Brevet FR2225583A1 — publié le 19741108

L'invention est relative à des techniques pour recueillir sous l'eau des matières solides et plus particulièrement à un appareillage pour recueillir sous l'eau des matières solides. Une application de ces techniques et de cet appareillage conformes à l'invention est constituée par des moyens pour élever des matières solides de densité élevée telles que du gravier accumulé dans le lit d'une rivière ou sur un fond marin, notamment à des profondeurs situées au delà de la zone d'action normale des appareillages de dragage usuels. Une autre application des techniques et de l'appareillage conformes à l'invention est constituée par des moyens pour établir un ancrage immergé, par exemple pour un navire de surface ou pour tout autre genre de matériel tel qu'une plate-forme de forage. Conformément à l'invention, un appareillage pour recueillir sous l'eau des matières solides comporte ùn ensemble de construction essentiellement creux, susceptible d'être immergé dans un certain volume de liquide et présentant au moins un passage d'entrée situé dans la région inférieure dudit ensemble de construction, cet appareillage comportant aussi des moyens collecteurs au moyen desquels, en fonctionnement, du liquide issu des couches inférieures du volume de liquide ou au voisinage immédiat du fond, le fond de la mer ou d'une rivière par exemple, situé sous le volume de liquide peut être amené à l'intérieur de l'ensemble de construction par le ou les passages d'entrée avec une force vive suffisante pour entratner à l'intérieur de cet élément des matières solides issues du fond situé sous le volume de liquide. De préférence, les moyens collecteurs comportent un orifice d'extraction situé dans la région supérieure de l'ensemble de construction et par lequel peut être extrait par des moyens d'aspiration le liquide se trouvant à l'intérieur de l'ensemble de construction. Selon un mode de réalisation de l'invention pour recueillir et ramener à la surface des solides immergés, l'ensemble de construction essentiellement creux est réalisé sous la forme d'une cloche de plongée, le ou les passages d'entrée précités partant de la région inférieure de l'ensemble de construction à la manière de pattes périphériques, l'ensemble de construction étant muni d'une zone collectrice, analogue à une trémie, dans laquelle peuvent être collectées les matières solides amenées à l'intérieur de l'ensemble de construction par les passages d'entrée, L'ensemble de construction peut aussi comporter un passage d'entrée d'air par lequel de l'air comprimé peut être amené à l'intérieur de l'ensemble de construction pour coopérer avec l'orifice d'extraction précité à la manière d'une pompe à entrainement d'air ou émulseur pour extraire de l'intérieur de l'ensemble de construction une émulsion d'air dans l'eau. Lorsque l'orifice d'extraction est fermé, l'air comprimé peut avantageusement être utilisé pour mettre sous pression l'ensemble de construction afin de lui donner une flottabilité grâce à laquelle l'ensemble de construction pourra remonter jusqu'à la surface du liquide. Selon une variante de réalisation de l'invention pour fournir des moyens d'ancrage sur le fond du volume liquide, l'ensemble de construction essentiellement creux comporte une région inférieure en forme de plate-forme à la base de laquelle sont disposés les passages d'entrée, de telle manière que les matières solides amenées dans l'ensemble de construction par les moyens collecteurs remplissent, complètement ou à peu près l'intérieur de la région en forme de plate-forme, et l'obligent à pénétrer, au moins partiellement, dans le matériau constituantle fond. L'invention est-expliquée plus en détail ci-après, à l'aide de deux de ses modes de réalisation, pris d titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés, dont les figures 1, 2, 3 et 4 montrent l'appareillage conforme à l'invention appliqué à l'extraction de matières solides immergées, et les figures 5,6, 7 et 8 montrent un appareillage conforme à l'invention appliqué à un ancrage sous marin; dans ces dessins: -la figure 1 montre l'appareillage d'extraction de matie res solides immergées alors qu'il se trouve à la surface, -la figure 2 montre cet appareillage immergé et reposant sur le fond du volume de liquide; -la figure 3 montre cet appareillage immergé, une fois chargé de matières solides; -la figure 4 montre l'appareillage chargé, ramené à la surface; -la figure 5 montre l'appareillage d'ancrage disposé à la surface; -la figure 6 montre cet appareillage immergé et reposant sur le fond du volume de liquide; -la figure 7 montre cet appareillage-immerge, après évacuation de son contenu d'eau qui a-été remplacé par du matériau provenant du fond, et -la figure 8 montre cet appareillage partiellement engagé dans le fond du volume de liquide pour obtenir un ancrage résistant. L'appareillage pour recueillir sous l'eau des matières solides, est représenté sur