Titre de l'invention : DISPOSITIF DE FILTRAGE AUTONETTOYANT

La présente invention concerne la collecte de déchets solides flottants dans des plans d’eau tels que les océans, les mers, ou entrainés dans un flux d’eau, tel qu’un cours d’eau, un fleuve, une rivière, un canal, ou une canalisation.

Il est connu de disposer à cet effet un filtre en travers d’un flux d’eau, le filtre ayant la forme d’un tamis ou d’une grille formée de barres parallèles espacées d’une distance inférieure à la taille des débris à collecter. Cependant, cette solution conduit à un colmatage progressif, plus ou moins rapide du filtre en fonction de la densité des débris entrainés dans le flux d’eau. Il est donc nécessaire d’assurer un nettoyage continu ou périodique du filtre.

Le brevet FR 2 609 643 décrit un dispositif de filtrage formé de panneaux filtrants mobiles, articulés deux à deux, à la manière des maillons d'une chaine refermée sur elle-même et entrainée en rotation par une roue. Les panneaux filtrants sont formés de canaux parallèles ayant un profil hydrodynamique. Un dispositif de nettoyage fixe projette de l’eau à contre-courant, pour expulser les débris retenus par le filtre vers un caniveau d’évacuation. En tournant, les panneaux filtrants passent successivement devant le dispositif de nettoyage. Il en résulte que les panneaux filtrants passent deux fois dans le flux, ce qui multiple la trainée due à la présence du filtre dans le flux et donc réduit le débit filtré du flux. En outre, certains débris peuvent passer à travers la partie des panneaux filtrants se trouvant en amont, par rapport au flux, mais être retenus par un panneau filtrant se trouvant en aval et s’enrouler autour d’un brin formant les mailles du panneau filtrant lorsque ce dernier repasse en position aval. Il est alors difficile d’extraire un tel débris du panneau filtrant.

Le brevet EP 0 440 573 décrit un filtre en forme de grille à barres verticales et un peigne de nettoyage du filtre. Le peigne est mobile verticalement et tournant. Les dents du peigne sont déployées entre les barres en montant pour nettoyer le filtre, tournent en fin de course pour éjecter les débris et sont escamotées à la descente jusqu’à la base des barres où elles sont à nouveau déployées pour un nouveau cycle de nettoyage. L’usage d’un tel dispositif de nettoyage en forme de peigne implique que le filtre ait la forme d’une grille à barres parallèles. Or, un tel filtre est susceptible de laisser passer des débris ayant une forme allongée de largeur inférieure à l’espacement des barres et de longueur supérieure à cet espacement. Un tel filtre présente donc une efficacité de filtrage moindre qu’un filtre en forme de tamis. Il est donc souhaitable de prévoir un dispositif de filtrage à tamis associé à un dispositif de nettoyage de filtre. Il est également souhaitable d’augmenter le débit du filtre sans augmenter la surface ou la largeur des mailles de celui-ci.

Des modes de réalisation concernent un dispositif de filtrage comprenant : un conduit principal recevant un flux de fluide à filtrer, et un premier filtre en forme de tamis comprenant un premier ensemble de tiges parallèles, disposées en travers du conduit principal, et un second ensemble de tiges maintenues parallèles entre elles et disposées en travers et contre les tiges du premier ensemble pour former les mailles du tamis, les tiges du second ensemble de tiges étant mobiles par rapport aux tiges du premier ensemble de tiges, et un dispositif d’entrainement pour déplacer les tiges du second ensemble de tiges jusqu’à au moins une chambre de collecte de débris, afin de déplacer des débris retenus par le premier filtre en forme de tamis jusqu’à la chambre de collecte.

Par « conduit principal recevant un flux de fluide à filtrer » on entend ici et dans le cadre de l’invention, une conduite physique, telle qu’un profilé creux, un canal, ou une canalisation, fixe ou en déplacement dans un volume de fluide, ou un passage naturel délimité par tout ou partie du volume de fluide en lui-même , tel qu’un volume d’eau en particulier une mer, un cours d’eau, un fleuve, une rivière, un lac.

Une chambre de collecte selon l’invention peut être immergée ou en dehors du volume de fluide dont un flux est à traiter. Une chambre de collecte peut par exemple être immergée dans une position latérale au conduit principal. Une chambre de collecte peut aussi être agencée dans une zone à l’air ambiant ou dans un récipient en dehors du volume de fluide.

Selon un mode de réalisation, les tiges du second ensemble de tiges sont fixées entre elles en une boucle sans fin tendue entre des poulies.

Selon un mode de réalisation, la chambre de collecte est située en dehors du conduit principal, un dispositif de nettoyage des tiges du second ensemble de tiges étant agencé dans la chambre de collecte.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un plateau muni d’un peigne et mobile dans la chambre de collecte entre deux positions opposées comprenant une position d’évacuation vers un conduit d’évacuation de débris et une position opposée, le plateau étant maintenu en une position déployée où le peigne est introduit entre les tiges du second ensemble de tiges lorsque le plateau est déplacé vers la position d’évacuation, et en une position effacée lorsque le plateau est déplacé vers la position opposée, le plateau étant configuré pour entrainer vers le conduit d’évacuation des débris entrainés par les tiges du second ensemble de tiges.

Selon un mode de réalisation, le plateau comprend des dents agencées coulisser dans une gorge formée dans chacune des tiges du second ensemble de tiges.

Selon un mode de réalisation, chacune des tiges d’au moins une partie des tiges du second ensemble de tiges comprend des crochets disposés le long de la tige sur des zones de contact avec les tiges du premier ensemble de tiges, pour entrainer vers la chambre de collecte, des débris enroulés autour des tiges du premier ensemble de tiges, les crochets s’engageant dans une gorge formée dans les tiges du premier ensemble de tiges.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un second filtre formé par un troisième ensemble de tiges parallèles fixées en travers du conduit principal, et une partie aval par rapport au flux de fluide, des tiges du second ensemble, les tiges du second ensemble étant fixées entre elles en une boucle sans fin, les tiges de la partie aval des tiges du second ensemble étant en contact avec les tiges du troisième ensemble de tiges, pour déplacer des débris retenus par le second filtre vers une chambre de collecte.

