Brevet FR2383271A1 — publié le 19781006

La présente invention se rapporte à un dispositif pour la dispersion des nappes huiles flottantes sur la mer et en particulier a un dispositif pour la dispersion des nappes d'huiles permettant le réglage instantané et précis de la concentration nécessaire en dispersant. Durant ces dernières années, les problèmes de pollution de grandes surfaces d'eau de mer par des nappes d'huile se sont considérablement accrus, ces dernières causant de nombreux dégâts aux plages et aux ports. L'une des plus satisfaisantes manières de traiter ces nappes d'huile flottante a la surface de la mer consiste a y ajouter un agent dispersant tel qu'un mélange d'un solvant et d'un émulsifiant de façon a fractionner la nappe continue d'huile en fines gouttelettes pour en accélérer sa biodégradation. La dispersion de ces nappes d'huile comprend plusieurs opérations. Tout d'abord, on doit pulvériser l'agent dispersant sur la nappe d'huile flottante et le distribuer en des proportions appropriées au cas d'espèce. En second lieu, il faut laisser un certain temps a l'agent dispersant pour pénétrer et complexer l'huile de la nappe. Si l'épaisseur de la nappe n'est pas trop importante, le temps de pénétration requis n'est que de quelques secondes, mais ce temps est nécessaire avant d'entamer la troisième opération qui consiste a agiter vigoureusement le mélange d'huile et d'agent dispersant pour accroître la surface interfaciale huile/eau et permettre ainsi aux vagues et aux courants de disperser les gouttelettes d'huile dans un volume d'eau de mer aussi grand que possible. Cette description du traitement usuel des nappes d'huile flottante a la surface de la mer montre que le point le plus important de ce traitement est de pulvériser la quantité appropriez d'agent dispersant. Or, cette quantité d'agent dispersant dépend notamment du type d'huile a traiter, de l'épaisseur de la nappe, qui peut varier d'un endroit a l'autre, et encore de la salinité de l'eau de mer. La technique usuelle pour traiter ces nappes d'huile consiste a faire traverser cette nappe par un navire muni d'un équipement pour répandre le dispersant sur la nappe a traiter. On a tout d'abord proposé, de charger a bord de ce navire, des futs d'agent dispersant prêt a l'emploi préalablement dilué dans un solvant. Ce système avait évidemment pour inconvé nients non seulement de dévoir charger une quantité énorme d'agent dispersant dilué puisqu'il est généralement appliqué a des concentrations comprises entre 30 et 100% mais encore de n'avoir sa disposition qu'une seule concentration qui n'était pas toujours appropriée à la nappe d'huile a traiter.Une amélioration de ce système a été d'effectuer la prédilution de l'agent dispersant a bord avec de l'eau de mer prise à l'endroit même a traiter. Ce procédé consiste R aspirer de l'eau de mer au moyen d'une pompe aspirante-refoulante, couplée au moyen d'un système d'engrenages à une autre pompe servant a l'injection de dispersant concentré dans la conduite d'aspiration de la pompe d'eau de mer. Cependant, ce système ne permet pas non plus d'adapter rapidement et aisément la concentration en dispersant aux besoins nécessaires, en cours d'opération sans interrompre-le traitement puisque la concentration en dispersant est fixée une fois pour toute par la vitesse de rotation du moteur d'entraînement. Pour changer cette concentration, il faut absolument changer le système d'engrenages, ce qui nécessite un temps assez long qui est bien sur néfaste a l'efficacité du traitement. La présente invention a pour but de remédier a ces inconvénients et a pour objet un dispositif de dispersion a réglage instantané de la concentration en agent dispersant. Le dispositif de l'invention pour disperser les nappes d'huile a l'aide d'une solution aqueuse d'agent dispersant, ce dispositif étant chargé a bord d'n navire, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage instantané de la concentration en agent dispersant, consistant en:: - deux pompes, l'une dosant le dispersant, l'autre dosant l'eau de mer, - un moteur mettant en action ces deux pompes, - un dispositif permettant une variation instantanée du débit de dispersant par rapport au débit d'eau de mer, - une conduite commune de refoulement dans laquelle débitent les deux pompes, cette conduite débouchant dans, - un dispositif de distribution du mélange eau de mer - dispersant consistant en deux rampas situées de part et d'autre du navire et munies de gicleurs à jet plat uniformément répartis sur la longueur de ces rampes. Comme dispositif permettant une variation instantanée du débit de dispersant par rapport au débit d'eau de mer, on utilise soit un variateur de vitesse couplé a la pompe de dispersant permettant finalement une variation de la concentration en dispersant entre 3 et 18* en volume,basé sur le volume total eau de mer et dispersant, soit une pompe à piston a course réglable pendant son fonctionnement et permettant finalement une variation de la concentraton en dispersant entre 1 et 50% en volume, basé sur le volumé total eau de mer et dispersant. Pour modifier la longueur de la course du piston, on utilise généralement un volant, ou une vis micrométrique, ou des systèmes analogues. Le dispositif de l'invention permet non seulement une