la figure 1 dans la position où il flotte à la surface du liquide, jusqu'à ce qu'il soit amené audessus de l'emplacement d'extraction. L'appareillage 1, qui a la forme d'une cloche de plongée fermée est ensuite rempli d'eau et descend jusqu'au fond du volume de liquide comme on le voit sur la figure 2.De l'air, à une pression appropriée à la profondeur d'immersion, est injecté dans la partie supérieure de l'appareillage par un passage d'entrée 2 de telle manière qu'il sorte par une lumière d'extraction 3 située à la partie supérieure de l'appareillage pour constituer une pompe à entraînement d'air ou émulseur qui produit l'ascension à travers la lumière d'extraction 3 du liquide contenu à l'intérieur de l'appareillage 1 et fait par suite pénétrer du liquide dans l'appareillage 1 par des passages d'entrée 4 situés à la partie inférieure de cet appareillage 1.La force vive avec laquelle le liquide entre par les passages d'entrée 4-est réglée de manière à être suffisante pour entrainer des matières solides provenant du fond,situé sous le volume de liquide, avec lequel les parties extérieures des passages d'entrée 4 sont en contact ou dont elles sont immédiatement voisines, ces matières solides venant se placer dans une partie en forme de trémie 5 de l'appareillage 1 tandis que le liquide en excès est évacué par la lumière d'évacuation 3. Lorsque la trémie 5 est chargée de matières solides, comme on le voit sur la figure 3, la lumière d'extraction 3 est fermée et de l'air continue à être injecté dans l'appareillage 1, ce qui expulse le liquide à travers les passages d'entrée 4 jusqu'à ce que l'appareillage 1 acquière une flottabilité suffisante et remonte à la surface du liquide, de la manière représentée sur la figure 4. De cette manière, on peut recueillir des matières solides provenant du fond de la mer ou du lit d'une rivière, en les rassemblant pour constituer un chargement dans un appareillage qui n'utilise qu'une faible puissance pour la compression de l'air, la remontée de l'appareillage à la surface du liquide étant assurée par poussée hydrostatique selon le principe d'Archimède. Il suffit pour cela d'une seule source de puissance, cette puissance étant fournie par. de l'air comprimé, qui est amené à l'appareillage par une canalisation flexible. L'usure des pièces est faible du fait que les matières solides ne se déplacent rapidement par rapport aux surfaces délimitant l'appareillage que lorsqu'elles circulent dans les passages d'entrée pour passer du fond du volume de liquide à la trémie prévue dans l'appareillage.L'appareillage ramené à la surface, une fois chargé, peut être séparé de la source d'air comprimé et amené par flottation à une station sans que soit interrompue l'extraction des matières solides, qui se poursuit avec l'appareillage vide suivant, une fois celui-ci raccordé à-son tour à la source d'air comprimé. La forme et les dimensions de l'appareillage ne sont pas limitées à celles indiquées sur les dessins qui ne visent qu'à illustrer le principe de l'opération d'extraction. L'appareillage peut être laissé en un emplacement du fond du volume de liquide jusqu'à ce qu'il soit chargé ou peut être déplacé sur le fond pendant son chargement, selon la nature des dépôts solides à extraire. L'air'ne constitue qu'un des moyens de pompage qui peuvent être utilisés pour entraîner les solides dans la trémie.Une pompe à jet ou une pompe centrifuge pourrait tout aussi bien être utilisée dans ce but;. dans ce cas, il faudrait mettre en oeuvre une canalisation d'arrivée de liquide pour la pompe à jet et une arrivée d'électricité pour la pompe centrifuge, en plus de l'arrivée d'air nécessaire pour assurer la flottabilité de l'appareillage. L'appareillage d'ancrage de fond représenté sur les figures 5,6,7 et 8 se présente sous la forme d'un ensemble de construction essentiellement creux 10 qui flotte à la surface du liquide, comme le montre la figure 5, jusqu'à ce qu'il soit amené au-dessus de l'emplacement où il doit être ancré; il est alors rempli d'eau et s'enfonce dans refond situé sous3e liquide Comme on le voit 91r la figure 6 Le liquide contenu à l'int & eur de l'ensemble de cons truction est ensuite expulsé selon un ou plusieurs d'un certain nombre de procédés possibles, par exemple en raccordant l'in térieur de l'ensemble de construction au tuyau d'aspiration d'une pompe qui peut être soit immergée, soit montée au-dessus de la surface du liquide, ou par un éjecteur à jet ou par une pompe à-entraînement d'air ou émulseur. Comme on le voit sur la figure 7, le liquide contenu à l'intérieur de l'ensemble de construction creux 10 est expulsé par une canalisation 13 raccordée à une pompe 15, ce qui amène du liquide à l'intérieur de l'ensemble de construction par des passages d'entrée 14 ouverts,situés dans la région inférieure d'une partie analogue à une plate-forme de l'ensemble de construction 10. La force vive avec laquelle le liquide passe par les passages