Brevet FR2343086A1 — publié le 19770930

La présente demande de brevet d'invention concerne les particularités de construction d'un navire, spécialement conçu pour réduire et récupérer rapidement, sans produits chimiques, donc sans pollution supplémentaire de l'eau de mer, le mazout d'une nappe répandue la surface de la mer, ou a l'embouchure d'un fleuve, ou simplement, pour assainir liteau d'une rade polluée ou d'un fleuve d'une région industrielle. Pour comprendre plus aisément les détails de construction de ce type de navire, il est commode d'imaginer et de décrire, dans les grandes lignes, le schéma général d'une intervention de récupération. La description du navire et des dispositifs utilisés, constituent la demande de brevet dlin- vention. Supposons donc, par exemple, un sinistre maritime survenu au large des côtes de Brest, où deux navires sont entrés en collision. Un pétrolier de fort tonnage, abordé par le travers, coule en quelques heures, laissant échapper de sa coque une importante quantité de mazout. La mer est calme. Un hélicoptère alerté, venant de Brest, signale la position et l'étendue de la nappe. Celle-ci semble se déplacer vers l'Est et menace les côtes britanniques et françaises. Les ports de Brest, de Plymouth, de Cherbourg et du Havre prennent leurs dispositions afin d'éviter d'être pollués. (Préparation de mise en place de barrages, constitution de stocks de produits chimiques, etc...) Deux navires de récupération, du type qui sera décrit dans la présente demande de brevet, prennent la mer deux heures après avoir été alertés et se dirigent sur les lieux du sinistre où ils arrivent six heures après. Un pétrolier qui termine son déchargement de combustible dans le port de Lorient, reçoit l'ordre d'appareiller dès que possible, et de se tenir prêt à recevoir le mazout récupéré sur les lieux. A son départ de Brest, le navire de récupération, désigné dans cet exposé, par simplification, par NR 1, a pris les dispositions d'appareillage suivantes A l'exclusion des peak avant et arrière, et du tank de décantation central M (repères 3, 4 et 9, figure 2, planche 1. 5), les tanks 1, 2, 3 et 4 (repères 5, 6, 7 et 8, figure 2, planche 1. 5) sont remplis d'eau de mer de façon que la ligne de flottaison du navire affleure la partie inférieure des lumières (repère L, figure 1, planche 1. 5 et repère L, figure 1, planche 2, 5r Les ballasts babord et tribord (repères 10, 11, 12 et 13, figure 2, planche 1. 5, et figure 1, planche 2. 5) en communication avec la mer par les lumières, sont pleins d'eau de mer. C'est dans ces dispositions que le NR 1 arrive sur les lieux. Dès qu'il pénètre à l'intérieur de la nappe, estimée à 10 km2, où il doit se déplacer, les nouvelles dispositions sont prises a) Propulsion électrique par groupe électrogène, dont le refroidissement est obtenu par une circulation d'eau intérieure au navire, sans communication avec la mer. Il en est de même pour les groupes électrogènes fournissant le courant électrique nécessaire au fonctionnement des auxiliaires (repère 14, figure 2, planche 1. 5). b) Alourdissement du navire de plusieurs tonnes, en admettant de l'eau de mer aux peak avant et arrière, assurant un enfoncement parallèle au plan de flottaison, de quelques centimètres, ce qui se traduit par l'immersion d'une partie des lumières, disposées tout autour de la coque (repère L, figure 1, planche 1. 5, et repère L, figure 1, planche 2. 5). Il est tenu compte dans cet alourdissement, de la perte de poids du navire pendant le trajet du port au lieu du sinistre (dépenses de combustibles entre autres). Dès lors, les couches supérieures de la nappe de mazout pénètrent par gravitation à l'intérieur des ballastes, par les lumières L. Cette arrivée est rendue régulière par une extraction continue de l'eau de mer à la partie inférieure des ballasts, créant ainsi une dénivellation constante entre la surface de la mer et celle des ballasts (repère d, figure 1, planche 2. 5). La figure 1 de la planche 2. 