Selon un mode de réalisation, chacune des tiges d’au moins une partie du second ensemble de tiges comprend des crochets disposés le long de la tige sur des zones de contact avec les tiges du troisième ensemble de tiges, pour entrainer vers la chambre de collecte, des débris enroulés autour des tiges du troisième ensemble de tiges.

Selon un mode de réalisation les tiges du premier ensemble de tiges sont espacées les unes des autres d’une distance supérieure ou égale à une distance d’espacement des tiges du second ensemble de tiges, et/ou les tiges du troisième ensemble de tiges sont espacées les unes des autres d’une distance inférieure à la distance d’espacement des tiges du second ensemble de tiges.

Selon un mode de réalisation, les tiges du premier ensemble de tiges sont fixées à une extrémité côté chambre de collecte par l’intermédiaire d’une forme de L s’étendant vers l’aval dans le sens du flux, afin de permettre aux débris entraînés par les tiges du premier ensemble de tiges d’être entrainés vers la chambre de collecte sans être cisaillés et sans bloquer l’avancement des tiges du second ensemble de tiges, ou bien les tiges du premier ensemble de tiges sont fixées seulement à une extrémité opposée à la chambre de collecte.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend : un quatrième ensemble de tiges parallèles disposées en amont du premier ensemble de tiges, et/ou un tamis disposé en aval du second ensemble de tiges, la largeur des mailles du tamis étant inférieure à une distance d’espacement des tiges du second ensemble de tiges ou des tiges du troisième ensemble de tiges.

Selon un mode de réalisation, les tiges d’au moins l’un des ensembles de tiges présentent une section droite effilée.

Selon un mode de réalisation, le conduit principal comporte : une ouverture d’entrée recevant le flux de fluide, une ouverture de sortie, un tronçon aval canalisant le flux de fluide vers l’ouverture de sortie, l'ouverture de sortie présentant une surface inférieure à une surface de l’ouverture d’entrée, les surfaces étant considérées dans un plan perpendiculaire à un axe longitudinal du conduit principal, et un tronçon amont canalisant le flux de fluide à filtrer ayant pénétré dans le conduit principal vers les premier et second ensembles de tiges, le conduit principal présentant une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le tronçon amont présente dans un plan passant par l’axe longitudinal du conduit principal un profil interne formant avec la direction du flux ou l’axe longitudinal du conduit principal un angle nul ou compris entre 0 et 16°, et/ou le tronçon aval présente dans un plan passant par l’axe longitudinal du conduit principal un profil interne rectiligne ou courbe et formant avec la direction du flux un angle compris entre 0 et 20, et de préférence compris entre 4 et 9°, et/ou la surface de l’ouverture de sortie est ajustée de manière à ce que la vitesse du flux de fluide en sortie du conduit principal soit comprise entre 80 et 110% de la vitesse du fluide autour de l’ouverture de sortie, et/ou la surface de l’ouverture de sortie est comprise entre 0,1 et 5 fois la surface totale de passage du fluide au travers des premier et second ensembles de tiges, et/ou le tronçon amont du conduit présente un bombement sur sa face extérieure.

Selon un mode de réalisation, le conduit principal présente une section de forme circulaire, elliptique, trapézoïdale, triangulaire, polygonale, carrée ou rectangulaire, ou une forme composée de ces formes.

Des modes de réalisation peuvent également concerner un système de filtrage comprenant une pluralité de dispositifs de filtrage tels que celui défini précédemment, fixés côte à côte en travers d’un flux de fluide.

Selon un mode de réalisation, les dispositifs de filtrage sont disposés dans un conduit primaire comportant : une ouverture d’entrée recevant le flux de fluide, une ouverture de sortie, un tronçon aval canalisant le flux de fluide vers l’ouverture de sortie, l'ouverture de sortie présentant une surface inférieure à une surface de l’ouverture d’entrée, les surfaces étant considérées dans un plan perpendiculaire à un axe longitudinal du conduit primaire, le conduit primaire présentant une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le tronçon amont présente dans un plan passant par l’axe longitudinal du conduit primaire un profil interne formant avec la direction du flux ou l’axe longitudinal du conduit primaire un angle nul ou compris entre 0 et 16°, et/ou le tronçon aval présente dans un plan passant par l’axe longitudinal du conduit primaire un profil interne rectiligne ou courbe et formant avec la direction du flux un angle compris entre 0 et 20, et de préférence compris entre 4 et 9°, et/ou la surface de l’ouverture de sortie est ajustée de manière à ce que la vitesse du flux de fluide en sortie du conduit primaire soit comprise entre 80 et 110% de la vitesse du fluide autour de l’ouverture de sortie, et/ou la surface de l’ouverture de sortie est comprise entre 0,1 et 5 fois la surface totale de passage du fluide au travers des premier et second ensembles de tiges, et/ou le tronçon amont du conduit primaire présente un bombement sur sa face extérieure.

Des exemples de réalisation de l’invention seront décrits dans ce qui suit, à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

[Fig.l] la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d’un dispositif de filtrage, selon un mode de réalisation, les figures IA, IB sont des vues en coupe suivant des plans de coupe perpendiculaires d’une partie d’un filtre du dispositif de filtrage, selon un mode de réalisation,

[Fig.2] la figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle suivant le plan de coupe AA indiqué sur la figure 1, du dispositif de filtrage selon un mode de réalisation,

[Fig.3] la figure 3 est une vue de dessus d’un plateau de nettoyage des débris présents sur le second filtre, selon un mode de réalisation,

[Fig.4] la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle du dispositif de filtrage, suivant le plan de coupe BB indiqué sur la figure 1, selon un mode de réalisation, les figures 4A, 4B sont des vues en coupe suivant des plans de coupe perpendiculaires d’une partie d’un dispositif de nettoyage du filtre du dispositif de filtrage, selon un mode de réalisation,

[Fig.5] la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d’une partie d’un filtre du dispositif de filtrage, selon un mode de réalisation,

