Brevet FR2306123A1 — publié le 19761029

L'invention concerne et a essentiellement pour objet un enfin flottant pour le traitement de la couche supérieure d'une masse de liquide telle une mer, un océan, un fleuve, et notamment un engin flottant destiné à la récupération de nappes d'hydrocarbures à la surface de la mer. Les différentes études et réalisations relatives à la lutte contre la pollution n' ont pas apporté jusqu'ici, des solutions efficaces contre les nappes d'hydrocarbures que lton trouve de plus en plus fréquemment en pleine mer. Ces nappes sont provoquées soit accidentellement par suite de rupture de citernes de pétroliers, soit au voisinage des engins de recherche pétrolière par exemple des plates-formes de forage, soit par rejet à iLa mer des déchets pétroliers provenant des navires,..,. Généralement, pour la lutte contre la pollution des mers, et notamment contre les nappes d'hydrocarbures, on utilise soit des appareils ne fonctionnant que par mer calme et ayant des capacités faibles soit des produits dispersants ou alourdissants qui ne sont que partiellement efficaces, mais surtout dangereux par leurs actions nocives sur la faune marine , et sur les fonds marins surtout lorsque l'on se trouve au voisinage des côtes. Pour pallier les inconvénients de tels produits, l'invention propose un engin flottant pour le traitement de la couche supérieure d'une masse de liquide telle une mer, un océan, un fleuve, caractérisé en ce qu'il comprend à sa partie avant une ouverture à hauteur variable qui communique avec l'intérieur dudit engin où sont logés des dispositifs de décantation et de stockage de certains produits contenus dans la quantité de liquide entrée par ladite ouverture, et au moins un conduit drévacuation du liquide séparé desdits produits et qui a été admis dans ledit engin Selon un autre objet de l'invention, l'ouverture à hauteur variable précitée est composée d'une pluralité d'alvéoles obturables par l'intermédiaire de vannes qui sont commandées suivant la position d'un flotteur ou tout autre détecteur de niveau par rapport à la ligne de flottaison, de façon à ce que seules les vannes au-dessus et en contact avec la ligne de flottaison sont ouvertes. Selon un autre objet de l'invention, l'engin flottant comprend au moins une citerne centrale s'étendant sensiblement sur toute la longueur dudit engin, ladite citerne étant équipée de cloisons transversales alternativement interrompues vers le haut et vers le bas, qui forment des chicanes de décantation pour le liquide s'écoulant à travers ladite citerne. Selon un autre objet de l'invention, la citerne centrale précitée est associée à deux séries de citernes latérales disposées respectivement de part et d'autre de ladite citerne centrale, qui formmtdes citernes de stockage pour les produits qui sont aspirés à la surface supérieure du liquide contenu dans ladite citerne centrale.L'ordre des citernes (centrale et latérales) peut, suivant un autre mode de réalisation, être inversée L'invention propose également un procédé pour le traitement notamment des nappes d'hydrocarbures à la surface de la mer au moyen d'un engin flottant caractérisé en ce qu'il consiste à faire pénétrer par une ouverture à hauteur réglable située à la partie avait dudit engin une quantité de liquide chargée d'hydrocar'ailres, à effectuer une décantation progressive de ladite quantité de liquide dans une citerne centrale dudit engin équipée de chicanes, à pomper la couche supérieure du liquide contenue dans ladite citerne, à rejeter ladite couche vers des citernes latérales disposées de part et d'autre de ladite citerne centrale, à évacuer la quantité de liquide séparée des hydrocarbures et qui a été admise dans ledit engin par au moins un conduit d'évacuation, à déplacer ledit engin sur l'étendue polluée, et à décharger périodiquement lesdites citernes latérales de leur contenu dans toute structure appropriée de récupération. D'outres avantages, caractéristiques et détails apparaitront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'illustration, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle de l'engin culottant conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de dessous avec arrachement partiel de l'engin flottant représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une vue de l'avant de l'engin flottant; - la figure 4 est une vue de détail agrandie de ltouverture située à l'extrémité avant de l'engin flottant tel que représenté sur la figure 1; - la figure 5 est une vue partielle du dessus de l'engin flottant avec arrachement, et;; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligneE -VIde la figure 5. L'engin flottant conforme à l'invention selon un mode préférentiel de l'invention est constitué par une barge qui permet de traiter sur une certaine largeur la partie supérieure d'une masse liquide qui pénètre à l'intérieur de la barge par une ouverture à hauteur réglable située à l'avant de ladite barge. la quantité de liquide introduite à l'intérieur