EP4481138A1 - Assembly comprising a basin and allowing water storage - Google Patents
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- EP4481138A1 EP4481138A1 EP24183519.8A EP24183519A EP4481138A1 EP 4481138 A1 EP4481138 A1 EP 4481138A1 EP 24183519 A EP24183519 A EP 24183519A EP 4481138 A1 EP4481138 A1 EP 4481138A1
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- E03B2001/047—Greywater supply systems using rainwater
Definitions
- the present invention relates to the field of construction, more precisely the field of construction of basins, for example swimming pool basins. It is of particular interest in the sector of bioclimatic construction.
- An objective of the present invention is therefore to propose a solution making it possible to reduce the disadvantage of existing solutions, in particular their cost.
- embankment supports the basin and/or the land adjoining the embankment area, thus addressing the problem of mechanically maintaining the basin in its environment.
- embankment area plays a role in water retention and therefore addresses the problem of desaturation of public networks.
- the water stored in the embankment area can possibly be taken and used for various consumption items (watering, washing vehicles, flushing toilets, washing floors, washing clothes, etc.), possibly after decantation, filtration or even sterilization.
- the consumption of water from the public network of a home can thus be divided by 2 to 4, depending on the dimensions of the retention area, the regions and the uses.
- the stored water can also be discharged into a public rainwater drainage network, or directly into the surrounding land. Thanks to the invention, this discharge can be done at a controlled flow rate preventing any saturation of the network.
- control device makes it possible to control the moment when this water is evacuated and advantageously the flow rate with which it is evacuated.
- the water stored in the retention zone greatly improves the mechanical support of the basin and/or the ground. Indeed, its weight is added to that of the embankment, thus allowing the embankment zone to apply a reaction force on the walls of the basin and/or the ground greater than this same force if the retention zone did not contain water.
- This assembly can be produced independently of the assembly allowing water storage, and in particular without the assembly comprising at least one fluid outlet, a control device configured to selectively control an extraction of rainwater contained in the water retention zone by the fluid outlet, and water distribution equipment in communication with the fluid outlet, and without the assembly being configured such that the water distribution equipment can be supplied by the rainwater extracted by the fluid outlet, the water distribution equipment being taken from a tap, household appliance, automatic garden watering.
- the embankment area plays a role in water retention and therefore addresses the problem of desaturation of public networks.
- the water stored in the embankment area can possibly be taken and used for various consumption items (watering, washing vehicles, supplying toilets, washing floors, washing clothes, etc.).
- the consumption of water from the public network of a home can thus be divided by 2 to 4, depending on the dimensions of the retention area, the regions and the uses.
- the rainwater stored in the retention zone and the air in the embankment zone, above this water, can both be used for heat exchange with an external environment.
- the embankment is in fact cooled in summer and heated in winter by the land adjoining the embankment zone.
- the embankment then transmits its heat or coolness, depending on the season, to the water and air with which it is in contact.
- the embankment zone thus has a very effective heat storage function, particularly when the material constituting the embankment has a high thermal inertia.
- the energy consumption of a home can be divided by 2 to 6 thanks to this, depending on the region in particular.
- the thermal insulation layer associated with the embankment area reduces heat transfer between the water contained in the basin and the embankment. Indeed, the thermal inertia of the water in the basin is much lower than that of the ground and therefore of the embankment in the embankment area.
- the invention thus proposes a solution that addresses the three issues raised in the introduction and greatly improves the environmental impact of a habitat. It also allows significant savings, both during the construction and operation of a basin.
- the invention makes it possible to simultaneously meet the following three needs: ground maintenance, water storage and thermal storage.
- This solution makes it possible to meet these three needs for a total cost significantly lower than the sum of the costs of the solutions currently used to meet each of these needs.
- Another object of the invention relates to a habitat comprising the assembly described above and a heat exchange system, for example a radiator or a fan coil.
- the assembly is configured so that the rainwater collected by at least the first part of the water retention zone comes from the basin, in part or only, by overflowing from the basin.
- the assembly is configured so that the rainwater collected by at least the first part of the water retention zone comes from the basin, in part or only, by overflowing while being conveyed from the basin.
- the assembly is configured so that the rainwater collected by at least the first portion of the water retention zone comes from the basin by overflowing from the basin and/or by being conveyed from the basin.
- the assembly further comprises a settling tank, and the fluid outlet communicates with said settling tank.
- the assembly further comprises water distribution equipment in communication with the fluid outlet.
- the assembly is configured such that the water distribution equipment can be supplied by rainwater extracted through the fluid outlet.
- the water distribution equipment is taken from a faucet, household appliances, automatic garden watering.
- the assembly further includes a pump for extracting water from the retention area through the fluid outlet and delivering it to the water distribution equipment.
- the assembly further includes a fluid drain configured to deliver rainwater from the retention area to the fluid outlet.
- the fluid drain is placed at the bottom of the retention zone.
- the assembly further comprises a device for controlling the discharge of water contained in the basin towards the water retention zone.
- the water discharge control device is configured to control the discharge of water contained in the basin to the water retention zone according to at least one of the following parameters: a water level in the basin, a water level in the water retention zone, the season, data relating to the weather for the coming days, rainfall forecasts, activation by a user of a command to fill the water retention zone, a set temperature of the water in the basin.
- the portion of the drain located in the backfill area is configured to circulate the heat transfer fluid in a sealed manner relative to the backfill area.
- the portion of the drain located in the backfill area is made of a material allowing heat exchange between water contained in the water retention area and the heat transfer fluid.
- the heat transfer fluid is water contained in the water retention zone and the drain is configured to allow evacuation of said water contained in the water retention zone towards the external environment.
- a portion of the backfill area is configured not to accommodate water, the heat transfer fluid is air contained in said portion of the backfill area and the at least one drain allows said air to be evacuated to the external environment.
- the heat transfer fluid forms the primary fluid of a heat pump system, a Canadian well or a hydraulic underfloor heating system.
- the set also includes a heat pump, a Canadian well or underfloor heating.
- the thermal insulation layer has a thermal conductivity of less than 0.035 Wm -1 .K -1 .
- the external environment is a habitat.
- the optional features below can be implemented both in combination with the assembly allowing thermal extraction and the assembly allowing water storage.
- the water retention zone extends over at least 60% of the height of the backfill zone, preferably at least 80%, preferably 100%.
- the water retention zone extends over the entire height of the backfill area.
- the basin has a volume V b and the water retention zone has a volume V retention , with V retention /V b ⁇ 3.
- the backfill has a specific heat capacity less than or equal to 860 J.kg -1 .K -1 and/or a thermal conductivity less than 2 Wm -1 .K -1 .
- This allows the backfill to maintain a temperature close to that of the ground 5 adjoining it while cooling or heating the water or air in contact with it. The backfill can thus cool or heat a large quantity of water or air.
- the backfill contains crushed stone, the crushed stone having a grain size greater than 4 cm. In one example, the backfill contains crushed stone, the crushed stone having a grain size between 2 and 4 cm (crushed stone type 20/40, 20 corresponding to the width in millimeters of the smallest aggregates and 40 to the width in millimeters of the largest crushed stone).
- the crushed material has a grain size of less than 10 cm.
- the backfill is made from a material derived from asbestos recycling, such as Cofalit ® .
- Cofalit ® is a material derived from asbestos recycling and is completely neutral for the environment. By using this material, we therefore convert waste, asbestos, into a resource.
- Cofalit ® also has a very high thermal inertia, which is advantageous in the context of the invention. Its thermal storage capacity is very high: one m 3 of Cofalit ® can store 2.8 MJ when its temperature increases by 1°C. Finally, Cofalit ® is inexpensive (around 8 to 10 euros per tonne).
- the membrane is based on ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber.
- EPDM ethylene-propylene-diene monomer
- the backfill area comprises gabions, with the backfill being arranged in the gabions.
- the assembly comprises a plurality of drains, at least two of the plurality of drains preferably being arranged in parallel.
- the assembly preferably comprises at least three drains.
- all of the drains are arranged in parallel, for example at different heights of the backfill area.
- the backfill area forms a perimeter around the basin, said perimeter extending over a length L zr taken in projection in a horizontal plane, and the drain extends, in the backfill area, over a length L d , taken in projection in the horizontal plane, such that L d ⁇ 0.5 * L zr , preferably L d ⁇ 0.7 * L zr , preferably L d ⁇ 0.8 * L zr and preferably L d ⁇ 0.95 * L zr .
- This basin 2 is typically the basin of a swimming pool.
- the "basin” is most often referred to as the shell itself.
- the basin In the case of a concrete pool, the basin is generally composed of concrete blocks or shotcrete giving the pool its shape.
- the basin can also include or be formed from a fiber, resin or metal shell.
- Basin 2 can also be an ornamental basin or a leisure basin. For example, it can be a planted basin. It is preferably an ecological basin.
- the basin 2 typically has a plurality of sides, for example four sides in the case of a basin having a rectangular shape in projection in the plane of the land 5.
- Basin 2 is located in a cavity 4 of a plot of land 5, for example plot 5 of a garden.
- the basin 2 is at least partially buried in the cavity 4.
- the basin 2 is “partially buried” in the cavity 4, it is meant that a portion of the basin 2 may protrude relative to the terrain 5.
- the basin 2 may not be buried in the cavity 4 over its entire height.
- the basin 2 is buried in the cavity 4 over at least 80% of its average height.
- the average height of the basin 2 is defined as the average over the ground surface of the basin 2 in the plane of the terrain 5 of the local heights of the basin 2.
- the pool 2 may not be buried in the cavity 4 on all its sides.
- One or more of its sides may not be bordered by the land 5 or may only be bordered on part of its height by the land 5. This is particularly the case in the case of an infinity pool or a partially glazed pool.
- the assembly 1 further comprises a backfill zone 3 also located at least partially in the cavity 4.
- the backfill zone 3 is entirely buried in the cavity 4.
- the backfill zone 3 is more precisely located at least between a wall 21 of the basin 2 and a wall 41 of the cavity 4.
- the backfill zone 3 extends between several walls of the basin 2 on the one hand and several walls of the cavity 4 on the other hand.
- the backfill zone 3 borders more than one side of the basin 2.
- the backfill zone 3 borders the entire periphery of the basin 2.
- the backfill zone 3 is preferably positioned so as not to obstruct these glazed sides.
- Backfill zone 3 includes backfill 30.
- Backfill 30 is typically a set of aggregates of a mineral material, commonly referred to as “crushed”.
- the backfill 30 is advantageously placed in boxes or gabions, preferably gabions made of braided iron wire. As will be seen later, these gabions may come into contact with water. Gabions made of a stainless or inert material will therefore be preferred. Generally speaking, the backfill 30 can be placed in cages made of non-putrescible woven or molded materials.
- gabions or cages give the backfill zone 3 a better hold, and in particular make it possible to maintain the backfill 30 in a desired volume.
- the gabions make it possible to prevent the backfill 30 from sagging over time and make it possible to reinforce its vertical stability. They thus make it possible to ensure that the backfill zone 3 maintains the same height and the same width over time.
- the backfill zone 3 makes it possible to ensure the mechanical maintenance of the pool 2 within the terrain 5. More specifically, the backfill 30 makes it possible to ensure the mechanical maintenance of the walls of the pool 2 and/or of the cavity 4 that it borders. Concerning the mechanical maintenance of the pool 2, this is particularly useful when the wall(s) bordered by the backfill zone 3 correspond to at least part of the shell of the shell pool. Concerning the maintenance of the walls of the cavity 4, it is understood that the mechanical maintenance is effective over at least part of the terrain 5, this part extending from the wall(s) of the cavity 4 bordered by the backfill zone 3.
- the backfill area 3 also comprises a waterproof membrane 31 at least partially surrounding the backfill 30.
- the waterproof membrane 31 surrounds the backfill 30 over its entire height taken vertically.
- the waterproof membrane 31 envelops the backfill 30 over at least 60% and preferably over at least 80% of the height of the cavity 4 taken vertically.
- This waterproof membrane 31 is impermeable to fluids, in particular to water, and thus defines a water retention area 32.
- This water retention area 32 makes it possible to collect rainwater coming in particular from runoff on the ground 5 and/or from an overflow from the basin 2. Indeed, the rainwater falling into the basin 2 can finish filling the basin 2 and end up overflowing from the latter.
- an overflow management system 22 configured to convey the excess water from the basin 2 to the backfill zone 3, or even directly to the water retention zone 32.
- the waterproof membrane 31 does not completely cover the upper face of the backfill zone 3. It may be provided that the waterproof membrane has an opening. This opening may be left free. It may also be provided that it is provided with a filter, for example a filtering textile, for example a geotextile or a non-putrescible and/or stainless steel grid, in order to filter the water flowing into the retention zone.
- a filter for example a filtering textile, for example a geotextile or a non-putrescible and/or stainless steel grid, in order to filter the water flowing into the retention zone.
- the waterproof membrane 31 prevents water from flowing outside the backfill zone 3, particularly into the ground 5. By collecting the runoff rainwater in this way, the flow of water is delayed, which helps to relieve congestion in the public drainage networks and therefore limit flooding.
