Brevet FR2405904A1 — publié le 19790511

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de récupération d'eau douce par énergie solaire ainsi qu'un dispositif comportant application de ce procédé. Le problème de la récupération de l'eau douce à l'aide de moyens simples, fiables et peu coflteux reste toujours posé, et ce notamment dans les régions chaudes et/ou désertiques. Or, jusqu'à présent, aucune solution simple et peu onéreuse n'a été proposée pour résoudre ce problème. La présente invention a pour but de combler cette lacune en proposant un nouveau procédé de récupération d'eau douce par énergie solaire sur une étendue exposée ou susceptible d'être exposée à l'ensoleillement. Et, comme on le décrira ultérieurement, un tel procédé, bien qu'étant particulièrement avantageux pour obtenir de liteau douce à partir de l'eau salée ou saumâtre contenue dans des terrains désertiques et sablonneux par exemple, peut recevoir de multiples applications. Plus précisément, l'invention propose un procédé de récupération d'eau douce par énergie solaire qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il consiste à disposer au-dessus d'une étendue, susceptible d'être exposéeà l'ensoleillement, un écran imperxable autfluidesgazeux mais perméable à la chaleur en définissant ainsi un espace sensiblement clos, à exposer ledit écran à la chaleur solaire de façon à provoquer l'éva- poration de l'humidité présente dans ledit espace pour l'amener au contact de la face inférieure de l'écran où elle se condense, et à collecter par effet de ruissellement par gravité l'eau douce liquide ainsi obtenue. Suivant une autre caractéristique du procédé de l'invention, on utilise dans l'étendue précitée un trou formant cuvette, tranchée ou analogue au-dessus duquel on fixe l'écran précité. Selon encore une autre caractéristique du procédé conforme à l'invention, on réalise dans le fond de la tranchée ou du trou précité aimoins#oenazouanalogues, et on dispose l'écran au-dessusdecesdeux canaux de façon que le ruissellement par gravité de l'eau condensée sur la portion d'écran située audessus de l'un des canaux aboutisse à l'autre canal. Selon encore une autre caractéristique, si l'on adopte pour l'écran précité une matière souple, on confère à cet écran une certaine pente, permettant le ruissellement précité, par application d'un poids ou analogue sur ledit écran. L'invention vise en outre un dispositif de récupération d'eau douce pour la mise en oeuvre du procédérépÉrx####ux caractéris- tiques ci-dessus. Un tel dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un écran comportant au moins deux surfaces inclinées par rapport à l'horizontale et convergentes, sous lesquelles est agencé aumiBsund~nddd ccalecteur d'eau douce. L'écran précité peut être avantageusement en une matière synthétique souple sur laquelle est placé au moins un poids, tel que par exemple une barre. Selon un autre mode de réalisation, l'écran précité est en une matière rigide ou semi-rigide, telle que par exemple feuille de verre , et présente sensiblement la forme d'un dièdre ou d'une succession de dièdres. Selon encore une autre caractéristique du dispositif de l'invention, l'écran précité est soutenu par au moins un poteau ou analogue, éventuellement solidaire d'une traverse. Selon encore une autre caractéristique, une partie de l'écran précité est réfléchissante. On peut également calorifuger extérieurement le dispositif collecteur d'eau douce. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparattront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure I illustre schématiquement un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention utilisé avec une tranchée simple creusée dans un terrain susceptible d'être exposé à l'ensoleillement, - la figure 2 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation de dispositif conforme è l'invention utilisé avec une tranchée double, - la figure 3 est une vue schématique d'encore un autre mode de réalisation pouvant fonctionner sur une grande étendue de terrain qui peut être par exemple un terrain marécageux, et - les figures 4 et 5 illustrent encore respectivement deux autres modes de réalisation du dispositif de l'invention appliqué au-dessus d'une tranchée relativement profonde. En se reportant aux dessins annexés, on voit qu'un dispositif de récupération d'eau douce conforme à l'invention comprend essentiellement un écran I disposé au-dessus d'une étendue 3 exposée à l'ensoleillement, et un dispositif collecteur, repéré d'une manière générale en 2, et agencé sous ledit écran. Cet écran 1 qui est perméable à la chaleur, mais imperméable aux fluides gazeux peut être en une matière synthétique souple appropriée, transparente ou translucide, ou bien peut être en une matière rigide ou semi-rigide, telle que par exemple une feuille de verre . Quelle que soit la matière qui le constitue, l'écran 1 présente au moins deux surfaces inclinées 4 par rapport à l'horizontale et convergentes de façon à permettre le ruissellement par gravité de l'eau douce amenée au contact de la face inférieure dudit écran, comme il sera expliqué en détail dans la description qui suit des divers modes de réalisation