[Fig.6] les figures 6, 6A, 6B sont des vues de face, et en coupe de profil selon deux directions perpendiculaires d’une partie d’un second filtre du dispositif de filtrage, selon un mode de réalisation, [Fig.7] la figure 7 est une vue de face d’une partie d’un troisième filtre du dispositif de filtrage, selon un mode de réalisation,

[Fig.8] la figure 8 est une vue en coupe longitudinale d’un dispositif de filtrage, selon un autre mode de réalisation,

[Fig.9] les figures 9A, 9B sont des vues de détail en coupe suivant des plans de coupe perpendiculaires d’une partie d’un filtre du dispositif de filtrage de la figure 8, selon un mode de réalisation,

[Fig.10] les figures 10A et 10B sont des vues de détails en coupe suivant des plans de coupe perpendiculaires d’une partie d’un filtre du dispositif de filtrage présenté sur la figure 8, selon un mode de réalisation,

[Fig.11] la figure 11 est une vue de détail en coupe d’une partie d’un filtre du dispositif de filtrage présenté sur la figure 8, selon un autre mode de réalisation,

[Fig.12] les figures 12A, 12B sont des vues de détail en coupe suivant des plans de coupe perpendiculaires d’une partie d’un filtre du dispositif de filtrage de la figure 8, selon un mode de réalisation,

[Fig.13] la figure 13 est une vue en coupe longitudinale d’une partie d’un filtre du dispositif de filtrage de la figure 8, selon un mode de réalisation,

[Fig.14] les figures 14, 14A, 14B sont des vues de face, et en coupe selon deux directions perpendiculaires d’une partie d’un second filtre du dispositif de filtrage de la figure 8, selon un mode de réalisation,

[Fig.15] les figures 15, 15A, 15B sont des vues de face, et en coupe de profil selon deux directions perpendiculaires d’une partie d’un troisième filtre du dispositif de filtrage de la figure 8, selon un mode de réalisation,

[Fig.16] la figure 16 est une vue de face d’une partie d’un quatrième filtre du dispositif de filtrage de la figure 8, selon un mode de réalisation,

[Fig.17] la figure 17 est une vue en perspective d’un dispositif de filtrage, selon un mode de réalisation,

[Fig.18] la figure 18 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de filtrage de la figure 16, selon un mode de réalisation, [Fig.19] la figure 19 est une vue de face d’un système de filtrage, selon un mode de réalisation, [Fig.20] la figure 20 est une vue de profil du système de filtrage de la figure 18, selon un mode de réalisation,

[Fig.21] la figure 21 est une vue de profil d’un système de filtrage, selon un autre mode de réalisation,

[Fig.22] les figures 22 et 22A sont des vues de face et en coupe longitudinale d’un système de filtrage, selon un autre mode de réalisation,

[Fig.23] les figures 23 et 23 A sont des vues de face et en coupe longitudinale d’un système de filtrage, selon un autre mode de réalisation.

[Fig.24][Fig.25] les figures 24 et 25 sont des vues en perspective et en coupe longitudinale d’un dispositif de filtrage, selon un autre mode de réalisation,

[Fig.26] la figure 26 est une vue en perspective d’un dispositif de filtrage, selon un autre mode de réalisation.

Les figures 1 et 2 représentent un dispositif de filtrage 1 selon un mode de réalisation. Le dispositif 1 comprend un conduit tubulaire 20 présentant une ouverture d’entrée 21 et une ouverture de sortie 22, et trois filtres 11, 12, 13 successifs, le filtre 11 étant disposé en amont devant l’ouverture d’entrée 21, et les filtres 12 et 13 étant disposés dans le conduit tubulaire 20 de manière à recevoir le flux de fluide 2 à filtrer.

Cependant, il est à noter que l’un et/ou l’autre des filtres 11 et 13 peuvent être omis.

Le second filtre 12 comprend des tiges parallèles fixes 12b réparties sur toute une largeur interne du conduit 20 et des tiges parallèles mobiles 12a, disposées perpendiculairement aux tiges fixes 12b et contre celles-ci pour former des mailles d’un tamis. Les tiges 12a sont mobiles suivant la direction axiale des tiges fixes 12b, afin d’entrainer les débris 3 retenus par les tiges 12b vers une chambre 25 d’évacuation de débris 3.

Les tiges 12a sont fixées les unes aux autres à leurs deux extrémités par des câbles 34 entrainés en rotation autour de poulies 31, 32, 33. Dans l’exemple des figures 1 et 2, les poulies comprennent d’un côté du conduit 20 deux poulies 32, 33 et de l’autre côté du conduit 20, une poulie plus grande 31, l’une des poulies étant entrainée en rotation par un moteur. Bien entendu, la poulie 31 peut être remplacée par deux poulies plus petites pour obtenir un dispositif plus compact. La chambre 25 peut loger un plateau 35 agencé pour se déplacer en un mouvement de va-et-vient suivant une direction parallèle aux tiges 12a, afin d’ entrainer les débris 3 retenus et entrainés par les tiges 12a vers un conduit d’évacuation 26.

Il convient d’observer que sur leur chemin de retour, les tiges 12a présentent une trainée moindre que le filtre 12 du fait de l’absence des tiges 12b. La chambre 25 se trouve en dehors du flux de fluide 2.

Le dispositif de filtrage 1 peut également comprendre un dispositif de nettoyage du filtre 11. Le dispositif de nettoyage peut par exemple comprendre un peigne 15 se déplaçant le long des tiges 11 dans une direction en position déployée où les dents du peigne sont disposées entre les tiges, et dans une direction opposée, en position effacée où les dents du peigne sont disposées parallèlement aux tiges 11. Le peigne 15 peut également être déplacé suivant un mouvement de va-et-vient en étant maintenu en position déployée entre les tiges 11. Les débris entrainés par le peigne 15 peuvent être recueillis dans un ou deux filets de part et d’autre du conduit ou ne pas être recueillis.

