. Selon un mode de réalisation visible sur la FIG. 1 et décrit dans le document FR2914296, un dispositif de traitement 10 de l’eau d’un bassin 12 comprend un ensemble de colonnes montante et descendante 14, un conduit d’alimentation en eau à traiter 16 reliant le bassin 12 et l’ensemble de colonnes montante et descendante 14 ainsi qu’un conduit de retour de l’eau traitée 18 reliant l’ensemble de colonnes montante et descendante 14 et le bassin 12. Le bassin 12 présente une hauteur de liquide bassin H12. L’ensemble de colonnes montante et descendante 14, également appelé colonne à dépression, comprend une enceinte 14.1, des cloisons verticales 14.2 positionnées dans l’enceinte 14.1 et délimitant au moins une colonne montante 14.3 et au moins une colonne descendante 14.4 ainsi qu’au moins un système d’injection de gaz sous pression 14.5 qui débouche dans la colonne montante 14.3. L’enceinte 14.1 contient une première phase liquide PL1 qui présente une première surface de liquide SL1 ainsi qu’un premier ciel gazeux 20 situé au-dessus de la première surface de liquide SL1. Cette dernière présente une hauteur de liquide H14. Le dispositif de traitement 10 comprend également une pompe à vide 22, reliée au premier ciel gazeux 20, permettant d’obtenir une dépression au niveau du premier ciel gazeux 20 et de former une dépression dans la colonne montante 14.3. En fonctionnement, de la mousse se forme au niveau du premier ciel gazeux 20. Le dispositif de traitement 10 comprend un récolteur de mousse 24 qui comprend une enceinte étanche 24.1 contenant une deuxième phase liquide PL2 ainsi qu’un deuxième ciel gazeux 26 situé au-dessus de la deuxième phase liquide PL2. Le récolteur de mousse 24 comprend un orifice de vidange 24.2 débouchant en partie inférieure de l’enceinte 24.1. En complément, le dispositif de traitement 10 comprend au moins un premier conduit 28 reliant le premier ciel gazeux 20 de l’ensemble de colonnes montante et descendante 14 et le deuxième ciel gazeux 26 du récolteur de mousse 24 ainsi qu’au moins un deuxième conduit 30 reliant le deuxième ciel gazeux 26 du récolteur de mousse 24 et la pompe à vide 22. Après un certain temps de fonctionnement, le récolteur de mousse 24 doit être vidangé. Selon un mode de réalisation, le dispositif de traitement 20 comprend un système de vidange 32 qui comporte un conduit de vidange 32.1 relié à l’orifice de vidange 24.2 du récolteur de mousse 24, une vanne de vidange 32.2, au moins un capteur de niveau 32.3 positionné dans l’enceinte 24.1 du récolteur de mousse 24, une pompe de vidange 32.4 pour vider l’enceinte 24.1 du récolteur de mousse 24 ainsi qu’un automatisme pour gérer le fonctionnement de la vanne de vidange 32.2 et de la pompe de vidange 32.4. Ce mode de réalisation n’est pas satisfaisant car le traitement doit être interrompu lors de la vidange du récolteur de mousse 24, en arrêtant le fonctionnement de la pompe à vide 22. Selon une autre problématique, la présence d’un capteur de niveau 32.3, d’une vanne de vidange 32.2 et d’une pompe de vidange 32.4 conduit à augmenter le coût du dispositif de traitement 10 et les risques de panne. La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de traitement d’au moins un liquide comprenant : au moins un ensemble de colonnes montante et descendante qui comporte une première enceinte étanche contenant une première phase liquide avec une première surface de liquide et un premier ciel gazeux situé au-dessus de la première surface de liquide, au moins un récolteur de mousse qui comporte une deuxième enceinte étanche contenant une deuxième phase liquide avec une deuxième surface de liquide et un deuxième ciel gazeux situé au-dessus de la deuxième surface de liquide, la deuxième enceinte comprenant au moins un orifice de vidange, au moins un générateur de vide configuré pour générer en fonctionnement une première hauteur de liquide dans l’ensemble de colonnes montante et descendante, au moins un premier conduit reliant les premier et deuxième ciels gazeux, au moins un deuxième conduit reliant le deuxième ciel gazeux et le générateur de vide, ainsi qu’au moins un