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PROCÉDÉ DE NETTOYAGE DYNAMIQUE DES CANALISATIONS
D'EAU D'UN VÉHICULE ET DISPOSITIF PERMETTANT DE LE METTRE
EN UVRE
DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION
La présente invention a trait au domaine de
l'entretien des canalisations formant le réseau d'eau des
véhicules et notamment aux adaptations permettant de
réaliser le nettoyage desdites canalisations dans les
meilleures conditions.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Classiquement, l'eau potable distribuée dans un
véhicule tels un aéronef, un wagon de train, un bateau
etc... est traitée selon différentes solutions :
- des moyens chimiques (chlore et dérivés, oxygène actif,
etc...),
- des moyens de filtration (par exemple cartouche de
filtration à charbon, par échange d'ions, etc...),
- etc...
Néanmoins, du fait notamment de l'utilisation non
continue des canalisations de distribution, à la longue
ces différents moyens n'empêchent pas le dépôt
d'impuretés, de biofilms et/ou l'apparition de bactéries
sur les parois intérieures des canalisations.
Il existe dans l'art antérieur des procédés de
nettoyage dits "dynamiques" des canalisations évitant ou
venant en complément desdites solutions de traitement.
Parmi ces procédés, le document DE 102009009938
décrit un procédé consistant à insérer du gaz dans de
l'eau circulant dans les conduites d'alimentation en eau
d'un aéronef afin de créer des turbulences dans le flux
circulant, turbulences susceptibles d'éviter le dépôt de
biofilms et/ou de détacher le dit dépôt à des fins
d'évacuation. Les turbulences créées par un tel procédé ne
sont néanmoins pas toujours suffisantes pour réaliser un
nettoyage complet.
Il existe également le procédé connu sous
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l'anglicisme d'"air scouring" tel celui décrit dans le document
US 5915395 consistant originellement à isoler une section de
conduite d'alimentation et à retirer l'eau de la conduite en
utilisant de l'air propre comprimé. De l'air et l'eau sont
graduellement réintroduits dans la conduite. L'action de
tourbillonnement de l'air comprimé et de l'eau élimine les
dépôts de tartre, sédiments, matières et débris de la conduite.
L'accélération et le tourbillonnement de l'eau et de l'air
comprimé est notamment mis en uvre par l'ouverture d'une
extrémité de la section isolée de conduite après injection d'air
comprimé. Ce document décrit plus spécifiquement le fait que
l'air introduit dans la conduite puisse contenir des moyens de
traitement évitant ou ralentissant tout dépôt futur.
Malgré les bons résultats obtenus, une telle solution qui
utilise comme la solution précédente, un état intermédiaire du
fluide circulant dans la conduite à savoir un fluide formé d'eau
et de gaz créant des turbulences dans la conduite à nettoyer,
peut ne pas être suffisante pour détacher certains dépôts.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des
recherches visant à concevoir un procédé et un dispositif de
nettoyage des conduites d'alimentation en eau potable des
véhicules permettant d'optimiser les résultats obtenus par les
solutions de l'art antérieur.
Ces recherches ont abouti à la conception d'un procédé de
nettoyage dynamique des conduites d'alimentation en eau potable
d'un véhicule consistant à créer une onde de choc dans la
conduite à nettoyer.
Selon un aspect englobant, l'invention vise un procédé
comprenant les étapes suivantes : remplir partiellement un
volume par un liquide ; remplir un espace non occupé par le
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liquide par du gaz sous pression ; et libérer le liquide à
travers un étranglement communiquant avec une extrémité de la
ou les conduites à nettoyer dont l'autre extrémité est ouverte
tout en maintenant la pression de façon à créer un déplacement
accéléré du liquide dans un premier temps, et du mélange de gaz
et du liquide se créant dans un deuxième temps, puis à générer
une onde de choc une fois le volume vidé, l'onde de choc se
propageant à travers le mélange.
Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en
ce que le choc créé définit une contrainte sur les dépôts de
biofilms, de bactéries, de tartre à laquelle ils ne peuvent
résister assurant ainsi leur détachement et leur évacuation.
Afin d'isoler la conduite dans laquelle l'onde de choc
doit se propager, il suffit de fermer l'ensemble des robinets
à l'exception du robinet situé à l'extrémité de la conduite
concernée.
Cette onde de choc est réalisée par la mise en place d'une
discontinuité brutale dans la nature du fluide passant à travers
la conduite.