- the water collected in the water retention zone 32 can also have several uses. On the one hand, this water can be used for the needs of a home, and for different functions: watering, washing vehicles, supplying toilets, washing floors, washing clothes, etc.
- the temperature of this water is uniform with that of the backfill 30.
- the backfill 30 itself has a temperature substantially equal to that of the portion of the land 5 located at the same depth and of the portion of land 5 below.
- the water contained in the retention zone 32 can therefore serve as a thermal storage zone.
- the thermal collection systems from the water stored in the retention zone will be detailed further below.
- the capacity of the basin 2 is typically greater than that of the retention zone 32.
- the water 20 contained in the basin 2 is typically colder than the portions of land 5 heating the water contained in the retention zone 32.
- the water 20 contained in the basin 2 is typically warmer than the portions of land 5 cooling the water contained in the retention zone 32.
- the water contained in the basin 2 could therefore, undesirably, cool the water contained in the retention zone 32 in winter and, in summer, heat it.
- thermal insulation layer 6 is advantageously provided between the wall(s) of the basin 2 that the backfill zone 3 adjoins and the backfill 30.
- the thermal insulation layer 6 may be a membrane, for example a flexible one, or alternatively be formed of one or more rigid panels or sheets.
- This thermal insulation layer 6 forms a thermal barrier between the water contained in the basin 2 and the backfill 3.
- thermal barrier it is meant that the thermal insulation layer 6 makes it possible at least to reduce the heat transfers between the water contained in the basin 2 and the backfill 3.
- the thermal insulation layer 6 has a thermal conductivity of less than 0.035 Wm -1 .K -1 .
- thermal insulation layer 6 is particularly advantageous for implementing the invention, it is however possible to do without it.
- the thermal insulation layer 6 which is advantageously present between the embankment 30 and the basin is not present between the embankment 30 and the ground 5.
- the thermal insulation layer 6 does not continue on the vertical wall between the embankment 30 and the ground 5.
- it also does not continue between the bottom of the cavity 4 and the ground 5, as illustrated in the Figures 1 to 2 .
- thermal inertia or any other factor which could interfere with the operation of the assembly 1, it is however possible to thermally insulate the embankment 30 from the ground 5. This is then referred to as independent thermal storage.
- the basin 2 can in fact serve as a thermal lock for the rainwater before it flows into the retention zone 32. Indeed, in winter, the rainwater is at a very low temperature, for example around 0°C. The water contained in the basin 2 is at a higher temperature. More precisely, the water at the bottom of the basin 2 has a temperature close to that of the underlying portion of land 5, and the water on the surface has a temperature fairly close to the outside temperature, for example around 5°C. The rainwater falling into the basin 2 can thus take at least the temperature prevailing on the surface of the water contained in the basin 2. Due to the convection imposed on the water contained in the basin 2 in order to prevent it from stagnating, it can be hoped that the rainwater will take on an even higher temperature.
- the water flowing into the retention zone 32 from the basin 2 is therefore less cold than if it had not passed through the basin 2.
- the heating by the ground 5 of the water in the retention zone 32 typically to temperatures of about 10°C, is therefore faster.
- This reasoning applies mutatis mutandis to a summer situation, where the rainwater is high (for example about 25°C) and will undergo an initial cooling due to its passage through the basin 2 before being collected in the retention zone 32 and being cooled by the ground 5, for example to temperatures of about 15°C to 20°C.
- the assembly 1 contains a system for controlling the discharge of water from the basin 2 to the water retention zone 32.
- This control system comprises, for example, temperature sensors: at a minimum, a sensor for determining the temperature at the surface of the water contained in the basin 2, and a sensor for determining the temperature of the water contained in the water retention zone 32, for example at the bottom of this zone.
- the control system advantageously performs a comparison of these temperatures. Based on this comparison, the control system actuates an element within the overflow management system 22 to allow or prevent the discharge of water from the basin 2 to the water retention zone 32. Preferably, the control system also actuates this element based on at least one, and preferably several parameters taken from: the season, data relating to the weather for the coming days, rainfall forecasts, activation by the user of a command to fill the water retention zone 32.
- the assembly 1 contains such a control system, it can be activated or not.
- the control system can be deactivated to authorize the passage of water without condition.
- the thermal storage will certainly be less optimized, but it will still be guaranteed to a satisfactory extent thanks to the properties of the embankment 30.
- the user can choose to force the discharge of water from the basin to the retention zone 32, for example when a significant water requirement is a priority or when it is desired to avoid wasting water when an intervention in the basin requires partially emptying the latter.
- the assembly 1 contains means for conveying water contained at the bottom of the basin 2 (for example up to 1%, 5%, 10%, possibly up to 100% of its height) to the retention zone 32.
- these means in fact make it possible to take as a priority from the most appropriate temperature zone of the basin water that is temperate relative to the desired temperature in order to add it to the storage zone.
- This extraction of water 20 from the basin 2 to the retention zone 32 via the bottom of the basin 2 can be implemented in parallel with an extraction by overflow as described above, at the surface of the water 20 contained in the basin 2. It can also be the only technique for extracting water from the basin 2 implemented. It is also possible to envisage that the extraction of water from basin 2 to retention zone 32 is only done by overflow.
- the means for conveying water from the bottom of the basin 2 to the retention zone 32 advantageously comprise a valve 27 and a non-return valve 28.
- the non-return valve 28 prevents water contained in the retention zone 32 from returning to the basin 2.
- the valve 27 is advantageously controlled by a second control system 29 for adjusting whether water can flow from the basin 2 to the retention zone 32 and if so, at what flow rate.
- This second control system 29 can operate in an automatic mode, i.e. according to instructions defined in previously and according to different predefined parameters, according to a manual mode in which it is controlled by a user, or according to a hybrid mode.
- the assembly 1 contains several sets of means for conveying water from the basin 2 to the retention zone 2, these different sets of means being located at different height levels of the basin 2. This gives different water extraction points, each of these extraction points making it possible to take water contained in the basin 2 being at a different temperature. It is advantageously provided that sensors make it possible to determine the temperature of the water at each of these extraction points. This makes it possible to choose, manually or automatically, through which of the extraction points the water will be extracted from the basin 2.
- each of the sets of extraction means contains a valve, preferably a second control system and possibly a different pump(s) in order to be able to selectively draw water from one level or another of the basin 2.
- a general control system in communication with the second control systems, can manage in real time at which extraction point(s) the water is conveyed from the basin 2 to the retention zone 32. It is understood that the general control system, like each of the second control systems, can operate according to an automatic, manual or hybrid operating mode.
- the multiplicity of water extraction points from the basin 2 to the retention zone allows for better control of the temperature of the water stored in the retention zone 32 and can also allow for thermal optimization of the basin 2 itself. For example, it is possible to select, automatically or manually, the extraction points through which water is actually extracted from the basin 2 in order to maintain the water 20 in the basin 2 at a set temperature.
- the water retention zone 32 allows efficient thermal storage that can be used to heat or cool an external environment 8, as will be described in more detail.
- the backfill zone 3 when it is not completely filled with water, contains air that is also heated or cooled, depending on the season, by the ground 5. It is therefore possible to reserve a space within the backfill zone 3 that is not filled with water in order to use it as a thermal storage zone.
- a water level detection mechanism that evacuates excess water beyond a previously set threshold.
- the water level in the embankment area 3 is regulated using a gravity drain, for example comprising an overflow device.
- the waterproof membrane 31 has a thermal conductivity facilitating these exchanges.
- the assembly 1 comprises at least one drain 33 located at least partly in water contained in the retention zone 32 and allowing the circulation of a heat transfer fluid in a sealed manner relative to the backfill zone 3.
- the heat transfer fluid is for example one of a chlorofluorocarbon (CFC), a hydrochlorofluorocarbon (HCFC) and a hydrofluorocarbon (HFC).
- the drain 33 does not have openings allowing fluid communication with the retention zone.
- the drain 33 has the function of thermal drainage only.
- the drain 33 is configured to allow heat transfer between the water contained in the retention zone 32 and the heat transfer fluid, which allows the heat transfer fluid to be heated in winter and cooled in summer.
- the heat transfer fluid After passing through the retention zone 32, the heat transfer fluid is evacuated from the backfill zone 3 via an outlet 34.
- This outlet 34 communicates with, or even corresponds to, an inlet 71 of a fluid circuit 7 into which the heat transfer fluid (cooled or heated depending on the case) is injected.
- the fluid circuit 7 comprises a device 72 for transferring the heat from the fluid to a secondary heat transfer fluid, or on the contrary for transferring the heat from the secondary heat transfer fluid to the heat transfer fluid.
- this device 72 is typically a heat pump, which can preferably operate both as heating and as air conditioning (reversible heat pump). After having been used to cool or heat the secondary heat transfer fluid, the heat transfer fluid is rerouted to the drain 33.
- the secondary heat transfer fluid is itself routed to an external environment 8. It can be used to supply thermal emitters (radiator, heated floor, fan coil, etc.) located within the external environment 8.
- the assembly consisting of the drain 33, the means for conveying the heat transfer fluid from the device 72 to the drain 33 and from the drain 33 to the device 72 is commonly referred to as the “primary circuit” 73.
- the circuit located between the device 72 and the external environment is referred to as the “secondary circuit” 74.
- the arrows shown in the Figure 2A illustrate the direction of circulation of the heat transfer fluid and the secondary heat transfer fluid within the primary circuit 73 of the fluid circuit 7, the secondary circuit 74 of the fluid circuit 7, and the drain 33.
- the heat transfer fluid being physically separated from the backfill 30 and the water contained in the backfill zone 3 by the drain 33 and from the ground 5 and the external environment 8 by the fluid circuit (i.e. its circulation is done in a sealed manner), this embodiment is called “in closed loops", the primary circuit and the secondary circuit each constituting a closed loop.
- the assembly contains several drains in order to maximize its energy efficiency.
- provision is made to place at least one drain 33 at the bottom of the water retention zone 32 and at least one second drain 33 approximately halfway up the water retention zone 32.
- the drains 33 can in particular be installed in layers within the backfill zone 3.
- provision is advantageously made for them to have significant intrinsic mechanical strength or for them to be arranged in protective sheaths.
- FIG. 3 illustrates a top view of the assembly 1 according to the invention, particularly in the case of the embodiment currently described.
- This figure represents in particular the way in which the drain(s) 33 can extend, in projection in the horizontal plane XY, within the backfill zone 3.
- the backfill zone 3 defines a perimeter around the basin 2 extending in the horizontal plane XY over a length L zr . It should be noted that the perimeter can be closed, as in the figure 3 , or not.
- the drain 33 extends over a length L d . In order to maximize the exchanges between the heat transfer fluid and the backfill zone 3, it is advantageous to ensure that the length L d is at least greater than or equal to 50% of L zr .
- This embodiment using a heat pump allows efficient heat exchange between the retention zone 32 and the external environment 8. It is estimated that the coefficient of performance of this embodiment is between 5 and 6.
- the fluid circuit 7 does not comprise a heat pump but a simple pump, and the drain 33 and the fluid circuit 7 together constitute a single closed loop.
- the heat transfer fluid passing through the drain 33 and through the fluid circuit 7 may be pure water, salt water, glycolated water or even one of a chlorofluorocarbon (CFC), a hydrochlorofluorocarbon (HCFC) and a hydrofluorocarbon (HFC).
- the drains allow an exchange of calories between the fluid present in the retention zone 32 and the fluid present inside the drain(s) 33.
- these drains 33 do not allow a passage of the fluid through their wall. They are for example formed of a conduit whose walls are sealed, that is to say not having openings.
- the heat transfer fluid heated or cooled by the backfill 3 is, in this embodiment, conveyed directly to a ground heating or air conditioning system acting as a heat emitter in winter and a cold emitter in summer.
- the pump and the ground heating or air conditioning system thus together allow a heat transfer between the backfill zone 3 and a habitat 8.
- the thermal extraction from the backfill zone is done by suction of the air circulating in the backfill zone 3, according to the principle of a Canadian well.
- the drain 33 is a conduit or a pipe having one or more openings on its wall, thus allowing air to enter the conduit. These may for example be openings obtained by radial perforations.
- the drain 33 therefore allows in this embodiment both fluid drainage and thermal drainage.
- the drain 33 communicates with a fluid circuit 7 comprising controlled mechanical ventilation (CMV) making it possible to capture the air located in the backfill zone 3 via the drain 33.
- CMV controlled mechanical ventilation
- the CMV makes it possible to convey the captured air to the external environment 8, typically a habitat.
- the fluid circuit 7 is thermally insulated from the ground 5 that it crosses in order to limit the thermal exchanges between the air circulating in the circuit 7 and the ground 5.
- the areas of the ground 5 closest to the surface could in winter be at a lower temperature (in summer higher) than the temperature reached in the backfill zone, and cool (in summer heat) the air being conveyed to the external environment 8, which would be counterproductive.
- This VMC is typically located within the habitat itself 8 or at least is not buried in the land 5 in order to facilitate its maintenance.
- the backfill zone 3 has an outlet 34.
- the air is evacuated through this outlet, which communicates with, or even corresponds to, an inlet 71 of a fluid circuit 7.
- the coefficient of performance of this embodiment is estimated to be around 2.
- thermal extraction from the backfill area is done by taking water from the retention area 32.
