Brevet FR2518488A2 — publié le 19830624

FR 2518488 A2 19830624 FR 8123741 A 19811218 Engin de prélèvement sélectif d'une couche de liquide léger à la surface d'une nappe d'eau La demande de brevet FR 81 21905 décrit et revendique un engin de prélèvement sélectif d'une couche de liquide léger flottant à la surface d'une nappe d'eau susceptible d'être soumise a la houle, comprenant une coque munie de moyens de propulsion permettant de le maintenir en allure de fuite, la coque ayant une partie centrale qui fait saillie vers l'avant par rapport a deux parties latérales qui délimitent avec la partie centrale des conduits d'amenée à des séparateurs et la partie centrale présentant des moyens déflecteurs, tels qu'une aile pour créer des tourbillons dont l'orientation tend à diminuer la divergence de l'écoulement en surface autour de la coque, caractérisé en ce que chaque conduit comporte un plancher a profil déporteur dont le bord d'attaque fait saillie en amont de l'orifice d'entrée des conduits, plancher destiné à ralentir l'écoulement en amont du bord d'attaque et à provoquer un épaississement progressif de la couche de liquide léger et en ce qu'une cloison approximativement verticale et se terminant à distance de la limite haute ou basse de la lame d'eau qui parcourt le conduit sépare ce dernier, sur une fraction de sa hauteur, en deux souscanaux dont l'un communique en aval avec le séparateur et dont l'autre débouche en aval dans des moyens de pompage et de rejet de l'eau à l'arrière de l'engin pour provoquer un effet propulsif. Cette même demande de brevet décrit, à titre d'exemple de réalisation, un engin dont le sous-canal qui débouche dans les moyens de pompage présente successivement une fraction constituant cuvette d'amortissement, puis une partie en charge débouchant dans les moyens de pompage. Le souscanal est à paroi pleine, de sorte que les pompes ne peuvent aspirer que de l'eau qui a pénétré dans le souscanal en passant au-dessus ou au-dessous de la cloison. Etant donné que le débit aspiré par les moyens de pompage est sensiblement constant, ou du moins varie peu, alors que le débit prélevé par chaque conduit d'amenée -varie périodiquement, par exemple du fait de la houle, le volume d'eau contenu dans la cuvette limitée en amont par la cloison varie en fonction du temps. I1 faut éviter que le niveau bas de la surface libre dans la cuvette descende au-dessous d'une valeur limite pour laquelle les moyens de pompage aspireraient de l'air, ce qui risquerait de les détériorer. Ce résultat peut être atteint en donnant des dimensions en planbimportantes à la cuvette. Mais, lorsque l'engin est prévu pour opérer dans des houles présentant un creux important, on arrive à des dimensions en plan inacceptables de la cuvette. L'invention vise notamment à fournir un engin répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce que l'inconvénient ci dessus est écarté. L'invention vise plus particulièrement à autoriser le fonctionnement dans des conditions telles que le débit prélevé varie notablement, sans pour autant exiger une cuvette d'amortissement de grandes dimensions. Dans ce but, l'invention propose notamment un engin du type ci-dessus défini dont le sous-canal qui débouche dans les moyens de pompage est muni de moyens d'alimenta tion en eau à partir de la nappe d'eau prévus pour fournir un débit d'appoint aux moyens de pompage, au moins lorsque le niveau dans ce canal descend jusqu'a un niveau déterminé ou le dépasse. Ces moyens pour fournir un débit d'appoint peuvent se limiter à une ouverture de communication avec la nappe d'eau ménagée dans la paroi du sous-canal, avantageusement dans le plancher. Cette ouverture sera généralement placée à l'entrée de la partie en charge du sous-canal qui débouche dans les moyens de pompage ou immédiatement en amont. L1entrée de la partie en charge pourra constituer un seuil en saillie vers le bas par rapport à la portion en aval, de façon à mieux éviter l'aspiration d'air vers les moyens de pompage. L'invention sera,mieux comprise a la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et de la comparaison qui en est faite avec une disposition correspondant au mode particulier de réalisation donné dans la demande de brevet FR 81 21905. La description se réfère au dessin qui l'accompagne, dans lequel - la figure 1 est une cou-rbe montrant la variation des débits d'alimentation d'un sous-canal et d'aspiration par la pompe en fonction du temps t - la figure 2 est un schéma de principe, en coupe verticale, montrant les variations du niveau d'eau dans -la chambre d'amortissement, dans le cas d'une disposition du genre montré dans la demande de brevet 81 21905 - la figure 3, similaire à la figure 2, correspond à un mode d'exécution de l'invention. La courbe en trait plein sur la figure 1 montre la variation du débit d'alimentation fourni à un souscanal débouchant-dans des moyens de pompage en fonction du temps, en présence d'une houle de période T. Ce débit d'alimentation se déverse dans une cuvette d'amortissement 39 communiquant avec les moyens de pompage 53 par un conduit en charge 40. Les moyens de pompage 53 sont prévus pour aspirer un débit approximativement constant (ligne en tirets sur la