Brevet FR3074056A1 (20190531)

REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'une installation de pompage d'eau issue d'un milieu naturel susceptible de comporter des impuretés, l'installation étant destinée à mettre en service au moins un filtre rotatif pour purifier l'eau pompée tandis qu'une partie au moins des impuretés colmate au moins partiellement le filtre rotatif, Le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une estimation d'une évolution temporelle d'une perte de charge occasionnée par le colmatage du filtre rotatif par les impuretés, à partir au moins: - de données relatives au milieu naturel, - de dimensions du filtre rotatif, et - de mesures locales relatives à au moins un niveau d'eau Noen', en amont du filtre, et à un débit 0 aspiré d'eau aspirée en aval du filtre.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel le filtre rotatif comporte au moins un cylindre : - de rayon donné RF, - mis en rotation autour d'un axe donné de hauteur N. par rapport à une référence donnée, - et de largeur donnée LF, définie parallèlement à son axe de rotation, caractérisé en ce que, la perte de charge étant définie par une différence entre les niveaux d'eau en amont Noen', et en aval Naval du filtre, l'évolution temporelle de la perte de charge est déduite de l'évolution temporelle du niveau d'eau en aval du filtre, donnée par : avec : - Nava, , un niveau d'eau en aval du filtre, mesuré ou déduit de la mesure du débit Qaspiré d'eau aspirée en aval du filtre ; dN aVa _ 91'11a-é Qaspiré dt 2RFLF 1 ( AT -`v axe -\ 2 Naval \ RF - N axe , le niveau en hauteur de l'axe de rotation du filtre, déterminé relativement à une même référence que le niveau Naval d'eau en aval du filtre, - Qfii'e , un débit d'eau à travers le filtre. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le débit d'eau à travers le filtre Q filtre est calculé au moins en fonction du niveau d'eau en amont du filtre N amont déterminé relativement à la même référence que le niveau Nava/ d'eau en aval du filtre, pour: (N amont N aval) > 0,65 LF comme suit : 10 AT 2g(Nam0nt -Nayai) Q filtre = 2L,R,Arc cos axe N amont + 0,6f1 SG',\12g(N amont -N avai) R, kRe 13(1-f1)+ (I- 1)2 fi où : - g est la constante gravitationnelle, - fi est la porosité du filtre partiellement colmaté et correspond au rapport du volume libre d'eau dans le filtre sur le volume total du filtre, 15 - Sem correspond à la section du filtre émergée et s'exprime par : Sem = LFRF (a Namont a Naval) où r N - N Naxe Naval s\ axe amont a Namont = 2Arc cos et a - Naval - 2Arc cos R, R, - kRe - 1 ± 0,7e-0,0106 Re pour Re 400, Re étant le nombre de Reynolds propre au filtre. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport fi est donné par fi = fo (1 - Tm), fo étant une constante relative à la porosité du filtre propre, et Tm étant un taux de colmatage du filtre à un instant courant. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel le filtre comporte un tamis à fils croisés, caractérisé en ce que le nombre de Reynolds est donné par : 31 V Re=m avec Où: - 80 étant le diamètre de fil du filtre, propre sans impureté, - a, étant la taille de la maille de filtre, 5 - V. étant la vitesse de l'eau en amont du filtre, et - Tm étant un taux de colmatage du filtre à un instant courant, - y est la viscosité cinématique de l'eau, ayant pour valeur 0,000001 m2/s à une température de 25°C. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vitesse de l'eau en amont du filtre est calculée par : g (N amont - Naval) , avec 4 un coefficient de perte de charge du filtre.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que 4 est le coefficient de perte de 15 charge de la section immergée du filtre, donné par une corrélation d'Idel'cik adaptée à un grillage fin, et s'exprime par : Re ( 1,3(1 f1) + ( 2-\n<CLM>\1\t20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évolution temporelle de la perte de charge est fonction d'au moins un taux de colmatage du filtre à un instant courant et de la dérivée temporelle de ce taux de colmatage, et en ce que le procédé comporte une étape de résolution d'au moins une équation différentielle associée à ce taux de colmatage et faisant intervenir lesdites données relatives au milieu naturel. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 8, dans lequel le filtre rotatif comporte une ou plusieurs buses de lavage en au moins un point donné d'impact de jet d'eau sur la périphérie interne 32 du filtre, caractérisé en ce que le taux de colmatage du filtre rotatif est déterminé pour trois types de partie distinctes du filtre : - Une première partie du filtre immergée dans l'eau et en contact avec les impuretés, sur une surface de contact So correspondant à toute la périphérie immergée du filtre, avec un 5 premier taux de colmatage Tc1, - Une deuxième partie du filtre, émergée et qui s'étend sur une surface périphérique allant au maximum jusqu'à l'impact des buses de lavage, notée Sbal-So, avec Sbal 10 - Une troisième partie du filtre, émergée et complémentaire de la deuxième partie, définie par Sma' - Sbal, Sma' étant la surface périphérique totale du filtre, cette troisième partie correspondant à un troisième taux de colmatage Tc3.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les premier, deuxième et 15 troisième taux de colmatage sont reliés par les équations différentielles : dLci _CQ filtre +(là _Tci)LFVF ° dt P Où: 20 - C est une concentration mesurée dans le milieu naturel en impuretés colmatantes, - P est un pouvoir colmatant propre à l'espèce desdites impuretés colmatantes, - LF est la largueur du filtre, définie parallèlement à son axe de rotation, - Q filtre est un débit d'eau à travers le filtre, - VF est la vitesse de rotation du filtre, fonction de seuils de perte de charge, 25 - rzav est un rendement de lavage du filtre par les buses, correspondant à une donnée mesurée ou statistique. ( ( dTc2 1 dShai (Sbal -S0) dt Tci \,1+ LFVF dt T2 / LFVF dTc 3 ( 1 dS (Sbal S ala (1 r lav)Tc2 (1+ a )Ic3 I, FT/ dt ,V dt ) 33\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour un filtre rotatif de type tambour, de rayon donné RF, mis en rotation autour d'un axe donné de hauteur Naxe par rapport à une référence donnée, et de largeur donnée LF, définie parallèlement à son axe de rotation : 5 - la surface immergée So est donnée par : ( Naxe- Ar,) Sam= RF X LF X aNamont , avec czNan., = 2Arccos - la surface périphérique totale du filtre Smax = 2 x Tt x RF x LF - la surface périphérique de la partie émergée allant jusqu'à l'impact des buses de lavage est donnée par : 10 Satav=Srn +aNamont alav360-" - - - aiav est une valeur d'angle intrinsèque au filtre et fonction de la position d'impact des buses, - Naxe , le niveau en hauteur de l'axe de rotation du filtre, déterminé relativement à une même référence que le niveau N., d'eau en amont du filtre. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour un filtre rotatif de type filtre à chaine comportant un cylindre rotatif supérieur et un cylindre rotatif inférieur reliés par une chaine : [, - la surface immergée So est donnée par Sam = + hN ,-Na,' F L'F , Si Namont > Naxe cosaF 20 et par Sa», = 2L FRF Arc cos ( Ne - N ) Si Namont\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 10 à 12, prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que le débit d'eau à travers le filtre Qfiitre est calculé en fonction d'un taux de colmatage du filtre correspondant audit premier taux de colmatage Tcl dans ladite première partie du filtre. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions du filtre sont choisies en fonction de besoins de l'installation en débit d'eau aspirée, et en anticipation d'un colmatage du filtre par les impuretés du milieu naturel. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre rotatif est mis en rotation à une vitesse variable en fonction d'une perte de charge estimée par anticipation, donnée par le calcul de ladite évolution temporelle de la perte de charge, pour un filtre de caractéristiques et de dimensions données. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débit d'eau aspirée en aval du filtre, pour les besoins de l'installation de pompage, est estimé par anticipation, à partir du calcul de ladite évolution temporelle de la perte de charge, pour un filtre de caractéristiques et de dimensions données.\n<CLM>\1\tDispositif comportant un circuit de traitement pour mettre en oeuvre le procédé selon 5 l'une des revendications précédentes.\n<CLM>\1\tProgramme informatique caractérisé en ce qu'il comporte des instructions pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 16, lorsque ce programme est exécuté par un processeur.