- This water cooled or heated by the backfill 3 and ground 5 can typically be used to supply a hydraulic ground heating or air conditioning circuit of an external environment 8, typically a habitat 8.
- the drain 33 is a conduit or a pipe having one or more openings on its wall, thus allowing the water contained in the retention zone 32 to enter the conduit. These may for example be openings obtained by radial perforations.
- the drain 33 therefore allows in this embodiment both fluid drainage and thermal drainage.
- the drain 33 communicates with an outlet 34 of the backfill area itself communicating with, or even corresponding to, an inlet 71 of the fluid circuit 7.
- This fluid circuit 7 comprises a pump 75, making it possible to collect water contained in the retention area 32 via the drain 33.
- the water heated or cooled by the backfill 3 and the ground 5 is typically conveyed by the pump to a ground heating or air conditioning system 76 acting as a heat emitter in winter and a cold emitter in summer.
- the pump 75 and the ground heating or air conditioning system 76 thus together allow a heat transfer between the backfill area 3 and a habitat 8.
- the fluid circuit 7 is thermally insulated from the ground 5 that it crosses in order to limit the thermal exchanges between the water circulating in the circuit 7 and the ground 5.
- the areas of the ground 5 closest to the surface could in winter be at a lower temperature (in summer higher) than the temperature reached in the backfill zone, and cool (in summer heat) the water being conveyed to the external environment 8, which would be counterproductive.
- the assembly 1 can in particular comprise the elements necessary for the implementation of several of these embodiments and be used either simultaneously or successively for the implementation of the different types of thermal extraction.
- Basin 2 then has a surface area in the horizontal XY plane of 32 m2 .
- the basin 2 can have a shell 25 (for example made of “rice grain” type gravel) with a thickness of approximately 7 cm.
- the backfill zone 3 then has a volume of 26.6 m 3 . It is this volume which is at least partially occupied by the backfill 30.
- the filling rate of the backfill zone 3 by the backfill 30, depending in particular on the grain size of the backfill 30, is typically 50%.
- the volume occupied by the shell 25 at the bottom of the basin 2 is in this example 2.2 m 3 .
- the volume occupation within the shell of the gravel forming it can also be estimated at 50%.
- the total volume available for water storage is 14.4 m3 .
- the backfill area 3 not only allows thermal storage and, simultaneously or alternatively, water storage.
- the water stored in the backfill area 3 comes from the surplus water in the basin 2. It can also come from other types of discharges. Indeed, it can be provided that the retention area 32 is supplied by at least one of: water flowing on the ground, rainwater from a roof, rainwater from a terrace with a waterproof coating, rainwater from a road or a path.
- This water storage can have two objectives, which are not mutually exclusive.
- the first is simple water retention: the waterproof membrane 31 allows water to be stored, and an outlet orifice is advantageously provided in this waterproof membrane 31 in order to return the water to a public network or directly to the land 5.
- the dimensions of this orifice are chosen so that the return flow rate is adapted to the characteristics of the land 5.
- a second objective is storage for later use.
- the assembly 1 includes a settling tank in which the water is filtered or even sterilized before use.
- the waterproof membrane 31 advantageously comprises a fluid outlet 36 as well as a device for controlling the extraction of water stored in the retention zone 32.
- the control device allows control of the extraction of water via the fluid outlet 36 and of the parameters characterizing this extraction.
- the control device can prevent any exit of water stored in the retention zone via the fluid outlet 36. It can also authorize such an exit.
- it allows control of the flow rate by which the water exits via the fluid outlet 36.
- the control system can be configured to allow or prevent the exit of water via the fluid outlet according to predetermined parameters, and thus operate in an automatic mode. The existence of such an automatic mode does not, however, prevent manual operation, in which the control device is entirely controlled by the user, or hybrid operation.
- a fluid drain 35 communicating with this outlet 36 can make it possible to collect the water located in the retention zone 32 to be extracted via the fluid outlet 36.
- the fluid outlet 36 can allow the collected water to be returned to the land 5.
- the fluid outlet 36 can also communicate with a conduit carrying the water to a public or private network. In both of these cases, we are then in the case of water storage for retention purposes only.
- the fluid outlet 36 can also communicate with a conduit conveying water to a settling tank. This is then the case of water storage for the purpose of subsequent use of the stored water.
- the waterproof membrane 31 can comprise two fluid outlets, one for each of these applications, or a single fluid outlet connected to two separate conduits.
- the assembly 1 comprises water distribution equipment 37.
- This equipment 37 can take different forms, depending on the uses chosen for water recovery. It can for example be a tap, household appliance, or even an automatic garden watering system. It should be noted that it is conceivable that the same circuit is used to convey water to the external environment 8 for water consumption needs and for thermal needs of the external environment 8, in particular in the case where water storage is provided within the external environment 8.
- This water distribution equipment 37 is in communication with the fluid outlet 36, possibly via a settling tank as previously described.
- the assembly 1 comprises a pump 38 for collecting water contained in the retention zone 32 and conveying it to the water distribution equipment 37.
- the assembly 1 contains several fluid outlets located at different heights of the backfill zone 3. These fluid outlets may be fluid outlets allowing extraction of a heat transfer fluid having circulated within the backfill 30, of water contained in the retention zone 32, or of air contained in the backfill zone 3, according to any one of the embodiments described above for thermal or water extraction from the backfill zone 3.
- each of these extraction points makes it possible to extract water or air contained in the backfill zone 3 located at a different temperature.
- a general control system in communication with the third control systems, can manage in real time at which extraction point(s) water or air is routed from the retention zone 32 to the external environment 8. It is understood that the general control system, like each of the third control systems, can operate according to an automatic, manual or hybrid operating mode.
- the multiplicity of thermal or water extraction points at the retention zone 32 makes it possible to better control the temperature of the water and/or air extracted from the retention zone 32. This makes it possible to improve the efficiency of the heating or air conditioning system of the external environment 8, or to choose the temperature of the water that one wishes to recover for a specific subsequent use. It is for example possible to select, automatically or manually, the extraction points by which water or air is actually taken from the retention zone 32 in order to temper the external environment 8 to a set temperature.
- the backfill zone 3 extends over a width l r of 60 cm all around the basin 2 in the horizontal plane XY, its storage capacity is approximately 15 m 3 , which allows, for a basin of 8 ⁇ 4 ⁇ 1.68 m 3 , to contain enough to renew more than a quarter of basin 2.
- basin 2 becomes neutral in water consumption in regions with annual rainfall greater than 250 mm/year.
- the storage of water within the retention zone 32 makes it possible to further improve the mechanical support of the basin 2 and/or the land 5 provided by the backfill zone 3.
- the weight of the water is added to the weight and mechanical rigidity of the backfill, and, possibly, of the gabions.
- the backfill zone 3 is thus all the more resistant to the forces exerted on it by the wall(s) of the basin 2 and/or the land 5.
- the water stored in the retention zone 32 is a very important advantage for mechanically maintaining the wall(s) of the basin 2 when the latter is being emptied.
- the water stored in retention area 32 also constitutes a reserve of water that can be used in the event of fire or water shortage. This is also true for the water contained in basin 2.
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Abstract
L'invention concerne un ensemble (1) comprenant un bassin (2) disposé au moins partiellement dans une cavité d'un terrain (5) et une zone de remblai (3) située au moins entre une paroi (21) du bassin et une paroi (41) de la cavité. La zone de remblai comprend un remblai (30) assurant un maintien mécanique de la paroi du bassin et/ou la paroi de la cavité et une membrane étanche (31) entourant le remblai de sorte à définir une zone de rétention d'eau (32). Une première partie au moins de la zone de rétention d'eau recueille de l'eau de pluie débordant depuis le bassin. L'ensemble comprend au moins une sortie fluidique (36) et un dispositif de contrôle configuré pour contrôler une extraction d'eau de pluie contenue dans la zone de rétention d'eau par la sortie fluidique.The invention relates to an assembly (1) comprising a basin (2) arranged at least partially in a cavity of a terrain (5) and a backfill zone (3) located at least between a wall (21) of the basin and a wall (41) of the cavity. The backfill zone comprises a backfill (30) ensuring mechanical support of the wall of the basin and/or the wall of the cavity and a waterproof membrane (31) surrounding the backfill so as to define a water retention zone (32). At least a first part of the water retention zone collects rainwater overflowing from the basin. The assembly comprises at least one fluid outlet (36) and a control device configured to control an extraction of rainwater contained in the water retention zone by the fluid outlet.
Description
La présente invention concerne le domaine de la construction, plus précisément le domaine de la construction de bassins par exemple les bassins de piscine. Elle trouve un intérêt tout particulier dans le secteur de la construction bioclimatique.The present invention relates to the field of construction, more precisely the field of construction of basins, for example swimming pool basins. It is of particular interest in the sector of bioclimatic construction.
La construction d'un habitat s'accompagne aujourd'hui de nombreuses contraintes à la fois techniques, règlementaires et budgétaires, a fortiori lorsqu'elle s'accompagne de la construction d'un bassin ou d'une piscine.The construction of a home is now accompanied by numerous technical, regulatory and budgetary constraints, especially when it is accompanied by the construction of a pond or swimming pool.
Notamment, lors de la construction d'un bassin de piscine ou d'un bassin végétalisé, il est nécessaire de s'assurer du bon maintien mécanique de la structure. Certains types de piscines, telles que les piscines dites « en dur », dont le pourtour est réalisé en béton ou en tôle par exemple, ne nécessitent pas forcément de maintien mécanique supplémentaire. Cependant le matériau assurant la tenue mécanique de l'ensemble, typiquement le béton, est coûteux, présente un très mauvais bilan carbone et n'est pas durable sur le plan environnemental. Les piscines coques, moins coûteuses, nécessitent souvent la construction d'une zone de maintien mécanique autour de la piscine.In particular, when building a swimming pool or a planted pool, it is necessary to ensure the proper mechanical support of the structure. Certain types of pools, such as so-called "hard" pools, whose perimeter is made of concrete or sheet metal for example, do not necessarily require additional mechanical support. However, the material ensuring the mechanical support of the whole, typically concrete, is expensive, has a very poor carbon footprint and is not environmentally sustainable. Shell pools, which are less expensive, often require the construction of a mechanical support zone around the pool.
Par ailleurs, la construction de bassin de rétention d'eau est devenue une obligation réglementaire sur certaines communes lors de la construction d'un habitat pour limiter voire éliminer l'impact de l'artificialisation des sols lors de fortes pluies. Les bassins de rétention permettent a minima de créer un retard dans l'écoulement des eaux et ainsi de ne pas saturer les réseaux publics, évitant ainsi les phénomènes d'inondations bien connu notamment lors des épisodes Cévenols. La construction de bassins de rétention maçonnés enterrés et invisibles pour ne pas défigurer les projets immobiliers nécessite la mise en oeuvre de techniques de construction coûteuses (terrassement adapté, construction des éléments maçonnés, apport des agrégats nécessaires...) représentant environ 150 à 200€ par m2 de sols artificialisés en fonction des régions (soit par exemple un budget de 25000€ pour une artificialisation de 150m2 au sol à Aix en Provence).In addition, the construction of water retention basins has become a regulatory requirement in certain municipalities when building a home to limit or even eliminate the impact of artificialization of soils during heavy rains. Retention basins allow at least a delay in the flow of water and thus not to saturate public networks, thus avoiding the well-known flooding phenomena, particularly during Cévennes episodes. The construction of buried and invisible masonry retention basins so as not to disfigure real estate projects requires the implementation of costly construction techniques (suitable earthworks, construction of masonry elements, supply of necessary aggregates, etc.) representing approximately €150 to €200 per m2 of artificialized soils depending on the region (for example, a budget of €25,000 for artificialization of 150m2 on the ground in Aix en Provence).
On comprend donc que la construction d'un habitat et d'une piscine l'accompagnant entraîne des travaux très lourds et très coûteux afin de répondre aux besoins de maintien mécanique de la piscine et de rétention d'eau.It is therefore understandable that the construction of a home and an accompanying swimming pool involves very heavy and very costly work in order to meet the needs of mechanical maintenance of the swimming pool and water retention.
Un objectif de la présente invention est donc de proposer une solution permettant de réduire l'inconvénient des solutions existantes, notamment leur coût.An objective of the present invention is therefore to propose a solution making it possible to reduce the disadvantage of existing solutions, in particular their cost.
Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un ensemble comprenant un bassin disposé au moins partiellement dans une cavité d'un terrain et une zone de remblai, la zone de remblai étant située au moins entre une paroi du bassin et une paroi de la cavité, la zone de remblai comprenant :
- Un remblai configuré pour assurer un maintien mécanique d'au moins l'une parmi la paroi du bassin et la paroi de la cavité,
- Une membrane étanche entourant au moins partiellement le remblai de sorte à définir une zone de rétention d'eau au sein de la zone de remblai, l'ensemble étant configuré pour qu'une première partie au moins de la zone de rétention d'eau recueille de l'eau de pluie s'écoulant sur le terrain et/ou débordant depuis le bassin,
- Au moins une sortie fluidique,
- Un dispositif de contrôle configuré pour contrôler, de manière sélective, une extraction d'eau de pluie contenue dans la zone de rétention d'eau par la sortie fluidique.
