Dispositif pour drainer un sol en profondeur

Abstract

 La présente invention concerne un dispositif pour drainer un sol en profondeur particulièrement adapté pour drainer un sol suite à un glissement de terrain profond ou dans le cadre d'un rabattement de nappe dans des sols de faible perméabilité ou encore dans celui de la gestion d'une nappe polluée, ce drain pouvant fonctionner à des débits quasi nuls et/ou discontinus tout en ne nécessitant que des forages de faibles diamètres et en permettant de réaliser des économies en ce qui concerne notamment la consommation d'air comprimé.
Le dispositif (20) utilise un drain (1) comprenant une chambre (3) obturée en sa partie inférieure par un clapet (4) et en sa partie supérieure par une cloison (16) disposée en profondeur dans le drain (1), ladite cloison (16) comportant trois passages pour recevoir un détecteur (5) de niveau du liquide à évacuer par le drain au sein de ladite chambre, un tuyau (6) d'arrivée d'air comprimé connecté à une réserve d'air comprimé (12) et aboutissant dans la zone supérieure de la chambre (3), et un tuyau d'évacuation (7) du liquide refoulé hors de ladite chambre (3) par l'air comprimé et aboutissant en zone inférieure de la chambre (3).

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif pour drainer un sol en profondeur au moyen d'au moins un drain, ledit drain comprenant au moins une chambre obturée en sa partie inférieure par une cloison inférieure comportant au moins un clapet agencé pour s'ouvrir lorsque la chambre est en dépression et se fermer lorsque la chambre est en surpression par rapport à l'extérieur, la chambre comportant au moins un détecteur de niveau du liquide à évacuer par le drain au sein de ladite chambre, au moins un tuyau d'arrivé d'air comprimé connecté à une réserve d'air comprimé et au moins un tuyau d'évacuation du liquide refoulé hors de ladite chambre par l'air comprimé aboutissant en zone inférieure de ladite chambre.

[0002] Un dispositif de ce genre peut être particulièrement adapté pour drainer un sol suite à un glissement de terrain profond. En effet, lors d'un glissement de terrain dont la surface de cisaillement est située à une profondeur importante, c'est-à-dire supérieure à une dizaine de mètres, les techniques de stabilisation sont très limitées et il est souvent nécessaire de se contenter de suivre la déformation sans pouvoir la stabiliser. Compte-tenu des masses énormes à stabiliser, les solutions mécaniques de stabilisation sont beaucoup trop lourdes.

[0003] Les solutions de drainage paraissent donc plus séduisantes. Les techniques de puits verticaux classiques sont fréquemment envisagées avec des pompes classiques immergées. Cependant, l'utilisation de ces pompes classiques immergées entraîne des difficultés de gestion, d'entretien et de pérennité dans les sols ou roches de faible perméabilité (inférieure à 10^-5 m/s) car les débits à extraire par puits sont très variables et souvent faibles : 10 à 500 1/h, sauf cas pour lesquels des débits ponctuellement forts peuvent alors être gérés correctement par des pompes immergées.

[0004] On peut utiliser également des drains dits "siphons" pour lesquels l'évacuation du liquide se fait par un siphonnage traditionnel. Cependant, la profondeur à laquelle on peut drainer le liquide est limitée par la dénivelée maximale entre le point haut du siphon et son exutoire et par les possibilités de la pression atmosphérique. Cette solution nécessite un exutoire en dénivelée suffisante par rapport à la tête du siphon et son rendement est diminué lorsque le liquide, par exemple l'eau, est chargé de matières en suspension, ce qui est généralement le cas lors d'un glissement de terrain.

[0005] Les systèmes de pompage sont également très utiles pour pomper des liquides plus légers que l'eau flottant à la surface de la nappe phréatique. Lors par exemple de fuites d'oléoducs ou suite à des accidents de transports d'hydrocarbures, il arrive fréquemment que de larges nappes d'hydrocarbures se répandent et pénètrent dans le sol jusqu'à atteindre la nappe phréatique, provoquant alors une pollution difficile à endiguer et encore plus à traiter. Les hydrocarbures étant plus légers que l'eau, ils flottent à la surface de la nappe phréatique et forment une couche supérieure. Afin d'évacuer ces hydrocarbures, les systèmes de drainage et de pompage existants pompent une grande quantité d'eau de la nappe phréatique éventuellement mélangée aux hydrocarbures. Ce mélange doit donc être traité dans des bacs de décantation volumineux ce qui augmente considérablement le coût et la durée de l'opération.