Le dispositif de filtrage 1 peut comprendre également un dispositif d’aspiration 41 de débris 3’ retenus par le filtre 13, pour nettoyer ce dernier et évacuer les débris aspirés vers un conduit d’évacuation 27. Une tête du dispositif d’aspiration est montée mobile transversalement le long de tiges 42 (par exemple des vis sans fin). Les tiges 42 sont mobiles transversalement dans une direction perpendiculaire aux tiges 42, afin de pouvoir déplacer la tête d’aspiration sur l’ensemble de la surface du filtre 13 recevant le flux 2. A l’arrêt, le dispositif d’aspiration 41 peut être rangé en dehors du conduit 20 afin de ne pas gêner le passage du flux de fluide 2.

Le dispositif de filtrage 1 peut comprendre également un système de portes 21a, 21b, 21c, 21d pour permettre aux tiges 12a de traverser les parois du conduit 20 au voisinage des poulies 31, 32, 33. Chacune des portes 21a-21d peut s’ouvrir sous l’effet du mouvement d’une tige 12a et se refermer sous l’effet de moyens de rappel élastiques.

Les figures IA, IB représentent une partie des tiges 12a, 12b du filtre 12, selon un mode de réalisation. Au moins une partie des tiges 12a comprend, dans les zones de contact avec les tiges fixes 12b, un ou plusieurs crochets 12c qui coulisse dans une gorge longitudinale 12d formée dans les tiges 12b lorsque les tiges 12a sont entrainées en translation dans une direction parallèle aux tiges 12b. Le crochet 12c permet de pousser vers le plateau 35 les débris retenus par les tiges 12b et en particulier les débris de forme allongée susceptibles de s’enrouler autour des tiges 12b. Les tiges 12a peuvent comprendre plusieurs crochets 12c répartis sur leur longueur. Les crochets 12c peuvent être répartis sur les tiges 12a de manière à ce que chaque tige 12b soit en contact avec au moins un crochet 12c.

La figure 3 représente le plateau 35, selon un exemple de réalisation. Le plateau 35 est formé par une grille, un peigne 39a, 39b étant formé à une extrémité du plateau 35. Le plateau 35 peut présenter des mailles de largeur adaptée à entrainer les débris retenus par le filtre 12. Dans l’exemple de la figure 3, le peigne comprend sept dents 39a s’étendant entre huit tiges adjacentes 12a du filtre 12 et huit dents 39b plus courtes, venant en contact avec ces huit tiges 12a, pour évacuer les débris retenus par ces dernières et en particulier des débris de forme allongée enroulés autour de celles-ci. Le plateau peut former un dièdre de sorte que les dents 39a, 39b du peigne forment un angle compris entre 30 et 60° par rapport au plan du plateau 35 en direction du conduit d’évacuation 26. De cette manière, les dents 39b en contact avec les tiges 12a sont inclinées vers ces dernières dans la direction de déplacement du plateau vers le conduit d’évacuation 26. Une partie à l’extrémité de chacune des dents 39a s’étendant entre les tiges 12a peut s’étendre parallèlement au plateau 35.

La figure 4 représente la chambre transversale 25 s’étendant d’un côté du conduit 20 à proximité des deux poulies 32, 33, et débouchant dans le conduit d’évacuation 26. La figure 4 représente également le plateau 35 en différentes positions dans la chambre 25. La chambre 25 est ouverte du côté des tiges 12a sur le conduit 20. Le plateau 35 est entrainé en translation d’une position extrême 35a à une position extrême 35b (par exemple de bas en haut), entre les deux côtés opposés de la chambre 25, tandis que les tiges 12a sont maintenues momentanément fixes, le plateau 35 étant maintenu dans une position déployée pour entrainer à l’aide des dents 39a, 39b des débris 3" (figure 4B) retenus par les tiges 12a vers le conduit d’évacuation 26. Arrivé au conduit d’évacuation 26 (en position 35b), les débris retenus par le plateau 35 sont évacués vers le conduit 26, par exemple par aspiration. Ensuite, le plateau 35 bascule en une position effacée 35c pour se positionner le long d’une paroi de la chambre, où le peigne est entièrement dégagé des tiges 12a, puis est entrainé en translation dans l’autre sens (position 35d). Pendant, la translation de retour du plateau 35 en position effacée vers la position extrême 35a, les tiges 12a sont de nouveau entrainées en translation par les poulies 31-33 jusqu’à une nouvelle phase de nettoyage d’un certain nombre de tiges 12a suivantes, correspondant au nombre de dents du peigne. Arrivé en butée inférieure (positions 35d, 35a), le plateau 35 bascule dans l’autre sens pour se replacer en position déployée où le peigne est placé entre les tiges 12a, le mouvement des tiges 12a étant alors stoppé. Lorsque le plateau 35 se déploie, de la position 35d à la position 35a, les dents 39a raclent le fond de la chambre 25, ce qui permet de recueillir des débris qui seraient rentrés dans la chambre 25 sous le plateau 35. Les dents 39a permettent également de récupérer des débris qui seraient passés entre les tiges 12a dans la chambre 25, du fait que les tiges 12b s’arrêtent à l’entrée de la chambre 25. Le plateau 35 peut être maintenu en position 35c dans laquelle il n’interfère pas avec F hydrodynamisme du système, et ce d’autant plus que la chambre 25 est située en dehors du conduit 20 traversé par le flux de fluide 2.

Les tiges 12b peuvent être rectilignes et fixées seulement à leurs extrémités opposées à la chambre 25. Selon un autre mode de réalisation, les tiges 12b sont fixées à leurs deux extrémités pour plus de solidité, l’extrémité côté chambre 25 de chaque tige 12b étant en forme de L afin de permettre aux débris entraînés par les crochets 12c d’être entrainés vers la chambre 25 sans être cisaillés et sans bloquer l’avancement des tiges 12a.

Le mouvement du plateau 35 peut être commandé au moyen d’un ou plusieurs tenons 37 se déplaçant dans une glissière 36 s’étendant le long d’une paroi de la chambre 25 suivant une direction longitudinale de cette dernière, et d’une tige 38 solidaire du plateau 35 et coulissant dans des glissières latérales (non représentées) de la chambre 25, les positions du tenon 37 et de la tige 38 étant commandés par un mécanisme (non représenté).