système de vidange comportant au moins un conduit de vidange relié à l’orifice de vidange de la deuxième enceinte du récolteur de mousse. Selon l’invention, le système de vidange comprend au moins un système de maintien d’une colonne de liquide permanente d’une deuxième hauteur de liquide dans le conduit de vidange, la deuxième hauteur de liquide étant comprise entre la première hauteur de liquide et la première hauteur de liquide + 30% de la première hauteur de liquide. Cette solution permet de contrôler automatiquement le niveau de la deuxième surface de liquide dans le récolteur de mousse sans composant mobile comme une vanne ou une pompe. Elle permet aussi de réduire les coûts du dispositif de traitement et la maintenance de ce dernier. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels : FIG. 1 est une représentation schématique d’un dispositif de traitement illustrant un mode de réalisation de l’art antérieur, et FIG. 2 est une représentation schématique d’un dispositif de traitement illustrant un premier mode de réalisation de l’invention, et FIG. 3 est une représentation schématique d’un dispositif de traitement illustrant un deuxième mode de réalisation de l’invention. Selon des modes de réalisation visibles sur les figures 2 et 3, un dispositif de traitement 50 d’un liquide contenu dans au moins un réservoir 52 comprend au moins un ensemble de colonnes montante et descendante 54 également appelé colonne à dépression, au moins un conduit d’alimentation 56 en liquide à traiter reliant le réservoir 52 et l’ensemble de colonnes montante et descendante 54 ainsi qu’au moins un conduit de retour 58 de liquide traité reliant l’ensemble de colonnes montante et descendante 54 et le réservoir 52. Selon une application, le liquide traité est un effluent. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette application. Selon un mode de réalisation, le réservoir 52 contient un liquide qui présente une surface de liquide réservoir SL52. Le réservoir 52 présente une hauteur de liquide H52 (ou une première pression hydrostatique) correspondant à la distance séparant le fond du réservoir 52 et la surface de liquide réservoir SL52. L’ensemble de colonnes montante et descendante 54 comprend une première enceinte 54.1 étanche ainsi qu’au moins une cloison verticale 54.2, positionnée dans la première enceinte 54.1, délimitant au moins une colonne montante 54.3 et au moins une colonne descendante 54.4. Selon une configuration, l’ensemble de colonnes montante et descendante 54 comprend au moins un système d’injection de gaz 54.5 configuré pour injecter au moins un gaz dans la colonne montante 54.3. Selon un agencement, la colonne montante 54.3 est cylindrique et la colonne descente 54.4 est positionnée autour de la colonne montante 54.3 et se présente sous la forme d’un conduit annulaire. En complément, le système d’injection de gaz 54.5 est configuré pour injecter un gaz sous pression à la base de la colonne montante 54.3. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cet agencement pour le système d’injection de gaz 54.5 et les colonnes montante et descendante 54.3, 54.4. Pour donner un ordre de grandeur, l’ensemble de colonnes montante et descendante 54 présente une hauteur supérieure à 1 m, généralement de plusieurs mètres. La première enceinte 54.1 de l’ensemble de colonnes montante et descendante 54 contient une première phase liquide PL1 qui présente une première surface de liquide SL1 ainsi qu’un premier ciel gazeux 60 situé au-dessus de la première surface de liquide SL1. Cette dernière présente une première hauteur de liquide H54 (ou une pression de vide) correspondant à une distance mesurée selon la direction verticale entre la surface de liquide réservoir SL52 du réservoir 52 et la première surface de liquide SL1 dans la première enceinte 54.1 de l’ensemble de colonnes montante et descendante 54. Le dispositif de traitement 50 comprend également au moins une pompe à vide 62, reliée au premier ciel gazeux 60, permettant d’obtenir une dépression au niveau du premier ciel gazeux 60 et de former une dépression dans la colonne montante 54.3. Cette pompe à vide 62 est paramétrée pour générer en fonctionnement une première hauteur de liquide H54 souhaitée dans l’ensemble de colonnes montante et descendante 54. Selon une configuration, la première hauteur de liquide H54 est de l’ordre de 5 m. La hauteur de liquide H52 du réservoir 52 présente une hauteur de l’ordre de 1 m. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation. La pompe à vide 62 peut être remplacée par tout générateur de vide configuré pour générer en fonctionnement une première hauteur de liquide H54 dans l’ensemble de colonnes montante et descendante 54. Le dispositif de traitement 50 comprend au moins un récolteur de mousse 64 comportant une deuxième enceinte 64.1 étanche dans laquelle se forme une deuxième phase liquide PL2 qui présente une deuxième surface de liquide SL2. La deuxième enceinte 64.1 contient également un deuxième ciel gazeux 66 situé au-dessus de la deuxième surface de liquide SL2. Le récolteur de mousse 64 comprend au moins un orifice de vidange 64.2 positionné au niveau d’un point bas de la deuxième enceinte 64.1. En complément, le dispositif de traitement 50 comprend au moins un premier conduit 68 reliant le premier ciel gazeux 60 de l’ensemble de colonnes montante et descendante 54 et le deuxième ciel gazeux 66 du récolteur de mousse 64 ainsi qu’au moins un deuxième conduit 70 reliant le deuxième ciel gazeux 66 du récolteur de mousse 64 et la pompe à vide 62. Le premier conduit 68 présente une première extrémité 68.1 qui débouche dans la première enceinte 54.1 de l’ensemble de colonnes montante et descendante 54 au-dessus de la première surface de liquide SL1, dans le premier ciel gazeux 60, ainsi qu’une deuxième extrémité 68.2 qui débouche dans la deuxième enceinte 64.1 du récolteur de mousse 64 au-dessus de la deuxième surface de liquide SL2, dans le deuxième ciel gazeux 66. Le deuxième conduit 70 présente une première extrémité 70.1 qui débouche dans la deuxième enceinte 64.1 du récolteur de mousse 64, au-dessus de la deuxième surface de liquide SL2 dans le deuxième ciel gazeux 66, ainsi qu’une deuxième extrémité 70.2 reliée à la pompe à vide 62. Le réservoir 52, l’ensemble de colonnes montante et descendante 54, le récolteur de mousse 64 et la pompe à vide 62 ne sont pas plus détaillés car ils peuvent être identiques à ceux de l’art antérieur. Le dispositif de traitement 50 comprend au moins un système de vidange 72 configuré pour vider au moins partiellement le récolteur de mousse 64 et évacuer la deuxième phase liquide PL2 présente dans la deuxième enceinte 64.1 dès que la deuxième surface de liquide SL2 atteint une hauteur de déclenchement. Selon un premier mode de réalisation visible sur la FIG. 2 , le système de vidange 72 comprend au moins un contenant 74 qui présente un fond 74.1 ainsi qu’au moins un orifice de sortie 74.2 décalé vers le haut par rapport au fond 74.1. Ce contenant 74 contient la deuxième phase liquide PL2, évacuée du récolteur de mousse 64, qui présente une troisième surface de liquide SL3 séparée du fond 74.1 d’une distance (mesurée selon la direction verticale) égale à celle séparant le fond 74.1 et l’orifice de sortie 74.2. Ainsi, la troisième surface de liquide SL3 est située à la même hauteur que l’orifice de sortie 74.2 et la deuxième phase liquide PL2 contenue dans le contenant 74 sort automatiquement par débordement via l’orifice de sortie 74.2. Le système de vidange 72 comprend également au moins un conduit de vidange 76, positionné sous la deuxième enceinte 64.1 du récolteur de mousse 64, qui présente une première extrémité 76.1 reliée à l’orifice de vidange 64.2 du récolteur de mousse 64 et une deuxième extrémité 76.2 située dans le contenant 74 sous la troisième surface de liquide SL3. Ainsi, la deuxième extrémité 76.2 est séparée du fond 74.1 d’une distance inférieure à celle séparant le fond 74.1 et l’ouverture 74.2. En fonctionnement, la deuxième extrémité 76.2 du conduit de vidange 76 est toujours immergée dans la deuxième phase liquide PL2 présente dans le contenant 74. Selon un deuxième mode de réalisation visible sur la FIG. 3 , le système de vidange 72 comprend au moins