Brevet FR2568607A1 — publié le 19860207

DISPOSITIF COLLECTEUR D'UNE NAPPE D'HYDROCARBURES A LA SURFACE D'UN LIQUIDE ET SA MISE EN OEUVRE La présente invention concerne un dispositif collecteur dthydro- carbures à la surface d'un liquide. Dans les cas de pollution d'un liquide par des hydrocarbures, on observe fréquemment la formation d'une couche du corps polluant, flottant à la surface du liquide ; les hydrocarbures, plus légers que le liquide, forment à sa surface une nappe nettement séparée dans laquelle se trouve rassemblée presque toute la pollution lorsque, en plus, comme c'est souvent le cas, la miscibilité du corps polluant et du liquide est faible ; il en est ainsi, en particulier, pour l'eau de mer; même en cas d'agitation intense, cette séparation se maintient du fait de cette faible miscibilité ; et s'il y a émulsion entre les deux constituants, celle-ci n'intéresse qu'une faible hauteur du liquide sous la nappe polluante. Les conditions ci-dessus font apparattre que le captage du corps polluant n'intéresse qu'une faible hauteur du liquide pollué sous cette nappe, tout prélèvement en profondeur s'avérant sans intérêt du fait de la faible propension du corps polluant à se mêler au liquide sur lequel il est répandu. I1 faut ajouter à cela que, bien souvent, dans le cas de la mer en particulier, il peut être nécessaire d'intervenir sur un liquide en état de forte agitation. On ne choisit pas le moment de l'intervention, qui doit avoir lieu dès que possible après l'apparition de la pollution, si l'on veut éviter que celle-ci ne gagne démesurément en surface. Or, cette pollution résulte souvent, précisément, de cet état d'agitation. On l'a vu à maintes reprises ces dernières années, lors des avaries survenues aux gros transports de pétrole brut pris dans la tempête. A la condition de ramassage en surface, s'ajoute donc celle du prélèvement sur une masse agitée par ses mouvements naturels, la mer notamment. La présente invention concerne un dispositif collecteur satisfaisant, entre autres, à ces deux conditions, qui va être décrit en détail dans ce qui suit. L'invention concerne un dispositif collecteur d'une nappe d'hydrocarbures à la surface d'un liquide, monté sur un bâtiment flottant à la surface du liquide, dit bâtiment principal, caractérisé en ce qu'il est composé de trois parties se succédant, dans l'ordre, à partir du bâtiment vers l'avant, à savoir: - un godet fixe (1) solidaire du bâtiment - une pelle (2) articulée sur le godet (1), venant s'insérer plus ou moins profondément dans celui-ci au cours de ses mouvements autour de son articulation, et - une bâche souple (3), fixée à son arrière à la pelle (2), ladite biche comportant des moyens assurant son maintien dans le liquide, à une faible profondeur au-dessous de la nappe d'hydrocarbures. L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description qui suit et aux figures jointes qui représentent: Figure 1 et figure 2: Une vue en perspective montrant les éléments constitutifs du dispositif collecteur de l'invention et une vue partielle montrant le raccordement de celui-ci au reste de l'installation utilisée à l'opération de dé-pollution; Figures 3(a) et 3(b): respectivement, une vue en perspective plus détaillée d'un exemple de réalisation de l'un de ces éléments, et un détail montrant la position de cet élément par rapport à la masse de liquide pollué. Figure 4: Une vue montrant les conditions de mise en oeuvre du dispositif de l'invention. Sur toutes ces figures, données à titre non limitatif, les mêmes repères désignent les mêmes éléments. La figure 1 montre les éléments constitutifs du dispositif collecteur de l'invention. Le dispositif comprend trois parties qui se succèdent de l'arrière vers l'avant et qui sont dans l'ordre: - un godet, 1, fixe, solidaire du bâtiment utilisé à l'opération de dé-pollution. Ce bâtiment, bâtiment principal, est un bateau qui peut opérer à l'avancement, c'est à dire en se déplaçant sur la surface polluée ou à l'ancrage, suivant les cas, le courant seul, dans ce dernier cas, étant utilisé pour assurer le captage du flux de liquide pollué; - devant ce godet, ce que l'on appellera dans ce qui suit la pelle, qui porte le repère 2 sur les dessins. Cette pelle, constituée d'un fond et de deux flancs, vient s'insérer plus ou moins profondément dans le godet, 1, par rapport auquel elle est articulée par le moyen de la charnière 4.Pelle et godet, comme le montrent les dessins, ont des formes semblables permettant cette insertion. Des caissons 5 et 6, fixés à ses flancs, agissent comme flotteurs pour cette pelle. Le trait ondulé de la figure représente la ligne de flottaison; sur ces flancs, le liquide est exempt