Les figures 4A, 4B représentent l’une des tiges 12a et une dent 39b du peigne formé à une extrémité du plateau 35. Durant leur transit par la chambre 25, chacune des tiges 12a vient en contact avec une dent 39b respectif du plateau 35, les dents 39b étant inclinés vers leur extrémité dans la direction du conduit d’évacuation 26. Lorsque le plateau 35 est entrainé vers le conduit d’évacuation 26, les débris 3" susceptibles d’être enroulés autour des tiges 12a peuvent ainsi être entrainés par les dents 39b.

Les figures 5, 6 et 7 représentent plus en détail une partie de chacun des trois filtres successifs 11, 12, 13. La figure 5 représente deux tiges du premier filtre 11, selon un mode de réalisation. Chacune des tiges du filtre 11 peuvent être espacées des tiges adjacentes du filtre d’une distance LU. Chacune des tiges du filtre 11 peut présenter un profil hydrodynamique, avec un bord d’attaque arrondi et un bord de fuite effilé, pour réduire la trainée du premier filtre.

Les figures 6, 6A, 6B représentent des tiges mobiles 12a, et fixes 12b du second filtre 12, selon un mode de réalisation. Les tiges mobiles 12a sont espacées les unes des autres d’une distance W12, et les tiges fixes 12b sont espacées les unes des autres d’une distance L12. Les mailles du filtre 12 présentent ainsi des dimensions L12 x W12. Dans l’exemple des figures 6, 6A, 6B, les tiges mobiles 12a présentent un profil circulaire et les tiges fixes 12b un profil hydrodynamique, avec un bord d’attaque arrondi et un bord de fuite effilé, pour réduire la trainée du second filtre.

La figure 7 représente le filtre 13, selon un mode de réalisation. Dans l’exemple de la figure 7, le filtre 13 se présente sous la forme d’un tamis à mailles carrées de largeur L13. Les mailles du filtre 13 peuvent être formées par des tiges de section ronde ou profilée. Bien entendu, tout autre forme de mailles pour le filtre 13 peut convenir, comme une forme en nid d’abeille.

Selon un mode de réalisation, les tiges 12a sont disposées verticalement dans le flux d’eau 2 et sont déplacées dans une direction horizontale, tandis que les tiges 12b sont disposées horizontalement. De cette manière, les tiges 12a entrainent horizontalement les débris retenus par le filtre 12 vers la chambre 25. Les tiges 11 peuvent être disposées indifféremment dans n’importe quelle direction.

Le dispositif de nettoyage des tiges 12a comportant le plateau 35 mobile en un mouvement de va-et-vient peut bien entendu être omis ou remplacé par tout autre dispositif adéquat, tel qu’un dispositif d’aspiration des débris. Le nettoyage des tiges 12a peut également être effectué manuellement lors d’opérations de maintenance du dispositif de filtrage 1.

Selon un mode de réalisation, le rapport entre les espacements entre les tiges ou la largeur des mailles de chaque paire de filtres consécutifs (11, 12), (12, 13) peut être compris entre 2,5 et 3,5. Dans un exemple de réalisation, l’espacement entre les tiges 11 est comprise entre 2,5 et 5 cm, l’espacement entre les tiges 12a et entre les tiges 12b est compris entre 1 et 2 cm, et la largeur des mailles du filtre 13 est comprise entre 0,3 et 0,6 cm.

La figure 8 représente un dispositif de filtrage 10 selon un autre mode de réalisation. Le dispositif de filtrage 10 diffère du dispositif de filtrage 1 en ce qu’il comprend un quatrième filtre 14, formé par les tiges 12a qui repassent dans le flux 2 en aval du filtre 12 et des tiges fixes 14a disposées en travers du flux 2 perpendiculairement aux tiges 12a et contre et en aval de ces dernières. Les tiges 12a et 14a forment ainsi un filtre à tamis 14. Ainsi, le dispositif de filtrage 10 tire avantage du retour sans fin des tiges 12a pour former un quatrième filtre capable d’entrainer les débris retenus vers une chambre 125 parallèle à la chambre 25 et agencée de l’autre côté du conduit 20, et donc en dehors du conduit traversé par le flux de fluide 2. En outre, le filtre 13 est remplacé par un filtre 113 disposé en aval des tiges 14a. Les tiges 12a peuvent également être remplacées par des tiges 112a à section profilée, en forme oblongue, les ensembles de tiges 12b, 112a formant alors un filtre 112.

Le nettoyage des tiges 112a après leur passage sur les tiges 14a peut être assuré par un second plateau 135 mobile dans la chambre 125 pour évacuer les débris retenus par le filtre 14. Le plateau 135 peut présenter sensiblement la même forme que le plateau 35 et être commandé de manière à suivre les mêmes mouvements que le plateau 35. Le plateau 135 en forme de grille peut présenter des mailles de largeur adaptée à entrainer les débris retenus par le filtre 14. Le plateau 135 peut être remplacé par un autre dispositif de nettoyage, par exemple un dispositif d’aspiration se déplaçant en un mouvement de va-et-vient le long des tiges 112a.

La figure 8 représente également des moteurs 43 prévus pour déplacer le dispositif d’aspiration 41 sur la surface du filtre 113.

Le dispositif de filtrage 10 peut comprendre également un système de portes 121a, 121b, 121c, 12 Id pour permettre aux tiges 112a de traverser les parois du conduit 20 au voisinage des poulies 31, 32, 33. Chacune des portes 121a-121d peut s’ouvrir sous l’effet du mouvement d’une tige 112a et se refermer sous l’effet de moyens de rappel élastiques. La poulie 31 peut également être remplacée par deux poulies, telles que les poulies 32, 33 pour limiter l’encombrement du dispositif de filtrage 10.

Dans le cas où les tiges 14a seraient insuffisamment rigides pour rester plaquées contre les tiges 112a en amont, pour résister à la pression du flux 2, il peut être prévu des raidisseurs placés en aval des tiges 14a et fixés à celles-ci en différents points répartis sur leur longueur. Selon un autre mode de réalisation, les tiges 14a sont placées en amont des tiges 112a.