- A backfill configured to provide mechanical support for at least one of the basin wall and the cavity wall,
- A waterproof membrane at least partially surrounding the embankment so as to define a water retention zone within the embankment zone, the assembly being configured so that at least a first part of the water retention zone collects rainwater flowing onto the ground and/or overflowing from the basin,
- At least one fluid output,
- A control device configured to selectively control an extraction of rainwater contained in the water retention zone through the fluid outlet.
La présence du remblai permet de soutenir le bassin et/ou le terrain jouxtant la zone de remblai, répondant ainsi à la problématique du maintien mécanique du bassin dans son environnement. Par ailleurs, grâce à la membrane étanche, la zone de remblai joue un rôle de rétention d'eau et donc répond à la problématique de désaturation des réseaux publics.The presence of the embankment supports the basin and/or the land adjoining the embankment area, thus addressing the problem of mechanically maintaining the basin in its environment. In addition, thanks to the waterproof membrane, the embankment area plays a role in water retention and therefore addresses the problem of desaturation of public networks.
L'eau stockée dans la zone de remblai peut éventuellement être prélevée et utilisée pour différents postes de consommation (arrosage, lavage de véhicules, alimentation de chasses d'eau, lavage de sols, lavage de linge...), éventuellement après une décantation, une filtration voire une stérilisation. La consommation d'eau provenant du réseau public d'un habitat peut ainsi être divisée par 2 à 4, en fonction des dimensions de la zone de rétention, des régions et des usages.The water stored in the embankment area can possibly be taken and used for various consumption items (watering, washing vehicles, flushing toilets, washing floors, washing clothes, etc.), possibly after decantation, filtration or even sterilization. The consumption of water from the public network of a home can thus be divided by 2 to 4, depending on the dimensions of the retention area, the regions and the uses.
L'eau stockée peut également être évacuée dans un réseau public d'évacuation des eaux pluviales, ou bien directement dans le terrain environnant. Grâce à l'invention, cette évacuation peut se faire à un débit contrôlé empêchant toute saturation du réseau.The stored water can also be discharged into a public rainwater drainage network, or directly into the surrounding land. Thanks to the invention, this discharge can be done at a controlled flow rate preventing any saturation of the network.
Quelle que soit l'utilisation faite de l'eau stockée dans la zone de rétention, le dispositif de contrôle permet de maîtriser le moment où cette eau est évacuée et avantageusement le débit avec lequel elle est évacuée.Whatever the use made of the water stored in the retention zone, the control device makes it possible to control the moment when this water is evacuated and advantageously the flow rate with which it is evacuated.
Par ailleurs, l'eau stockée dans la zone de rétention améliore grandement le maintien mécanique du bassin et/ou du terrain. En effet, son poids vient s'ajouter à celui du remblai, permettant ainsi que la zone de remblai applique une force de réaction sur les parois du bassin et/ou du terrain supérieure à cette même force si la zone de rétention ne contenait pas d'eau.Furthermore, the water stored in the retention zone greatly improves the mechanical support of the basin and/or the ground. Indeed, its weight is added to that of the embankment, thus allowing the embankment zone to apply a reaction force on the walls of the basin and/or the ground greater than this same force if the retention zone did not contain water.
L'invention propose ainsi une solution garantissant à la fois une possibilité de stockage hydrique et un excellent maintien mécanique du bassin et du terrain environnant. Elle permet également des économies importantes, aussi bien lors de la construction que de l'exploitation d'un bassin. La présente description concerne par ailleurs un ensemble, indépendant de l'ensemble décrit précédemment, comprenant un bassin disposé au moins partiellement dans une cavité d'un terrain et une zone de remblai, la zone de remblai étant située au moins entre une paroi du bassin et une paroi de la cavité, la zone de remblai comprenant :
- Un remblai configuré pour assurer un maintien mécanique d'au moins l'une parmi la paroi du bassin et la paroi de la cavité,
- Une membrane étanche entourant au moins partiellement le remblai de sorte à définir une zone de rétention d'eau au sein de la zone de remblai, l'ensemble étant configuré pour qu'une première partie au moins de la zone de rétention d'eau recueille de l'eau de pluie s'écoulant sur le terrain et/ou débordant depuis le bassin et/ou acheminée depuis le bassin,
- Au moins un drain configuré pour faire circuler en son sein un fluide caloporteur, une partie du drain étant située dans la zone de remblai et étant configurée pour permettre un transfert thermique entre la zone de remblai et le fluide caloporteur,
- Au moins une sortie fluidique configurée pour extraire le fluide caloporteur présent dans la zone de remblai.
- A backfill configured to provide mechanical support for at least one of the basin wall and the cavity wall,
- A waterproof membrane at least partially surrounding the embankment so as to define a water retention zone within the embankment zone, the assembly being configured so that at least a first part of the water retention zone collects rainwater flowing onto the ground and/or overflowing from the basin and/or conveyed from the basin,
- At least one drain configured to circulate a heat transfer fluid therein, a portion of the drain being located in the backfill area and being configured to allow heat transfer between the backfill area and the heat transfer fluid,
- At least one fluid outlet configured to extract the heat transfer fluid present in the backfill zone.
L'ensemble comprend en outre :
- Une couche d'isolation thermique située entre ladite paroi du bassin et le remblai et configurée de sorte à former une barrière thermique pour les échanges de chaleur entre de l'eau contenue dans le bassin et le remblai,
- Un circuit fluidique comprenant :
- ∘ une entrée pour un fluide caloporteur présent dans la zone de remblai,
- ∘ un dispositif connecté à ladite entrée et configuré pour transférer à un milieu externe l'un parmi le fluide caloporteur et de la chaleur du fluide caloporteur.
- A thermal insulation layer located between said basin wall and the backfill and configured so as to form a thermal barrier for heat exchanges between water contained in the basin and the backfill,
- A fluid circuit comprising:
- ∘ an inlet for a heat transfer fluid present in the backfill zone,
- ∘ a device connected to said input and configured to transfer to an external medium one of the heat transfer fluid and heat from the heat transfer fluid.
Cet ensemble peut être réalisé indépendamment de l'ensemble permettant un stockage hydrique, et notamment sans que l'ensemble comprenne au moins une sortie fluidique, un dispositif de contrôle configuré pour contrôler, de manière sélective, une extraction d'eau de pluie contenue dans la zone de rétention d'eau par la sortie fluidique, et un équipement de distribution d'eau en communication avec la sortie fluidique, et sans que l'ensemble soit configuré de sorte que l'équipement de distribution d'eau puisse être alimenté par l'eau de pluie extraite par la sortie fluidique, l'équipement de distribution d'eau étant pris parmi un robinet, un équipement électroménager, un arrosage automatique de jardin.This assembly can be produced independently of the assembly allowing water storage, and in particular without the assembly comprising at least one fluid outlet, a control device configured to selectively control an extraction of rainwater contained in the water retention zone by the fluid outlet, and water distribution equipment in communication with the fluid outlet, and without the assembly being configured such that the water distribution equipment can be supplied by the rainwater extracted by the fluid outlet, the water distribution equipment being taken from a tap, household appliance, automatic garden watering.
La présence du remblai permet de soutenir le bassin et/ou le terrain jouxtant la zone de remblai, répondant ainsi à la problématique du maintien mécanique du bassin dans son environnement. Par ailleurs, grâce à la membrane étanche, la zone de remblai joue un rôle de rétention d'eau et donc répond à la problématique de désaturation des réseaux publics. L'eau stockée dans la zone de remblai peut éventuellement être prélevée et utilisée pour différents postes de consommation (arrosage, lavage de véhicules, alimentation de chasses d'eau, lavage de sols, lavage de linge...). La consommation d'eau provenant du réseau public d'un habitat peut ainsi être divisée par 2 à 4, en fonction des dimensions de la zone de rétention, des régions et des usages.The presence of the embankment supports the basin and/or the land adjoining the embankment area, thus addressing the problem of mechanically maintaining the basin in its environment. In addition, thanks to the waterproof membrane, the embankment area plays a role in water retention and therefore addresses the problem of desaturation of public networks. The water stored in the embankment area can possibly be taken and used for various consumption items (watering, washing vehicles, supplying toilets, washing floors, washing clothes, etc.). The consumption of water from the public network of a home can thus be divided by 2 to 4, depending on the dimensions of the retention area, the regions and the uses.
Enfin, l'eau de pluie stockée dans la zone de rétention et l'air se trouvant dans la zone de remblai, au-dessus de cette eau, peuvent l'un comme l'autre être exploités en vue d'un échange thermique avec un milieu externe. Le remblai est en effet refroidi en été et réchauffé en hiver par le terrain jouxtant la zone de remblai. Le remblai transmet ensuite sa chaleur ou sa fraîcheur, suivant les saisons, à l'eau et l'air avec lesquels il est en contact. La zone de remblai a ainsi une fonction de stockage thermique très efficace, notamment lorsque le matériau constituant le remblai présente une forte inertie thermique. La consommation énergétique d'un habitat peut grâce à cela être divisée par 2 à 6, en fonction des régions notamment. La couche d'isolation thermique associée à la zone de remblai permet de réduire les transferts thermiques entre l'eau contenue dans le bassin et le remblai. En effet, l'inertie thermique de l'eau du bassin est bien moindre que celle du terrain et donc du remblai de la zone de remblai.Finally, the rainwater stored in the retention zone and the air in the embankment zone, above this water, can both be used for heat exchange with an external environment. The embankment is in fact cooled in summer and heated in winter by the land adjoining the embankment zone. The embankment then transmits its heat or coolness, depending on the season, to the water and air with which it is in contact. The embankment zone thus has a very effective heat storage function, particularly when the material constituting the embankment has a high thermal inertia. The energy consumption of a home can be divided by 2 to 6 thanks to this, depending on the region in particular. The thermal insulation layer associated with the embankment area reduces heat transfer between the water contained in the basin and the embankment. Indeed, the thermal inertia of the water in the basin is much lower than that of the ground and therefore of the embankment in the embankment area.
L'invention propose ainsi une solution répondant aux trois problématiques soulevées en introduction et améliorant grandement l'impact environnemental d'un habitat. Elle permet également des économies importantes, aussi bien lors de la construction que de l'exploitation d'un bassin.The invention thus proposes a solution that addresses the three issues raised in the introduction and greatly improves the environmental impact of a habitat. It also allows significant savings, both during the construction and operation of a basin.
Plus en détails, l'invention permet de répondre simultanément aux trois besoins suivants : maintien du terrain, stockage hydrique et stockage thermique. Cette solution permet de répondre à ces trois besoins pour un coût total significativement moins élevé que la somme des coûts des solutions aujourd'hui employées pour répondre à chacun de ces besoins.In more detail, the invention makes it possible to simultaneously meet the following three needs: ground maintenance, water storage and thermal storage. This solution makes it possible to meet these three needs for a total cost significantly lower than the sum of the costs of the solutions currently used to meet each of these needs.
Un autre objet de l'invention concerne un habitat comprenant l'ensemble décrit ci-dessus et un système d'échange de chaleur, par exemple un radiateur ou un ventilo-convecteur.Another object of the invention relates to a habitat comprising the assembly described above and a heat exchange system, for example a radiator or a fan coil.
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d'accompagnement suivants dans lesquels :
- La
figure 1 représente l'ensemble selon l'invention et figure notamment le bassin, la zone de remblai et le terrain dans lequel se trouves l'ensemble. - Les
figures 2A à 2C représentent différents modes de réalisation de l'extraction thermique depuis la zone de remblai vers un milieu extérieur. - La
figure 2D illustre un mode de réalisation de l'extraction de l'eau stockée dans la zone de rétention. - La
figure 3 illustre une vue de dessus simplifiée de l'ensemble selon l'invention.
- There
figure 1 represents the assembly according to the invention and shows in particular the basin, the backfill zone and the land in which the assembly is located. - THE
Figures 2A to 2C represent different embodiments of thermal extraction from the backfill area to an external environment. - There
2D figure illustrates one embodiment of the extraction of water stored in the retention zone. - There
figure 3 illustrates a simplified top view of the assembly according to the invention.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions ne sont pas représentatives de la réalité.The drawings are given as examples and are not limiting of the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate the understanding of the invention and are not necessarily on the scale of practical applications. In particular, the dimensions are not representative of reality.
Avant d'entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l'invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement :
Les caractéristiques optionnelles ci-dessous peuvent notamment être mises en oeuvre en combinaison avec l'ensemble permettant un stockage hydrique, de manière indépendante de l'ensemble permettant une extraction thermique.Before commencing a detailed review of embodiments of the invention, optional features which may optionally be used in combination or alternatively are set forth below:
The optional features below can in particular be implemented in combination with the assembly allowing water storage, independently of the assembly allowing thermal extraction.
Selon un mode de réalisation, l'ensemble est configuré pour que l'eau de pluie recueillie par la première partie au moins de la zone de rétention d'eau provienne du bassin, en partie ou uniquement, en débordant depuis le bassin.According to one embodiment, the assembly is configured so that the rainwater collected by at least the first part of the water retention zone comes from the basin, in part or only, by overflowing from the basin.
