Brevet FR2381868A1 — publié le 19780922

La présente invention concerne un appareil déshuileur pour écumer et collecter l'huile présente sur la surface d'une masse d'eau. L'utilisation de différents appareils flottants combinés pour être remorqués par un navire pour écumer, collecter et contenir les contaminants flottants, tels que l'huile, de la surface d'une masse d'eau est déja connue dans le domaine du contrôle de la pollution des eaux Des exemples de ces appareils peuvent etre trouvés dans les brevets des Etats-Unis d'dmérique nO 3 221 884, 3 269 664, 3 476 246, 3 686 870, 3 771 662, 3 588 506 et 3 886 750. Des exemples de navires collecteurs d'huile de pollution sont trouvés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 2 876 903, 3 656 619, 3 682 316, 3 844 944 et 3 708 070. Un exemple d'appareil écumeur flottant ayant une entrée commandée par un flotteur est donné dans le brevet suisse 379 104. Toutes ces références sont données pour illustrer le domaine visé par la présente invention et illustrés d'une certaine technique déja connue. Collectivement, les brevets cités décrivent comment sont conçus les appareils déshuileurs du type décrit, et leur fonctionnement, ainsi que les buts recherchés pour enlever et contenir les contaminants tels que l'huile présente b la surface d'une masse d'eau. Ces références montrent aussi les considérations dont il doit être tenu compte pour la construction des appareils flottants pour écumer et collecter le contaminant constitud par de l'huile a la surface de l'eau. La présente invention est un perfectionnement de l'appareil déshuileur du type général décrit dana la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique 582 271 du 30 mai 1975 qui fait suite a la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique 422 063 du 6 décembre 1973, les deux déposées au nom de la demanderesse. La présente invention a pour objet un appareil écumeur d'huile flottant destiné a être remorqué par un navire a la surface d'une masse d'eau devant être nettoyée par enlèvement de l'huile constituant un contaminant flottant. L'appareil écumeur d'huile est d'une construction nouvelle et comporte un châssis central de structure d'une façon générale sous la forme d'une poutre en treillis formant un support rigide pour au moins une paire de rangées de panneaux-écrans de surface > chacun étant supporté individuellement pour pouvoir avoir des mouvements coulissants verticaux dans le châssis. Les panneaux formant ces écrans sont flottants et ils flottent sur la surface de l'eau avec leurs bords inférieurs immergés sur une profondeur prédéterminée en dessous de l'épaisseur maximale du contaminant de la surface devant être traitée.Un flotteur à chaque extrémité du châssis central assure une flottabilité naturelle du châssis et d'une paire de bras prolongeant celui-ci, les bras comportant aussi des panneaux-écrans flottants et étendant la surface de balayage du chassies central de façon réglable. Les bras d'extension eux-mêmes comportent des flotteurs à leurs extrémités. La construction des écrans permet aux panneaux individuels de se déplacer verticalement sous l'action des vagues de la surface de l'eau sur laquelle opère l'appareil, tout en maintenant une barrière efficace pour confiner l'huile ou autre contaminant flottant à la surface de l'eau. La présente invention concerne aussi l'utilisation d'une pale situéeen dessous des écrans et orientée pour provoquér un courant de transport latéral entre les écrans, ce courant de transport entraînant l'huile sous l'écran avant du châssis et élevant cette huile jusqu'à la surface entre les écrans vers un dispositif écumeur situé vers l'extrémité arrière du châssis. L'appareil est combiné pour être remorqué dans une direction transversale à son axe longitudinal pour balayer l'huile flottante vers l'écumeur de surface, le courant de transport superficiel étant utilisé pour entraîner l'eau captée dans le courant de fond en dessous de l'écran de tête vers le dispositif écumeur. L'appareil écumeur assure un balayage remarquablement complet du contaminant de la surface en raison de sa construction spéciale, pratiquement sans courant de fond d'huile en dessous de l'appareil. Le dispositif écumeur est aussi d'une construction spéciale et il comporte un dispositif auto-rdgulateur qui permet efficacement l'enlèvement d'une couche mince d'eau de la surface à travers un tuyau d'aspiration raccordé au navire écumeur utilisé pour remorquer l'appareil.De plus, une pale de commande du courant de surfacebile que celle décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amdrique 527 293 du 26 novembre 1974 déposée au nom de la demanderesse est aussi incorporée dans le présent appareil pour assurer un écoulement optimal de l'eau de surface vers le dispositif écumeur. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente schématiquement en plan un appareil déshuileur selon un mode de mise en oeuvre de l'invenrioa en position de remorquage, les prolongements du châssis étant représentés développés en traits pleins et rétractés en traits mixtes, - la figure 2 est une vue en plan A plus grande échelle de l'appareil flottant représenté sur la figure 1 - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2, - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3, - la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 2a - la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 1, - la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 1, - la figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 2, - la figure 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 8, et - la figure 10 représente schématiquement en élévation latérale un navire déshuileur avec un appareil déshuileur partiellement rentre dans le navire. La figure I représente un appareil déshuileur 10 selon liinvention monté pour être remorqué par un navire balayeur. L'appareil 10 décrit plus en détail ci-apres est prévu pour fonctionner de la façon décrite pour l'appareil déshuileur de la demande de brevet dsaate- Uns d'Amérique 582 271 précitée. Plus précisément, le présent appareil déshuileur comporte deux rangées d'écrans parallèles disposés pour être entraînés ou remorqués dans une direction transversale à l'axe longitudinal des rangées, de la façon représentée sur la figure 1. Des bras pouvant être développés vers l'extérieur 14 permettent d'augmenter la largeur de balayage par l'appareil le iong de la surface de ltéau dont un contaminant flottant doit être écumé. La présente invention utilise le principe décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique 582 271 précitée qui consiste à provoquer un courant de transport superficiel, indiqué d'une façon genérale par les flèches 16, dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'appareil entre les écrans pour entraîner le contaminant se trouvant entre les écrans vers un dispositif écumeur 18 situé à côté d'une extrémité de l'appareil. Le contaminant qui sera considéré comme étant de I'huile, parce que c'est habituellement le contaminant devant être enlevé de la surface de l'eau, flotte sous la forme d'une pellicule sur l'eau et -est poussé vers le dispositif écumeur 18 par l'écran le plus en avant de l'appareil.Toute l'huile captée dans le courant inférieur en dessous de l'écran le plus en avant remonte a la surface immédiatement en arrière de cet écran avant entre les deux écrans et elle est balayée vers le dispositif écumeur 18 par le courant de transport surperficiel 16. I1 a été constaté que le système comportant des écrans doubles parallèles et le courant de transport assure un balayage de nettoyage remarquable du contaminant tel que l'huile de la surface et la présente invention concerne Un perfectionnement de la construction de l'appareil déshuileur décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique 382 271 précitée. En considérant les figures 1 à 5, l'appareil déshuileur 10 comporte un chassis rigide, de préférence en éléments tubulaires et en profilés légers soudés ou assemblés autrement pour former une poutre longue en treillis avec des longerons horizontaux supérieurs et inférieures 20, des entretoises transversales 22 et des entretoises verticales 24 ainsi que des profilés en double T verticaux 44 et 46. Des flotteurs 26 et 28 sont fixés aux extrémités du châssis pour compléter l'ensemble. Des bras d'extension 14 sont articulée sur les flotteurs des extrémités 25 et 28, ces bras étant représentés déployés sur les figures 1 et 2. Les bras peuvent être repliés contre