illustrés dans les figures 1 à 5. Suivant le mode de réalisation de la figure I, une tranchée 5 a été creusée dans l'étendue 3, et on dispose audessus de cette tranchée un film de matière synthétique, telle que par exemple chlorure de polyvinyle,qui est maintenue de manière appropriée sur les bords de la tranchée 5, comme on l'a montré schématiquement en 6. Sur l'écran ou film I, on place un poids, qui, suivant l'exemple représenté, est une barre ou analogue 7, de façon que ledit film comporte deux surfaces inclinées et convergentes 4, comme on le voit bien sur la figure. Au droit de la barre 7, on voit le dispositif collecteur 2, qui,suivant l'exemple de réalisation représenté, comprend le collecteur proprement dit 8 qui est enterré et un organe 9 d'acheminement de l'eau douce récupérée dans ledit collecteur. Cet organe peut avantageusement être calorifugé extérieurement, comme on l'a montré en 10, afin d'être maintenu aussi froid que possible par conduction avec le collecteur enterré 8. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit et qui peut être avantageusement utilisé dans les régions sablonneuses à fort ensoleillement, sera décrit brièvement ci-apres. L'énergie solaire crée un effet de serre dans l'espace sensiblement clos Il compris entre le sable et le film 1. il se produit par conséquent un échauffement du sable sous le film de sorte que l'eau saumâtre ou l'eau de mer qui imprègne le sable s'évapore en abandonnant ses sels, et ainsi, la vapeur d'eau se condense sur les faces inférieures la du film 1. Or, comme on l'a vu précédemment, le film 1 forme deux surfaces inclinées, de sorte que l'eau ainsi condensée s'écoule par gravité jusqu'au point bas 7a le long des faces la pour# aboutir dans le collecteur 8 après passage dans l'organe calorifugé 9. On notera que cet organe joue avantageusement le rôle d'un piège à vapeur d'eau. Bien entendu, la tranchée 5 sera aménagée et orientée de manière appropriée de façon à obtenir un rendement maximum. Enfin, au lieu d'utiliser un écran ou film en matière synthétique souple 1, on pourrait très bien utiliser un écran en matière rigide, comme décrit précédemment, cet écran présentant sensiblement la forme d'un dièdre. Dans ce cas, la barre 7 devient alors inutile. il faut encore préciser ici que le dispositif qui vient d'être décrit peut fonctionner durant la nuit. En effet, après le coucher du soleil, l'inertie thermique du sable permettra la continuation de l'évaporation de l'eau pendant un certain temps. Lorsque l'équilibre de température sera atteint, on peut alors compter sur 11 effet de rayonnement inverse qui, créant sur le film un effet de paroi froide, doit produire une condensation par abaissement de la tension de vapeur. On décrira maintenant le mode de réalisation illustré sur la figure 2 et qui présente l'avantage d'être utilisable sur tout type de terrain. On retrouve ici, comme dans le mode de réalisation précédent, une tranchée 2 au-dessus de laquelle est maintenu en 6 un écran 1 qui peut être en une matière rigide ou bien en une matière synthétique souple, dans quel cas une barre 7 sera appliquée sur le film pour lui conférer la forme d'un dièdre, comme on le voit bien sur la figure 2. Cependant, on aménagera la tranchée 2 de façon à réaliser deux petites tranchées ou canaux 2a et 2b, le point bas 7a de l'écran 1 se situant alors au droit de l'un des canaux, par exemple le canal 2b suivant l'exemple représenté. En outre, la partie inclinée gauche de l'écran 1 est réfléchissante, tandis que la partie inclinée droite de l'écran I est perméable à la chaleur solaire, comme l'était dans son entier l'écran du mode de réalisation précédent. Enfin, la double tranchée 2a, 2b est avantageusement tapissée au moins en partie d'un film ou absorbant 12. Le principe de fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est identique à celui décrit à propos du mode de réalisation précédent, à la seule différence qu'on récupe#rera dans la petite tranchée 2b l'eau douce qui s'est évaporée de l'eau saumâtre à distiller contenue dans l'autre petite tranchée 2a. En d'autres termes, l'eau douce évaporée ruissellera le long des deux faces inférieures la de l'écran 1 pour aboutir dans la petite tranchée 2b et, grâce à la partie gauche réfléchissante dudit écran, on utilisera avantageusement toute l'énergie solaire parvenant sur cette dernière pour la concentrer dans l'espace situé au-dessus de la tranchée 2a. La figure 3 illustre encore un autre mode de réalisation de l'invention qui est particulièrement avantageux dans les zones marécageuses. L'écran présente ici la forme générale d'une succession de dièdres, les points bas permettant la récupération de l'eau douce qui ruisselle,dans des rigoles ou analogues 13 convenablement orientées, et les points hauts servant de points de maintien de l'écran 1 au moyen de poteaux ou analogues 14 qui sont fixés sur des traverses 15 revêtant par exemple la forme de flotteurs. On ne répètera pas ici le fonctionnement de ce dispositif particulier dont le principe est le même que celui exposé à propos des modes de réalisation précédents. Enfin, on a montré sur les figures 4 et 5 deux autres modes de réalisation