un conduit de vidange 76, positionné sous la deuxième enceinte 64.1 du récolteur de mousse 64, qui présente une première extrémité 76.1 reliée à l’orifice de vidange 64.2 du récolteur de mousse 64 et une deuxième extrémité 76.2 ainsi qu’au moins un clapet antiretour 78 situé à la deuxième extrémité 76.2 du conduit de vidange 76. Pour la présente demande, un clapet antiretour 78 est un élément qui permet un écoulement dans un seul sens du liquide, à savoir de la première extrémité 76.1 vers la deuxième extrémité 76.2. Quel que soit le mode de réalisation, le système de vidange 72 comprend au moins un système de maintien 80 d’une colonne de liquide permanente d’une deuxième hauteur de liquide H76 dans le conduit de vidange 76, la deuxième hauteur de liquide H76 correspondant à une distance mesurée selon la direction verticale entre les deuxième et troisième surfaces de liquide SL2, SL3 ou entre la deuxième surface de liquide SL2 et la deuxième extrémité 76.2 du conduit de vidange 76. Selon le premier mode de réalisation, le système de maintien 80 comprend un contenant 74 permettant de conserver la deuxième extrémité 76.2 du conduit de vidange 76 dans la deuxième phase liquide PL2 présente dans le contenant 74. Selon le deuxième mode de réalisation, le système de maintien 80 comprend un clapet antiretour 78 situé au niveau de la deuxième extrémité 76.2 du conduit de vidange 76. Le système de vidange 72 comprend au moins un conduit de vidange 76 sensiblement vertical, positionné sous la deuxième enceinte 64.1 du récolteur de mousse 64 pour obtenir un écoulement gravitaire dans le conduit de vidange 76. Selon une particularité, la deuxième hauteur de liquide H76 dans le conduit de vidange 76 est comprise entre la première hauteur de liquide H54 et la première hauteur de liquide H54 + 30% de la première hauteur de liquide H54. Selon un mode de réalisation, la deuxième hauteur de liquide H76 dans le conduit de vidange 76 correspond à la somme de la pression de vide (équivalente à la première hauteur de liquide H54) et d’une pression hydrostatique H82 positive, sensiblement égale à la première pression hydrostatique H52 et de l’ordre de 0,1 bar. Selon une configuration, l’ensemble de colonnes montante et descendante 54 et le récolteur de mousse 64 sont agencés de manière à ce que les première et deuxième surfaces de liquide SL1, SL2 soient sensiblement à la même hauteur. Selon cette configuration, la troisième surface de liquide SL3 ou la deuxième extrémité 76.2 du conduit de vidange 76 est située en dessous de la surface de liquide réservoir SL52. La troisième surface de liquide SL3 et la surface de liquide réservoir SL52 sont séparées d’une hauteur sensiblement égale à la pression hydrostatique H82. En fonctionnement, lorsque la deuxième surface de liquide SL2 dépasse une hauteur, mesurée à partir de la troisième surface de liquide SL3, supérieure ou égale à la première hauteur de liquide H54 augmentée de la pression hydrostatique H82, la dépression générée par la pompe à vide 62 dans la deuxième enceinte 64.1 n’est pas suffisante pour empêcher l’écoulement du liquide dans le conduit de vidange 76. Ce dernier s’écoule par gravité, du récolteur de mousse 64 vers la deuxième extrémité 76.2 du conduit de vidange 76. Cette solution permet de contrôler automatiquement le niveau de la deuxième surface de liquide SL2 dans le récolteur de mousse 64 sans composant mobile comme une vanne ou une pompe. Elle permet aussi de réduire les coûts du dispositif de traitement et la maintenance de ce dernier. Dispositif de traitement d’au moins un liquide comprenant : au moins un ensemble de colonnes montante et descendante (54) qui comporte une première enceinte (54.1) étanche contenant une première phase liquide (PL1) avec une première surface de liquide (SL1) et un premier ciel gazeux (60) situé au-dessus de la première surface de liquide (SL1), au moins un récolteur de mousse (64) qui comporte une deuxième enceinte (64.1) étanche contenant une deuxième phase liquide (PL2) avec une deuxième surface de liquide (SL2) et un deuxième ciel gazeux (66) situé au-dessus de la deuxième surface