le châssis pour le transport de la façon représentée en traits mixtes sur la figure 1. Des cibles 34 peuvent être utilisés pour retenir les bras 14 en position voulue quand l'appareil est développé pour le balayage pendant le remorquage. Des cibles 36 peuvent etre utilisés pour fixer l'appareil au navire remorqueur 12. L'aagle formé par l'appareil 10 par rapport au navire 12 peut bien entendu être modifié pour convenir aux conditions rencontrées pendant un balayage et à la vitesse de balayage. Ainsi qu'il apparaît plus particulièrement sur les figures 2 et 3, l'appareil déshuileur selon l'invention comporte au moins deux rangées parallèles de panneaux verticaux avant et arrière 40 et 42 disposés pour pouvoir coulisser entre les profilés en double T 44 et 46 supportant les panneaux 40 et 42. Les panneaux 40 et 42 sont des éléments légers flottants qui flottent verticalement dans l'eau balayée, le niveau de la surface de l'eau étant sensiblement celui indiqué en WL sur la figure 3. De cette façon les panneaux 40 et 42 peuvent suivre librement les mouvements des vagues en glissant vers le haut et le bas dans les profilés 44 et 46 formant des glissières, les bords inférieurs 48 et 50 des panneaux restant toujours immergés en dessous de la profondeux maximale du contaminant flottant, qui fréquemment n'est qu'une pellicule mince sur la surface de l'eau.Les rangées parallèles de panneaux 40 et 42 constituent des écrans de surface, les bras développables 14 formant des prolongements pour la série de panneaux avant 40. I1 est facile de voir que les vagues agiront sur les flotteurs 26 et 28 des extrémités tandis que le châssis central restera relativement insensible à l'action des vagues. Les panneaux 40 et 42 individuels formant écrans à la surface répondront individuellement à l'action des vagues sans transmettre des charges de flexion au châssis. Le châsse est par suite extr8mement stable sur la mer avec peu de points de contraintes résultant du fonctionnement de l'appareil en presence de vagues. Les bras 14 (figures 1, 6 et 7) sont formés d'éléments supérieurs, inferieurs et verticaux 56, 58 et 60, les éléments verticaux 60 constituant des glissières, et des panneaux flottants 62 sont montés de façon similaire aux panneaux 40. Les bras 14 sont munis de flotteurs 64 à leurs extrémités, chaque flotteur 64 etant fixé aux éléments de châssis 56 et 58. Les bras à flotteurs positionnés à l'extérieur stabilisent la structure de l'appareil quand il est remorqué, d'une façon très semblable à l'action des flotteurs latéraux d'un petit bateau.De plus, les bras peuvent être réglés pour fermer tout intervalle entre le navire 12 et l'extrémité voisine du châssis de l'appareil ainsi que pour assurer une action de stabilisation semblable à celle d'un gouvernail sur l'appareil quand il est remorqué, cette dernière caractéristique étant facilitée par le réglage angulaire du bras extérieur 14, distant du navire 12. Des pales de déviation 70 sont placées dans la partie inférieure du châssis central, ces pales étant de préférence planes et inclinées suivant un angle convenable par rapport au châssis de l'appareil en dessous des panneaux-écrans 40 et 42. Ces pales de déviation ou directrices peuvent être disposés en diagonale de la façon représentée dans la zone située entre les panneaux avant et arrière 40 et 42 afin de dévier l'écoulement de l'eau se trouvant en dessous des panneaux vers le haut et latéralement vers le dispositif écumeur 18. Cette déviation de l'eau vers le haut et latéralement se traduit finalement par l'établissement d'un courant de transport superficiel circulant de la façon indiquée par les flèches 16 sur la figure 1. Pendant le remorquage de l'appareil, ou bien quand l'appareil est fixe dans un courant, le courant de fond frappant la pale 70 est dévié vers le haut et vers le dispositif écumeur 18 entre des écrans. Le courant de transport superficiel résultant 16 entraine les contaminants de la surface pouvant avoir été captés dans le courant inférieur en en dessous des panneaux-écrans avant 40. L'huile flottante est ainsi balayée vers le dispositif écumeur 18 par les écrans 62 des bras s'étendant vers l'extérieur de l'appareil et par les panneaux-écrans avant 40.Comme une petite quantité d'huile