Selon un mode de réalisation, l'ensemble est configuré pour que l'eau de pluie recueillie par la première partie au moins de la zone de rétention d'eau provienne du bassin, en partie ou uniquement, en débordant en étant acheminée depuis le bassin.According to one embodiment, the assembly is configured so that the rainwater collected by at least the first part of the water retention zone comes from the basin, in part or only, by overflowing while being conveyed from the basin.
Selon un mode de réalisation, l'ensemble est configuré pour que l'eau de pluie recueillie par la première partie au moins de la zone de rétention d'eau provienne du bassin en débordant depuis le bassin et/ou en étant acheminée depuis le bassin. Selon un mode de réalisation avantageux, l'ensemble comprend en outre une cuve de décantation, et la sortie fluidique communique avec ladite cuve de décantation.According to one embodiment, the assembly is configured so that the rainwater collected by at least the first portion of the water retention zone comes from the basin by overflowing from the basin and/or by being conveyed from the basin. According to an advantageous embodiment, the assembly further comprises a settling tank, and the fluid outlet communicates with said settling tank.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'ensemble comprend en outre un équipement de distribution d'eau en communication avec la sortie fluidique. L'ensemble est configuré de sorte que l'équipement de distribution d'eau puisse être alimenté par l'eau de pluie extraite par la sortie fluidique.According to an advantageous embodiment, the assembly further comprises water distribution equipment in communication with the fluid outlet. The assembly is configured such that the water distribution equipment can be supplied by rainwater extracted through the fluid outlet.
Selon un mode de réalisation, l'équipement de distribution d'eau est pris parmi un robinet, un équipement électroménager, un arrosage automatique de jardin.According to one embodiment, the water distribution equipment is taken from a faucet, household appliances, automatic garden watering.
Selon un exemple, l'ensemble comprend en outre une pompe pour extraire de l'eau depuis la zone de rétention par la sortie fluidique et l'acheminer jusqu'à l'équipement de distribution d'eau. Selon un mode de réalisation avantageux, l'ensemble comprend en outre un drain fluidique configuré pour acheminer de l'eau de pluie de la zone de rétention à la sortie fluidique.In one example, the assembly further includes a pump for extracting water from the retention area through the fluid outlet and delivering it to the water distribution equipment. In an advantageous embodiment, the assembly further includes a fluid drain configured to deliver rainwater from the retention area to the fluid outlet.
Avantageusement, le drain fluidique est placé au fond de la zone de rétention.Advantageously, the fluid drain is placed at the bottom of the retention zone.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'ensemble comprend en outre un dispositif de contrôle du déversement d'eau contenue dans le bassin vers la zone de rétention d'eau.According to an advantageous embodiment, the assembly further comprises a device for controlling the discharge of water contained in the basin towards the water retention zone.
De préférence, le dispositif de contrôle du déversement d'eau est configuré pour contrôler le déversement d'eau contenue dans le bassin vers la zone de rétention d'eau en fonction d'au moins l'un parmi les paramètres suivants : un niveau d'eau dans le bassin, un niveau d'eau dans la zone de rétention d'eau, la saison, une donnée relative à la météo des jours à venir, des prévisions de pluviométrie, une activation par un utilisateur d'une commande de remplissage de la zone de rétention d'eau, une température de consigne de l'eau du bassin.Preferably, the water discharge control device is configured to control the discharge of water contained in the basin to the water retention zone according to at least one of the following parameters: a water level in the basin, a water level in the water retention zone, the season, data relating to the weather for the coming days, rainfall forecasts, activation by a user of a command to fill the water retention zone, a set temperature of the water in the basin.
Les caractéristiques optionnelles ci-dessous peuvent notamment être mises en oeuvre en combinaison avec l'ensemble permettant une extraction thermique, de manière indépendante de l'ensemble permettant un stockage hydrique.The optional features below can in particular be implemented in combination with the assembly allowing thermal extraction, independently of the assembly allowing water storage.
Selon un mode de réalisation, la partie du drain se trouvant dans la zone de remblai est configurée pour faire circuler le fluide caloporteur de manière étanche par rapport à la zone de remblai.According to one embodiment, the portion of the drain located in the backfill area is configured to circulate the heat transfer fluid in a sealed manner relative to the backfill area.
Selon un exemple, la partie du drain se trouvant dans la zone de remblai est faite dans un matériau permettant un échange thermique entre de l'eau contenue dans la zone de rétention d'eau et le fluide caloporteur.In one example, the portion of the drain located in the backfill area is made of a material allowing heat exchange between water contained in the water retention area and the heat transfer fluid.
Selon un mode de réalisation, le fluide caloporteur est de l'eau contenue dans la zone de rétention d'eau et le drain est configuré pour permettre une évacuation de ladite eau contenue dans la zone de rétention d'eau vers le milieu externe.According to one embodiment, the heat transfer fluid is water contained in the water retention zone and the drain is configured to allow evacuation of said water contained in the water retention zone towards the external environment.
Selon un mode de réalisation, une partie de la zone de remblai est configurée pour ne pas accueillir d'eau, le fluide caloporteur est de l'air contenu dans ladite partie de la zone de remblai et le au moins un drain permet une évacuation dudit air vers le milieu externe.According to one embodiment, a portion of the backfill area is configured not to accommodate water, the heat transfer fluid is air contained in said portion of the backfill area and the at least one drain allows said air to be evacuated to the external environment.
Selon un mode de réalisation, comprenant au moins un drain secondaire permettant un échange thermique avec l'eau contenue dans la zone de rétention d'eau.According to one embodiment, comprising at least one secondary drain allowing heat exchange with the water contained in the water retention zone.
Selon un exemple, le fluide caloporteur forme le fluide primaire d'un système de pompe à chaleur, d'un puits canadien ou d'un système de chauffage au sol hydraulique.For example, the heat transfer fluid forms the primary fluid of a heat pump system, a Canadian well or a hydraulic underfloor heating system.
Selon un exemple, l'ensemble comprend en outre une pompe à chaleur, un puits canadien ou un plancher chauffant.For example, the set also includes a heat pump, a Canadian well or underfloor heating.
Avantageusement, la couche d'isolation thermique présente une conductivité thermique inférieure à 0,035 W.m-1.K-1.Advantageously, the thermal insulation layer has a thermal conductivity of less than 0.035 Wm -1 .K -1 .
Selon un exemple, le milieu extérieur est un habitat. Les caractéristiques optionnelles ci-dessous peuvent être mises en oeuvre aussi bien en combinaison avec l'ensemble permettant une extraction thermique que l'ensemble permettant un stockage hydrique.In one example, the external environment is a habitat. The optional features below can be implemented both in combination with the assembly allowing thermal extraction and the assembly allowing water storage.
De préférence, la zone de rétention d'eau s'étend sur au moins 60% de la hauteur de la zone de remblai, de préférence au moins 80%, de préférence 100%.Preferably, the water retention zone extends over at least 60% of the height of the backfill zone, preferably at least 80%, preferably 100%.
Selon un exemple, la zone de rétention d'eau s'étend sur toute la hauteur de la zone de remblai. De préférence, le bassin présente un volume Vb et la zone de rétention d'eau présente un volume Vrétention, avec Vrétention/Vb≥ 3.In one example, the water retention zone extends over the entire height of the backfill area. Preferably, the basin has a volume V b and the water retention zone has a volume V retention , with V retention /V b ≥ 3.
Avantageusement, le remblai présente une capacité thermique massique inférieure ou égale à 860 J.kg-1.K-1 et/ou une conductivité thermique inférieure à 2 W.m-1.K-1. Cela permet que le remblai conserve une température proche de celle du terrain 5 le jouxtant tout en refroidissant ou réchauffant l'eau ou l'air à son contact. Le remblai peut ainsi refroidir ou réchauffer une grande quantité d'eau ou d'air.Advantageously, the backfill has a specific heat capacity less than or equal to 860 J.kg -1 .K -1 and/or a thermal conductivity less than 2 Wm -1 .K -1 . This allows the backfill to maintain a temperature close to that of the
Selon un exemple, le remblai contient un concassé, le concassé présentant une granulométrie supérieure à 4 cm. Selon un exemple, le remblai contient un concassé, le concassé présentant une granulométrie comprise entre 2 et 4 cm (type concassé 20/40, 20 correspondant à la largeur en millimètres des plus petits granulats et 40 à la largeur en millimètres des concassés les plus volumineux).In one example, the backfill contains crushed stone, the crushed stone having a grain size greater than 4 cm. In one example, the backfill contains crushed stone, the crushed stone having a grain size between 2 and 4 cm (crushed
Selon un exemple, le concassé présente une granulométrie inférieure à 10 cm.For example, the crushed material has a grain size of less than 10 cm.
Selon un exemple, le remblai est à base d'un matériau issu du recyclage de l'amiante, par exemple le Cofalit ®. La Cofalit® est un matériau issu du recyclage de l'amiante et totalement neutre pour l'environnement. En utilisant ce matériau, on convertit donc un déchet, l'amiante, en une ressource. La Cofalit® présente par ailleurs une très forte inertie thermique, ce qui est avantageux dans le cadre de l'invention. Sa capacité de stockage thermique est très importante : un m3 de Cofalit® peut stocker 2,8MJ lorsque sa température augmente de 1°C. La Cofalit® est enfin peu coûteuse (environ 8 à 10 euros la tonne).In one example, the backfill is made from a material derived from asbestos recycling, such as Cofalit ® . Cofalit ® is a material derived from asbestos recycling and is completely neutral for the environment. By using this material, we therefore convert waste, asbestos, into a resource. Cofalit ® also has a very high thermal inertia, which is advantageous in the context of the invention. Its thermal storage capacity is very high: one m 3 of Cofalit ® can store 2.8 MJ when its temperature increases by 1°C. Finally, Cofalit ® is inexpensive (around 8 to 10 euros per tonne).
Selon un exemple, la membrane est à base d'un caoutchouc éthylène-propylène-diène monomère (EPDM). Toute membrane d'étanchéité inerte de façon durable dans le temps est cependant envisageable.In one example, the membrane is based on ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber. However, any waterproofing membrane that is inert over time is possible.
Selon un exemple, la zone de remblai comprend des gabions, le remblai étant disposé dans les gabions.In one example, the backfill area comprises gabions, with the backfill being arranged in the gabions.
Selon un exemple, l'ensemble comprend une pluralité de drains, au moins deux drains parmi la pluralité de drains étant de préférence disposés parallèlement. L'ensemble comprend de préférence au moins trois drains. Avantageusement, tous les drains sont disposés de façon parallèle, par exemple à différentes hauteurs de la zone de remblai.In one example, the assembly comprises a plurality of drains, at least two of the plurality of drains preferably being arranged in parallel. The assembly preferably comprises at least three drains. Advantageously, all of the drains are arranged in parallel, for example at different heights of the backfill area.
Selon un exemple, la zone de remblai forme un pourtour autour du bassin, ledit pourtour s'étendant sur une longueur Lzr prise en projection dans un plan horizontal, et le drain s'étend, dans la zone de remblai, sur une longueur Ld, prise en projection dans le plan horizontal, telle que Ld≥ 0.5 * Lzr, de préférence Ld≥ 0.7 * Lzr, de préférence Ld≥ 0.8 * Lzr et de préférence Ld≥ 0.95 * Lzr.According to one example, the backfill area forms a perimeter around the basin, said perimeter extending over a length L zr taken in projection in a horizontal plane, and the drain extends, in the backfill area, over a length L d , taken in projection in the horizontal plane, such that L d ≥ 0.5 * L zr , preferably L d ≥ 0.7 * L zr , preferably L d ≥ 0.8 * L zr and preferably L d ≥ 0.95 * L zr .
L'ensemble 1 va maintenant être décrit plus en détails en référence à la
L'ensemble 1 comprend tout d'abord un bassin 2. Ce bassin 2 est typiquement le bassin d'une piscine. Dans le cas d'une piscine coque, on désigne le plus souvent « bassin » la coque elle-même. Dans le cas d'une piscine en béton, le bassin est généralement composé des parpaings de béton ou du béton projeté donnant sa forme à la piscine. Le bassin peut également comprendre ou être formé d'une coque en fibre, en résine ou en métal. Le bassin 2 peut également être un bassin d'ornement ou un bassin d'agrément. Il peut par exemple s'agir d'un bassin végétalisé. Il s'agit de préférence d'un bassin écologique.
Le bassin 2 présente typiquement une pluralité de côtés, par exemple quatre côtés dans le cas d'un bassin présentant une forme rectangulaire en projection dans le plan du terrain 5.The
Le bassin 2 se trouve dans une cavité 4 d'un terrain 5, par exemple le terrain 5 d'un jardin.