Selon une autre caractéristique particulièrement
avantageuse de l'invention, le procédé consiste à créer un
fluide par mélange d'un liquide avec du gaz sous pression et à
propager ladite onde choc dans ledit fluide. La création de ce
mélange va permettre de non seulement supporter l'onde de choc
mais également de créer une phase turbulente propice à
l'enlèvement de toute impureté dans la conduite. Le procédé de
l'invention permet ainsi d'associer les avantages d'une phase
intermédiaire gaz et liquide à ceux d'une onde de choc
optimisant les contraintes soumises sur les dépôts à enlever et
garantissant leur détachement à des fins d'évacuation.
Le procédé de l'invention permet donc d'associer la
création d'une onde de choc à une phase intermédiaire
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gaz/liquide susceptible de créer des turbulences dans la
conduite à nettoyer.
L'accélération est obtenue par mise en pression du
volume non occupé et maintien de la pression malgré
l'échappement du liquide par l'étranglement. Le mélange
gaz et liquide est obtenu lorsque le volume est presque
vidé et où le liquide à sa plus forte accélération (du
fait du maintien de la pression) emporte du gaz dans son
déplacement et l'onde de choc est générée du fait de
l'absence soudaine de liquide à déplacer du fait de la
vidange totale et accélérée du volume.
Selon une autre caractéristique particulièrement
avantageuse, le procédé consiste à faire chauffer l'eau
remplissant le volume participant ainsi au nettoyage.
Selon une autre caractéristique particulièrement
avantageuse, le véhicule est un aéronef.
L'invention concerne également le dispositif
permettant de mettre en uvre le procédé ci-dessus décrit.
Ainsi, selon une caractéristique de ce dispositif, ledit
étranglement est créé par la différence de diamètre entre
le volume et la conduite dans laquelle se propage l'onde
de choc.
Selon une caractéristique
particulièrement
avantageuse de l'invention, ledit volume est celui d'un
réservoir d'eau du véhicule.
Selon une autre caractéristique particulièrement
avantageuse de l'invention, ledit volume est celui d'un
réservoir indépendant venant se connecter de l'extérieur
au réseau de conduites du véhicule.
Ce réservoir peut être associé à l'intérieur d'un
même module à différents sous-ensembles fonctionnels
participant au procédé de nettoyage. Ainsi, selon une
caractéristique particulièrement avantageuse, ledit
réservoir indépendant est inclus dans un module de
nettoyage mobile réunissant sur une même plate-forme, les
sous-ensembles suivants :
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- réservoir d'eau qui va constituer le volume rempli
partiellement ici d'eau,
- moyen de chauffage de l'eau contenue dans le réservoir
qui va alors devenir un liquide de nettoyage,
- moyen de mise en pression associé au réservoir pour
mettre en pression ce dernier et pour maintenir cette
pression,
- thermomètre permettant de contrôler la température de
l'eau,
- pompe doseuse, et
- un moyen de filtration de l'eau.
Ce seul module peut ainsi, en se connectant au réseau
de canalisations, mettre en uvre le procédé de
l'invention. Il permet en outre de mettre en uvre une
autre caractéristique du procédé de l'invention qui
consiste à faire chauffer l'eau remplissant le volume du
réservoir de sorte que l'eau assure, de par sa
température, une fonction de traitement.
Selon une autre caractéristique, ledit liquide est de
l'eau et notamment de l'eau déjà présente dans le
réservoir de stockage du véhicule.
Selon une autre caractéristique, la mise en uvre du
procédé de l'invention consiste à piloter le remplissage
et la vidange d'un réservoir du véhicule ainsi que sa mise
en pression afin de réaliser les différentes étapes
nécessaires à l'obtention d'une phase intermédiaire de
fluide et à la propagation de l'onde de choc à travers
ledit fluide.
Les concepts fondamentaux de l'invention venant
d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus
élémentaire, d'autres détails et caractéristiques
ressortiront plus clairement à la lecture de la
description qui suit et en regard des dessins annexés,
donnant à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes
de réalisation d'un procédé et d'un dispositif conformes
à l'invention.
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BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un dessin schématique d'un circuit
d'alimentation en eau potable d'un aéronef sur lequel est
appliqué le procédé de l'invention à partir d'un réservoir
intégré audit aéronef;
La figure 2 illustre la diffusion de l'onde de choc
dans le circuit de la figure 1;
La figure 3 est un dessin schématique d'un circuit
d'alimentation en eau potable d'un aéronef sur lequel est
appliqué le procédé de l'invention à partir d'un réservoir
indépendant de l'aéronef;
La figure 4 illustre la diffusion de l'onde de choc
dans le circuit de la figure 3.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
Tel qu'illustré sur les dessins des figures 1 et 2,
le procédé de l'invention s'applique au réseau
d'alimentation en eau potable d'un aéronef référencé A
dans sont ensemble lequel comprend un réservoir d'eau 100
ainsi qu'une pluralité de canalisations 200 formant ledit
réseau d'alimentation en eau permettant de distribuer
l'eau jusqu'aux robinets disponibles pour les utilisateurs
tel le robinet 300 illustré.