variation du débit total de refoulement sans changer la concentration en dispersant dans le mélange, cette variation s'effectuant par simple changement de vitesse du moteur entraînant les pompes, mais également une variation de la concentration en dispersant quel que soit le débit de la pompe d'eau de mer. Le dispositif de l'invention comprend également des rampes de distribution du mélange, alimentées par des flexibles, et situées de part et d'autre du navire. Ces rampes de distribution sont munies de gicleurs a jet plat disposés sur la longueur de ces rampes et qui servent à pulvériser uniformément le mélange sur la couche d'huile couvrant la surface de la mer. On a remarqué , que la distribution du produit sur la nappe d'huile était de loin supérieur avec des gicleurs à angle d'ouverture de 900 qu'avec des gicleurs a angle d'ouverture de 1200 qui étaient généralement préconisés dans les systèmes antérieurs. En effet, le jet produit par un gicleur a angle d'ouverture de 12û0 subit beaucoup plus l'influence du vent qu'un gicleur à 900, et on a remarqué que-sus l'influence du vent, le jet provenant d'un gicleur a 1200, se transformait en une force de cloche, de sorte qu'il n'y avait plus balayage complet de la surface traitée et, par conséquent, certaines zones de la nappe d'huile n'étaient pas touchées par le produit. C'est pourquoi, dans le dispositif de l'invention, les rampes de distribution sont munies chacune de six gicleurs a angle d'ouverture de 900, ce qui permet une efficacité de loin supérieure à celle des systèmes antérieurs. Les rampes de ditribution sont maintenues en position horizontale par un dispositif de mâts et de câbles, qui sont escamotables de manière a ne pas déborder du ~q~adarit~extéri~e- du navire en cas de non utilisation. Les avantages et caractéristiques du dispositif de l'invention ressortiront mieux en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : la figure I donne une représentation schématique du dispositif de l'invention dans le cas Ott 1 l'on utilise le variateur de vitesse comme dispositif de réglage instantané de la concentration en dispersant, et la figure II donne une représentation schématique du dispositif de l'invention dans le cas od l'on utilise une pompe a piston a course réglable pour doser le dispersant. En se référant à la figure I, un moteur 1 met en rotation une pompe de dispersant 4 et une pompe d'eau de mer 5 en passant par un réducteur de vitesse 2, de rapport 1/2, et par un variateur de vitesse 3 couplé a la pompe de dispersant 4. La pompe d'eau de mer 5 aspire directement l'eau de mer sr la conduite d'aspiratbn 7) la pompe de dispersant 4 aspire le dispersant concentré d'un réservoir 6 placé a proximité. L'eau de mer et le dispersant concentré sont envoyés dans la conduite de refoulement commune 8 qui est reliée aux rampes de distribution 10 par l'intermédiaire des vannes 9. Les rampes de distribution 10 sont munies chacune de six gicleurs a angle d'ouverture de 900 a jet plat 11. Le débit de la pompe de dispersant 4 est réglé indépendamment de celui de la pompe d'eau de mer 5, par l'intermédiaire du variateur de vitesse 3. Le variateur de viesse 3 permet de faire varier la vitesse de rotation de la pompe d'eau de mer 5, et donc de faire varier la quantité de dispersant concentré qui est finalement introduite dans la conduite de refoulement 8. La teneur en dispersant dans le mélange final eau de mer- dispersant peut varier entre 3 et 18* en volume selon la nécessité. Le variateur de vitesse 3 permet également une lecture de la concentration en dispersant et un ajustage fin de cette dernière. En se référant a la figure Il, un moteur lmet en action une pompe de dispersant 4, qui est une pompe a piston a course réglable pendant son fonctionnement, et une rompe d'eau de mer 5, qui eSt une pompe volumétrique a engrenages, en passant par un réducteur de vitesse 2, de rapport 1/2. La pompe d'eau de mer 5 aspire directement l'eau de mer par la conduite d'aspiration 7; la pompe de dispersant 4 aspire le dispersant concentré d'un réservoir 6 placé a proximité. L'eau de mer et le dispersant concentré sont envoyés dans la conduite de refoulement commune 8 qui est reliée aux rampes de distribution 10 par l'intermédiaire de vannes 9.Les rampes de distribution 10 sont munies chacune de six gicleurs a angle d'ouverture de 900 9 jet plat 11. Le débit de la pompe de dispersant 4 est réglé indépendamment de celui de la-pompe d'eau de mer 5 en modifiant la longueur de la course du piston 13 de la pompe de dispersant 4. On règle la longueur de la course du piston 13 de la pompe de dispersant 4 en actionnant le dispositif prévu a cet effet, non représenté sur le dessin a titre de simplification, ce réglage s'effectuant sans influencer la vitesse de rotation de la pompe d'eau de mer 5,et;permettant de faire varier la quantité de dispersant concentré qui est finalement introduite dans la conduite de refoulement 8. La teneur en dispersant dans le mélange final eau de mer- dispersant peut varier entre 1 et 50 % en volume selon la nécessité. Le dispositif de réglage de la longueur de la course du piston 13 permet également une lecture de la concentration en dispersant et un ajustage fin de cette dernière. De façon a éviter la transmission des vibrations vers les