[0006] On connaît par ailleurs dans le brevet allemand DE-B-1 242 516 un dispositif tel que décrit en préambule. La chambre de pompage s'étend jusqu'en partie haute du drain et définit par conséquent un volume important qu'il faut alimenter en air comprimé pour évacuer le liquide du drain. De plus, le dispositif utilise en alternance dans la chambre de pompage de l'air comprimé ou une dépression, pour enchaîner sans discontinuer les phases de remplissage et d'évacuation du liquide. Il peut y avoir alors une consommation inutile d'air s'il n'y a pas de liquide à pomper dans le terrain si bien que la consommation en air comprimé n'est pas limitée aux besoins du drainage. Plus particulièrement cela peut également entraîner un dysfonctionnement du drain lorsque le débit à extraire est discontinu et si le liquide ne remonte pas pendant un certain temps jusque dans la zone supérieure de la chambre. Le drain est de plus relié à une source d'aspiration mettant l'extérieur de la chambre de pompage en dépression favorisant l'entrée de liquide en partie inférieure du drain ce qui complique encore d'avantage le fonctionnement de ce drain. De part sa consommation élevée en énergie et particulièrement en air comprimé, ce drain est donc onéreux à mettre en oeuvre et n'est pas adapté à un usage en grande profondeur.

[0007] On connaît également dans le brevet américain US-A-6 048 175 un drain hydropneumatique dont la chambre de pompage est reliée au corps du drain par un clapet à billes deux étages. Cette chambre de pompage comporte un détecteur de niveau maxi du liquide, par exemple de type basse tension, relié à un ordinateur commandant la régulation du drain. Ce dispositif est également complexe et coûteux à mettre en oeuvre.

[0008] La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif innovant, simple et économique qui permet de drainer un sol à grande profondeur, pouvant fonctionner à des débits quasi nuls et/ou discontinus, utilisable avec des liquides souillés d'impuretés, permettant de drainer des liquides flottant en surface d'un autre liquide en profondeur dans le sol tout en ne nécessitant que des forages de faibles diamètres, en limitant la consommation d'énergie et notamment en ajustant la consommation d'air comprimé à la quantité de liquide à évacuer.

[0009] Dans ce but, l'invention concerne un dispositif du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que la chambre est obturée en sa partie supérieure par une cloison supérieure disposée en profondeur dans le drain, ladite cloison supérieure comportant au moins deux passages pour recevoir au moins le détecteur de niveau et le tuyau d'arrivée d'air comprimé, en ce que ledit tuyau d'arrivée d'air comprimé aboutit dans la zone supérieure de la chambre, et en ce que le détecteur de niveau est constitué par un câble électrique trois conducteurs chacun étant terminé par un contact et aboutissant à des niveaux différents, respectivement un premier contact au voisinage de la partie inférieure de la chambre au-dessous du tuyau d'évacuation du liquide, un deuxième contact légèrement au-dessus du tuyau d'évacuation du liquide puis un troisième contact au voisinage de l'extrémité du tuyau d'arrivée d'air comprimé.

[0010] D'une manière préférentielle, le détecteur de niveau est relié à une commande d'électrovanne alimentée électriquement et elle-même reliée à une électrovanne trois voies agencée pour injecter de l'air comprimé lorsque le niveau de liquide dans la chambre atteint le troisième contact et pour arrêter l'injection d'air comprimé lorsque le niveau de liquide repasse au-dessous du deuxième contact. L'électrovanne peut être reliée à une réserve d'air comprimé alimentée par un compresseur.

[0011] Le tuyau d'évacuation du liquide comprend avantageusement au moins un clapet anti-retour du côté de son extrémité aboutissant dans la chambre. Ce tuyau d'évacuation du liquide peut être dirigé dans une zone de dénivelée inférieure à son niveau de sortie du drain pour constituer une cane de siphonnage.

[0012] Selon une première variante de réalisation, le drain comporte avantageusement un tube de pompage en forme de U extérieur à la chambre et comportant une petite branche raccordée à la cloison inférieure en regard du clapet et une grande branche orientée de manière que l'orifice de son extrémité libre se situe au moins au niveau le plus haut de ladite chambre.

[0013] Selon cette première variante de réalisation, le tube de pompage comporte de préférence des moyens de variation de longueur et des moyens de flottaison de son extrémité libre à la surface du liquide présent dans le drain, les moyens de variation de longueur et de flottaison étant agencés pour coopérer de manière à maintenir l'orifice au-dessus de la surface du liquide présent dans le drain.