de pollution du fait que, comme on le verra, le front du dispositif collecteur est plus large, et de beaucoup, que la pelle elle-même. - une bâche, 3, située devant le godet, qui va être décrite en détail ci-dessous ; on se reportera également la figure 3(a) pour cette description. La bâche, 3, est un élément fait de toile, ou de tout autre matériau souple semblable elle a une forme évasée entre une extrémité fixée à la pelle et l'extrémité opposée faisant front, en opération, au flux de liquide pollué. La bâche présente, dans l'exemple, une épaisseur de plusieurs centimètres et une densité supérieure à 1, qui fait qu'à l'état libre elle aurait tendance à couler dans le liquide pollué. Elle est maintenue à un niveau voisin de la surface par une série de flotteurs; dans l'exemple, et préférentiellement selon l'invention, elle est attachée à la partie basse de ces flotteurs par une série d'attaches représentées en 8 sur la figure 3.Les flotteurs, représentés en 7, sont disposés le long de lignes convergeant vers l'extrémité arrière de la bâche, celle par laquelle celle-ci est fixée à la pelle, c'est à dire dans l'exemple, où la bâche a une forme de trapèze, vers la petite base de ce trapèze. Les flotteurs de chaque ligne, tels qu'on les voit sur la figure 3(a), peuvent être réunis en un flotteur d'un seul tenant, comme sur la figure 1, pour des raisons de construction; dans tous les cas, on utilisera autant d'attaches telles que 8 que nécessaire pour assurer la solidité de l'ensemble, échelonnées le long des lignes. Des renforts peuvent, en outre, être prévus à différents niveaux pour augmenter cette solidité, sous la forme d'espars tels que celui visible en 9, à l'extrémité frontale de la bâche. Les détails de construction ci-dessus sont donnés à titre indicatif et non limitatif. Réalisée telle que décrite, la bâche, 3, se maintient à un niveau situé au-dessous de la surface, moyennant, cela va sans dire, une adaptation mutuelle des différents paramètres, à savoir son épaisseur, la densité du tissu dont elle est constituée, le volume des flotteurs, leur poids mort ainsi que celui de tous les accessoires... Ceux-ci sont déterminés de manière à maintenir la bâche entre deux eaux comme le montre la figure 3(b), la figure 3(b) montrant la position occupée, en opération, par la bâche par rapport à la nappe polluante d'hydrocarbures (en grisé) et à la couche (petits traits ondulés) de liquide sousjacent (sur la figure 1, la pollution est représentée par les traits noirs allant en s'épaississant de l'avant vers l'arrière de la bâche et dans la pelle 2). Cette adaptation est toujours possible dans de larges limites. On notera à ce propos que les flotteurs peuvent être lestés ce qui, dans une certaine mesure, peut permettre de s'affranchir de la condition de densité de la bâche - supérieure à 1 - dont il a été fait mention plus haut. Le lestage peut être fait, par exemple, au moyen du liquide lui-même puisé sous la surface polluée pour remplir partiellement les flotteurs ou un certain nombre d'entre eux. En outre, comme on le verra plus loin, elle comporte d'autres moyens pour assurer son maintien entre deux eaux. Au préalable, on indiquera que la figure 2 est destinée à montrer comment le dispositif collecteur s'insère dans l'installation de dé-pollution: un élévateur, 10, prenant appui sur le godet 1, conduit le flux pollué (traits ondulés surmontés de la partie en grisé) vers les étages de l'installation situés en aval. Au préalable aussi, on donnera à titre non limitatif quelques précisions concernant la réalisation de la bâche. La petite base du trapèze mesure dans l'exemple 10 mètres et la grande 50 mètres, environ, tandis que la hauteur de ce trapèze est d'environ 60 mètres, ce qui correspond à une surface totale de 1800 mètres carrés environ. La bâche est faite de chanvre ; d'autres fibres naturelles telles que le lin ou le coton conviendraient bien également, de même que certaines fibres synthétiques; elle est enduite de goudron et présente une densité de 1,2. Une enduction de matière plastique pourrait entre utilisée également. Les flotteurs sont des cylindres, creux, dans le cas où un fort lestage est prévu, ou pleins, suivant toute forme de réalisation connue. Des agglomérés ou des matières plastiques diverses conviennent particulièrement. Dans un exemple, des éléments de 2 mètres de longueur et de 25 centimètres de diamètre sont utilisés, chaque ligne comprenant une trentaine de ces éléments ; l'intervalle entre deux lignes successives à l'extrémité avant de la bâche est de 1,5 à 2 mètres. Quant à ces autres moyens, ils apparaissent sur la figure 4. La figure 4 montre la partie avant du dispositif