de liquide (SL2), la deuxième enceinte (64.1) comprenant au moins un orifice de vidange (64.2), au moins un générateur de vide (62) configuré pour générer en fonctionnement une première hauteur de liquide (H54) dans l’ensemble de colonnes montante et descendante (54), au moins un premier conduit (68) reliant les premier et deuxième ciels gazeux (60, 66), au moins un deuxième conduit (70) reliant le deuxième ciel gazeux (66) et le générateur de vide (62), ainsi qu’au moins un système de vidange (72) comportant au moins un conduit de vidange (76) relié à l’orifice de vidange (64.2) de la deuxième enceinte (64.1) du récolteur de mousse (64), caractérisé en ce que le système de vidange (72) comprend au moins un système de maintien (80) d’une colonne de liquide permanente d’une deuxième hauteur de liquide (H76) dans le conduit de vidange (76), la deuxième hauteur de liquide (H76) étant comprise entre la première hauteur de liquide (H54) et la première hauteur de liquide (H54) + 30% de la première hauteur de liquide. Dispositif de traitement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième hauteur de liquide (H76) dans le conduit de vidange (76) est égale à la première hauteur de liquide (H54) augmentée d’une pression hydrostatique (H82) positive de l’ordre de 0,1 bar. Dispositif de traitement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ensemble de colonnes montante et descendante (54) et le récolteur de mousse (64) sont agencés de manière à ce que les première et deuxième surfaces de liquide (SL1, SL2) soient sensiblement à la même hauteur. Dispositif de traitement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit de vidange (76) s’étend entre une première extrémité (76.1) reliée à l’orifice de vidange (64.2) de la deuxième enceinte (64.1) du récolteur de mousse (64) ainsi qu’une deuxième extrémité (76.2) et en ce que le système de maintien (80) comprend au moins un clapet antiretour (78) situé au niveau de la deuxième extrémité (76.2) du conduit de vidange (76), la deuxième hauteur de liquide (H76) correspondant à une distance mesurée selon la direction verticale entre la deuxième surface de liquide (SL2) et la deuxième extrémité (76.2) du conduit de vidange (76). Dispositif de traitement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de traitement comprend au moins un réservoir (52) qui contient un liquide avec une surface de liquide réservoir (SL52) et en ce que la deuxième extrémité (76.2) du conduit de vidange (76) est située en dessous de la surface de liquide réservoir (SL52). Dispositif de traitement selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit de vidange (76) s’étend entre une première extrémité (76.1) reliée à l’orifice de vidange (64.2) de la deuxième enceinte (64.1) du récolteur de mousse (64) ainsi qu’une deuxième extrémité (76.2) et en ce que le système de maintien (80) comprend au moins un contenant (74) qui contient la deuxième phase liquide (PL2) évacuée du récolteur de mousse (64) et présente une troisième surface de liquide (SL3), la deuxième extrémité (76.2) étant positionnée sous la troisième surface de liquide (SL3), la deuxième hauteur de liquide (H76) correspondant à une distance mesurée selon la direction verticale entre les deuxième et troisième surfaces de liquide (SL2, SL3). Dispositif de traitement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de traitement comprend au moins un réservoir (52) qui contient un liquide avec une surface de liquide réservoir (SL52) et en ce que la troisième surface de liquide (SL3) est située en dessous de la surface de liquide réservoir (SL52). Dispositif de traitement selon l’une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que le contenant (74) comprend au moins un orifice de sortie (74.2), la troisième surface de liquide (SL3) étant située à la même hauteur que l’orifice de sortie (74.2) Dispositif de traitement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit de vidange (76) est sensiblement vertical et positionné sous la deuxième enceinte (64.1) du récolteur de mousse (64) pour obtenir un écoulement gravitaire dans le conduit de vidange (76).