de contamination a invariablement tendance à etre entralnéedans le courant profond passant en dessous de l'écran avant, en l'absence de tout moyen pour enlever cette huile quand elle remonte à la surface en arrière de l'écran avant, l'efficacité du balayage par l'appareil déshuileur serait réduite. Le courant de transport superficiel induit par les pales 70 provoque cependant l'écoulement de l'eau de la surface entre les écrans vers le dispositif écumeur qui enlève le mélange superficiel s'dcoulant vers ce dispositif dans cette région, ainsi que le mélange superficiel ayant été balayé vers le dispositif par l'ensemble des panneaux-écrans avant.Un autre avantage de l'utilisation des pales de déviation 70 résulte de l'élévation générale du niveau de la surface de l'eau entre les écrans 40 et 42. Cette élévation du niveau de l'eau résulte bien entendu de la déviation vers le haut de l'eau par les pales 70. Le niveau supérieur de l'eau derrière les panneaux avant 40 a tendance à équilibrer les panneaux en opposition à la pression du courant superficiel entrant, de sorte que ces panneaux subissent une pression frontale inférieure de déséquilibre. Cela permet d'utiliser des panneaux plus léger et d'augmenter l'aptitude des panneaux 40 à glisser dans les glissières 44 pendant que l'appareil est remorqué, afin que les panneaux suivent les mouvement de la surface de l'eau. Le dispositif écumeur 18 est d'une construction spéciale (figures 8 et 9) et comporte un carter 80 ayant un bord supérieur avant 82 et une ouverture de vidange 84 dans le fond. Une canalisation d'aspiration 86 est raccordée à une pompe aspirante (non représentée) contenue dans le navire 12, et à la vidange 84 à travers un collecteur 85. Un déversoir flottant 88 est supporté par les parois des extrémités 90 qui sont articulées en 91 aux parois latérales 92 du carter 80. Un obturateur 85a ferme le collecteur 85 sauf en ce qui concerne l'ouverture de vidange 84 qui est longue comme le collecteur 85 et occupe sensiblement la largeur du carter 80. Un flotteur secondaire 96 est fixé au bras 98 de la plaque d'extrémité 90. La flottabilité du déversoir 88 et du flotteur 96 est ajustée de façon qu'en eau calme le bord supérieur 100 du déversoir 98 se trouve juste en dessous de la surface de l'eau. Quand liteau s'écoule au-dessus du bord 100 du déversoir 88, la pompe aspirante étant en marche pour aspirer à travers le conduit 86, le déversoir 88 remonte autour de l'articulation 91 quand le carter 80 est rempli par l'eau.L'eau est ensuite aspirée à travers l'ouverture de vidange 84 et la canalisation 86, ce qui abaisse le niveau de l'eau dans le carter 80. Le déversoir 88 bascule ensuite vers le bas pour permettre une entrée supplémentaire d'eau au-dessus du bord 100, et ce cycle est répété jusqu'à ce que le système se stabilise de lui-même, de sorte qu'un écumage constant est obtenu à la surface de l'eau, cette surface étant indiquée par la ligne WL sur la figure 8. Des taux élevés ou faibles d'aspiration à travers la canalisation 86 sont compensés automatiquement par le déversoir flottant 88 qui répond au niveau de l'eau dans le carter 80.Quand l'appareil écumeur subit l'action des vagues, le flotteur 96 se trouvant devant le dispositif écumeur 18 s'élève avec la crête de la vague afin d'élever le bord 100 avec cette crête, le bord lui-même restant juste en dessous de la surface de la vague. L'aspiration à travers l'ouverture de vidange 84 continue pendant que le creux de la vague est détecté par le flotteur 96. Le déversoir 88 se règle de lui-même en réponse aux forces de flottaison agissant sur le déversoir à partir de l'intérieur du carter 80 et de l'action du flotteur 96 se trouvant dans le creux de la vague, de sorte que l'action d'écumage continue sans débordement du carter 80, et à tout moment en fonction du niveau de l'eau dans le carter. A côté de l'extrémité du châssis dans laquelle se trouve le dispositif écumeur 18, est placée une pale de commande d'écoulement 110 (figures 2 et 9) quLestl'ob3et de la demande de brevet desEtablhls d'Amerbe 527 293 précitée. La pale 110 sert à établir une masse stable d'eau superficielle directement derriere la pale et devant le dispositif écumeur 18 le niveau de la surface de cette masse étant