Les figures 9 A, 9B représentent plus en détail les tiges 112a, 12b du filtre 112, selon un mode de réalisation. Certaines ou toutes les tiges 112a comprennent, dans des zones de contact avec les tiges fixes 12b, un crochet 112c qui coulisse dans la gorge longitudinale 12d formée dans les tiges 12b. Le crochet 112c permet de pousser vers le plateau 35 les débris de forme allongée susceptibles de s’enrouler autour des tiges 12b.

Les figures 10A, 10B représentent les tiges 112a, 14a du filtre 14, selon un mode de réalisation. Les tiges 112a comprennent, dans des zones de contact avec les tiges fixes 14a, un crochet 112e pour pousser vers le plateau 135 les débris 3a de forme allongée susceptibles de s’enrouler autour des tiges 14a. Le crochet 112e peut être remplacé par une simple pointe ou une forme qui épouse la partie amont de la tige 14a. La figure 11 représente une partie des tiges 112a, 14a du filtre 14, selon un mode de réalisation. Sur la figure 11, le crochet 112e est remplacé par un crochet 112g en forme de T, la partie horizontale de la forme en T du crochet étant engagée dans une gorge 14c de forme complémentaire formée dans la tige 14a. Les crochets 112g présents sur les tiges 112a permettent ainsi à la fois d’ entrainer les débris enroulés sur les tiges 14a et de maintenir ces dernières contre les tiges 112a.

Les figures 12A, 12B montrent en détail l’extrémité d’une dent 39b du plateau 135, et une partie de tige 112a, selon un mode de réalisation. Lorsque le plateau 135 se déplace vers un conduit d’évacuation des débris similaire au conduit 26, l’extrémité de la dent 39b peut coulisser dans une gorge 112f formée dans la tige 112a, afin de pouvoir entrainer vers le conduit d’évacuation des débris 3b qui auraient pu s’enrouler autour des tiges 112a.

Les figures 13, 14, 15 et 16 représentent plus en détail une partie de chacun des quatre filtres successifs 11, 112, 14, 113. La figure 13 représente deux tiges du premier filtre 11 du dispositif de filtrage 8, selon un mode de réalisation. Les tiges du filtre 11 peuvent être espacées les unes des autres d’une distance L21. Chacune des tiges du filtre 11 peut présenter un profil hydrodynamique, avec un bord d’attaque arrondi et un bord de fuite effilé, pour réduire la trainée du premier filtre.

Les figures 14, 14A, 14B représentent des tiges mobiles 112a, et fixes 12b du second filtre 12, selon un mode de réalisation. Les tiges mobiles 112a sont espacées les unes des autres d’une distance W22, et les tiges fixes 12b sont espacées les unes des autres d’une distance L22. Les mailles du filtre 12 présentent ainsi des dimensions L22 x W22. Dans l’exemple des figures 14, 14A, 14B, les tiges mobiles 112a présentent un profil effilé symétrique par rapport à un plan transversal médian, les tiges 112a étant placées dans le flux 2 suivant deux directions opposées. Les tiges fixes 12b peuvent présenter un profil hydrodynamique, avec un bord d’attaque arrondi et un bord de fuite effilé, pour réduire la trainée du second filtre.

Les figures 15, 15A, 15B représentent des tiges mobiles 112a, et fixes 14a du troisième filtre 14, selon un mode de réalisation. Les tiges fixes 14a sont espacées les unes des autres d’une distance L23. Les mailles du filtre 14 présentent ainsi des dimensions L23 x W22. Les tiges fixes 14a peuvent présenter un profil circulaire ou hydrodynamique.

La figure 16 représente le filtre 113, selon un mode de réalisation. Dans l’exemple de la figure 16, le filtre 113 se présente sous la forme d’un tamis à mailles carrées de largeur L24. Les mailles du filtre 113 peuvent être formées par des tiges de section ronde ou profilée. Bien entendu, tout autre forme de mailles pour le filtre 13 peut convenir, comme une forme en nid d’abeille.

Selon un mode de réalisation, le rapport entre l’espacement entre les tiges ou la largeur des mailles de chaque paire de filtres consécutifs (11, 112), (112, 14), (14, 113) peut être compris entre 2,5 et 3,5. Selon un exemple de réalisation, l’espacement L21 entre les tiges 11 est compris entre 5 et 8 cm, l’espacement W22 entre les tiges 112a est compris entre 1 et 1,5 cm, l’espacement L22 entre les tiges 12b est compris entre 2,5 et 3 cm, l’espacement L23 entre les tiges 14a est compris entre 0,7 et 1,3 cm, et la largeur L24 des mailles du filtre 113 est comprise entre 0,3 et 0,6 cm. Le filtre à tamis 14 est donc à mailles plus étroites que le filtre 112. La trainée supplémentaire induite par le filtre 14 est donc utile.

Les figures 17, 18 représentent un dispositif de filtrage 100, selon un mode de réalisation. Le dispositif de filtrage 100 comprend un conduit tubulaire 120 comportant une ouverture d’entrée 121, un tronçon amont 120a canalisant un flux de fluide à filtrer ayant pénétré par l’ouverture d’entrée 121 vers les filtres 12, 13 (ou 112, 14, 113), et un tronçon aval 120b canalisant un flux de fluide filtré vers une ouverture de sortie 122 du conduit. Le conduit 120 peut être agencé pour loger le dispositif de filtrage 1 ou 10, avec le filtre 11, formé de tiges parallèles fixées le long de deux bords opposés de l’ouverture d’entrée 121. Dans l’exemple des figures 17 et 18, les tiges parallèles formant le filtre 11 sont courbes. Le filtre 12 (ou 112 éventuellement avec le filtre 14) peut être disposé dans un tronçon amont 120a du conduit, et le filtre 13 (ou 113) peut être disposé entre le tronçon amont 120a et le tronçon aval 120b.

Le dispositif de filtrage 100 peut être utilisé en étant immergé dans un flux de fluide 2, par exemple tracté ou poussé sous la surface d’un plan d’eau, ou maintenu fixe sous la surface d’un cours d’eau. Il peut être observé que seule l’ouverture d’entrée 121 du dispositif peut être immergée, l’axe longitudinal X du dispositif 100 étant maintenu suivant un angle inférieur à 25° par rapport à la surface 1 de l’eau.