5 représente en coupe transversale, un ballast et le tank qui lui est adjacent. Le ballast est divisé dans le sens lon gitudinal, en quatre parties par des cloisons verticales, soit 1, 2, 3 et 4. Le but de ce cloisonnement est de maintenir sensiblement constant le niveau h dans la partie 2 où s'effectue la succion du mazout, qui sera dirigé vers le tank M. Cette fonction est réalisée par une communication, repère C, de la partie basse de 2 avec 3, et par le déversement de l'eau de 3 vers 4 au moyen de la cloison k, dont la position en hauteur est réglée, une fois pour toutes. Le mélange mazout et eau de la nappe arrive en 1 par les lumières L, du fait de la dénivellation d. Le mazout plus léger, reste à la partie supérieure de 1, où il s'y accumule, et, lorsque son épaisseur est suffisante, passe en 2 suivant le tracé de la flèche, et remonte à la surface où il s'accumule à nouveau dans un milieu plus calme. Il est alors dirigé vers le tank M par un système de succion représenté à la planche 3. 5. Par mauvais temps, les projections d'eau et de mazout, sur les lumières, se feront irrégulièrement. Cependant, les niveaux en 1, 2 et 3 resteront sensiblement constants, ne pouvant descendre au-dessous d'une certaine valeur, fixée par la position de la cloison k. Lepompage en p, figure 1, planche 2. 5, continuera et le niveau en 4 oscillera entre un maximum hl et un minimum h2. Le volume de la partie de 4, commun à tous les ballasts d'un bord du navire, est largement calculé pour permettre la permanence de l'extraction de l'eau des ballasts. Le pompage en p est assuré, pour ltessentiel, par des pompes à grand débit, et par une pompe à débit moindre et variable, suivant les valeurs du niveau en 4 et commandé par celui-ci. Le mazout provenant de la succion en 2 est alors dirigé vers le tank central M, où il continue à se décanter. Une extraction de l'eau de mer à la partie inférieure de ce tank est pratiquée. Lorsque le tank central M est plein de mazout, celui-ci est dirigé successivement vers les tanks 1, 2, 3 et 4, de la façon suivante. Avant son remplissage par le mazout du tank M, le tank 1 est préalablement vidé de l'eau de mer qutil contient. Celle-ci est dirigée vers les peaks avant et arrière de façon à conserver le tonnage et llassiette du navire. Ce n'est qu'après la vidange complète de liteau de ce tank que le remplissage en mazout commencera. Il en sera de même, successivement pour les tanks 2, 3 et 4. Dès que le régime de récupération est établi, l'introduction à bord du mazout, traduit en fait par son transfert des ballasts vers le tank M, a pour effet d'alourdir le navire et, de ce fait, d'augmenter l'immersion des lumières L. Cet alourdissement doit être compensé en même temps par un allégement correspondant, en pratiquant une extraction à la mer de l'eau des peaks avant et arrière. Le régime des pompes de mouvements doleau, (extraction dans les ballasts, transferts divers), ne dépend que du transfert du mazout des ballasts vers le tank M. q est programmé à l'avance, en partant de la connaissance de ce transfert et vérifié à bord, par la mesure des niveaux en M. Lorsque tous les tanks, y compris le tank M, sont pleins de mazout, les ballasts eux-mêmes sont remplis, en supprimant la succion à la partie supérieure, tout en maintenant 1'extraction de l'eau. L'opération de récupération est terminée. Le NR 1 rejoint alors le pétrolier qui croise au large et lui refoule le mazout. Trois voyages pour chacun des deux navires ont été nécessaires pour réduire la nappe de mazout. Ce compte rendu dlune opération de récupération de mazout imaginée, permet de comprendre maintenant plus aisément, les détails de construction d'un navire de récupération, objet de la présente demande de brevet d invention; en particulier, les propriétés que doivent posséder ces types de navires. D'abord celles d'un navire classique, pouvant se déplacer par ses propres moyens. Celles d'un nuire spécial, capable de naviguer sans utiliser liteau de mer environnante pour la réfrigération de son appareil propulsif. Ce résultat est obtenu par exemple par propulsion électrique - diesel - dynamos (ou alternateurs) et moteur électrique (ou alternateur) et hélice; les deux appareillages étant mécaniquement séparés (repères 14, 15, figure 2, planche 1.5). En propulsion normale, les groupes électrogènes sont refroidis par l'eau de mer environnante. En opération de récupération, à l'intérieur de la nappe, la propulsion se fait à faible allure par un seul groupe électrogène dont le refroidissement est assuré-par une circulation d'eau intérieure au navire. Il en est de même des groupes électrogènes assurant le fonctionnement des auxiliaires du bord, notamment des pompes centrifuges de mouvement d'eau. Le navire doit posséder une double coque. La première, intérieure, constitue la coque même du navire, à l'intérieur de laquelle se trouvent les aménagements, les salles des machines et auxiliaires, les tanks, les peaks avant et arrière, etc... (repère 1, figure 2, planche 1. 