[0014] De manière particulièrement avantageuse, ce tube de pompage peut être constitué d'au moins deux portions de tube agencées pour s'emboîter au moins partiellement l'une dans l'autre dans une zone d'emboîtement et qu'au moins l'une des portions de tube soit mobile en translation par rapport à l'autre, ces portions de tube et leur zone d'emboîtement formant lesdits moyens de variation de longueur.

[0015] Ces portions de tube comportent de préférence des moyens d'étanchéité agencés pour assurer l'étanchéité de la zone d'emboîtement et l'extrémité libre comporte au moins un filtre recouvrant l'orifice, le filtre étant agencé pour ne permettre que l'entrée de liquide dans le tube de pompage par cet orifice.

[0016] Selon une seconde variante de réalisation, le drain comporte avantageusement au moins deux chambres superposées, les chambres étant séparées par au moins une cloison intermédiaire agencée pour permettre le passage du liquide présent dans le drain dans au moins la chambre supérieure, la cloison supérieure de chaque chambre comportant au moins deux passages pour recevoir au moins un détecteur de niveau et un tuyau d'arrivée d'air comprimé, et la cloison inférieure de chaque comportant au moins un passage pour recevoir un tuyau d'évacuation du liquide.

[0017] Le dispositif peut comprendre une série de drains tels que définis ci-dessus, chaque drain ayant sa propre commande d'électrovanne et sa propre électrovanne, l'ensemble des électrovannes étant alimenté par une seule réserve d'air comprimé alimentée par un compresseur.

[0018] La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de trois exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

• la figure 1 représente schématiquement une coupe du dispositif selon l'invention mis en place au sein d'un puits de forage,
• la figure 2 représente une coupe d'une première variante de réalisation du dispositif de la figure 1, et
• la figure 3 représente une coupe d'une deuxième variante de réalisation du dispositif de la figure 1.

[0019] En référence aux figures, le dispositif de drainage 20, 20a, 20b selon l'invention comprend un drain 1, 1a, 1b positionné dans un puits de forage. Ce drain 1, 1a, 1b pourrait bien entendu être lancé, c'est-à-dire enfoncé par injection de liquide ou mis en place par tout autre procédé connu. Le drain 1, 1a, 1b est mis en place verticalement mais peut aussi être incliné.

[0020] En référence plus particulièrement à la figure 1, une canalisation de protection 15 dans laquelle débouche le drain 1, 1a, 1b est creusée sensiblement perpendiculairement à ce drain 1, 1a, 1b. Elle comporte des regards de visite 2 permettant un accès au drain 1, la, 1b. Il est bien sûr possible de prévoir que le drain 1, 1a, 1b débouche directement au niveau du sol, son extrémité supérieure étant maintenue par un collier par exemple.

[0021] Le drain 1, 1a, 1b comporte du côté de son extrémité inférieure au moins une chambre 3, 3a, 3b, 3c constituant un volume fermé. Cette chambre 3, 3a, 3b, 3c est obturée en sa partie inférieure par une cloison inférieure 17, 17a, 17b, 17c comportant au moins un clapet 4, 4a, 4b, 4c et en sa partie supérieure par une cloison supérieure 16, 16a, 16b, 16c. La chambre 3, 3a, 3b, 3c est positionnée en profondeur à l'intérieur du drain 1, 1a, 1b de sorte que sa cloison inférieure 17, 17a, 17b, 17c soit à proximité de l'extrémité inférieure du drain 1, 1a, 1b au contact du liquide à pomper et que la cloison supérieure 16, 16a, 16b, 16c soit elle-même disposée en profondeur et suffisamment éloignée du sol en fonction de la profondeur du forage.

[0022] Le clapet 4, 4a, 4b, 4c est agencé pour s'ouvrir et laisser entrer dans la chambre 3, 3a, 3b, 3c le liquide à pomper lorsque la chambre 3, 3a, 3b, 3c est en dépression par rapport à l'extérieur et se fermer quand la chambre 3, 3a, 3b, 3c est en surpression. Tout autre système assurant les mêmes fonctions peut bien entendu être utilisé.

[0023] Dans l'exemple de réalisation représenté par la figure 1, la chambre 3 est intégrée au drain 1. Dans ce cas, la paroi du drain 1 sur la hauteur de la chambre 3 est pleine et non crépinée pour constituer un volume clos. Dans d'autres variantes, la chambre 3 peut être dissociée du drain et portée par un support, le drain pouvant alors présenter une partie crépinée.

