Brevet FR2328801A1 — publié le 19770520

L'invention concerne des procédés de récupération de fuites de pétrole en milieu aquatique. Plus spécialement, elle concerne un procédé et un appareil permettant de recueillir du pétrole provenant de fuites de conduits sous-marins ou de navires transporteurs. Les fuites de pétrole en milieu aquatique constituent un important facteur de destruction du milieu écologique avec des conséquences graves pour la faune et la flore marines et en fin de compte, elles ont une indice sur l'alimentation humaine. Un exemple de ce qui précède est donné par le cas du lac de Xaracaibo où l'on extrayait par jour dans la zone de Lagunillas environ 18 tonnes de crevettes, qui ont disparu complètement dans cette zone à cause des fuites. Les "marées noires" ont causé d'énormes dommages et des frais importants sur les plages touristiques, occasionnant en outre la mort de millions de poissons et aussi d'oiseaux de mer qui trient leur alimentation du milieu aquatique. L'un des mécanismes destructifs qui se produisent à cause des fuites de pétrole est dû au fait que la couche d'huile empuche l'aération ou l'oxygénation de l'eau dans de grande zones, asphyxiant la végétation aquatique et provoquant l'émer- sion, Jusqu'à la surface, de poissons qui cherchent de l'oxygène et entrent ainsi en contact direct avec la couche d'huile, ce qui entrain l'empoissonnement ou l'intoxication. Les oiseaux de mer sont affectés également lorsqu'ils se posent sur l'eau ou plongent à la recherche d'aliments. En résumé, il est évident que toute fuite de pétrole constitue, plus qu'une menace, une statue dans le milieu écologique qui a des résultats funestes à bref délai. On a imaginé divers procédés et machines pour nettoyer le milieu aquatique de l'huile mais les résultats n'ont pas été suffisamment rentables, compte tenu de l'efficacité et du colt. Les procédés les plus courants qu'on a utilisés jusqu'ici portent sur les moyens de collete au moyen de pompes aspirantes avec dépits de séparation, de solvants chimiques, de centrifugeuses etc. Les pompes aspirantes, si elles sont efficaces en milieu statique, cessent de l'être une fois qu'elles sont soumises à des oscillations ou modifications de la surface -causées par le milieu ou par le navire de propulsion - étant donné la nécessité de maintenir ce dispositif au niveau de l'eau, ce qui provoque une cavitation des pompes par absorption d'air. En outre, par ce procédé, on recueille l'huile en même temps que de grandes quantités d'eau de sorte qu'il est nécessaire d'avoir recours à des réservoirs de séparation ainsi qu'à des pompes d'expulsion de l'eau. Les solvants chimiques et émulsifiants, outre qu'ils ont des résultats douteux, présentent la difficulté du prix de revient et des limitations de la zone d'application. La solution proposée par l'invention fournit un moyen efficace de recueillir le pétrole dans l'eau. Un autre but de l'invention est que l'appareil collecteur soit accessible et maniable dans toute zone mdme de faible profondeur. Un autre but porte sur la facilité de fonctionnement, la simplicité du mécanisme et des principes physiques fondamentaux utilisés. Un autre but est de fournir un procédé permettant de recueillir nettement le pétrole. En abrégé, l'invention comprend essentiellement une embarcation de surface, particulièrement stable, sur laquelle des cylindres collecteurs et des moyens d'écoulement vers des réservoirs peuvent être installés dans des zones qui ne sont pas nécessaires et où ils ne compromettent pas la sustentation du navire. Ltmbarcation de l'invention comprend également des moyens de propulsion hydrodynamiques (hélice marine) et aérodynamiques (hélice aérienne) qui peuvent autre utilisés indistinctement. Les dessins annexés montrent en détail les caractéristiques de l'invention : la figure 1 est une vue latérale de l'embarcation munie du système de l'invention ; la figure 2 une vue structurale partielle par l'avant ; la figure 3 un plan par le haut la figure 4 une perspective schématique par l'avant la figure 5 une vue schématique démontrant le procédé de récupération selon l'invention. Sur les dessins, on voit l'embarcation 8 du type des catamarans qui comprend intérieurement des tambours rotatifs 5 en tandem, des spatules collectrices 10 avec orifice Il de déversement dans le réservoir collecteur 12, des impulseurs hydrauliques 6 adjoints aux tambours collecteurs et une structure 9 d'assemblage des pontons 7 du catamaran, cette structure servant de plateforme du pont de commande. Un jeu de deux moteurs diesel 15 montés sur ce pont de commande et vers l'arrière de l'embarcation actionnent chacun uneSélice aérienne 13 pour la propulson extérieure ou aérodynamique. Deux moteurs diesel marins 16 disposés à l'arrière, chacun à l'intérieur de l'un des pontons du catamaran, fournissent la force servant à mouvoir chacun une hélice marine 14. Le principe élémentaire sur lequel est basé le procédé de récupération de l'invention est déterminé par les forces d'adhérence moléculaire qui sont, comme on le sait, une manifestation particulière des forces intermoléculaires par suite de laquelle les liquides et/ou solides adhèrent entre eux, le comportement des différentes substances en contact étant déterminé par l'intensité relative des forces d'adhérence entre les différentes matières. Dans le cas de l'invention, on utilise des cylindres cdr lecteurs, décrits ci-après, formés d'acier inoxydable qui assure une bonne adhérence au pétrole avec l'avantage de ne pas autre attaqué