Brevet FR2463835A1 — publié le 19810227

La présente invention concerne un dispositif de récupération sous-marine d'hydrocarbures ou de captage sous-marin d'eau chaude de source. Dans les années passées, on a développé un grand nombre de systèmes en vue de lutter contre la pollution en surface des mers et des lacs. Récemment, il s'est produit des naufrages au cours desquels des pétroliers ont sombré alors que leurs cuves étaient pleines. Quand le mazout transporté est moins lourd que l'eau et qu'il s'échappe des cuves, il remonte à la surface où on lutte contre la pollution avec des moyens de surface. Tout récemment, il s'est aussi produit une fuite dans un puit de pétrole sous-marin et là encore on tente de lutter contre la pollution due au mazout échappé par des moyens de surface. Or, laisser le mazout remonter à la surface, c'est le laisser s'étaler en couche mince difficile à maîtriser. On sait, en effet, que les moyens de lutte de surface, non chimiques, ne peuvent avoir qu'un rayon d'action réduit bien inférieur aux étendues des nappes polluantes. Par ailleurs, avec les moyens chimiques, on perd les hydrocarbures échappés et on crée des complexes dont on n'est pas sûr qu'ils ne sont pas nuisibles pour la flore et la faune marines. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un dispositif qui soit capable de récupérer le mazout échappé, ou au moins une grande partie de celui-ci avant qu'il n'atteigne la surface. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un dispositif se composant d'une grande bâche tendue horizontalement au-dessus de la source de fluide plus léger que l'eau, et d'un tuyau relié à un trou central de la bâche et dont la seconde extrémité est légèrement au-dessus du niveau de l'eau. Suivant une autre caractéristique, le tuyau est aplati avant sa mise en place pour utilisation, ce qui permet de le stocker enroulé sur un tambour. Suivant une autre caractéristique, la bâche est maintenue tendue par ses coins retenus tendus par des orins de bouées mouillées autour de la source du fluide à récupérer. Suivant une autre caractéristique, la paroi est relativement mince et sa partie supérieure au voisinage du niveau de la surface est gainée. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en perspective du dispositif suivant l'invention, et les Fig. 2 à 4 sont des vues schématiques en coupe verticale de divers équipements adaptables en haut du tuyau du dispositif de la Fig. 1. Le dispositif de la Fig. 1 comprend une grande bâche 1 dont les coins 2 sont maintenus écartés par des orins 3 reliant respectivement des bouées 4 à leurs corps-morts 5. Au centre de la bâche 1 est prévue une ouverture 6 à laquelle est raccordée l'extrémité inférieur d'un tuyau souple 7 qui débouche en 8 légèrement au-dessus du niveau de l'eau. On suppose que la bâche 1 est tendue au-dessus d'un bateau 9 qui a sombré et qui laisse échapper du mazout 10, plus léger que l'eau. En pratique, le mazout 10 monte se rassembler sous le centre de la bâche 1 qui subit une poussée vers le haut. La bâche prend alors la forme d'un dôme qui guide le mazout montant vers l'ouverture 6. Le mazout monte dans le tuyau souple 7. Il faut bien comprendre que la colonne de mazout dans le tube 7 obéit à la loi d'Archimède et qu'il y a équilibre quand son poids est égal à celui de l'eau déplacée. Le volume de l'eau déplacée est défini par le volume de la partie immergée du tuyau 7. Donc, pour avoir le même poids en mazout, plus léger, il faut que la colonne de mazout monte au-dessus du'niveau de l'eau d'une quantité proportionnelle au produit du rapport des densités de l'eau et du mazout et de la hauteur immergée du tuyau 7. Quand on maintient l'ouverture 8 du tuyau 7 au-dessus de l'eau, mais au-dessous du niveau maximum défini à partir de la relation mentionnée ci-dessus, le mazout s'écoule et peut être directement recueilli dans des réservoirs connectés à l'ouverture 8. Il se crée dans le tuyau 7 un courant de mazout qui monte plus ou moins vite selon la hauteur du tuyau et son état de surface interne. Il faut bien comprendre qu'à l'état statique, si on ne laisse pas le mazout s'écouler en haUt du tuyau, l'écart des pressions exercées par le mazout et l'eau sur la paroi du tuyau augmente avec l'altitude, si bien que premièrement le tuyau a tendance à s'ouvrir et que, deuxièmement, il peut être nécessaire de le gainer dans sa partie supérieure au voisinage de la surface de l'eau et au-dessus. A l'état dynamique, quand le mazout s'écoule, l'écart des pressions augmente moins qu'à l'état statique. En pratique, les orins 3 doivent être maintenus aussi verticaux que possible. C'est pourquoi les bouées 4 sont chacune constituées par un flotteur 11 sous lequel pend une poulie 12 sur la gorge de laquelle passe l'orin 3 à l'extrémité libre duquel pend un contre-poids 13. Ainsi la verticalité des orins peut être assurée au mieux même dans des mers soumises aux marées. Le tuyau 7 est représenté vertical, mais en fonction du niveau de la marée, il peut prendre une position oblique, le raisonnement indiqué plus haut restant valable. En pratique, la bâche 1 peut être en tissu souple ou en matière plastique, qui doit être imperméable. De préférence, le tuyau 7 est, en position de repos, aplati pour pouvoir être stocké sur un tambour peu encombrant, tout en permettant d'atteindre des profondeurs importantes. On a, en effet, intérêt à placer la bâche aussi près que possible de la source 9 pour