[0024] La cloison supérieure 16 de la chambre 3 comporte trois passages pour recevoir un détecteur de niveau 5 du liquide à évacuer, un tuyau 6 d'arrivée d'air comprimé dont l'extrémité inférieure aboutit dans la zone supérieure de la chambre 3 et un tuyau d'évacuation 7 du liquide refoulé hors de la chambre 3 dont l'extrémité inférieure aboutit dans la zone inférieure de la chambre 3.

[0025] Le détecteur de niveau 5 du liquide à évacuer est constitué par un câble électrique comportant trois fils conducteurs, chaque fil étant arrêté à des profondeurs différentes et dont l'extrémité est dénudée et terminée par un contact. Ainsi, un fil est arrêté au voisinage de la partie inférieure de la chambre 3, au-dessous du tuyau d'évacuation 7 définissant un premier contact A. Un autre fil est arrêté à un niveau légèrement supérieur (environ 10 cm) à l'extrémité du tuyau d'évacuation 7 définissant un contact B et le dernier fil est arrêté en partie supérieure de la chambre 3 définissant un troisième contact C.

[0026] Ainsi, les contacts A, B, C sont destinés à détecter le niveau de liquide dans la chambre 3 respectivement légèrement au-dessus de l'arrivée du tuyau d'évacuation 7 du liquide et au niveau du tuyau 6 d'arrivée d'air comprimé. S'agissant de contacts électriques, les contacts A et B doivent être immergés dans le liquide contenu dans la chambre 3 pour déclencher l'évacuation du liquide et les contacts A et C doivent être immergés dans le liquide pour déclencher l'arrêt de cette évacuation.

[0027] Le détecteur de niveau 5 est relié à une commande d'électrovanne 9 alimentée électriquement et activant une électrovanne trois voies 10. Le tuyau 6 d'arrivée d'air comprimé passe dans la canalisation de protection 15 et son autre extrémité est reliée à l'électrovanne trois voies 10, elle-même reliée, au moyen d'une vanne 11 à une réserve 12 d'air comprimé alimentée par un compresseur 13. La réserve 12 est régulée entre une pression mini et une pression maxi.

[0028] L'électrovanne 10 est agencée pour injecter de l'air comprimé dans la chambre 3 par le tuyau 6 d'arrivée d'air comprimé lorsque le niveau de liquide dans ladite chambre 3 atteint le contact C au voisinage de l'extrémité du tuyau 6 d'arrivée d'air comprimé, pour arrêter l'injection d'air comprimé lorsque le niveau de liquide repasse au-dessous du deuxième contact B et pour remettre la chambre 3 à la pression atmosphérique.

[0029] Le tuyau d'évacuation 7 comporte au moins un clapet anti-retour 8 choisi pour supporter le poids de la colonne de liquide évacuée. Le tuyau d'évacuation 7 passe dans la canalisation de protection 15 et se dirige vers un exutoire 14 situé à une cote et à une distance indifférentes. I1 peut toutefois être intéressant d'utiliser le tuyau d'évacuation 7 comme cane de siphonnage si la dénivelée de l'exutoire 14 le permet. Pour cela, il sera conduit dans une zone en dénivelée inférieure par rapport au point haut du siphon. Son extrémité peut alors être traitée soit en la relevant vers le haut, soit en l'immergeant dans un réservoir rempli de liquide, l'ensemble permettant alors de travailler suivant un principe de siphonnage.

[0030] Le dispositif selon l'invention constitue un drain électropneumatique qui fonctionne de la manière suivante : lorsque la colonne de liquide au sein du forage atteint une certaine hauteur, la chambre 3 est alors en dépression par rapport à la pression exercée par le liquide. De ce fait, le clapet 4 s'ouvre, le liquide de forage pouvant alors pénétrer dans la chambre 3 par la seule pression hydrostatique de la colonne de liquide. Parallèlement, la chambre 3 est mise à la pression atmosphérique par l'intermédiaire du tuyau 6 et de félectrovanne 10 dont la voie à l'air libre est ouverte. Ce dispositif permet ainsi de ne pas maintenir la chambre 3 sous pression ou en dépression. Le système de régulation en est donc simplifié, plus économique et plus fiable, même avec des liquides souillés d'impuretés. Le passage du liquide devant le contact B ouvre le circuit de l'électrovanne 10. Lorsque la chambre 3 est pleine de liquide, le contact C ouvre l'électrovanne 10 de telle sorte à injecter de l'air comprimé par le biais du tuyau 6. La chambre 3 est alors en surpression par rapport à l'extérieur et le clapet 4 se ferme.