figure 1) qui correspond au débit moyen d'alimentation. Le niveau de la ma-sse d'eau contenue dans la cuvette varie donc en fonction du temps, la différence entre le volume moyen et le volume minimal d'eau dans la cuvette étant représentée par la surface hachurée sur la figure 1.A chaque valeur de cette différence de volume correspond une différence entre le niveau moyen m de l'eau dans la cuvette (en aval du ressaut 60 dû notamment à la présence du déversoir noyé 59) et le niveau bas. Cette différence est d'autant plus grande que la surface en plain de la cuvette 39 est plus faible. I1 faut éviter que les moyens de pompage 53 aspirent de l'air, ce qui impose d'interdire au niveau bas de descendre au-dessous d'une limite 1 au-delà de laquelle le tunnel 40 n'est plus en charge. I1 faut remarquer que toute aspiration d'air par la pompe amplifie le phénomène car le canal d'éjection dans lequel est placée la pompe se vide alors partiellement de l'eau qu'il contient, ce qui tend à relever l'arrière de l'engin et, notamment, le seuil du déversoir -59,- dioù une diminution supplémentaire du débit d'alimentation. Le risque de dénoyage des moyens de pompage 53 est évité, suivant l'invention, en munissant le sous-canal de moyens d'alimentation en eau à partir de la nappe d'eau dans laquelle circule 3"engin. Dans le mode de réalisation montré en figure 3, les moyen-s d'alimentation du souscanal en eau d'appoint sont constitués par- une ouverture (62) ménagée dans le plancher pour réaliser une communication permanenté entre le sous-canal et la mer. L'ouverture représentée est placée dans la partie avant du tunnel en charge 40. Le plafond de cette partie avant présente un seuil 61 en saillie vers le bas, permettant de diminuer encore le risque d'aspiration d'air.On a représenté sur la figure 3 le niveau moyen m,pour lequel l'écoulement des filets d'eau au fond du sous-canal s'effectue le long du plancher aussi bien en amont qu'en aval- de l'ouverture 62 (flèche fO). Lorsque le niveau descend du fait d'une diminution du déb-it d'alimentation, il y a aspiration d'eau à partir de la nappe ambiante, la circulation étant celle indiquée par les flèches f1. On peut. ainsi, pour le débit qui correspond à la limite I dans le cas de la figure 2, maintenir dans la cuvette 39 un niveau bas b largement suffisant pour éviter toute aspiration d'air. On peut aisément déterminer expérimentalement les dimensions optimales à donner à l'ouverture 62. En règle générale, il conviendra de placer cette ouverture soit à l'entrée de la partie en charge 40, soit immédiatement en amont, en partie sous le seuil 61. Il faut remarquer au passage que, lorsque le niveau de l'eau dans la cuve-tte d'amortissement'39 est supérieur au niveau moyen, il y a éjection d'eau par l'ouverture 62 : cette éjection est sans inconvénient, ce débit d'eau étant dépourvu de polluant. Suivant la position relative en hauteur et en angle d'incidence du bord d'attaque 63 en aval de l'ouverture 62 et du bord de fuite 64 en amont, on peut donner au débit d'appoint vers les moyens de pompage 53 une valeur moyenne dans le temps qui est positive, nulle ou même négative lorsque l'engin se déplace à sa vitesse de mise en oeuvre normale, le débit d'appoint étant toujours positif dans le cas d'une vitesse nulle. Si par exemple on prévoit l'ouver- ture 62 pour qu'elle fournisse un débit d'appoint moyen de l'ordre de 10 à 20% du débit total aspiré par les moyens de pompage 53, on peut obtenir un débit maximal de l'ordre de 50% du débit aspiré par la pompe, ce qui fait clairement apparaître une incidence très importante su-r le maintien du niveau dans la cuvette d'amortissement 39 à une hauteur suffisante. L'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. Par exemple, l'ouverture d'entrée d'un débit d'apport peut être munie de volets oscillants évitant l'éjection d'une fraction du débit qui a franchi le déversoir noyé. Ces volets peuvent être munis de vérins qui les maintiennent fermés lorsque l'engin se déplace sans fonctionner pour prélever une couche de liquide léger, par exemple pour aller vers un lieu d'intervention. I1 va sans dire que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes, ainsi plus généralement qu'a toutes autres restant dans le cadre des équivalences. Revendications 1. Engin suivant l'une quelconque des revendications de la demande de brevet principal, caractérisé en ce que le sous-canal qui débouche dans les moyens de pompage est muni de moyens d'alimentation-en eau à partir de la nappe d'eau prévus pour fournir un débit d'appoint aux moyens de pompage, au moins lorsque le niveau dans ce canal descend jusqu'à une hauteur déterminée et la dépasse. 2. Engin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour fournir un débit d'appoint sont constitués par une ouverture (62) ménagée dans la paroi du sous-canal, avantageusement dans le plancher de celui-ci. 3. Engin suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture (62) est placée à l'entrée de la partie en charge (40) du sous-canal. 4. Engin suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé- en ce que le plafond -de la partie en charge comporte, à ltentrée de cette partie, un- seuil (61) en saillie vers le bas.