par l'eau salée. On a choisi une embarcation du type des catamarans, pour deux raisons principales, l'une est qu'elle présente un espace intermédiaire pratiquement libre où lton peut installer une structure formant le pont qui réunit les pontons constituant l'embarcation, l'autre raison étant la stabilité caractéristique qu'elle assure dans n'importe quel état de la surface de l'eau. Une série de cylindres rotatifs 5 en tandem, dont le nombre et les dimensions sont variables selon le tirant d'eau et la largeur de l'embarcation 8, sont disposés entre les pontons 7 du catamaran et capables de tourner sur leurs axes 18, actionnés par des moyens hydrauliques 6 ou encore mécaniques ou élec triques. Une série de spatules collectrices 10 s'appuyant par leur bord antérieur 17 sur les cylindres, à la partie postérieure de ceux-ci et en un point 16 où la rotation est descendante conformément au sens de rotation imprimé aux cylindres, fournissent le moyen collecteur qui forme une espèce d'entonnoir 10 avec écoulement vers un réservoir 12 par un orifice 11. Une stucture 9 d'assemblage des pontons 7 fournit le moyen d'intégration de ceux-ci ainsi que la structure nécessaire du pont de commande et l'emplacement des deux hélices de propulsion 13 avec leur groupe moteur 15. Deux moteurs supplémentaires 16 munis chacun d'une hélice marine immergée 14 sont disposés sur la coque elle-meme, un dans chaque ponton. L'embarcation, en état de fonctionnement, peut se déplacer sous 1'impulsion des hélices immergées quand elle agit en eau profonde. Lorsqu'il est nécessaire d'agir dans des eaux peu profondes, les hélices aérodynamiques sont appropriées et permettent même à l'embarcation de s'échouer sans danger. Cette caractéristique la rend particulièrement maniable et utile dans toutes circonstances de flottaison, ce qui permet à l'embarca- tion de s'approcher jusqu'aux plages elles-mêmes si nécessaire. Les cylindres collecteurs tournant dans le sens indiqué sur les dessins et en contact avec le pétrole répandu sur la surface de l'eau déterminent une zone d'adhérence entre deux matières de nature différente, ce qui fait qu'il se produit des forces intermoléculaires capables de maintenir le pétrole collé sur le cylindre rotatif qui, en tournant, atteint le niveau des spatules, d'où le pétrole est dirigé vers les réservoirs. Etant donné que la surface de contact entre les cylindres et le liquide et la vitesse de rotation des cylindres ont une incidence sur l'efficacité de récupération, il est désirable d'utiliser des cylindreswant la plus grande surface possible à une vitesse variable qui, d'après ce qu'on a déterminé, est de 10 à 30 tours/mn selon le type et la viscosité du pétiole à recueillir. Un autre facteur en relation avec la récupération concerne les caractéristiques de densité du pétrole ainsi que la surface occupée par la fuite,- en ce sens qu'évidemment, les bruts lourds auront une plus grande adhérence et que l'autre par la couche de pétrole sera plus mince à mesure que la surface recouverue par cette couche s'élargit. Compte tenu de ces facteurs, il est possible de déterminer une valeur moyenne théorique ou coefficient d'adhérence, qui peut s'établir à une épaisseur de 1 mi d'huile par mètre carré, qui sera augmentée ou diminuée selon les facteurs mentionnés plus haut. Ainsi, le volume recueilli est déterminée par la surface utile totale des cylindres en contacts avec le liquide, multipliée parle nombre de tours par minute et par le coefficient d'adhérence dont l'expression algébrique est donnée par la relation D xSlx L = S = surface du cylindre S x tours/mn x c/o = volume total d'huile recueilli par minute, c/o étant le coefficient d'adhérence de l'huile. Selon ce qui précède, il est possible de recueillir jusqu'à 160 m3/h pour une machine de grande capacité. Selon une variante, l'invention peut être construite sur des plate formes remerquables ou sur des installations fixes, particulièrement sur des quais et des terminus pétroliers. REVENDICATIONS 1. Appareil collecteur de fuites de pétrole, caractérisé par le fait qu'il comprend une embarcation, des moyens de propulsion alternés, des cylindres collecteurs rotatifs, des spatules collectrices et des moyens de direction et d'emmagasinage du pétrole recueilli. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'embarcation est formée de deux pontons ou compartiments étanches parallèles, réunis par une structure intermédiaire servant à supporter et à installer des équipements. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de propulsion hydrodynamques par hélices immergées et aérodynamiques par hélices extérieures. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les cylindres collecteurs sont disposés entre des pontons et en tandem, transversalement à l'embarcation et entratnés par un système hydraulique, électrique ou mécanique. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les spatules ont un bord antérieur d'appui sur les cylindres rotatifs et un prolongement en entonnoir de guidage du pétrole vers un orificeqii communique avec des réservoirs d'emmagasinage. 6. Procédé de récupération de fuites de pétrole caractérisé par le fait qu'on utilise un appareil selon l'une des revendications 1 à 5 en tirant parti de l'avancement de l'embarcation et de l'adhérence moléculaire du pétrole aux cylindres rotatifs. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on récupère le pétrole sur les cylindres rotatifs au moyen de spatules collectrices en entonnoir reliées à un réservoir d'emmagasinage.