d'entrée 14 est réglé de telle manière qu'elle soit suffisante pour entraîner, à l'intérieur de l'ensemble de construction 10, des matières solides provenant du fond situé sous le volume de liquide, avec lequel les parties extérieures des passages d'entrée 14 sont en contact ou au voisinage immédiat duquel elles se trouvent.La vitesse du liquide, à l'intérieur de l'ensemble de construction 10, est réglée de manière à être suffisamment faible pour que les matières solides lourdes cessent d'être en suspension une fois qu'elles sont entrées à l'intérieur de l'ensemble de construction par les passages d'entrée 14. Cette action se poursuit au fur et à mesure que la partie inférieure en forme de plate-forme de l'ensemble de construction 10 se remplit de matériau issu du fond et en même temps pénètre plus profondément dans le fond de la mer ou de la rivière pour former un ancrage ferme.Si les moyens pour expulser le liquide de l'intérieur de l'ensemble de construction sont capables de transporter des matières solides, le processus peut se poursuivre après que l'ensemble de construction 10 est rempli de matières solides provenant du fond du volume de liquide, l'excès de matières solides sortant en passant par la canalisation 13 et la pompe 15 et se déposant à la partie supérieure de l'ensemble de construction qui continue à s'enfoncer dans le fond, augmentant ainsi l'efficacité de l'ensemble de construction en tant que dispositif d'ancrage. L'ensemble de construction peut comporter, au-dessus de la partie en forme de plate-forme, une partie à peu près verticale, sur laquelle peut être fixé ou raccordé un objet à ancrer. Un avantage de l'utilisation de ce procédé pour établir un point d'ancrage est la quantité relativement faible de matériau nécessaire à la fabrication de l'ensemble de construction, la majorité de la masse du dispositif d'ancrage étant constituée par la matière aspirée du fond situé sous le volume liquide. Les dimensions effectives du dispositif-d'ancrage peuvent varier énormément, comme tout spécialiste s'en rendra compte aussitôt. Dans'un cas extrême, le dispositif d'ancrage peut par exemple être utilisé pour assurer un amarrage sûr à un petit bateau, tandis que dans l'autre cas extrême il peut par exemple constituer la totalité ou une partie importante d'une plate-forme de forage pétrolier. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Appareillage immergé pour travaux sous-marins caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de construction essentiellement creux, susceptible d'être immergé dans un certain volume de liquide et présentant au moins un passage d'entrée situé dans la région inférieure dudit ensemble de construction, cet appareillage comportant aussi des moyens collecteurs au moyen desquels, en fonctionnement, du liquide issu des couches inférieures du volume de liquidé ou au voisinage immédiat du fond, le fond de la mer ou d'une rivière par exemple, situé sous le vol-ume de liquide peut être amené à l'intérieur de l'ensemble de construction par le ou les passages d'entrée avec une force vive suffisante pour entraîner à l'intérieur de cet élément des matières solides issues du fond situé sous le volume de liquide. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens collecteurs comportent un orifice d'extraction situé dans la région supérieure de l'ensemble de construction et par lequel peut être extrait par des moyens d'aspiration le liquide se trouvant à l'intérieur de l'ensemble de construction. 3. Appareillage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en qu'il est prévu un passage d'entrée d'air par lequel de l'air comprimé peut être amené à l'intérieur de l'ensemble de construction pour coopérer avec l'orifice d'extraction précité à la manière d'une pompe à entraînement d'air ou émulseur pour extraire, de l'intérieur de l'ensemble de construction, une émulsion d'air dans l'eau. 4. Appareillage selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce que l'ensemble de construction essentiellement creux comporte une région inférieure en forme de plate-forme à la base de laquelle sont disposés les passages d'entrée, de telle manière que les matières solides amenées dans l'ensemble de construction par les moyens.collecteurs remplissent, complètement ou à peu près, l'intérieur de la région en forme de plate-forme et ltobli- gent à pénétrer, au moins partiellement, dans le matériau constituant le fond. 5. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ensemble de construction essentiellement creux comporte une partie à peu près vertic-ale,- disposée au-dessus de la partie analogue à une plate-forme, qui peut servir pour être fi xée à un objet à ancrer ou pour être raccordée à celui-ci. 6. Application de l'appareillage, selon l'une quelconque des revendications l à 3, au recueillement sous l'eau de matières solides. 7. Application de l'appareillage selon la revendication 4 ou 5 à la constitution de moyens.d'ancrage.