Le bassin 2 est au moins partiellement enterré dans la cavité 4. Par le fait que le bassin 2 est « partiellement enterré » dans la cavité 4, on entend qu'une partie du bassin 2 peut être en saillie par rapport au terrain 5. De ce fait, le bassin 2 peut ne pas être enterré dans la cavité 4 sur toute sa hauteur. De préférence, le bassin 2 est enterré dans la cavité 4 sur au moins 80% de sa hauteur moyenne. On définit la hauteur moyenne du bassin 2 comme la moyenne sur la surface au sol du bassin 2 dans le plan du terrain 5 des hauteurs locales du bassin 2.The
Par ailleurs, le bassin 2 peut ne pas être enterré dans la cavité 4 au niveau de tous ses côtés. Un ou plusieurs de ses côtés peut ne pas être bordé par le terrain 5 ou être uniquement bordé sur une partie de sa hauteur par le terrain 5. Cela est notamment le cas dans le cas d'une piscine à débordement ou d'une piscine partiellement vitrée.Furthermore, the
L'ensemble 1 comprend par ailleurs une zone de remblai 3 se situant elle aussi au moins partiellement dans la cavité 4. De préférence, la zone de remblai 3 est entièrement enterrée dans la cavité 4.The
La zone de remblai 3 est plus précisément située au moins entre une paroi 21 du bassin 2 et une paroi 41 de la cavité 4. De préférence, la zone de remblai 3 s'étend entre plusieurs parois du bassin 2 d'une part et plusieurs parois de la cavité 4 d'autre part. Autrement dit, de préférence, la zone de remblai 3 borde plus d'un côté du bassin 2. Avantageusement, la zone de remblai 3 borde l'intégralité de la périphérie du bassin 2.The
Dans le cas où certains côtés du bassin sont vitrés, la zone de remblai 3 est de préférence positionnée de sorte à ne pas obstruer ces côtés vitrés.In the case where certain sides of the basin are glazed, the
La zone de remblai 3 comprend un remblai 30. Le remblai 30 est typiquement un ensemble de granulats d'une matière minérale, couramment désigné « concassé ».
Le remblai 30 est avantageusement disposé dans des casiers ou gabions, de préférence des gabions réalisés en fils de fer tressés. Comme il sera vu plus avant, ces gabions peuvent se retrouver en contact avec de l'eau. On préférera donc des gabions réalisés dans un matériau inoxydable ou inerte. De façon générale, le remblai 30 peut être disposé dans des cages en matériaux tissés ou moulés non putrescibles.The
Ces gabions ou cages confèrent à la zone de remblai 3 une meilleure tenue, et notamment permettent de maintenir le remblai 30 dans un volume désiré. Notamment, les gabions permettent d'éviter que le remblai 30 ne s'affaisse avec le temps et permettent de renforcer sa stabilité verticale. Ils permettent ainsi d'assurer que la zone de remblai 3 conserve la même hauteur et la même largeur avec le temps.These gabions or cages give the backfill zone 3 a better hold, and in particular make it possible to maintain the
Du fait de son poids et de sa rigidité mécanique, la zone de remblai 3 permet d'assurer le maintien mécanique du bassin 2 au sein du terrain 5. Plus précisément, le remblai 30 permet d'assurer le maintien mécanique des parois du bassin 2 et/ou de la cavité 4 qu'il borde. Concernant le maintien mécanique du bassin 2, celui-ci est notamment utile lorsque la ou les parois bordées par la zone de remblai 3 correspondent à au moins une partie de la coque de piscine à coque. En ce qui concerne le maintien des parois de la cavité 4, il est entendu que le maintien mécanique est effectif sur une partie au moins du terrain 5, cette partie s'étendant à partir de la paroi ou des parois de la cavité 4 bordée(s) par la zone de remblai 3.Due to its weight and mechanical rigidity, the
La zone de remblai 3 comprend également une membrane étanche 31 entourant au moins partiellement le remblai 30. De préférence la membrane étanche 31 entoure le remblai 30 sur toute sa hauteur prise verticalement. De préférence la membrane étanche 31 enveloppe le remblai 30 sur au moins 60% et de préférence sur au moins 80% de la hauteur de la cavité 4 prise verticalement. Cette membrane étanche 31 est étanche aux fluides, notamment à l'eau, et définit ainsi une zone de rétention d'eau 32. Cette zone de rétention d'eau 32 permet de recueillir de l'eau de pluie provenant notamment d'un ruissellement sur le terrain 5 et/ou d'un débordement depuis le bassin 2. En effet, l'eau de pluie tombant dans le bassin 2 peut terminer de remplir le bassin 2 et finir par déborder de ce dernier. L'excédent d'eau contenue dans le bassin 2 peut alors se déverser dans la zone de rétention d'eau 32 située dans la zone de remblai 3 jouxtant le bassin 2. Avantageusement, on prévoit un système de gestion du débordement 22 configuré pour acheminer l'excédent d'eau depuis le bassin 2 vers la zone de remblai 3, voire directement vers la zone de rétention d'eau 32.The
Afin de permettre l'écoulement, dans la zone de rétention d'eau 32, d'eau ruisselante depuis le terrain 5 ou d'eau débordante depuis le bassin 2, on prévoit que la membrane étanche 31 ne recouvre pas entièrement la face supérieure de la zone de remblai 3. On peut prévoir que la membrane étanche comporte une ouverture. Cette ouverture peut être laissée libre. On peut également prévoir qu'elle soit munie d'un filtre, par exemple d'un textile filtrant, par exemple un géotextile ou une grille non putrescible et/ou inoxydable, afin de filtrer l'eau s'écoulant dans la zone de rétention.In order to allow the flow, in the
La membrane étanche 31 permet d'éviter que l'eau ne s'écoule à l'extérieur de la zone de remblai 3, notamment dans le terrain 5. En recueillant ainsi l'eau de pluie ruisselante, on permet un retard dans l'écoulement des eaux, ce qui permet de désencombrer les réseaux publics d'évacuation et donc de limiter les phénomènes d'inondations.The
De manière additionnelle ou alternative, l'eau recueillie dans la zone de rétention d'eau 32 peut par ailleurs avoir plusieurs utilités. D'une part, cette eau peut être utilisée pour les besoins d'un habitat, et ce pour différentes fonctionnalités : arrosage, lavage de véhicules, alimentation des chasses d'eau, lavage des sols, lavage de linge... D'autre part, du fait qu'elle soit stockée avec le remblai 30, dans la cavité 4 du terrain 5, la température de cette eau s'uniformise avec celle du remblai 30. Le remblai 30 présente lui-même une température sensiblement égale à celle de la portion du terrain 5 se trouvant à la même profondeur et de la portion de terrain 5 sous-jacente. Ainsi, en hiver, l'eau de pluie froide se déversant dans la zone de rétention 32 est réchauffée par le remblai 30 et par le terrain 5, et en été l'eau de pluie chaude se déversant dans la zone de rétention 32 est rafraîchie. L'eau contenue dans la zone de rétention 32 peut donc servir de zone de stockage thermique. Les systèmes de collecte thermique à partir de l'eau stockée dans la zone de rétention seront détaillés plus avant.Additionally or alternatively, the water collected in the
Il est à noter que la contenance du bassin 2 est typiquement supérieure à celle de la zone de rétention 32. Par ailleurs, en hiver, l'eau 20 contenue dans le bassin 2 est typiquement plus froide que les portions de terrain 5 réchauffant l'eau contenue dans la zone de rétention 32. De manière similaire, en été, l'eau 20 contenue dans le bassin 2 est typiquement plus chaude que les portions de terrain 5 rafraîchissant l'eau contenue dans la zone de rétention 32. L'eau contenue dans le bassin 2 pourrait donc, de manière non désirée, refroidir en hiver l'eau contenue dans la zone de rétention 32 et, en été, la réchauffer. Afin d'éviter qu'un pont thermique trop dommageable pour les applications thermiques de l'invention ne se crée entre l'eau contenue dans le bassin 2 et l'eau contenue dans la zone de rétention 32, on prévoit avantageusement la présence d'une couche d'isolation thermique 6 entre la ou les paroi(s) du bassin 2 que la zone de remblai 3 jouxte et le remblai 30. La couche d'isolation thermique 6 peut être une membrane, par exemple souple, ou alternativement être formée d'un ou plusieurs panneau(x) ou feuille(s) rigide(s). Cette couche d'isolation thermique 6 forme une barrière thermique entre l'eau contenue dans le bassin 2 et le remblai 3. Par « barrière thermique », on entend que la couche d'isolation thermique 6 permet au moins de réduire les transferts thermiques entre l'eau contenue dans le bassin 2 et le remblai 3. Avantageusement, la couche d'isolation thermique 6 présente une conductivité thermique inférieure à 0,035 W.m-1.K-1.It should be noted that the capacity of the
Si la présence d'une telle couche d'isolation thermique 6 est particulièrement avantageuse pour la mise en oeuvre de l'invention, il est cependant possible de s'en passer.Although the presence of such a
Avantageusement, il n'y a pas de barrière thermique entre le remblai 30 et le terrain 5. En effet, il est souvent préférable de favoriser les échanges de chaleur entre le terrain 5 et le remblai 30 de sorte à ce que le remblai 30 bénéficie de l'inertie thermique du terrain 5. La membrane étanche 31 ne forme de préférence pas une barrière thermique. Par ailleurs, la couche d'isolation thermique 6 qui est avantageusement présente entre le remblai 30 et le bassin n'est pas présente entre le remblai 30 et le terrain 5. En particulier, la couche d'isolation thermique 6 ne se poursuit pas sur la paroi verticale entre le remblai 30 et le terrain 5. De préférence, elle ne se poursuit pas non plus entre le fond de la cavité 4 et le terrain 5, comme illustré sur les
Dans certaines situations, notamment dans le cas où le terrain 5 se trouverait à des températures non adaptées aux besoins du stockage en termes de température, d'inertie thermique ou de tout autre facteur pouvant parasiter le fonctionnement de l'ensemble 1, il est cependant envisageable d'isoler thermiquement le remblai 30 du terrain 5. On parle alors de stockage thermique indépendant.In certain situations, in particular in the case where the
Il est à noter que le bassin 2 peut de fait servir de sas thermique pour l'eau de pluie avant que celle-ci ne s'écoule dans la zone de rétention 32. En effet, en hiver, l'eau de pluie se trouve à une température très faible, par exemple autour de 0°C. L'eau contenue dans le bassin 2, elle, se trouve à une température plus élevée. Plus précisément, l'eau se trouvant au fond du bassin 2 a une température proche de celle de la portion de terrain 5 sous-jacente, et l'eau se trouvant à la surface présente une température assez proche de la température extérieure, par exemple environ 5°C. L'eau de pluie tombant dans le bassin 2 peut ainsi prendre a minima la température régnant à la surface de l'eau contenue dans le bassin 2. Du fait de la convection imposée à l'eau contenue dans le bassin 2 afin d'éviter que celle-ci ne stagne, on peut espérer que l'eau de pluie prenne même une température plus élevée. L'eau s'écoulant dans la zone de rétention 32 depuis le bassin 2 est donc moins froide que si elle n'était pas passé dans le bassin 2. Le réchauffement par le terrain 5 de l'eau dans la zone de rétention 32, typiquement jusqu'à des températures d'environ 10°C, s'en retrouve plus rapide. Ce raisonnement s'applique mutatis mutandis à une situation estivale, où l'eau de pluie est élevée (par exemple environ 25°C) et va subir un premier rafraîchissement du fait de son passage dans le bassin 2 avant d'être recueillie dans la zone de rétention 32 et d'être refroidie par le terrain 5, par exemple jusqu'à des températures d'environ 15°C à 20°C.It should be noted that the
On prévoit avantageusement que l'ensemble 1 contienne un système de contrôle du déversement de l'eau depuis le bassin 2 vers la zone de rétention d'eau 32. Ce système de contrôle comprend par exemple des capteurs de température : a minima un capteur permettant de déterminer la température à la surface de l'eau contenue dans le bassin 2, et un capteur permettant de déterminer la température de l'eau contenue dans la zone de rétention d'eau 32, par exemple au fond de cette zone. Le système de contrôle réalise avantageusement une comparaison de ces températures. En fonction de cette comparaison, le système de contrôle actionne un élément au sein du système de gestion du débordement 22 afin de permettre ou d'empêcher le déversement de l'eau depuis le bassin 2 vers la zone de rétention d'eau 32. De préférence le système de contrôle actionne cet élément également en fonction d'au moins un, et de préférence de plusieurs paramètres pris parmi : la saison, une donnée relative à la météo des jours à venir, des prévisions de pluviométrie, l'activation par l'utilisateur d'une commande de remplissage de la zone de rétention d'eau 32.It is advantageously provided that the