inférieur à celui de l'eau environnante. L'eau superficielle a par suite tendance à s'écouler dans cette masse stable au-dessus de la pale 110 à partir de la région entre les panneaux-écrans. L'écoulement à partir de l'intervaLle entre les panneaux-écrans est bien entendu facilité par le courant de transport superficiel indiqué en 16. Le bord supérieur de la pale 110 est normalement réglé pour qu'il se trouve juste en dessous de la surface de lteau indiquée par la ligne WL sur la figure 9. Le navire balayeur 12 comporte de préférence un compartiment 120 dans la partie inférieure de sa coque, ce compartiment communiquant avec l'eau environnante. Le compartiment 120 est normalement plein d'eau quand le navire 12 est à flot et il a des dimensions suffisantes pour recevoir l'appareil écumeur entrant par une extrémité quand il est replié pour le transport, les bras de prolongement étant repliés vers l'intérieur. L'appareil écumeur peut ainsi être rangé et être transporté dans le navire 12 sans qu'il soit nécessaire de le sortir de l'eau ou de le remorquer à flot. Des treuils et des câbles appropriés sont bien entendu utilisés dans le navire pour permettre la rentée et la sortie rapide de l'appareil. Il doit être noté que l'appareil écumeur ou déshuileur selon l'invention peut comporter plus de deux ensembles de panneaux-écrans, auquel cas un groupe convenable de pales de déviation du courant 70 sont placées en dessous de chaque panneau-écran 40 pour provoquer le courant de transport superficiel entre les différents ensembles de panneauxécrans. De plus, bien que l'appareil soit représente sous une forme convenable pour le remorquage par un navire, il peut être fixé en angulaire par rapport à un courant, par exemple dans une rivière, pour balayer les contaminants de surface vers le dispositif écumeur 18. Dans ce cas, n'importe quel moyen d'aspiration peut être raccordé à la canalisation 86, par exemple une pompe située à terre. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que lton sorte de son cadre. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Appareil pour écumer et collecter l'huile ou d'autres contaminants présents sur la surface de l'eau, caractérisé par au moins deux écrans longs parallèles formant des barrières d'une densité convenable pour que les écrans flottent sur l'eau avec une partie immergée au moins légèrement supérieure à l'épaisseur maximale de la couche d'huile flottant sur l'eau, un dispositif pour supporter ces écrans dans un courant superficiel d'eau s'écoulant vers les écrans dans une direction générale transversale à la direction longitudinale des écrans, et un dispositif de déviation situé en dessous des écrans pour dévier au moins une partie du courant superficiel vers une extrémité de l'appareil et entre les écrans formant les barrières. 2. Appareil pour écumer et collecter l'huile ou d'autres contaminants flottant sur la surface de l'eau, caractérisé par au moins deux écrans longs parallèles formant des barrières ayant une densité convenable pour que les écrans flottent dans liteau avec une partie immergée au moins légèrement supérieure à l'épaisseur maximale de la couche d'huile flottant sur I'eau, un dispositif pour supporter les écrans dans un courant de surface d'eau s'écoulant vers les écrans dans une direction générale transversale à la direction longitudinale des écrans, et un dispositif de déviation du courant situé en dessous des écrans et s'étendant au moins en partie entre les plans verticaux contenant les écrans pour dévier au moins une partie du courant de surface vers une extrémité de l'appareil et entre les écrans. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé an ce que chaque écran est formé par un ensemble de panneaux flottants sensiblement verticaux supportés bout à bout par le dispositif support de façon à permettre leurs mouvements verticaux individuels en réponse aux forces de flottaison. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif support comporte des éléments de guidage verticaux à section en U dans lesquels sont engagées les extrémités des panneaux, les panneaux étant des éléments en feuille plate rigide. 5. Appareil selon l'une quelconques des revendication. 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de déviation du courant comporte au moins une pale de déviation. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de déviation du courant comporte plusieurs pales parallèles de déviation, chaque pale étant un élément incliné de déviation ayant au moins une partie orientée angulairement par rapport aux axes principaux horizontaux et verticaux de l'appareil, afin que les courants de surface circulant vers les éléments de déviation soient déviés vers le haut et latéralement vers une-extrémité de l'appareil. 7. Appareil selon la revendication Z caractérisé en ce que le dispositif de déviation-du courant comporte plusieurs pales parallèles de déviation, chaque pale étant un élément incliné de déviation ayant au moins une partie orientée angulairement par rapport aux axes principaux horizontaux et verticaux de l'appareil, afin que les courants de surface s'écoulant vers les éléments de déviation soient déviés vers le haut et latéralement vers une extrémité de l'appareil. 8. Appareil selon llune quelconque des revendications I à 7, caractérisé par au moins un bras d'extension articulé pour pivoter à une extrémité du chassies de l'appareil pour élargir la zone de balayage de la surface de l'eau, ce bras comportant au moins un écran formant une barrière ayant une densité convenable pour que l'écran flotte dans l'eau avec une partie immergée au moins légèrement supérieure à l'épaisseur maximale de la couche d'huile, le bras pouvant être replié vers l'intérieur contre le ch ssis de l'appareil quand celui-ci n'est pas en service afin que le châssis et le bras puissent être resserrés sur toute leur longueur pour permettre le transport, le bras pouvant être réglé pour modifier sa position angulaire par rapport au chassis de l'appareil pendant le fonctionnement de l'appareil. 9. Appareil selon la revendication 8,caractérise en ce que écran comporte des éléments en forme de panneaux flottants supportés de façon individuelle et disposés bout à bout, et des éléments de guidage en profilés en U dans lesquels les extrémités des panneaux individuels sont engagées. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par un flotteur fixé rigidement à l'extrémité distante du bras. ll Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 b 10, caractérisé par un dispositif écumeur de l'eau superficielle à c8té d'une extrémité du chassies de l'appareil, ce dispositif écumeur ayant une entre communiquand avec l'eau superficielle entraînée vers le dispositif dans le courant de surface dévié. 12. Appareil pour écumer et collecter l'huile ou d'autres contaminants flottant à la surface de 11 eau, caractérisé par un châssis central rigide formé par des longerons et des entretoises transversales et verticales, un flotteur fixé à chaque extrémité de ce chassis central, au moins deux rangées de panneaux verticaux adjacents s'etendant au moins entre différentes entretoises verticales et supportés par ces entretoises verticales et disposés bout à bout parallelement à l'axe longitudinal du châssis, les panneaux formant des écrans de surface et ayant une densité convenable pour qu'ils flottent verticalement dans l'eau avec une partie immergée au moins légèrement supérieure à l'épaisseur maximale de huile flottant sur lteau, les panneaux étant supportés individuellement par les entretoises verticales pour pouvoir avoir des mouvements flottants verticaux, plusieurs pales de déviation du courant situées en dessous des panneaux, ces pales étant des éléments de déviation du courant orientés angulairement par rapport aux axes principaux horizontaux et verticaux du châssis central et étant fixées à ce châssis pour stétendre en diagonale par rapport aux plans verticaux contenant les rangées de panneaux, afin que les pales dévient vers le haut et une extrémité du châssis le courant les frappant et que le courant ainsi dévié constitue un courant de transport superficiel entre les écrans et s'écoulant vers cette extrémité du chassie le courant de transport étant à un niveau élevé par rapport à l'eau environnante, et un dispositif écumeur de l'eau de la surface situé à côte de cette extrémité du chdssis, le dispositif écumeur ayant une entrée communiquant avec l'eau superficielle entraînée vers cette extrémité du chassis par le courant de transport,