[0031] L'air comprimé refoule le liquide hors de la chambre 3 par le biais du tuyau d'évacuation 7 aboutissant à la vidange de ladite chambre 3, jusqu'à ce que le liquide repasse devant le contact B, induisant alors la fermeture de l'électrovanne 10 et la remise de la chambre 3 à la pression atmosphérique.

[0032] Le contact électrique généré par le liquide entre les contacts C et A ouvre donc l'électrovanne 10. En revanche, l'absence de contact électrique entre les contacts B et A ferme ladite électrovanne, si celle-ci est ouverte.

[0033] Le liquide contenu dans le tuyau d'évacuation 7 ne peut pas redescendre dans la chambre 3 du fait du ou des clapets anti-retour 8.

[0034] Si le tuyau d'évacuation 7 est utilisé comme cane de siphonnage, ledit tuyau d'évacuation 7 est alors amorcé, le volume évacué de la chambre 3 étant calibré pour être supérieur au volume nécessaire pour que le tuyau d'évacuation 7 s'amorce. Le siphon débite alors jusqu'à son désamorçage éventuel.

[0035] L'opération peut ainsi être renouvelée de manière périodique un grand nombre de fois pour aboutir à la vidange du forage.

[0036] Dans la première variante de réalisation représentée par la figure 2, la chambre 3a est dissociée du drain la et est portée par un support (non représenté). Le drain la comporte alors une partie crépinée sur toute ou partie de sa hauteur.

[0037] Comme dans l'exemple précédent, la cloison supérieure 16a de la chambre 3a comporte trois passages pour recevoir un détecteur de niveau 5a du liquide à évacuer, un tuyau 6a d'arrivée d'air comprimé et un tuyau d'évacuation 7a du liquide refoulé hors de la chambre 3a.

[0038] Le détecteur de niveau 5a du liquide à évacuer est similaire à celui décrit précédemment et définit les contacts Aa, Ba et Ca destinés à détecter le niveau de liquide dans la chambre 3a respectivement légèrement au-dessus de l'arrivée du tuyau d'évacuation 7a du liquide et au niveau du tuyau 6a d'arrivée d'air comprimé.

[0039] Ce drain 1a comporte en plus un tube de pompage 19 en forme de U extérieur à la chambre 3a et pourvu d'une branche courte 23 raccordée à la cloison inférieure 17a en regard du clapet 4a et d'une branche longue 24 sensiblement verticale et orientée de sorte que l'orifice 21 de son extrémité libre 22 se situe sensiblement au niveau le plus haut de la chambre 3a.

[0040] Ce tube de pompage 19 comporte des moyens de variation de longueur 25 permettant de faire varier par exemple la longueur de la branche longue 24 et plus particulièrement la hauteur de son orifice 21. Le tube de pompage 19 est par exemple constitué de deux portions de tubes 26, 27, une première portion de tube 26 raccordée à la cloison inférieure 17a et formant la branche courte 23 et le bas de la branche longue 24 et une deuxième portion de tube 27 disposée dans le prolongement de la première portion de tube 26 formant le haut de la branche longue 24. Ces portions de tube 26, 27 ont des dimensions leur permettant de s'emboîter l'une dans l'autre par coulissement dans une zone d'emboîtement 28 variable de sorte que la deuxième portion de tube 27 soit mobile en translation sensiblement verticale par rapport à la première portion de tube 26. Les première et deuxième portions de tube 26, 27 forment ainsi les moyens de variation de longueur 25 du tube de pompage 19.

[0041] La zone d'emboîtement 28 peut comporter des moyens d'étanchéité 29, par exemple des joints coulissants ou tout autre moyen équivalent, empêchant tout liquide ou corps solide de pénétrer dans le tube de pompage 19 par cette zone d'emboîtement 28 et en particulier lors des mouvements relatifs de la deuxième portion de tube 27 par rapport à la première 26.

[0042] L'extrémité libre 22 du tube de pompage 19 comporte des moyens de flottaison 30, par exemple un flotteur, lui permettant de flotter à la surface de la nappe phréatique, le tube de pompage 19 s'allongeant ou se raccourcissant selon la hauteur des moyens de flottaison 30. Les moyens de variation de longueur 25 et les moyens de flottaison 30 coopèrent ainsi pour que l'orifice 21 se situe en permanence au-dessus du niveau de la nappe phréatique. De cette manière, les hydrocarbures, ou toute autre substance plus légère que l'eau et formant une couche en surface de la nappe phréatique, peuvent pénétrer librement par l'orifice 21 dans le tube de pompage 19.