de la barge est décantée progressivement dans une citerne centrale, et les produits indésirables sont stockés dans des citernes latérales, alors que la quantité de liquide séparée desdits produits qui a été admise dans la citerne centrale est évacuée par des conduit situés à l'arrière de la barge. En se référant aux figures 1 et 2, une barge 1 conforme à l'invention comprend à son extrémité avant une ouverture 3 à hauteur variable, une citerne centrale 2 s' étendant sur sensiblement toute la longueur de ladite barge 1, ladite citerne 2 étant équipée de cloisons transversales 4, 5 alternativement interrompues vers le haut et vers le bas. En liaison avec la citerne centrale 2sont associées deux séries de citernes latérales 6, 7 disposées respectivement de part et d'autre de ladite citerne centrale 2, et qui formes citernes de stockage. Les citernes latérales 6 sont délimitées par les cloisons transversales 4 qui se prolongent sur toute la largeur de la barge 1. Cependant, au niveau des citernes latérales 6 et 7, lesdites cloisons transversales 4 s'étendent de haut en bas sans être interrompues de manière à déterminer des citernes latérales fermées. Ainsi seule la partie des cloisons transversales 4 se trouvant dans la citerne centrale 2 sont interrompues vers le bas de manière à laisser un libre passage pour le liquide. L'extrémité avant 8 de la citerne centrale 2 s'étend sur toute la largeur de la barge l, et débouche sur l'ouverture 3 à hauteur réglable située à l'avant de la barge 1. L'extrémité arrière 9 de la citerne centrale 2 débouche quant à elle sur deux conduits ou évents d'évacuation formant deux sorties pour le liquide contenu dans la citerne centrale 2 Les deux conduits 10, 11 symétriques par rapport à l'axe longitudinal de la barge 1 débouchespectivement à babord et à tribord de ladite barge 1, et de préférence sous la ligne de flottaison.Chaque conduit 10, Il comprend une hélice 12, 13, qui sont entraînées par des moteurs Diesel 14, 15 logés dans une salle des machines 16, qui comprend également deux moteurs 18, 20 alimentant respectivement deux pompes 19, 21 logées dans une salle des pompes 17. L'extrémité arrière de la barge 1 comprend une encoche centrale 25 délimitant deux becs 26, 27 pourvus respectivement de deux bittes d'amarrage 28, 29 pour amener l'étrave d'un pousseur (non représenté) dans l'encoche d'amarrage 250 En se référant aux figures 3, 4, on va décrire la structure de l'ouverture à hauteur variable 3 située à la partie avant de la barge 1. L'ouverture 3 est constituée d'une pluralité d'alvéoles 30 obturables disposés côte à côte en lignes et en colonnes. Chaque alvéole 30 est obturable par une vanne 31 type papillon, c'est-à-dire tournant autour d'un axe voisin de son axe de symétrie, ce papillon étant constitué par exemple par une simple tôle rectangulaire 32 résistant à des pressions relativement faibles. Chaque vanne 31 est placée à l'intérieur de l'alvéole 30 correspondant à une certaine distance de l'avant afin que les veines liquides soient approximativement parallèles au droit du papillon. Chaque vanne papillon 31 est commandée par un vérin 33 à faible course et grand alésage assurant une manoeuvre très rapide pcur l'ouverture et la fermeture de la vanne. Pour assurer l'ouverture et la fermeture de chaque alvéole 30, l'extrémité de chaque tige de vérin 34 est articulée sur chaque tôle 32, et l'extrémité du cylindre 35 de chaque vérin 33 est elle-même articulée autour d'un axe fixe A.la commande des vannes est réalisée automatiquement par des flotteurs 38 ou pàr des détecteurs de niveau situés sur l'avant de chacune des vannes 31. les vérins 33 sont alimentés par une centrale hydraulique (non représentée) avec des relais pneumatiques assurant un débit instantané élevé. En se référant aux figures 5 et 6, on va décrire maintenant les liaisons entre la citerne centrale 2 et les deux séries de citernes latérales 6 et 7. Sur la longueur de la citerne centrale 3 sont disposés une pluralité de dispositifs d'aspiration 40 de la surface supérieure du liquide contenu dans ladite citerne centrale 2. Chaque dispositif d'aspiration 40 est constitué par un corps cylindrique creux 41 sensiblement horizontal, ayant une ouverture 42 disposée suivant une génératrice, et monté transversalement à l'axe longitudinal de la citerne centrale 2. lie corps cylindrique 41 communique avec un collecteur 43 par l'intermédiaire d'une vanne 44. Le collecteur 43 auxquels sont reliés tous les dispositifs d'aspiration 40 est associé aux pompes 19 et 21 pour permettre l'aspiration de la partie supérieure du liquide contenu dans la citerne centrale 2. Dans la citerne centrale 2, est prévu un certain nombre de vannes d'aspiration ou de refoulement 45 situées à la partie inférieure de ladite chambre centrale 2. Toutes les vannes 45 sont reliées entre-elles par un collecteur 46, par l'intermédiaire duquel peut s'effectuer par exemple le nettoyage de la citerne centrale 2. De manière similaire, chaque citerne latérale 6, 