Par exemple, en été, si le remblai 30 et le terrain 5 ont permis un refroidissement efficace de l'eau contenue dans la zone de rétention d'eau 32, il peut être contre-productif de laisser de l'eau se déverser dans la zone de rétention 32 depuis le bassin 2, puisque l'eau du bassin pourrait conduire à réchauffer l'eau dans la zone de rétention 32. Ainsi, si le système de contrôle détecte que la température à la surface de l'eau dans le bassin 2 est supérieure à la température de l'eau au sein de la zone de rétention d'eau 32, ce déversement sera empêché. Si au contraire un orage d'été a permis la récupération au niveau du bassin 2 d'une eau de pluie très fraîche, et notamment plus froide que l'eau contenue dans la zone de rétention 32, alors le système de contrôle permettra ce déversement. Un fonctionnement analogue du système de contrôle a lieu en hiver, pour n'autoriser le déversement d'eau que lorsque celle-ci est plus chaude que l'eau contenue dans la zone de rétention 32. Il est à noter que l'on prévoit que, si l'ensemble 1 contient un tel système de contrôle, celui-ci puisse être activé ou non. Ainsi, si l'on cherche à prioriser un stockage hydrique par rapport à l'optimisation du stockage thermique, le système de contrôle pourra être désactivé pour autoriser le passage d'eau sans condition. Le stockage thermique s'en retrouvera certes moins optimisé, mais il sera tout de même garanti dans une mesure satisfaisante grâce aux propriétés du remblai 30.For example, in summer, if
Par ailleurs, l'utilisateur peut choisir de forcer le déversement de l'eau depuis le bassin vers la zone de rétention 32, par exemple lorsqu'un besoin hydrique important est prioritaire ou que l'on souhaite éviter de gaspiller de l'eau lorsqu'une intervention dans le bassin nécessite de vider en partie ce dernier.Furthermore, the user can choose to force the discharge of water from the basin to the
Exploitation du phénomène de stratification de la température de l'eau contenue dans le bassin Comme illustré schématiquement à la
L'exploitation du phénomène de stratification naturelle de la température de l'eau peut même être poussé plus loin. Notamment, selon un mode de réalisation avantageux, on prévoit que l'ensemble 1 contienne plusieurs jeux de moyens permettant d'acheminer de l'eau du bassin 2 vers la zone de rétention 2, ces différents jeux de moyens se situant à différents niveaux de hauteur du bassin 2. On obtient de la sorte différents points d'extraction de l'eau, chacun de ces points d'extraction permettant de prélever de l'eau contenue dans le bassin 2 se trouvant à une température différente. On prévoit avantageusement que des capteurs permettent de déterminer la température de l'eau au niveau de chacun de ces points d'extraction. Cela permet de choisir, manuellement ou automatiquement, par lequel ou lesquels des points d'extraction l'eau va être extraite du bassin 2. Dans ce mode de réalisation, on prévoit que chacun des jeux de moyens d'extraction contienne une vanne, de préférence un deuxième système de contrôle et éventuellement une pompe différente(s) afin de pouvoir prélever sélectivement de l'eau à un niveau ou à un autre du bassin 2. Un système de contrôle général, en communication avec les deuxièmes systèmes de contrôle, peut gérer en temp réel au niveau de quel(s) point(s) d'extraction de l'eau est acheminée du bassin 2 vers la zone de rétention 32. Il est entendu que le système de contrôle général, tout comme chacun des deuxièmes systèmes de contrôle, peut fonctionner selon un mode de fonctionnement automatique, manuel ou hybride.The exploitation of the phenomenon of natural stratification of the water temperature can even be pushed further. In particular, according to an advantageous embodiment, it is provided that the
La multiplicité des points d'extraction d'eau depuis le bassin 2 vers la zone de rétention permet de mieux contrôler la température de l'eau stockée dans la zone de rétention 32 et peut également permettre une optimisation thermique du bassin 2 lui-même. Il est par exemple possible de sélectionner, automatiquement ou manuellement, les points d'extraction par lesquels de l'eau est effectivement extraite depuis le bassin 2 afin de conserver l'eau 20 du bassin 2 à une température de consigne.The multiplicity of water extraction points from the
Il apparaît donc que la zone de rétention 32 d'eau permet un stockage thermique efficace pouvant être exploité pour réchauffer ou refroidir un milieu extérieur 8, comme il sera décrit plus en détails. Par ailleurs, la zone de remblai 3, lorsqu'elle n'est pas entièrement remplie d'eau, contient de l'air étant lui aussi réchauffé ou refroidi, selon les saisons, par le terrain 5. On peut donc réserver un espace au sein de la zone de remblai 3 n'étant pas rempli d'eau afin de l'utiliser comme zone de stockage thermique. Afin de limiter le niveau d'eau à une certaine hauteur dans la zone de remblai 3, plusieurs options sont envisageables. Il est par exemple possible d'inclure un mécanisme de détection du niveau d'eau qui évacue l'eau excédentaire au-delà d'un seuil préalablement fixé. Selon un autre exemple, le niveau d'eau dans la zone de remblai 3 est régulé à l'aide d'une évacuation gravitaire, comprenant par exemple un dispositif de trop-plein.It therefore appears that the
Il est possible d'exploiter un seul ou bien simultanément les deux types de stockage parmi le stockage thermique dans l'eau et le stockage thermique dans l'air.It is possible to operate one or both types of storage simultaneously, namely thermal storage in water and thermal storage in air.
Dans l'optique de favoriser les échanges thermiques entre l'eau et/ou l'air contenu(s) dans la zone de remblai 3 et le terrain 5, on prévoit avantageusement que la membrane étanche 31 présente une conductivité thermique facilitant ces échanges.With a view to promoting thermal exchanges between the water and/or air contained in the
Les moyens d'extraction thermique depuis l'eau ou l'air contenu(s) dans la zone de remblai 3 vers un milieu extérieur 8 vont maintenant être décrits plus en détails en référence aux
Selon un mode de réalisation illustré en
Le drain 33 est configuré pour permettre un transfert thermique entre l'eau contenue dans la zone de rétention 32 et le fluide caloporteur, ce qui permet en hiver de réchauffer le fluide caloporteur, et en été de le refroidir.The
Après son passage au sein de la zone de rétention 32, le fluide caloporteur est évacué de la zone de remblai 3 par une sortie 34. Cette sortie 34 communique avec, voire correspond à, une entrée 71 d'un circuit fluidique 7 dans lequel le fluide caloporteur (refroidi ou réchauffé selon les cas) est injecté. Le circuit fluidique 7 comprend un dispositif 72 permettant de transférer la chaleur du fluide à un fluide caloporteur secondaire, ou au contraire de transférer la chaleur du fluide caloporteur secondaire au fluide caloporteur. Dans le cadre de ce mode de réalisation, ce dispositif 72 est typiquement une pompe à chaleur, pouvant de préférence fonctionner à la fois comme chauffage et comme climatisation (pompe à chaleur réversible). Après avoir servi à refroidir ou à réchauffer le fluide caloporteur secondaire, le fluide caloporteur est réacheminé vers le drain 33. Il est entendu que cette circulation entre le drain et le dispositif 72 est en réalité continue qu'on trouve en permanence du fluide caloporteur dans le drain 33 et du fluide caloporteur dans le dispositif 72. Le fluide caloporteur secondaire est lui acheminé vers un milieu externe 8. Il peut servir à alimenter des émetteurs thermiques (radiateur, plancher chauffant, ventilo-convecteur...) se trouvant au sein du milieu externe 8.After passing through the
L'ensemble constitué du drain 33, des moyens permettant d'acheminer le fluide caloporteur du dispositif 72 au drain 33 et du drain 33 au dispositif 72 est couramment désigné « circuit primaire » 73. Le circuit se trouvant entre le dispositif 72 et le milieu extérieur est lui désigné « circuit secondaire » 74. Les flèches représentées sur la
Le fluide caloporteur étant séparé physiquement du remblai 30 et de l'eau contenue dans la zone de remblai 3 par le drain 33 et du terrain 5 et du milieu externe 8 par le circuit fluidique (c'est-à-dire que sa circulation se fait de manière étanche), ce mode de réalisation est dit « en boucles fermées », le circuit primaire et le circuit secondaire constituant chacun une boucle fermée. Comme dans tous les modes de réalisation de l'invention, on prévoit avantageusement que l'ensemble contienne plusieurs drains afin de maximiser son efficacité énergétique.The heat transfer fluid being physically separated from the
Avantageusement, on prévoit de placer au moins un drain 33 au fond de la zone de rétention d'eau 32 et au moins un deuxième drain 33 environ à mi-hauteur de la zone de rétention d'eau 32. Les drains 33 peuvent notamment être installés en strates au sein de la zone de remblai 3. Afin d'éviter que les drains 33 ne soient déformés et abîmés par le poids du remblai 30, on prévoit avantageusement qu'ils présentent une résistance mécanique intrinsèque importante ou bien qu'ils soient disposés dans des fourreaux de protection.Advantageously, provision is made to place at least one
La
Ce mode de réalisation utilisant une pompe à chaleur permet un échange thermique performant entre la zone de rétention 32 et le milieu externe 8. On estime que le coefficient de performance de ce mode de réalisation se situe entre 5 et 6.This embodiment using a heat pump allows efficient heat exchange between the
Selon un autre mode de réalisation non illustré, le circuit fluidique 7 ne comprend pas de pompe à chaleur mais une simple pompe, et le drain 33 et le circuit fluidique 7 constituent ensemble une unique boucle fermée. Le fluide caloporteur passant dans le drain 33 et dans le circuit fluidique 7 peut aussi bien être de l'eau pure, de l'eau salée, de l'eau glycolée ou encore l'un parmi un chlorofluorocarbure (CFC), un hydrochlorofluorocarbure (HCFC) et un hydrofluorocarbure (HFC). Dans ce mode de réalisation, les drains permettent un échange de calories entre le fluide présent dans la zone de rétention 32 et le fluide présente à l'intérieur du ou des drains 33. En revanche, ces drains 33 ne permettent pas un passage du fluide à travers leur paroi. Ils sont par exemple formés d'un conduit dont les parois sont étanches, c'est-à-dire ne présentant pas d'ouvertures. Le fluide caloporteur réchauffé ou refroidi par le remblai 3 est, dans ce mode de réalisation, acheminé directement vers un système de chauffage ou de climatisation au sol jouant un rôle d'émetteur de chaleur en hiver et d'émetteur de froid en été. La pompe et le système de chauffage ou de climatisation au sol permettent ainsi ensemble un transfert thermique entre la zone de remblai 3 et un habitat 8.According to another embodiment not illustrated, the
Selon un autre mode de réalisation illustré en
Dans ce mode de réalisation, le drain 33 communique avec un circuit fluidique 7 comprenant une ventilation mécanique contrôlée (VMC) permettant de capter l'air se trouvant dans la zone de remblai 3 par l'intermédiaire du drain 33. La VMC permet d'acheminer l'air capté vers le milieu externe 8, typiquement un habitat.In this embodiment, the
Avantageusement, le circuit fluidique 7 est isolé thermiquement du terrain 5 qu'il traverse afin de limiter les échanges thermiques entre l'air circulant dans le circuit 7 et le terrain 5. En effet, les zones du terrain 5 les plus proches de la surface pourraient en effet en hiver se trouver à une température inférieure (en été supérieure) à la température atteinte dans la zone de remblai, et refroidir (en été réchauffer) l'air en train d'être acheminé vers le milieu externe 8, ce qui serait contre-productif.Advantageously, the
Cette VMC se trouve typiquement au sein même de l'habitat 8 ou a minima n'est pas enterrée dans le terrain 5 afin de faciliter sa maintenance.This VMC is typically located within the habitat itself 8 or at least is not buried in the
Comme dans le mode de réalisation décrit précédemment, la zone de remblai 3 présente une sortie 34. L'air est évacué par cette sortie, qui communique avec, voire correspond à, une entrée 71 d'un circuit fluidique 7.As in the embodiment described above, the
Les flèches représentées sur la
On estime que le coefficient de performance de ce mode de réalisation se situe aux alentours de 2.The coefficient of performance of this embodiment is estimated to be around 2.
Selon un autre mode de réalisation illustré en
Dans ce mode de réalisation, le drain 33 est un conduit ou un tuyau présentant une ou plusieurs ouvertures sur sa paroi, permettant ainsi à l'eau contenue dans la zone de rétention 32 de s'introduire dans le conduit. Il peut par exemple s'agir d'ouvertures obtenues par perforations radiales. Le drain 33 permet donc dans ce mode de réalisation à la fois un drainage fluidique et un drainage thermique.In this embodiment, the
Comme illustré en
Les flèches représentées sur la
Avantageusement, le circuit fluidique 7 est isolé thermiquement du terrain 5 qu'il traverse afin de limiter les échanges thermiques entre l'eau circulant dans le circuit 7 et le terrain 5. En effet, les zones du terrain 5 les plus proches de la surface pourraient en effet en hiver se trouver à une température inférieure (en été supérieure) à la température atteinte dans la zone de remblai, et refroidir (en été réchauffer) l'eau en train d'être acheminé vers le milieu externe 8, ce qui serait contre-productif.Advantageously, the
Le fluide caloporteur peut donc être, suivant le mode de réalisation choisi :
- Un fluide caloporteur circulant dans la zone de remblai 3 et isolé fluidiquement de l'eau et de l'air contenus dans la zone de remblai 3,
- De l'air puisé dans la zone de remblai 3,
- De l'eau de pluie puisée dans la zone de rétention 32.
- A heat transfer fluid circulating in the
backfill zone 3 and fluidly isolated from the water and air contained in thebackfill zone 3, - Air drawn from
backfill zone 3, - Rainwater collected from
retention area 32.