[0043] L'extrémité libre 22 du tube de pompage 19 peut comporter un filtre (non représenté) couvrant l'orifice 21 et empêchant l'entrée de tout type d'agglomérats dans le tube de pompage 19. Ce filtre peut par exemple avoir une forme demi-sphérique dont la partie bombée est orientée vers le haut et perforée d'orifices dont la dimension est ajustée pour permettre le passage des hydrocarbures et empêcher le passage des saletés ou des agglomérats pouvant perturber le bon fonctionnement du dispositif de drainage 20a.

[0044] Le fonctionnement de ce drain 1a est similaire au précédent. La chambre 3a est mise à la pression atmosphérique. La pression de la colonne d'hydrocarbures se formant dans le tube de pompage 19 ouvre le clapet 4a laissant les hydrocarbures pénétrer dans la chambre 3a par simple gravité. Le passage des hydrocarbures devant le contact Ba ouvre le circuit de l'électrovanne (non représentée sur cette figure). Lorsque la chambre 3a est pleine d'hydrocarbures, le contact Ca ouvre l'électrovanne de telle sorte à injecter de l'air comprimé par le biais du tuyau 6a. La chambre 3a est alors en surpression par rapport au tube de pompage 19 et le clapet 4a se ferme.

[0045] L'air comprimé refoule les hydrocarbures hors de la chambre 3a par le biais du tuyau d'évacuation 7a aboutissant à la vidange de ladite chambre 3a, jusqu'à ce que ces hydrocarbures repassent devant le contact Ba, induisant alors la fermeture de l'électrovanne et la remise de la chambre 3a à la pression atmosphérique.

[0046] Le drain 1a décrit dans cette variante de réalisation permet de manière générale de pomper tous les liquides plus légers que l'eau.

[0047] Dans une seconde variante de réalisation représentée par la figure 3, le drain 1b comporte plusieurs chambres superposées et par exemple deux : une chambre supérieure 3c superposée à une chambre inférieure 3b. Les chambres 3b et 3c peuvent être ou non dissociées du drain 1b. Dans le cas représenté, les chambres inférieure 3b et supérieure 3c sont dissociées du drain 1b et sont portées par un support (non représenté), le drain 1b présentant une partie crépinée sur toute ou partie de sa hauteur. Dans le cas où les chambres inférieure 3b et supérieure 3c ne sont pas dissociées, la paroi du drain 1b est pleine et non crépinée sur la hauteur de chaque chambre 3b, 3c et comporte une zone intermédiaire (non représentée) crépinée située entre les chambres 3b et 3c ainsi qu'une zone complémentaire (non représentée) crépinée sous la chambre inférieure 3b pour laisser passer le liquide dans lesdites chambres 3b et 3c.

[0048] Les chambres inférieure 3b et supérieure 3c sont séparées par une cloison intermédiaire 18 disposée entre la cloison supérieure 16b de la chambre inférieure 3b et la cloison inférieure 17c de la chambre supérieure 3c. Cette cloison intermédiaire 18 comporte des orifices permettant le passage du liquide présent dans le drain 1b ou dans le sol, vers l'intérieur de la chambre supérieure 3c par l'intermédiaire du clapet 4c. Une cloison complémentaire 18' comportant également des orifices laissant passer le liquide peut également être disposée sous la chambre inférieure 3b. Les orifices des cloisons intermédiaire 18 et complémentaire 18' sont prévus pour servir de filtre et ne laisser passer que le liquide et les fines particules. Les agglomérats par exemple de terre ne peuvent pénétrer dans les chambres inférieure 3b et supérieure 3c et ne peuvent ainsi perturber le fonctionnement du dispositif de drainage 1b.

[0049] Les cloisons supérieures 16b, 16c des chambres 3b et 3c comportent chacune deux passages pour recevoir au moins un détecteur de niveau 5b, 5c et un tuyau 6b, 6c d'arrivée d'air comprimé. Les cloisons inférieures 17b, 17c comportent chacune au moins un clapet 4b, 4c et un passage pour recevoir un tuyau d'évacuation 7b, 7c du liquide des chambres 3b et 3c. Les passages réalisés dans les cloisons inférieures 17b, 17c et supérieures 16b, 16c débouchent latéralement pour ne pas gêner la superposition des chambres 3b et 3c.