du dispositif de l'invention qui peuvent être utilisés au-dessus d'une tranchée 5 relativement profonde. Dans le mode de réalisation de la figure 4, on retrouve l'agencement de la figure 3, à la différence près que la traverse 15 est ici prévue entre les deux bords de la tranchée 5 pour maintenir l'écran 1. L'eau douce est recueillie de chaque côté de la tranchée dans les rigoles 13. L'écran 1 peut être maintenu par ses extrémités sur le sol ou bien peut former une succession de dièdres soutenus par des poteaux comme on le voit sur la figure 3. Par contre, dans le mode de réalisation de la figure 5, l'eau douce est recueillie dans une rigole 13 placée entre le fond et la partie supérieure de la tranchée 5. On remarquera ici que les modes de réalisation des figures 4 et 5 constituent un système simple et avantageux pour obtenir et élever de l'eau douce à un certain niveau au-dessus d'une tranchée de drainage. Les modes de réalisation des figures 1 à 5 ont été décrits et représentés d'une manière quelque peu schématique, et on peut évidemment imaginer une technologie plus affinée sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi que par exemple, dans le cas de la figure 3, une structure plus élaborée de soutien de l'écran 1, avec par exemple des traverses 15a entre les flotteurs 15 pourrait être prévue. Dans cet esprit, il faut remarquer qu'un dispositif conforme aux principes de l'invention peut recevoir de multiples applications. A titre d'exemple, on peut citer l'application de ce dispositif à la concentration des boues, provenant de stations d'épuration, avec récupération de l'eau qui peut ensuite être recyclée. Un tel dispositif peut encore être utilisé pour le dessalement des terrains par concentration des sels et recyclage des eaux de rinçage. Le sel peut bien entendu être concentré et récupéré pour l'industrie.Outre la distillation de l'eau saumâtre, on peut encore imaginer l'utilisation du dispositif objet de l'invention pour la concentration d'un produit liquide, par exemple du genre jus de fruit. il peut également être utilisé comme dispositif d'extraction de vapeur, avant condensation, pour la création d'énergie mécanique et électrique, dans une petite station thermique. On pourrait encore imaginer l'utilisation du mode de réalisation de la figure 2 en tirant avantage de la variation de niveau de la mer dû à la marée montante et descendante pour charger, automatiquement ou nonssla laou les tranchées de distillation en eau de mer renouvelée. C'est dire qu'on peut prévoir de multiples applications pour le procédé et le dispositif de la présente invention qui, dans leur principe, demeurent remarquablement simples, fiables et peu coûteux. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération d'eau douce par énergie solaire sur une étendue susceptible d'être exposée à l'ensoleillement, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer au-dessus de cette étendue un écran imperméable auxfluidesgazeux mais perméable à la chaleur en définissant ainsi un espace sensiblement clos, à exposer ledit écran à la chaleur solaire de façon à provoquer l'évaporation de l'humidité présente dans ledit espace pour l'amener au contact de la face inférieure de l'écran où elle se condense, et à collecter par effet de ruissellement par gravité l'eau douce liquide ainsi obtenue. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise dans l'étendue précitée un trou formant cuvette, tranchée ou analogue au-dessus duquel on fixe l'écran précité. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on réalise dans le fonddu trou ou de la tranchée précités au moins deux canaux ou analogues, et ondispose l'écran précité au- dessus de ces deux canaux de façon que le ruissellement par gravité de l'eau condensée sur la portion d'écran située audessus de l'un des canaux aboutisse à l'autre canal. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écran précité étant en matière souple, on confère à cet écran une certaine pente permettant le ruissellement précité, par application d'un poids ou analogue sur ledit écran. 5. Dispositif de récupération d'eau douce par énergie solaire pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un écran comportant au moins deux surfaces inclinées par rapport à l'horizontale et convergentes, sous lesquelles estageréain## un dispositif collecteur d'eau douce. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'écran précité est en une matière synthétique souple sur laquelle est placée au moins un poids, tel que par exemple une barre. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'écran précité est en une matière rigide ou semi rigide, telle que par exemple une feuille de verre, et présente sensiblement la forme d'un dièdre ou d'une succession de dièdres. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'écran précité est soutenu par au moins un poteau ou analogue. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'une partie de l'écran précité est réfléchissante. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif collecteur précité est calorifugé extérieurement. 11. Eau douce obtenue par le procédé et le dispositif selon l'une des revendications 1 à 10.