Selon un mode de réalisation illustré par la figure 18, le tronçon amont 120a délimite un volume interne de forme tubulaire présentant une section droite, par exemple de forme rectangulaire et de surface constante entre l’ouverture d’entrée 120 et l’entrée du filtre 13 ou 113. Ainsi la surface totale de chacun des filtres 12, 13 (ou 112, 113 et éventuellement 14) peut être identique à la surface de l’ouverture d’entrée 121. Le tronçon aval 120b délimite un volume interne de forme tronconique avec une section interne, par exemple de forme rectangulaire, se rétrécissant de la sortie du filtre 13 ou 113 à l’ouverture de sortie 122. Le volume interne du tronçon aval peut présenter d’autres formes comme celle d’un hyperboloïde de révolution.

La surface extérieure du conduit 120 peut présenter, autour de l’ouverture d’entrée 121, un profil bombé s’élargissant depuis l’ouverture d’entrée 121. A In jonction des tronçons amont 120a et aval 120b, les profils de ces derniers présentent une même tangente à l’extérieur du conduit. Il peut être observé qu’un tel profil engendre une trainée opposée au sens du flux 2, c’est-à-dire favorisant le déplacement du dispositif dans le flux. Dans l’exemple de la figure 18, ce profil bombé s’élargit jusqu’à environ la moitié de la longueur du tronçon amont 120a, puis se rétrécit jusqu’à l’ouverture de sortie 122. Selon un mode de réalisation, le rapport entre la longueur du profil intérieur et la longueur du profil extérieur du tronçon amont 120a est compris entre 0,7 et 1,0. Le bombement ainsi réalisé augmente la longueur du chemin parcouru par le fluide et donc augmente la vitesse de ce dernier autour du tronçon amont 120a. Il en résulte une diminution de la pression autour du tronçon amont 120a, ce qui crée une trainée positive. On obtient ainsi une meilleure performance hydrodynamique du conduit tubulaire 120, et ce quelle que soit la vitesse du fluide dans et autour du conduit.

Selon un mode de réalisation, le tronçon amont 120a présente dans un plan passant par l’axe longitudinal X du conduit un profil interne courbe ou rectiligne, et formant avec la direction du flux 2 un angle compris entre 0° et 10°, et de préférence entre 0 et 4°. Ces caractéristiques contribuent à réduire la traînée agissant dans le sens du flux 2.

Selon un mode de réalisation, le tronçon aval 120b présente dans un plan passant par l’axe longitudinal X du conduit 120 un profil interne rectiligne ou courbe et formant avec la direction du flux un angle a compris entre 0 et 20°, et de préférence entre 4 et 9°.

Selon un mode de réalisation, le tronçon aval 120b comprend un tronçon 120c dont l’extrémité aval délimite l’ouverture de sortie 122. La taille de la section interne du tronçon 120c est telle que le bord de l’ouverture 122 est effilé, afin d’éviter le décollement éventuel du fluide de la paroi externe du conduit 120 dans cette zone.

Selon un mode de réalisation, la surface de l’ouverture de sortie 122 est définie de manière à ce que la vitesse du fluide en sortie du conduit 120 soit comprise entre 80 et 110%, et de préférence égale à 100% de la vitesse du fluide autour de l’ouverture de sortie 122. De cette manière, le cisaillement apparaissant à l’interface entre le fluide sortant par l’ouverture de sortie 122 et le fluide extérieur au conduit se trouve diminué, ce qui permet de réduire la trainée s’exerçant sur le conduit 120. La surface de l’ouverture de sortie 122 peut être ajustée en jouant sur la longueur du tronçon aval 120b et sur l’angle a. Par ailleurs, la vitesse du flux dans le conduit dépend des caractéristiques des filtres 11, 12, 13, (ou 11, 112, 14 et 113), et en particulier des coefficients de trainée de ces filtres. Plus ces coefficients sont faibles, plus la longueur du conduit aval 120b peut être réduite, ce qui diminue également la trainée globale du conduit 120. Par ailleurs, plus les coefficients de trainée des filtres sont faibles, plus la vitesse du fluide dans le conduit peut être élevée. Ainsi, l’ouverture de sortie 121 peut être élargie.

Selon un mode de réalisation, les dispositifs de nettoyage sont rangés à l’arrêt dans l’épaisseur de la paroi 120, afin de ne pas gêner le passage du flux de fluide 2.

Les figures 19, 20 représentent un système de filtrage 200 installé dans un cours d’eau. Le système de filtrage comprend un ensemble de plusieurs dispositifs de filtrage 1 ou 10 agencés côte à côte en un damier fixé à des poteaux 218 ancrés dans le lit du cours d’eau. L’ensemble des dispositifs de filtrage peut être fixé aux poteaux 218 de manière coulissante afin de pouvoir rester à une même distance de la surface du cours d’eau grâce à des flotteurs 219. Une passerelle de maintenance 216 solidaire de l’ensemble de dispositifs de filtrage 10, et équipée d’un garde-corps 217, peut être prévue pour accéder par le haut aux dispositifs de filtrage 10. A cet effet, les dispositifs de filtrage 1, 10 peuvent être montés dans des glissières 116 respectives afin de pouvoir être extraits de l’eau à des fins de maintenance. Les figures 19, 20 montrent un dispositif de filtrage en position de maintenance 10’ au-dessus de la surface du cours d’eau. Un dispositif électromécanique peut assurer le déplacement de chacun des dispositifs de filtrage 10 entre leur position fonctionnelle dans le cours d’eau et leur position de maintenance 10’.

Le système de filtrage 200 peut également comprendre un premier filtre par exemple formé par l’ensemble de tiges parallèles 11 disposé en amont de l’ensemble de dispositifs de filtres 10, l’ensemble de tiges parallèles 11 étant associé au dispositif de nettoyage 15.