[0050] Les détecteurs de niveau 5b, 5c du liquide à évacuer sont similaires à celui des drains 1, la et définissent respectivement les contacts Ab, Bb, Cb et Ac, Bc, Cc destinés à détecter le niveau de liquide dans les chambres inférieure 3b et supérieure 3c respectivement légèrement au-dessus de l'arrivée des tuyaux d'évacuation 7b, 7c du liquide et au niveau des tuyaux 6b, 6c d'arrivée d'air comprimé.

[0051] Le fonctionnement de chacune des chambres 3b et 3c est identique à celui des chambres 3, 3a.

[0052] Cette variante de réalisation permet de combiner avantageusement plusieurs chambres 3a, 3b afin d'obtenir un débit maximal du drain 1b proportionnel au nombre de chambres tout en ne sollicitant chacune des chambres individuellement seulement lorsque chacune d'elles doit être vidée. Le nombre de ces chambres peut bien entendu être supérieur à deux.

[0053] Le dispositif de drainage 20, 20a, 20b électropneumatique selon l'invention permet de pomper des liquides à grande profondeur, en jouant sur 1a pression de l'air comprimé, des débits quasi nuls jusqu'à des débits par exemple multiples de 1,5 m³/h en fonction du nombre de chambres superposées, tout en ne nécessitant que des forages de diamètres faibles, ce qui est particulièrement avantageux pour des forages de grande profondeur.

[0054] D'autre part, selon l'invention, l'injection d'air comprimé se fait seulement lorsque la ou les chambres 3, 3a, 3b, 3c sont pleines et doivent être vidées pour évacuer le liquide présent dans le drain 1, 1a, 1b. Quand le drain 1, 1a, 1b, sur la hauteur du refoulement, est vide, il peut rester vide, sans besoin d'air comprimé. Cela permet une grande économie d'air comprimé. De plus, il est possible d'optimiser la consommation d'air comprimé en déterminant précisément le besoin en air comprimé juste nécessaire en fonction du volume de liquide à évacuer.

[0055] Enfin, la mise à la pression atmosphérique de la zone supérieure de la chambre 3, 3a, 3b, 3c après le refoulement du liquide hors de la chambre permet une nouvelle rentrée de liquide dans la chambre 3, 3a, 3b, 3c par le clapet 4, 4a, 4b, 4c uniquement par le poids du liquide à l'extérieur du drain 1, 1a, 1b. Cela évite l'utilisation d'air en dépression, d'où une économie importante au niveau de l'équipement du forage.

[0056] La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. Notamment, il est possible de travailler avec plusieurs drains en série, chaque drain ayant sa propre commande d'électrovanne et sa propre électrovanne, l'électrovanne étant alimentée par une seule réserve d'air comprimé alimentée par un compresseur.

Revendications

1. Dispositif (20, 20a, 20b) pour drainer un sol en profondeur au moyen d'au moins un drain (1, la, 1b), ledit drain (1, 1a, 1b) comprenant au moins une chambre (3, 3a, 3b, 3c) obturée en sa partie inférieure par une cloison inférieure (17, 17a, 17b, 17c) comportant au moins un clapet (4, 4a, 4b, 4c) agencé pour s'ouvrir lorsque 1a chambre (3, 3a, 3b, 3c) est en dépression et se fermer lorsque ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c) est en surpression par rapport à l'extérieur, la chambre (3, 3a, 3b, 3c) comportant au moins un détecteur de niveau (5, 5a, 5b, 5c) du liquide à évacuer par ledit drain (1, 1a, 1b) au sein de ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c), au moins un tuyau (6, 6a, 6b, 6c) d'arrivé d'air comprimé connecté à une réserve d'air comprimé (12) et au moins un tuyau d'évacuation (7, 7a, 7b, 7c) du liquide refoulé hors de ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c) par l'air comprimé et aboutissant en zone inférieure de ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c), caractérisé en ce que ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c) est obturée en sa partie supérieure par une cloison supérieure (16, 16a, 16b, 16c) disposée en profondeur dans ledit drain (1, 1a, 1b), ladite cloison supérieure (16, 16a, 16b, 16c) comportant au moins deux passages pour recevoir au moins ledit détecteur de niveau (5, 5a, 5b, 5c) et ledit tuyau (6, 6a, 6b, 6c) d'arrivée d'air comprimé, ledit tuyau (6, 6a, 6b, 6c) d'arrivée d'air comprimé aboutissant dans la zone supérieure de ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c), et en ce que ledit détecteur de niveau (5, 5a, 5b, 5c) est constitué par un câble électrique comportant trois conducteurs terminés chacun par un contact et aboutissant à des niveaux différents, respectivement un premier contact (A, Aa, Ab, Ac) au voisinage de la partie inférieure de ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c) au-dessous dudit tuyau d'évacuation (7, 7a, 7b, 7c) du liquide, un deuxième contact (B, Ba, Bb, Bc) légèrement au-dessus dudit tuyau d'évacuation (7, 7a, 7b, 7c) du liquide puis un troisième contact (C, Ca, Cb, Cc) au voisinage de l'extrémité dudit tuyau (6, 6a, 6b, 6c) d'arrivée d'air comprimé.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit détecteur de niveau (5, Sa, 5b, 5c) est relié à une commande d'électrovanne (9) alimentée électriquement et elle-même reliée à une électrovanne (10) trois voies agencée pour injecter de l'air comprimé lorsque le niveau de liquide dans ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c) atteint ledit troisième contact (C, Ca, Cb, Cc) et pour arrêter l'injection d'air comprimé lorsque le niveau de liquide repasse au-dessous dudit deuxième contact (B, Ba, Bb, Bc).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite électrovanne (10) est reliée à une réserve d'air comprimé (12) alimentée par un compresseur (13).