collecteur, c'est à dire la bâche 3, reliée par deux aussières 11, 12 à des bateaux, ou bâtiments auxiliaires, dont un seul, 15, est visible sur le dessin de la figure; ces aussières sont par exemple des filins enroulés sur des treuils portés par les bateaux. Des barrages de flotteurs 13 et 14 délimitent latéralement la zone d'action du dispositif collecteur. En opération, au cours des campagnes de dé-pollution, la bâche 3 est tirée par les bâtiments auxiliaires qui contrôlent sa position entre deux eaux. Cette traction ajoute son effet à celle des flotteurs dont est munie la bâche, pour la maintenir dans la position désirée à un niveau voisin de la surface. Lorsque l'on opère à l'avancement, le bâtiment principal avançant dans la nappe polluée, les bâtiments auxiliaires avancent en même temps que lui, en assurant la tension nécessaire des aussières. L'opération peut se faire aussi avec le bâtiment principal à l'ancre, les courants agissant seuls pour amener le flux pollué vers l'entrée du dispositif collecteur, c'est à dire vers la bâche ; dans ce cas, alors, les bâtiments auxiliaires, n'ayant pas mouillé l'ancre, effectuent les petits mouvements nécessaires pour corriger et compenser l'effet des courants en question. Dans tous les cas, le fonctionnement du dispositif collecteur de l'invention repose sur l'action combinée d'une première partie souple, la bâche 3, occupant une position frontale par rapport au flux à capter et maintenue à un niveau situé légèrement au-dessous de la nappe polluante, et d'une seconde partie, la pelle 2, articulée sur le godet 1- lui-même solidaire du bâtiment utilisé à l'opération de dé-pollution - et capable de suivre les fluctuations de la première partie sous l'action des courants et des vagues auxquels elle est soumise. On notera que la bâche en question rappelle par sa position le chalut des pêcheurs; elle est traînée par les bateaux auxiliaires comme le sont ces chaluts par le bateau de pêche. Le niveau en question peut varier sensiblement avec l'état d'agitation de la masse liquide, la mer notamment, et ne saurait pour cette raison être fixé avec précision. Des limites comprises entre quelques centimètres et quelques dizaines de centimètres au-dessous de la surface sont les plus souhaitables pour éviter des prélèvements du liquide en trop forte proportion par rapport au corps polluant. L'invention trouve une application importante dans la lutte contre la pollution de la mer par les hydrocarbures, causée, notamment, par les avaries survenant aux transports de bruts. L'invention a été décrite sur des exemples donnés à titre non limitatif. Toutes les variantes qui en découlent accessibles à l'homme de l'art, sont également comprises dans l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif collecteur d'une nappe d'hydrocarbures à la surface d'un liquide, monté sur un bâtiment flottant à la surface du liquide, dit bâtiment principal, caractérisé en ce qu'il est composé de trois parties se succédant, dans l'ordre, à partir du bâtiment vers l'avant, à savoir: - un godet fixe (1) solidaire du bâtiment - une pelle (2) articulée sur le godet (1), venant s'insérer plus ou moins profondément dans celui-ci au cours de ses mouvements autour de son articulation, et - une bâche souple (3), fixée à son arrière à la pelle (2), ladite bâche comportant des moyens assurant son maintien dans le liquide, à une faible profondeur au-dessous de la nappe d'hydrocarbures. 2 - Dispositif collecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens consistent en des flotteurs (7) répartis sur la surface de la bâche auxquels celle-ci est fixée, et des aussières (11, 12) par lesquelles ladite bâche est reliée à des bâtiments auxiliaires (15) situés à Pavant du dispositif. 3 - Dispositif collecteur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les flotteurs (7) sont lestés. 4 - Dispositif collecteur suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite bâche (3) a une forme évasée vers l'avant et en ce que lesdits flotteurs (7) sont disposés le long de lignes convergeant vers l'arrière de la bâche. 5 - Dispositif collecteur suivant l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite bâche (3) est faite d'une fibre naturelle et enduite de goudron. 6 - Dispositif collecteur suivant l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite bâche (3) est faite d'une fibre synthétique. 7 - Mise en oeuvre du dispositif collecteur suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que le bâtiment principal opère à l'avancement dans la nappe d'hydrocarbures. 8 - Mise en oeuvre du dispositif collecteur suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que le bâtiment principal est à rancie.