Brevet FR2007633A1 — publié le 19700109

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour effectuer sous l'eau des travaux d'exploitation minière. L'invention a pour objet de permettre l'extraction de pro-5 duits solides granuleux tels qu'un sable chargé de minerais, ces produits étant prélevés sous l'eau, par exemple sur le fond de la mer à proximité des plages ou des côtes, puis transportés en même temps qu'une certaine quantité d'eau de mer jusqu'à une centrale implantée sur la terre à proximité de la côte, où on 10 sépare l'eau de mer et les matériaux solides, pour renvoyer l'eau à la mer et retenir les produits solides qu'on peut ensuite soumettre à Tin traitement, par exemple pour en extraire de» sub-stances minérales « Un dispositif d'exploitation minière sous—marine selon 15 l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : une tête d'aspiration, une source d'air comprimée à baute pressicn qu'une tuyauterie souple d'alimentation relie à une pompe aspi— rante logée dans cette tête, et une canalisation souple semi— flottante pour le transport des produits qui relie la tête d'as-20 piration à des moyens de traitement implantés sur la terre ferme en vue de séparer le liquide et les produits solides granuleux, ces derniers étant transférés en continu sous la forme d'une boue à travers cette canalisation souple depuis la tête jusqu'aux moyens de traitements. 25 Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Pig. 1 est une vue en plan d'une installation selon l'invention mise en place pour fonctionner. Fig. 2 est une vue correspondante en élévation. 30 Fig. 3 est une vue en élévation de la tête d'aspiration de l'appareil sous—marin reliée à un ponton de service. Fig. 4 est une vue en plan montrant le détail de la tête d'aspiration. Fig, 5 est une vue en élévation correspondant à la fig. k, 35 On a représenté sur les dessins un appareil selon l'invention pour effectuer des travaux miniers. Cet appareil comprend une tête d'aspiration 1 qu'une tuyauterie souple d'alimentation 2 relie à un compresseur 3» lequel est placé sur un ponton de service 4 qui flotte à proximité. Cependant, la distance entre la tête 1 40 et le ponton 4 est suffisante pour permettre à l'appareil sous— 12358 2 2007633 marin 1 de se déplacer dans toutes les directions sur le fond de la mer» De préférence, on prévoit un cable électrique de commande qui relie le ponton k à des moyens d'éclairage constitués par exemple par une ou plusieurs lampes électriques équipant la tête 5 là l'intérieur d'une tourelle 5 dans laquelle on monte également une caméra de télévision assurant la surveillance des travaux» Le cable électrique précité peut être placé à l'intérieur de la tuyauterie souple 2 ou le long de cette tuyauterie, ou bien encore être monté indépendamment. La caméra de surveillance située 10 dans la tourelle 5 envoie l'image à un récepteur de télévision qui peut être placé sur le ponton 4 ou bien dans une centrale de traitement 6 implantée sur la terre ferme et reliée à la tête I par une tuyauterie souple 7 dans laquelle circulent les produits. La tête 1 est également munie d'une ou plusieurs pompes 15 telles que 8 et 9 capables de refouler par des ouvertures 10 et II des jets permettant de diriger la tête 1 par effet de réaction» Ainsi} un opérateur qui observe l'écran du récepteur de télévision peut diriger la tête 1 sur le fond de la mer jusqu'à un emplacement dépourvu d'obstacles tels que des rochers» L'opé» 20 rateur peut également é'assurer ainsi que la tête 1 explore convenablement le fond de la mer et en extrait de façon efficace le rainerai qu'on évacue par la tuyauterie 7» Si on le désire, il est possible de prévoir une caméra de télévision supplémentaire ainsi qu'une ou plusieurs lampes 25 électriques derrière une fenêtre 12 afin de permettre l'observa» tion de la tubulure d'admission 13 de la pompe 1k qui aspire les produits» La tête 1 étant un système à aspiration, on comprend que la force de réaction à laquelle elle est soumise par son alimenta-30 tion en air, tend à maintenir la trompe 15 de cette tête 1 auto» matiquement appliquée contre la face de travail dont on se propose d'extraire les matériaux granulés» Au départ, on définit approximativement la position de la tête 1 par l'état dans lequel on place des ballasts ou caissons de flottation 16, 17» 18 et 19 qui 35 équipent cette tête 1 et comportent des ouvertures de.refoulement telles que celles qu'on a désignéœpar les références 20 et 21 pour les caissons 16 et 18» De plus, étant donné que la.pompe principale 14 prélève l'eau et les minerais par aspiration sur le fond, la turbulence qui en résulte dans l'eau de mer au voiafciage ko du fond reste extrêmement faible ; par conséquent, l'eau n'est 69 12358 3 2007633 pratiquement pas troublée, et rien ne gêne la visibilité sur l'une ou l'autre des caméras de télévision. Si ftn le désire» on peut animer automatiquement la tête 1 suivant un mouvement d'exploration systématique après constata-5 tion par l'opérateur que la zone en question du fond de la mer se prête