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tuyau d'évacuation (7, 7a, 7b, 7c) du liquide comprend au moins un clapet anti-retour (8) du côté de son extrémité aboutissant dans ladite chambre (3, 3a, 3b, 3c).

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (7, 7a, 7b, 7c) du liquide est dirigé dans une zone de dénivelée inférieure à son niveau de sortie dudit drain (1, la, 1b) pour constituer une cane de siphonnage.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit drain (1a) comporte un tube de pompage (19) en forme de U extérieur à ladite chambre (3a) et comportant une branche courte (23) raccordée à ladite cloison inférieure (17a) en regard dudit clapet (4a) et une branche longue (24) orientée de manière que l'orifice (21) de son extrémité libre (22) se situe au moins au niveau le plus haut de ladite chambre (3a).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit tube de pompage (19) comporte des moyens de variation de longueur (25) et des moyens de flottaison (30) de ladite extrémité libre (22) à la surface du liquide présent dans ledit drain (1a), lesdits moyens de variation de longueur (25) et de flottaison (30) étant agencés pour coopérer de manière à maintenir ledit orifice (21) au-dessus de la surface dudit liquide présent dans ledit drain (1a).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit tube de pompage (19) est constitué d'au moins deux portions de tubes (26, 27) agencées pour s'emboîter au moins partiellement l'une dans l'autre dans une zone d'emboîtement (28) et pour qu'au moins l'une desdites portions de tubes (26, 27) soit mobile en translation par rapport à l'autre (27, 26), lesdites portions de tubes (26, 27) emboîtées et mobiles formant lesdits moyens de variation de longueur (25).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites portions de tubes (26, 27) comportent des moyens d'étanchéité (29) agencés pour assurer l'étanchéité de ladite zone d'emboîtement (28).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que ladite extrémité libre (22) comporte au moins un filtre couvrant ledit orifice (21), ledit filtre étant agencé pour ne permettre que l'entrée de liquide dans ledit tube de pompage (19).

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit drain (1b) comporte au moins deux chambres (3b, 3c) superposées, lesdites chambres (3b, 3c) étant séparées par au moins une cloison intermédiaire (18) agencée pour permettre le passage du liquide présent dans ledit drain (1b) dans au moins ladite chambre supérieure (3c), en ce que la cloison supérieure (16b, 16c) de chaque chambre comporte au moins deux passages pour recevoir au moins un détecteur de niveau (5b, 5c) et un tuyau (6b, 6c) d'arrivée d'air comprimé, et en ce que la cloison inférieure (17b, 17c) de chaque chambre comporte au moins un passage pour recevoir un tuyau d'évacuation (7b, 7c) du liquide.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une série de drains (1, 1a, 1b), chaque drain (1, 1a, 1b) ayant sa propre commande d'électrovanne (9) et sa propre électrovanne (10), l'ensemble des électrovannes (10) étant alimenté par une seule réserve d'air comprimé (12) alimentée par un compresseur (13).

Dessins