7 comprend à sa partie inférieure une vanne d'aspiration ou de refoulement 47 qui communique respectivement avec des collecteurs 48, 49. On va décrire maintenant le fonctionnement de la barge conforme à l'invention dont les éléments qui la composent viennent d'être décrits. On supposera que l'on utilise la barge I pour lutter cotre une nappe d'hydrocarburque l'on trouve en surface de la meroIabEk autopropulsée,remorquée ou possée par un propulseur (non représenté)amarré par exemple dans l'encoche 25 de la barge est amenée à proximite de la nappe d'hydrocarbures L'ouverture 3 située à la partie avant de la barge, va permettre de faire pénétrer à l'intérieur de la ci- terne centrale 2 de labe"ge 1 partie supérieure voisine de la surface de la mer contenant la nappe dthydrocarbureu Pour cela, seuls les alvéoles situes au-dessus et encontact avec la ligne de flottaison sont ouvertes, les autres alvéoles c > est-à-dire ceux situés en dessous de la ligne de flottaison sont fermés . En e fet, il est préférable d'introduire une faible quantité d'eau . L'ouverture et la fermeture des vannes correspondantes sontcommandéesXar les flotteurs 38.Les flotteurs 38 qui se trouvent au-dessus de la ligne de flottaison, se trouvent sollicités par leur poids et se trouvent dans une position qui commande l'ouverture de la vanne 31 d'une alvéole 30. Il est important de remarquer, que chaque flotteur 38 associé à une alvéole 50 ne commande pas la vanne 31 associée à ladite alvéole, mais commande en fait la vanne de l'alvéole située en dessous de lui. Autrement dit, les flotteurs 38 qui commaindent l'ouverture et la fermeture des vannes 31 sont disposés dans une ligne d'ouverture située au-dessus de celles qu'ils commandent. Cela est absolument nécessaire, pour que toutes les vannes correspondant à la ligne de flottaison soient ouvertes. Par contre, lorsque les flotteurs se trouvent en contact ou dans le liquide, ils prennent une seconde position qui correspond à la fermeture desumnes 31 des alvéoles 30 correspondants (Voir figures3, 4). Ainsi, des hydrocarbures 50 et une certaine quantité d'eau 51 pénètrent par l'ouverture 3, et s'écoulent de l'avant à l'arrière de la barge à travers la citerne centrale 2. Les cloisons transversales 4, 5 alternativement interrompues vers le haut et vers le bas dans la chambre centrale 2 forment des chicanes de décantation pour le liquide qui s'écoule à travers ladite citerne. Les hydrocarbures au cours de leur écoulement à travers la citerne centrale 2 vont être maintenus en surface et récupérés par les dispositifs d'aspiration 40. Plus précisément, les hydrocarbures 50 à la partie supérieure du liquide contenu dans la citerne centrale 2 vont pénétrer par l'intermédiaire de l'ouverture 42 dans le corps cylindrique creux 41 de chaque dispositif d'aspiration 40. De là, par l'intermédiaire ducollec- teur 43, les hydrocarbures 50 font être aspirés puis déversés dans les citernes latérales 6, 7 situées de part et d'autre de la citerne centrale 2. Dans l'exemple illustré, à chaque dispositif d'aspiration 40 est associé deux chambres latérales 6, 7. La décantation s'effectue tout au long de la citerne centrale 2, et le liquide apparaîssant à l'extrémité arrière 9 de ladite citerne exempt d'hydrocarbures est refoulé par les conduits 10 et il dans la mer. les deux hélices 12, 13 montées respectivement dans les conduits 10, 11 assurent un écoulement du liquide de l'avant vers l'arrière à une vitesse suffisante pour que l'aspiration à l'avant de la barge se fasse dans de bonnes conditions. les hydrocarbures 50 stockés dans les citernes latérales 6, 7, sont ensuite évacués par l'intermédiaire des vannes de refoulement 47 et les collecteurs 48, 49 vers l'extérieur dans toute structure appropriée de réception. Bien évidemment, on peut prévoir un certain nombre de perfectionnements à la barge i qui vient d'etre décrite, comme par exemple le fait que l'on peut obturer les cloisons transversales extrêmes situées à l'avant et à l'arrière de la citerne centrale, afin d'utiliser celle-ci comme citerne classique. De plus, on peut très bien concevoir un mode d'articulation différent pour chaque vérin 33 des alvéoles 30, le mode de réalisation n'ayant été donné ici qu'à titre d'exemple. Le fait principal résidant dans la commande des vérins par les flotteurs 38 suivant qu'ils sont au-dessus ou en dessous de la ligne de flottaison. On peut également concevoir une modification du profilage des chicanes, en vue d'obtenir une meilleure décantation des hydrocarburS et surtout d'éviter des phénomènes de turbulence. En outre, la forme de l'étrave a une grande importance, et on a intérêt à l'incliner afin d'éviter l'influence néfaste des remous sur les veines liquides introduites dans la barge. A titre d'exemple, on peut donner des dimensions moyennes de la barge, à savoir longueur 70 m, largeur 20 m, hauteur 6 m avec un tirant d'eau de 4 m, chaque alvéole ayant une largeur de 1 m et une hauteur de 0,5 m. Ainsi, la barge anti-pollution conforme à l'invention permet de résoudre d'une manière efficace le traitement en surface de masses liquides, et notamment le traitement des nappes d'hydrocarbures en mer. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui n'a été donné qu'à titre d'illustration, mais comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits si ceux-ci sont réalisés et mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVEN I CAT ION S 1.- Engin flottant pour le traitement de la couche supérieure d'une masse de liquide telle une mer, un océan, un fleuve, caractérisé en ce qu il comprend à sa partie avant une ouverture à hauteur variable qui communique avec l'intérieur dudit engin où sont logés des dispositifs de décantation et de stockage de certains produits contenus dans la quantité de liquide entrée par ladite ouverture, et au moins un conduit d'évacuation du liquide séparé desdits produits et qui a été admis dans ledit engin. 2. Engin flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture précitée est composée d'une pluralité d'alvéoles obturables. 3. Engin flottant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les alvéoles précités sont disposés côte à côte en lignes et cn colonnes. 4. Engin flottant selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque alvéole précité est obturable par une vue telle une vanne type papillon. 5. Engin flottant selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture et la fermeture de chaque vanne sont commandées suivant la position d'un flotteur ou d'un détecteur de niveau par rapport à la ligne de flottaison. 6. Engin flottant selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que seules les vannes au-dessus et en contact avec la ligne de flottaison sont ouvertes. 7. Engin fLottant selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que lesdits flotteurs qui commandent l'ouverture et la fermeture desdites vannes sont disposés dans une ligne d'ouverture située au-dessus de celleS qu' ils commandent. 8. Engin flottant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend au moins une citerne centrale s'étendant sur sensiblement toute longueur dudit engin, ladite citerne étant équipée de cloisons transversales alternativement interrompues vers le haut et vers le bas, qui forment des chicanes de décantation pour le liquide s'écoulant à travers ladite citerne. 9. Engin flottant selon la revendication 8, caractérisé en ce que la citerne centrale débouche à l'extrémité avant dudit engin sur l'ouverture précitée. 10. Engin flottant selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la citerne centrale précitée débouche à l'extrémité arrière dudit engin sur au moins ledit conduit d'évacuation du liquide contenu dans ladite citerne centrale. 11. Engin flottant selon la revendication 10, caractérisé en ce que le conduit précité est équipé de moyens d'obturation. 12. Engin flottant selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la citerne centrale précitée comprend une pluralité de dispositifs d'aspiration de la surface supérieure du liquide contenu dans ladite citerne. 13. Engin flottant selon la revendication 12, caractérisé en ce que chaque dispositif d'aspiration précité est constitué par un corps cylindrique creux sensiblement horizontal, ouvert suivant une génératrice, monté transversalement à l'axe longitudinal de la citerne centrale précitée et au voisinage de la couche supérieure de liquide contenu dans la citsrne,et par une pompe aspirante. 14. Engin flottant selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que la citerne centrale précitée est associée à deux séries de citernes latérales disposées respectivement de part et d'autre de ladite citerne centrale, qui forment des citernes de stockage pour les produits aspirés de la citerne centrale précitée par lesdits dispositifs d'aspiration. 15. Engin flottant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit engin est auto-propulsé. 16. Engin flottant selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ledit engin telle une barge est poussée par un propulseur. 17. Procédé pour le traitement en particulier des nappes d'hydrocarbures à la surface de la mer au moyen d'un engin flottant tel une barge, caractérisé en ce qu'il consiste à faire pénétrer par une ouverture àhauteur réglable située à la partie avant dudit engin une quantité de liquide chargée d'hydrocarbures, à effectuer une décantation progressive de ladite quantité de liquide dans une citerne centrale dudit engin équipée de chicanes, à pomper la couche supérieure du liquide contenu dans ladite citerne, à rejeter ladite couche vers des citernes latérales disposées de part et d'autre de ladite citerne centrale, à évacuer la quantité de liquide séparée de sdits hydrocarbures et qui a été admis dans ladite citerne centrale par au moins un conduit d'évacuation, à déplacer ledit engin sur l'étendue d'eau polluée, et à décharger périodiquement lesdites citernes latérales de leur contenu dans toute structure appropriée de récupération.