éviter que des courants sous-marins ne dispersent le mazout 10. L'opération de mise en place du dispositif, quand une source 9 a été localisée, peut se dérouler comme suit. On commence par mouiller les corps-morts 5 autour de la source 9 en respectant des distances entre eux qui soient proches des longueurs des côtés de la bâche 1 et de manière que celle-ci soit centrée sur la source 9. Puis, on descend la bâche 1 dont les coins sont munis par exemple d'oeillets qui glissent le long des orins 3. A chaque coin est accroché un lest qui assure la descente de la bâche. Des plongeurs descendent bloquer les oeillets sur les orins par des moyens adéquats, tels que des coins. On peut observer que le tuyau 7, supposé aplati au repos, le reste jusqu'à ce que le mazout commence à y monter. Puis on place l'extrémité 8 à bonne hauteur pour assurer l'écoulement. Au cours d'expériences, on a pu constater que le liquide montant dans le tuyau était uniquement du mazout à l'exclusion d'eau. Le dispositif permet donc de séparer efficacement le mazout de l'eau et de déverser ce mazout par 8 dans des récipients adéquats sans souiller la surface de l'eau. Bien entendu, pour la mise en place du dispositif, on peut procéder différemment. Par exemple, on peut accrocher, à chaque coin de la bâche 1, un filin dont on laisse filer une longueur déterminée de manière à ce que chaque coin soit à la même hauteur. Le lestage des coins doit alors être suffisant pour empêcher la bâche de remonter, même partiellement, sous l'effet de la poussée ascentionnelle du mazout. I1 faut noter qu'avec les filins accrochés aux coins dont les oeillets sont guidés par les orins, on peut placer la bâche à la hauteur que l'on désire. De préférence, au voisinage de l'ouverture 6, le tuyau 7 peut s'élargir de manière à ce qu'en fonctionnement, le cône formé facilite le guidage du mazout. La bâche 1 peut présenter des plis qui facilite la formation du dôme. A la Fig. 1, on a représenté l'extrémité supérieure du tuyau encore portée par un tambour flottant 14, le mazout se déversant par 8 dans une cuve 15. I1 apparaît donc bien que le dispositif est très pratique à mettre en oeuvre, l'ensemble étant statique. Bien evidemment, la cuve 15 peut être rigide ou souple. A la Fig. 2, on a montré une extrémité supérieure 16 de tuyau 7 portée verticalement par une cuve flottante 17, formée de boudins d'air, dans laquelle le mazout se déverse avant d'être repris par des pompes non montrées. La partie supérieure 16 du tuyau 7 est, de plus, renforcée par un gaine 18. A la Fig. 3, on a montré une extrémité 19 de tuyau 7, maintenue à flot par une bouée 20. La sortie de 19 est coiffée par un cône 21, dont le bord plonge dans l'eau, l'orifice supérieur du cône étant relié à une conduite d'aspiration 22. Dans ce cas, le volume intérieur du cône se remplit de mazout qui est pompé par 22. A la Fig. 4, on a montré une extrémité 23 de tuyau 7, maintenue à flot par une bouée 24, et dans laquelle plonge un tuyau d'aspiration 25. A la Fig. 1, on a représenté une bâche rectangulaire, mais il doit être bien entendu que la bâche peut être polygonale, avec un grand nombre de côtés pour mieux circonscrire -le mazout libéré par la source. Bien entendu, également, si la source 9 n'est pas ponctuelle, mais étendue, on peut juxtaposer des dispositifs suivant l'invention, les coins adjacents de deux bâches étant enfilés sur un même orin. Les exemples ci-dessus montrent que de nombreuses solutions sont possibles étant donné que le dispositif de l'invention met le mazout à la portée des équipements de pompage et de stockage, au-dessus du niveau de l'eau. Dans la description qui précède, on a supposé que le fluide à capter était du mazout échapé, car il s'agit du problème le plus préoccupant actuellement. Mais il faut bien comprendre que le dispositif de l'invention permet de capter tout fluide immergé de densité inférieure à l'eau ambiante, donc en particulier de capter des eaux de sources chaudes qui existent en de nombreux points du globe. REVENDICATIONS 1) Dispositif de récupération sous-marine d'hydrocarbures ou, plus généralement, de captage sous-marin d'un fluide plus léger que l'eau, caractérisé en ce qu'il se compose d'une grande bâche tendue horizontalement et immergée au-dessus de la source de fluide plus léger que l'eau, et d'un tuyau dont une extrémité est reliée à un trou central de la bâche et dont la seconde extrémité est légèrement au-dessus du niveau de l'eau. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyau est aplati, enroulable sur un tambour, avant sa mise en place en immersion. 3) Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite bâche est maintenue tendue par ses coins accrochés à des orins de bouées mouillées autour de la source du fluide à récupérer. 4) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chaque coin de ladite bâche comporte un oeillet, passé dans l'orin correspondant, et un lest pour assurer le maintien en profondeur de la bâche. 5) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque coin est attaché à un filin dont la longueur déployée définit la hauteur du coin au-dessus du fond. 6) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi du tuyau est relativement mince, et en ce que la partie supérieure du tuyau est fretté par une gaine. 7) Ensemble de dispositifs suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les dispositifs sont juxtaposés, avec éventuellement des orins communs.