Il peut être observé que les dispositifs de filtrage 10 peuvent être disposés dans un même plan et être remontés au-dessus de la surface du cours d’eau pour maintenance, par un mouvement de translation dans le sens du flux 2, puis par un mouvement de translation vers le haut entre des glissières.

La figure 21 représente un système de filtrage 201 qui diffère du système 200, en ce qu’il est entièrement flottant et arrimé à un point fixe 230 en amont du système 201. Les figures 22, 22A, 23, 23A représentent des systèmes de filtrage 101, 102, 103, 104, selon d’autres modes de réalisation. Dans les systèmes de filtrage 101-104, plusieurs dispositifs de filtrage 1 ou 10 sont disposés côte à côte dans un conduit tel que le conduit 120 (figures 17, 18) ayant une ouverture d’entrée 121 aux dimensions des ouvertures d’entrée des dispositifs de filtrage 1, 10 disposés côte à côte. Les systèmes de filtrage 101-104 peuvent être fixés au fond d’un cours d’eau sur des pieds 50.

Dans l’exemple des figures 22, 22A, trois dispositifs de filtrage 1, 10 sont disposés horizontalement dans le système 101. Dans 1‘exemple des figures 23, 23A, deux ou trois dispositifs de filtrage 1, 10 sont disposés verticalement dans les systèmes de filtrage 102, 103, 104.

Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention est susceptible de diverses variantes de réalisation et diverses applications. En particulier, l’invention n’est pas limitée à un dispositif de filtrage comportant le premier filtre 11 et le dernier filtre 13, 113, seul le second filtre 12a, 12b pouvant suffire pour retenir des débris entrainés par le flux de fluide 2.

Il convient également d’observer que le second ensemble de tiges 12a, 112a peut être déplacé de différentes autres manières et ne forme pas nécessairement une boucle sans fin. Ainsi, les figures 24 et 25 représentent un dispositif de filtrage 50 selon un autre mode de réalisation. Le dispositif de filtrage 50 comprend un conduit 60, et un filtre 52 disposé en travers du conduit 60. Le filtre 52 est formé d’un ensemble de tiges parallèles fixes 52b, et un ensemble de tiges mobiles 52a, perpendiculaires aux tiges 52b, fixées entre elles à leurs extrémités et maintenues contre les tiges 12b, par exemple en amont de ces dernières. Les tiges 52a sont mobiles en translation dans la direction des tiges 52b, en va-et-vient, entre deux chambres 75, 75’ de part et d’autre du conduit 60, où elles peuvent être nettoyées, par exemple par des plateaux 85, 85’ qui peuvent avoir la même structure que le plateau 35 et agir de la même façon que ce dernier pour nettoyer les tiges 52a. Les chambres 75, 75’ peuvent avoir la largeur et la hauteur du conduit 60 au niveau du filtre 52 (figure 24), ou bien être de largeur plus réduite, par exemple en enroulant les tiges 52a autour de tambours 72, 72’ (figure 25). Ainsi, les tiges 52a présentent une longueur pouvant correspondre à la hauteur du conduit 60, et l’ensemble des tiges 52a présente une largeur pouvant correspondre à deux fois la largeur du conduit 60. Les tiges 52b peuvent présenter à leurs extrémités une forme en L, les tiges 52b étant fixées entre elles à l’extrémité des formes en L, afin de permettre aux débris entraînés par les tiges 52a d’être entrainés vers la chambre de collecte 75, 75’ sans être cisaillés et sans bloquer l’avancement des tiges 52a vers les chambres de collecte 75, 75’. Les tiges 52a peuvent être identiques aux tiges 12a ou 112a.

En outre, chacun des deux ensembles de tiges formant un filtre peut être mobile suivant la direction des tiges de l’autre ensemble de tiges. Ainsi, la figure 26 représente un dispositif de filtrage 50’ comprenant un filtre 52’, selon un autre mode de réalisation. Le filtre 52’ diffère du filtre 52 en ce que l’ensemble de tiges 52b est également mobile en translation dans la direction des tiges 52a, en va-et-vient, entre deux chambres 76, 76’ de part et d’autre du conduit 60, où elles peuvent être nettoyées, par exemple par des plateaux de la forme des plateaux 85, 85’. Les chambres 76, 76’ peuvent également avoir la largeur et la hauteur du conduit 60 au niveau du filtre 52, ou bien être de largeur plus réduite, par exemple en enroulant les tiges 52b autour de tambours, l’axe des tiges étant parallèle à celui des tambours. Ainsi, les tiges 52b présentent une longueur pouvant correspondre à la largeur du conduit 60, et l’ensemble des tiges 52b présente une hauteur pouvant correspondre à deux fois la hauteur du conduit 60.

Le filtre 13, 113 peut être également mobile en va et vient afin de pouvoir être nettoyé de chaque côté du conduit, par exemple par des dispositifs d’aspiration 41’ (figure 25) disposés de chaque côté du conduit. Le filtre 13, 113 peut ainsi présenter deux fois la largeur du conduit et être souple pour pouvoir être enroulé sur des tambours 72’. Le filtre 113 peut comprendre un élément tel qu’une réglette 113a, par exemple agencé en position médiane du filtre, pour entrainer les débris vers les dispositifs d’aspiration 41’.

Dans le filtre 12, 112, le bord des tiges mobiles 12a, 112a du côté des tiges fixes 12b, n’est pas nécessairement rectiligne, mais peut comprendre des encoches dans lesquelles coulissent les tiges 12b. Cette disposition peut être également mise en œuvre dans le filtre 14 ou 52.

En outre, dans le filtre 12, 112, 52, les tiges 12b, 52b peuvent être prévues suffisamment rigides pour pouvoir être fixées seulement à l’une de leurs extrémités.

Par ailleurs, la section interne du conduit 20, 120 peut être de forme quelconque, par exemple circulaire, elliptique, carrée, rectangulaire, trapézoïdale, triangulaire, polygonale ou une forme combinant ces formes.

Il n’est pas non plus nécessaire que les tiges 12a, 12b formant le filtre 12 (ou 112, 14, 52) soient perpendiculaires, les mailles du filtre 12 (ou 14, 112, 52) pouvant être en forme de parallélogramme.