Le procédé de l'invention d'élimination des dépôts
est appliqué à la portion d'une conduite 210 faisant
communiquer ledit réservoir 100 audit robinet 300.
Pour mettre en uvre les principes de l'invention, le
réservoir 100 présente un diamètre largement supérieur à
celui de la conduite 210 à nettoyer.
Cette différence de diamètre crée un étranglement au
point de jonction P entre ladite conduite 210 et ledit
réservoir 100.
Le réservoir 100 comprend en outre dans sa version
d'origine ou à des fins de mise en uvre du procédé de
l'invention:
- une vanne d'entrée 110 de l'eau communiquant avec
l'extérieur de l'aéronef A,
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- au moins une vanne commandant la sortie 120 de l'eau du
réservoir 100,
- une vanne d'entrée de gaz 130 permettant la mise en
pression du contenu du réservoir 100,
- une vanne de sortie du gaz 140 permettant de réguler
ladite pression.
Les opérations suivantes sont alors mises en uvre :
- le robinet 300 est fermé ainsi que les vannes 120 et
130,
- la vanne 140 est ouverte et de l'eau et/ou un liquide
désinfectant est injecté de l'extérieur dans le réservoir
100 par la vanne 110,
- lorsque le liquide atteint le niveau haut Ni dans le
réservoir 100, l'alimentation en eau est stoppée et la
vanne 110 correspondante est fermée,
- la valve 140 est fermée et la valve 120 donnant accès à
la conduite 210 est ouverte.
- du gaz est injecté dans le réservoir par la vanne 130,
- lorsque la pression atteint la valeur désirée à
l'intérieur du réservoir 100, le robinet 300 est ouvert
pour démarrer le déplacement du liquide à l'intérieur de
la conduite 210.
Ces opérations donnent les effets physiques suivants
- comme le liquide se déplace dans la conduite 210, son
niveau baisse dans le réservoir 100,
- une fois que le liquide atteint le niveau bas N2, c'est
à dire qu'il atteint le niveau de l'étranglement P, une
discontinuité soudaine de masse, de vélocité et de
pression est alors générée,
- une vitesse supersonique est atteinte au niveau du
point P,
- une onde de choc 0 d'haute intensité accompagnée d'une
grande turbulence est alors générée en aval du point P et
se propage à l'intérieur de la conduite 210 à nettoyer.
Selon un essai mesuré, la vélocité au point P passe
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de moins de 10 mètres par seconde à une vitesse allant au
delà de 440 mètres par seconde qui est la vélocité de gaz
au point P lors de la génération de la discontinuité.
Trois zones de propagation sont créées dans la
conduite 210 :
- une première zone de contact entre le gaz et le liquide,
- une deuxième zone située en amont de la première où seul
le liquide est présent et dans laquelle l'onde de choc
se propage,
_ une troisième zone en aval de ladite zone de contact
où seul du gaz est présent et à l'intérieur de laquelle
se propage l'onde de raréfaction ou d'expansion volumique.
Les dessins des figures 3 et 4 illustrent la mise en
uvre du même procédé par un dispositif légèrement
différent en ce qu'il se compose d'un réservoir 400
indépendant de l'aéronef A venant se connecter au réseau
de canalisation 200 et associé à des sous-ensembles
fonctionnels permettant d'assurer les différentes phases
du procédé. Comme pour le dispositif ci-dessus décrit, ce
dernier se base sur une grande différence de diamètre
entre celui du réservoir 400 et celui de la conduite 220
de connexion avec la conduite 210 à nettoyer. Ainsi, un
étranglement au point P' de liaison entre la conduite 220
et le réservoir 400 permet de créer la discontinuité
souhaitée.
Comme illustrée sur le dessin de la figure 4 et conformément
au procédé de l'invention, l'arrivée du liquide en fond de réservoir
400 crée la discontinuité créatrice de l'onde de choc recherchée 0'
se propageant à travers la conduite 220 puis 210 dans le gaz, le
mélange air/liquide et dans le liquide.
On comprend que le procédé et le dispositif, qui viennent
d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une
divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers
aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés
aux exemples ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de
l'invention.