5). La deuxième, extérieure, enveloppant la première, forme avec elle les ballasts avec leurs lumières (repère 2, figure 2, planche 1. 5 et planche 2. 5) Enfin, le navire doit être.équipé d'une station de pompage et un ensemble de tuyauteries permettant les divers mouvements de fluides, mazout et eau, décrits plus haut. En opération, la connaissance précise du tonnage du navire, c'està-dire en fait, de la position de la ligne de flottaison par rapport aux lumières des ballasts, est indispensable. Elle conditionne en effet l'efficacité de l'opération. Il est donc nécessaire de suivre attentivement le débit de l'arrivée du mazout dans le tank M. C'est cette donnée seule qui détermine les mouvements de l'eau dans les peaks avant et arrière, compensant les différences de poids dues au mazout introduit. 1l est d'ailleurs possible de programmer l'action des pompes en fonction de cette unique donnée. Une connaissance de l'épaisseur de la nappe de mazout répandue à la surface de la mer est également nécessaire, et doit-être suivie dans le temps, pour rendre efficace l'opération de récupération : connaissance en de nombreux points de l'étendue de la nappe, pour en estimer l'importance, connaissance aux abords mêmes du navire, afin d'utiliser au mieux celui-ci. C'est par ces valeurs de chaque instant que pourra être élaboré le plan d'action du ou des navires de récupération. Les appareils de mesure utilisés sont constitués de deux flotteurs indépendants. L'un d'eux, de forme annulaire, plat, léger, flotte à la surface du mazout (repèrei, figure 1, planche 4. 5). L'autre, également de forme annulaire, coule dans le mazout, mais flotte dans l'eau de mer plus dense. Montés et pouvant glisser l'un dans l'autre, comme l'indique la figure 1 de la planche 4. 5. Chacun de ces deux éléments donne une indication sur les niveaux respectifs des deux fluides, mazout au-dessus et eau de mer audessous et, par différence, directement lue sur l'appareil, l'épaisseur de la couche de mazout. La récupération du mazout restant à la surface de la mer doit être poursuivie même lorsque la nappe a tendance à se disperser et que son épasseur, trop petite ne peut plus être appréciée par l'appareil précédemment décrit. Dans ce cas, les appareils utilisés (figure 1 planche 5. 5) sont constitués par une cloche lestée à sa partie inférieure, d'un diamètre défini, qui plonge à une certaine profondeur, mais est retenu par un flotteur annulaire (repère f). Dans sa descente, la cloche emmagasine le mazout qui se trouve dans l'étendue de la surface de la base de la cloche. Celui-ci, plus léger, monte à la partie supérieure de l'appareil où il reste prisonnier, étant retenu par un clapet de non retour (C). 1l suffit alors de mesurer la quantité de mazout ainsi prélevé, et de ramener sa valeur à la superficie de la base inférieure de la cloche. La mesure reste valable pour des épaisseurs très petites de la nappe, même sioelle-ci se présence désagrégée sous forme de gouttelettes. Cependant, lorsque la nappe est réduite à un mince film de quelques millièmes de millimètres, comme c'est le cas fréquent dans les rades polluées, étangs ou embouchures de fleuves à proximité des industries dérivées du pétrole, il ne peut plus être question de mesurer l'épaisseur du film, ce qui est d'ailleurs sans intérêt. Par contre, cette présence de mazout constitue une pollution du milieu et un risque pour l'environnement. Un bateau du type NR 1 simplifié, peut être utilisé dans ce cas. De dimensions plus réduites, il possède néanmoins deux séries de ballasts en abord, cloisonnés d'une facon identique à ceux décrits dans la présente demande de brevet dtinvention, avec lumières et installation de pompage permettant l'extraction continue de l'eau de mer à leur partie inférieure. La faible quantité de mazout récupérable n'impose pas l'usage d'une succion permanente du mazout à la partie supérieure des ballasts. Les quelques tonnes de mazout récupéré qui surnagent à la partie supérieure des ballasts, sont transférées, à intervalles réguliers, d'une façon quelconque des ballasts, dans l'unique réservoir intérieur. De même, ce type de navire ne dispose pas d'installations spéciales pour naviguer en zone polluée. I1 est à noter que les navires de récupération, du type NR I, peuvent être utilisés comme de simples pétroliers côtiers, assurant les mouvements de combustibles de ports à ports, de pétroliers à ports, ou même de pétroliers ravitailleurs. ll va sans dire que lors de cette utilisation, la possibilité d'un déchargement rapide dans un port, doit être constamment prévue. REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant de réduire et de récupérer le mazout d'une nappe répandue à la surface de la mer, caractérisé par le fait qu'il comporte un ensemble de moyens destinés à prélever le mazout des couches supérieures de la nappe, par un écoulement, rendu naturel,, vers l'intérieur du navire de récupération, quels que soient l'importance de la couche de mazout ou l'état de la mer. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens mis en oeuvre, consistent en un navire à double coque entre lesquelles se situent de chaque bord, les ballastes, spécialement conçus, dont une partie au niveau de la flottaison, est percée d'ouvertures, voisines les unes des autres et se faisant suite, destinées à faire communiquer les couches supérieures de la nappe avec les ballasts. 3) Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens mis en oeuvre consistent notamment, en un navire spécialement conçu pour pénétrer et se déplacer par ses propres moyens à l'intérieur de la nappe de mazout, et, pour ce faire, disposant d'un appareil propulsif dont le refroidissement est assuré par circulation d'eau, intérieure au navire, sans communication avec l'eau de mer environnante, ou par circulation d'air. 4) Dispositif suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que l'écoulement naturel du mazout, de la nappe vers les ballasts, est rendu possible d'une part par un enfoncement du navire, maintenu à une certaine valeur, par admission d'eau de mer à bord, immergeant les ouvertures pratiquées sur la coque et, d'autre part, par une extraction continue de l'eau à la partie inférieure des ballastes, créant une dénivellation constante entre la surface de la mer et le niveau à l'intérieur des ballasts. 5) Dispositif suivant les revendications 1, 3 et 4, caractérisé par le fait que l'écoulement du mazout est obtenu par un ensemble de systèmes assurant une succion du mazout à la partie supérieure des ballastes, efficace pour les failles variations des niveaux dans ceux-ci. 6) Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le maintien du navire à un déplacement donné, condition nécessaire à son utilisation, est obtenu par mouvements d'eau adéquats entre l'intérieur du navire et l'eau environnante,et que ceus-ci peuvent être programmés suivant le débit d'arrivée de mazout dans le tank central M. 7) Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les navires de récupération destinés à l'assainissement des rades ou des fleuves pollués, sont conçus d'une façon identique à ceux décrits cidessus, mais plus simplement, en particulier, sans système de succion de mazout à la partie supérieure des ballasts, et ne comportant qu'un seul tank intérieur, destiné à recevoir le mazout, en fin ou en cours d'opération, par un transvasement du mazout des ballasts vers ce tank, par un procédé quelctonque. De même, la construction de ce type de navire, ne comporte pas d'installation spéciale de navigation en zone polluée. 8) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'importance de la quantité de mazout contenu dans la nappe peut être appréciée par la mesure de 11 épaisseur de cette nappe, à laide d'un appareil constitué par deux flotteurs annulaires, plats, légers, dont 11 un flotte à la surface du mazout, l'autre coule dans le mazout mais flotte dans 11 eau de mer plus dense, et qui montés l'un dans l'autre, donnent chacun, une indication des niveaux respectifs des deux fluides, et par différence directement lue sur l'appareil, l'épaisseur de la couche de mazout. 9) Dispositif suivant les revendications 1 et 8, caractérisé par le fait que les moyens mis en oeuvre pour évaluer la quantité de mazout peuvent être efficaces même lorsque la nappe est désagrégée, par l'utilisation d'un appareil de mesure constitué par une cloche lestée à sa partie inférieure, d'un diamètre défini et qui plonge à une certaine profondeur, mais est retenu par un flotteur annulaire. Dans sa descente, la doche emmagasiné le mazout qui se trouve dans l'étendue de la surface de la base de la cloche. Celui-ci monte à la partie supérieure de l'appareil où il est retenu par un clapet de non-retour. La mesure de la quantité de mazout retenu donne le résultat cherché.