bien au déroulement des travaux. Pour cela, on peut actionner automatiquement les pompes 8 et 9 produisant les jets de réaction, la commande s'effectuant suivant un programme donné pour que la tête 1 se tourne d'un côté et de l'autre sur des 10 trajectoires en arc«de-cercle qui se déplacent progressivement. Les caractéristiques de ce mouvement dépendent en particulier de la longueur de la tuyauterie d'alimentation 2 et des cables de commande entre la tête 1 et le ponton 4, ainsi que du mou disponible sur la tuyauterie 7 évacuant les produits. Bien enten» 15 du, on peut déplacer le ponton 4 d'un endroit à l'autre en foncr tion du mou qu'accepte la tuyauterie 7» si bien que l'appareil de minage selon!1'invention peut exploiter plusieurs zones dans les limites permises par la tuyauterie 7 tandis que le ponton 4 reste ancré par des amarres 2&, 23, 24 et 25. 20 En variante, au lieu d'ancrer le ponton 4 à des positions bien définies, on peut le laisser mobile pour compenser l'effet des vents et/ou des courants qui peuvent tendre à l'éloigner d'une position de référence définie. La pompe principale 14 logée dans la tête 1 et qui refoule 25 une sorte de boue en continue depuis le fond de la mer jusqu'à la tuyauterie 7 est préférablement du type défini dans la demande de brevet australien déposée sous le numéro 33 166/68 aux noms des présents demandeurs, Messieurs Bede Alfred BOYLE et Laurice Vinifred BOYLE. 30 Si on le désire, le compresseur 3 monté sur le ponton de service 4 peut être prévu pour fournir de l'air comprimé sous haute pression à la pompe principale 14 et aux pimpes de pilota» ge par réaction 8 et 9 de façon à laisser échapper cet air, non pas à la pression atmosphérique, mais dans des réservoirs assu» 35 rant la flottabilité du ponton 4, ce qui garantit que la pression au refoulement est celle qui résulte de la colonne st*»atique d'immersion de la tête 10 Des essais ont montré que cette dernière particularité pevmet de réduire de 30 $ environ l'énergie nécessaire au compresseur. 40 Suivant une variante de l'invention, la tuyauterie 7 des 12358 k 2007633 produits peut se décharger dans une trémie (non représentée) placée sur un navire ou sur un ponton flottant, notamment lorsque l'appareil de minage est utilisé tellement loin des cdtes qu'il est impossible de déverser la boue directement dans la centrale 5 de traitement 6« Ceci est par exemple le cas lorsqu'on travaille sur les trajets de navires de ligne ou bien au-delà de la capacité de la pompe principale Dans cette éventualité, on peut utiliser une tuyauterie supplémentaire pour les produits, ainsi qu'un système de pompage auxiliaire pour extraire .la ^oue de ce 10 ponton—relais en vue d'alimenter la centrale de traitement 6 lorsque le ponton«*relais en question a été ramené à proximité de la côte 26. 69 12358 5 2007633 REVENDICATIONS 1 — Appareil prévu pour effectuer sous 1'eau des travaux d'exploitation minière, caractérisé en ce qu'il comprend en 5 combinaison t une tête d'aspiration, une source d'air comprimé à haute pression reliée par une tuyauterie souple d.Salimentation à la pompe d'aspiration de la tête, et une tuyauterie souple semi-flottante prévue pour évacuer les produits entre la tête et des moyens de traitement implantés sur la terre ferme afin 10 de séparer le liquide et les matières solides granulées trans— férées sous la forme d'une boue à travers cette tuyauterie qui relie la tête aux moyens de traitement •. 2 - Appareil minier sous-marin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'air comprimé à haute pression 15 est constituée par un compresseur mécanique. 3 - Appareil minier sous—marin suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tuyauterie d'alimentation est également équipée de câbles électriques reliant la source de pression à des moyens d'éclairage placés sur ou dans 20 la tête d'aspiration, k — Appareil minier sous*«marin suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 3» caractérisé en ce que la tête d'aspiration peut être dirigée à l'aide du jet de réaction produit par des pompes logées à l'intérieur de cette tête ou fixées sur elle. 25 5 Appareil minier sous—marin suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les pompes des jets de direction par réaction sont actionnées par des moyens de commande qui animent la tête suivant un mouvement automatique d'exploration0 6 — Appareil minier sous—marin suivant une ou plusieurs des 30 revendications 1 à 5» caractérisé en ce que la tête d'aspiration est équipée d'une ou plusieurs caméras de télévision de surveillance, qui transmettent l'image à un opérateur qui peut agir sur les moyens de commande. 7 — Appareil minier sous**marin suivant une ou plusieurs 35 des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le compresseur fournit de l'air comprimé sous haute pression à la pompe principale et aux pompes de direction de la tête, de telle façon que ]'air fourni par ce compresseur soit recueilli dans des réservoirs d'àir qui contribuent à rendre flottant un ponton ou bateau supportant ce compresseur.