Comme exprimé précédemment, il est possible de mettre en oeuvre un seul ou bien plusieurs des modes de réalisation de l'extraction thermique depuis la zone de remblai 3 au sein du même ensemble 1. L'ensemble 1 peut notamment comprendre les éléments nécessaires à la mise en oeuvre de plusieurs de ces modes de réalisation et être exploité soit simultanément, soit successivement, pour la mise en oeuvre des différents types d'extraction thermique.As previously expressed, it is possible to implement only one or more of the embodiments of the thermal extraction from the
Dans tous les modes de réalisation décrits précédemment, il est possible de prévoir une sortie de la zone de rétention d'eau 32 afin de prélever de l'eau pour tout type d'usage, par exemple domestique.In all the embodiments described above, it is possible to provide an outlet from the
Les différents modes de réalisation permettant une extraction thermique peuvent chacun être mis en oeuvre indépendamment ou bien en combinaison avec le stockage hydrique décrit plus bas.The different embodiments allowing thermal extraction can each be implemented independently or in combination with the water storage described below.
Les paragraphes suivants visent à présenter un exemple de dimensionnement du bassin 2 et de la zone de remblai 3 l'entourant. Il a été montré que ces dimensions permettent d'obtenir des résultats très satisfaisants en termes de stockages thermique et hydrique, tout en correspondant à des formats standards de bassins à usage particulier. Ces dimensions sont naturellement données à titre d'exemple et d'autres dimensions peuvent parfaitement être utilisées pour la conception du bassin et de la zone de remblai.The following paragraphs aim to present an example of the dimensioning of
Le bassin 2 peut présenter les dimensions suivantes :
- Une longueur Lb sensiblement égale à 8 mètres,
- Une largeur lb sensiblement égale à 4 mètres,
- Une hauteur hb sensiblement égale à 1,68 mètres.
- A length L b approximately equal to 8 meters,
- A width l b approximately equal to 4 meters,
- A height h b approximately equal to 1.68 meters.
La bassin 2 présente alors une surface dans le plan horizontal XY de 32 m2.
De manière tout à fait classique, le bassin 2 peut présenter une coque 25 (par exemple en gravier de type « grain de riz ») d'une épaisseur d'environ 7 cm.In a completely conventional manner, the
La zone de remblai 3 peut s'étendre autour du bassin 2, sur tout son pourtour, sur une largeur lr de 60 cm. La zone de remblai 3 présente alors les dimensions suivantes :
- Une longueur Lzr sensiblement égale à 8 mètres,
- Une largeur lzr sensiblement égale à 4,6 mètres,
- A length L zr approximately equal to 8 meters,
- A width l zr approximately equal to 4.6 meters,
La zone de remblai 3 présente alors un volume de 26,6 m3. C'est ce volume qui est au moins partiellement occupé par le remblai 30. Le taux de remplissage de la zone de remblai 3 par le remblai 30, dépendant notamment de la granulométrie du remblai 30, est typiquement de 50%. Par ailleurs, le volume occupé par la coque 25 en fond du bassin 2 est dans cet exemple de 2,2 m3. L'occupation volumique au sein de la coque du gravier la formant peut également être estimée à 50%.The
Ainsi, le volume total disponible pour le stockage hydrique est de 14,4 m3.Thus, the total volume available for water storage is 14.4 m3 .
Comme exprimé précédemment, la zone de remblai 3 permet non seulement un stockage thermique et, de manière simultanée ou de manière alternative, un stockage hydrique. L'eau stockée dans la zone de remblai 3 provient du surplus d'eau dans le bassin 2. Il peut également provenir d'autre types de déversements. En effet on peut prévoir que la zone de rétention 32 soit alimentée par au moins l'un parmi : l'eau s'écoulant sur le terrain, de l'eau pluviale en provenance d'une toiture, de l'eau pluviale en provenance d'une terrasse présentant un revêtement étanche, de l'eau pluviale en provenance d'une route ou d'un chemin.As previously stated, the
Ce stockage hydrique peut avoir deux objectifs, non mutuellement exclusifs. Le premier est une simple rétention d'eau : la membrane étanche 31 permet de stocker l'eau, et l'on prévoit avantageusement un orifice de sortie dans cette membrane étanche 31 afin de restituer l'eau dans un réseau public ou directement dans le terrain 5. Les dimensions de cet orifice sont choisies de façon à ce que le débit de restitution soit adapté aux caractéristiques du terrain 5. Un deuxième objectif est un stockage en vue d'une utilisation ultérieure. Dans ce cas, on prévoit avantageusement que l'ensemble 1 comprenne une cuve de décantation dans laquelle l'eau est filtrée voire stérilisée avant utilisation.This water storage can have two objectives, which are not mutually exclusive. The first is simple water retention: the
La membrane étanche 31 comprend avantageusement une sortie fluidique 36 ainsi qu'un dispositif de contrôle de l'extraction d'eau stockée dans la zone de rétention 32. Le dispositif de contrôle permet un contrôle de l'extraction de l'eau via la sortie fluidique 36 et des paramètres caractérisant cette extraction. Par exemple, le dispositif de contrôle peut permettre d'empêcher toute sortie d'eau stockée dans la zone de rétention par la sortie fluidique 36. Il peut également autoriser une telle sortie. Avantageusement, il permet de contrôler le débit par lequel l'eau sort par la sortie fluidique 36. Le système de contrôle peut être configuré pour permettre ou empêcher la sortie d'eau par la sortie fluidique en fonction de paramètres prédéterminés, et ainsi fonctionner dans un mode automatique. L'existence d'un tel mode automatique n'empêche cependant pas un fonctionnement manuel, dans lequel le dispositif de contrôle est entièrement commandé par l'utilisateur, ou un fonctionnement hybride.The
Un drain fluidique 35 communiquant avec cette sortie 36 peut permettre de prélever l'eau se trouvant dans la zone de rétention 32 à extraire via la sortie fluidique 36.A
Comme illustrée en
La sortie fluidique 36 peut également communiquer avec un conduit acheminant l'eau vers une cuve de décantation. On est alors dans le cas d'un stockage hydrique ayant pour but une utilisation ultérieure de l'eau stockée. Il est entendu que la membrane étanche 31 peut comprendre deux sorties fluidiques, une pour chacune de ces applications, ou bien une unique sortie fluidique connectée à deux conduits distincts. Comme illustré à la
Cet équipement de distribution d'eau 37 est en communication avec la sortie fluidique 36, éventuellement par l'intermédiaire d'une cuve de décantation telle que précédemment décrite. Avantageusement, l'ensemble 1 comprend une pompe 38 permettant de prélever de l'eau contenue dans la zone de rétention 32 et de l'acheminer vers l'équipement de distribution d'eau 37.This
Le phénomène de stratification de la température de l'eau, décrit précédemment en référence à l'eau 20 contenue dans le bassin 2, est également observé au sein de la zone de rétention 32. Ce phénomène peut également être exploité à ce niveau : on prévoit avantageusement que l'extraction thermique depuis la zone de remblai 3 vers le milieu externe 8 puisse se faire à plusieurs hauteurs de la zone de remblai.The phenomenon of stratification of the water temperature, described previously with reference to the
Notamment, selon un mode de réalisation avantageux, on prévoit que l'ensemble 1 contienne plusieurs sorties fluidiques se situant à différentes hauteurs de la zone de remblai 3. Ces sorties fluidiques peuvent être des sorties fluidiques permettant une extraction d'un fluide caloporteur ayant circulé au sein du remblai 30, d'eau contenue dans la zone de rétention 32, ou d'air contenu dans la zone de remblai 3, selon l'un quelconque des modes de réalisation décrits précédemment pour l'extraction thermique ou hydrique depuis la zone de remblai 3.In particular, according to an advantageous embodiment, it is provided that the
On obtient de la sorte différents points d'extraction thermique et/ou hydrique, chacun de ces points d'extraction permettant de prélever de l'eau ou de l'air contenu(e) dans la zone de remblai 3 se trouvant à une température différente. On prévoit avantageusement que des capteurs permettent de déterminer la température de l'eau ou de l'air au niveau de chacun de ces points d'extraction. Cela permet de choisir, manuellement ou automatiquement, par lequel ou lesquels des points d'extraction l'eau ou l'air va être extrait(e) du bassin 2. Dans ce mode de réalisation, on prévoit que chacune des sorties fluidiques soit associée à une vanne différente, ainsi de préférence qu'à un troisième système de contrôle différent et éventuellement à une pompe différente afin de pouvoir prélever sélectivement de l'eau ou l'air à un niveau ou à un autre de la zone de remblai 30. Un système de contrôle général, en communication avec les troisièmes systèmes de contrôle, peut gérer en temp réel au niveau de quel(s) point(s) d'extraction de l'eau ou de l'air est acheminé(e) de la zone de rétention 32 vers le milieu externe 8. Il est entendu que le système de contrôle général, tout comme chacun des troisièmes systèmes de contrôle, peut fonctionner selon un mode de fonctionnement automatique, manuel ou hybride.In this way, different thermal and/or water extraction points are obtained, each of these extraction points making it possible to extract water or air contained in the
La multiplicité des points d'extraction thermiques ou hydriques au niveau de la zone de rétention 32 permet de mieux contrôler la température de l'eau et/ou de l'air extrait(s) de la zone de rétention 32. Cela permet d'améliorer l'efficacité du système de chauffage ou de climatisation du milieu externe 8, ou bien de choisir la température de l'eau que l'on souhaite récupérer pour un usage ultérieur précis. Il est par exemple possible de sélectionner, automatiquement ou manuellement, les points d'extraction par lesquels de l'eau ou de l'air est effectivement prélevé depuis la zone de rétention 32 afin de tempérer le milieu externe 8 à une température de consigne.The multiplicity of thermal or water extraction points at the
Les prochains paragraphes visent à montrer l'efficacité du système de stockage hydrique selon l'invention avec des résultats chiffrés.The following paragraphs aim to show the effectiveness of the water storage system according to the invention with quantified results.
En France, en Bretagne et dans les Bouches-du-Rhône, la pluviométrie annuelle est respectivement de 1,2 m/an/m2 et de 0,55 m/an/m2. Ainsi, pour un bassin de 8x4 mètres, tombent chaque année sur ce bassin respectivement 38 m3 et 17,6 m3 d'eau de pluie.In France, Brittany and Bouches-du-Rhône, the annual rainfall is 1.2 m/year/ m2 and 0.55 m/year/ m2 respectively. Thus, for a pool of 8x4 meters, 38 m3 and 17.6 m3 of rainwater fall on this pool each year respectively.
En considérant que la zone de remblai 3 s'étend sur une largeur lr de 60 cm tout autour du bassin 2 dans le plan horizontal XY, sa capacité de stockage est d'environ 15 m3, ce qui permet, pour un bassin de 8×4×1,68 m3, de contenir de quoi renouveler plus d'un quart du bassin 2.Considering that the
Ainsi, en utilisant l'eau de pluie pour rincer des filtres du bassin 2 et/ou pour remettre à niveau le bassin 2 après une évaporation éventuelle ou un débordement d'eau depuis le bassin 2 lors de son utilisation, ce dernier est totalement neutre en eau pour des régions ayant une pluviométrie annuelle supérieure à 380 mm/an/m2, ce qui est le cas dans la majorité des pays européens.Thus, by using rainwater to rinse filters in
Si l'on considère une zone de remblai 3 présentant une largeur lr de 90 cm au lieu de 60 cm autour du bassin 2, la capacité de stockage hydrique monte à 22 m3, ce qui permet, pour un bassin de 8×4×1,68 m3, de contenir de quoi renouveler environ 40% du bassin 2. Ainsi, en utilisant l'eau de pluie pour rincer des filtres du bassin 2 et/ou pour remettre à niveau le bassin 2 après une évaporation éventuelle ou un débordement d'eau depuis le bassin 2 lors de son utilisation, le bassin 2 devient neutre en consommation hydrique dans les régions présentant une pluviométrie annuelle supérieure à 250 mm/an.If we consider an
Outre les questions de rétention et de récupération d'eau, le stockage d'eau au sein de la zone de rétention 32 permet d'améliorer encore le maintien mécanique du bassin 2 et/ou du terrain 5 assuré par la zone de remblai 3. En effet le poids de l'eau vient s'ajouter au poids et à la rigidité mécanique du remblai, et, éventuellement, des gabions. La zone de remblai 3 s'en retrouve d'autant plus résistante aux forces exercées sur elle par la ou les parois du bassin 2 et/ou du terrain 5.In addition to the issues of water retention and recovery, the storage of water within the
Par ailleurs, l'eau stockée dans la zone de rétention 32 est un avantage très important pour maintenir mécaniquement la ou les parois du bassin 2 lors d'une vidange de ce dernier.Furthermore, the water stored in the
L'eau stockée dans la zone de rétention 32 constitue également une réserve d'eau pouvant être utilisée en cas d'incendie ou de pénurie d'eau. Cela est également vrai pour l'eau contenue dans le bassin 2.The water stored in
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s'étend à tous les modes de réalisation couverts par l'invention.The invention is not limited to the embodiments previously described and extends to all embodiments covered by the invention.
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CH619294A5 (en) * | 1977-03-09 | 1980-09-15 | Franz Kaufmann | Heating installation |
DE20214208U1 (en) * | 2002-09-13 | 2002-11-07 | Ing. R. Zeiler Gmbh, Radstadt | pond system |
AT501959A2 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-15 | Stummer Hans F | POND PLANT |
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2024
- 2024-06-20 EP EP24183519.8A patent/EP4481138A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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