appareils de réglage, les transmissions ainsi que le moteur sont montés sur amortisseurs. Comme moteur, on peut utiliser un moteur a essence, un moteur diesel ou encore un moteur électrique, cependant, on utilise le plus souvent un moteur diesel. Les pompes, moteur et transmissions sont protégés par les soupapes de sécurité placées sur le refoulement. Un des avantages du dispositif de l'invention réside dans le fait que la variation ou l'ajustement de la concentration en dispersantf n'exige pas de démontage du système, ce qui implique une utilisation de la concentration correcte a chaque instant et par conséquent une consommation moindre de produit pour une meme nappe d'huile a traiter. Le dispositif de l'invention a aussi pour avantage de pouvoir être adapté facilement pour le traitement des plages polluées par des hydrocarbures. Bien que l'invention ait été décrite en termes de modes avantageux d'exécution, l'homme de métier appréciera que des modifications, substitutions, omissions et changements peuvent être apportés sans sortir du cadre de cette invention. C'est ainsi que par exemple on peut placer un débrayage mécanique sur la pompe d'alimentation de dispersant lorsque le système doit opérer par intermittence, on peut également placer des appareils de mesure de débit sur le refoulement des pompes ainsi que des éléments de contrôle de la pression minimum pour une pulvérisation efficace. On peut également utiliser des gicleurs a pression constante pour des débits variables, ou encore un système de réchauffage de pompes. Revendications: 1. Dispositif de traitement de nappes d'huiles flottante a la surface de la mer pour disperser ces nappes d'huile a l'aide d'une solution aqueuse d'agent dispersant, ce dispositif étant chargé à bord d'un navire, et étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage instantané de la concentration en agent dispersant, consistant en:: - deux pompes, l'une dosant le dispersant, l'autre dosant l'eau de mer, - un moteur mettant en action ces deux pompes, - un dispositif permettant une variation instantanée du débit de dispersant par rapport au débit d'eau de mer, - une conduite commune de refoulement dans laquelle débitent les deux pompes, cette conduite débouchant dans, - un dispositif de distribution du mélange eau de mer - dispersant consistant en deux rampes situées de part et d'autre du navire et munies de gicleurs a jet plat uniformément répartis sur la longueur de ces rampes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif permettant une variation instantanée du dédit de dispersant, est un variateur de viesse 3 couplé a la pompe de dispersant 4 permettant une variation de la concentration en dispersant entre 3 et 18% en volume basé sur le volume total eau de mer et dispersant. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérigéc en ce que le dispositif permettant une variation instantanée du débit de dispersant est une pompe a piston a course réglable 4 pendant son fonctionnement, permettant une variation de la concentration en dispersant entre 1 et 50% en volume basé sur le volume total eau de mer et dispersant. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur 1 est un moteur a essence, ou un moteur électrique, ou un moteur diesel. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le variateur de vitesse 3 permet de régler le débit de la pompe de dispersant 4 indépendamment de celui de la pompe d'eau de mer 5. 6. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la pompe a piston 4 dosant le dispersant à un débit réglable indépendamment de celui de la pompe d'eau de mer. 7. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1, 3 et 6, caractérisé en ce que l'on utilise un volant, une vis micrométrique ou un système analogue pour régler la course du piston 13 de la pompe de dispersant 4. 8. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1, 2, 4 et 5, caractérisé en ce que le variateur de vitesse est pourvu d'un moyen de lecture de la concentration en dispersant permettant un ajustage fin de cette dernière. 9. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1,3,4, 6 et 7,.caractérisé en ce huile volant utilisé pour le réglage de la course du piston est pourvu d'un moyen de lecture de la concentration en dispersant permettant un ajustage fin de cette dernière. 10. Dispositif selqn l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que le moteur et les transmissions sont montés sur amortisseurs. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, caractériséen ce que les rampes de distribution 10 du mélange eau de mer- dispersant sont munies chacune de 6 gicleurs à jet plat a angle d'ouverture de 900. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un débrayage mécanique sur la pompe d'alimentation en dispersant. 13. Dispostif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des appareils de mesure de débit sur le refoulement des pompes. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de contrôle de la pression de pulvérisation. 15. Dispositif'selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, caractérisé en ce qu'il comprend un système de réchauffage des pompes. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à la, caractérisé en ce qu'il comprend des gicleurs à pression constante pour des débits variables.