Brevet FR2619586A1 — publié le 19890224

PROCEDE DE CAPTAGE A PARTIR D'UN TROU DE FORAGE D'UNE EAU MINERALE CHARGEE EN ACIDE CARBONIQUE La présente invention concerne le domaine de l'extrac- tion des eaux minérales, et plus précisément elle a pour objet un procédé de captage à partir d'un trou de forage d'une eau minérale chargée ou riche en acide carbonique, qui trouve des applications dans l'industrie alimentaire et en médecine. On connaît actuellement un procédé de captage d'une eau minérale riche en acide carbonique à partir d'un trou de forage, ce procédé consistant à prélever l'eau minérale avec un gaz naturel injecté en même temps. Dans ce procédé, le gaz utilisé est séparé de l'eau et rejeté dans l'atmosphère. On connaît également un procédé de captage d'une eau minérale riche en acide carbonique à partir d'un trou de forage, dans lequel l'eau est amenée par une canalisation ascendante en même temps qu'un gaz naturel. Dans ce procédé, l'eau et le gaz contenant du dioxyde de carbone forment des phases distinctes. Les procédés précités ne prévoient pas le captage (M.S. Bélensky et al. "Mineralnye vody" ("Eaux minérales"), Editions "Legkaya i pischevaya promyshlennost" ('Industries légère et alimentaire"), Moscou, 1982, pp. 42-43). Les procédés de captage cités provoquent des ruptures de l'équilibre ionique et salin de l'eau et la précipitation d'une partie de ses constituants sous forme de carbonates de calcium, d'oxydes de fer, etc. La limpidité de l'eau minérale en est troublée et ses qualités gustatives sont altérées. En outre, la réalisation du procédé dans des conditions non étanches permet la pénétration de l'oxygène de l'air dans l'eau minérale et l'apparition de phénomènes d'oxydation en son sein, ce qui réduit son activité catalytique et biolo- gique. L'élimination partielle du dioxyde de carbone, entraîné avec les gaz dans l'atmosphère, appauvrit la composition des eaux minérales, car le dioxyde de carbone est un constituant curatif de valeur et, de surcroît, un agent de conservation de la composition des eaux minérales. On voit par là que les procédés cités précédemment n'assurent pas la préservation de l'activité catalytique et biologique des eaux minérales. L'invention a pour objet de proposer, en modifiant les opérations techniques, un procédé permettant de conserver la composition et les propriétés de l'eau minérale naturelle, ainsi que son activité catalytique et biologique naturelle. Le problème ainsi posé est résolu grâce à un procédé de captage à partir d'un trou de forage d'une eau minérale riche en acide carbonique par extraction de celle-ci avec un gaz naturel contenant du dioxyde de carbone, procédé dans lequel, conformément à l'invention, on effectue un mélange du gaz naturel et de l'eau minérale, ce qui donne lieu à une dissolu- tion simultanée dans l'eau du dioxyde de carbone jusqu'à sa saturation par le dioxyde de carbone à des concentrations de 2,2 à 5,0 kg/m3, le procédé étant réalisé dans des conditions d'étanchéité qui assurent que la teneur en oxygène de l'air de l'eau minérale n'est pas supérieure à 0, 0005 kg/m3. Ce procédé permet de conserver la composition et les propriétés de l'eau ainsi que son activité catalytique et biologique qui est due à la présente en son sein d'ions actifs d'éléments de valence 2+ 2+ variable, tels que, entre autres, Fe2, Mn2. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'inven- tion apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, faite en regard du dessin annexé, o la figure unique représente une installa- tion de captage d'eau minérale utilisant le procédé de l'in- vention. Le procédé de captage peut être réalisé notamment à l'aide de l'installation de pompage représentée sur la figure unique et qui comporte une pompe'l, un récipient 2 et un éjecteur 3. Avant le démarrage, on remplit la pompe 1, le réci- pient 2 et l'éjecteur 3 d'eau minérale renfermant un gaz naturel occlus que l'on rejette dans l'atmosphère. On met ensuite en marche la pompe 1 et on procède au captage de l'eau minérale avec le gaz naturel occlus, à partir du trou de forage, à l'aide de l'éjecteur 3 et de l'eau minérale contenue dans le récipient 2. En procédant de la sorte, on obtient à l'éjecteur 3 un mélange d'eau minérale et du gaz mis en oeuvre et une dissolution simultanée du dioxyde de carbone dans l'eau minérale jusqu'à sa saturation en dioxyde de carbone à des concentrations de 2,2 à 5,0 kg/cm2. Si, dans le mélange obtenu, la concentration en dioxyde de carbone est insuffisante pour provoquer la saturation de l'eau minérale jusqu'à la concentra- tion prévue, on introduit un débit supplémentaire de dioxyde de carbone à l'éjecteur 3. L'eau minérale saturée en dioxyde de carbone passe de l'éjecteur 3 au récipient 2, à partir duquel une partie de l'eau est reprise par la pompe 1 en vue d'assurer un cycle continu de fonctionnement de l'installation de pompage, alors que l'autre partie est prélevée pour le transport, le stockage et l'embouteillage. Le prélèvement est effectué dans des conditions d'étanchéité. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans des conditions d'étanchéité garantit que la teneur de l'eau miné- rale en oxygène de l'air n'est pas supérieure à 0,005 kg/m3, ce qui exclut les phénomènes d'oxydation au sein de l'eau minérale et permet de conserver à l'eau son activité cataly- tique et biologique. Le procédé selon l'invention permet de conserver la structure naturelle de l'eau minérale lors de l'extraction ou du captage de celle-ci à partir d'un trou de forage, ce qui garantit la bonne conservation de ses qualités curatives naturelles. Le procédé garantit également les conditions assurant la conservation de la composition, des qualités et de l'activité catalytique et biologique naturelle de l'eau miné- rale lors de son transport et de son stockage ultérieurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'inven- tion. EXEMPLE 1 On effectue le prélèvement, à partir d'un trou de fo- rage, d'une eau minérale riche en acide carbonique et en sulfates et hydrogénocarbonates de calcium et de sodium, cette eau étant accompagnée d'un gaz naturel contenant du dioxyde de carbone. Le taux de minéralisation de l'eau naturelle est de 3,6 kg/m3, sa température est de 60 C, et son taux de dioxyde de carbone libre est de 2,5 kg/m3. L'extraction de cette eau minérale est réalisée en la mélangeant simultanément à du gaz naturel en provoquant une dissolution simultanée dans celle-ci du dioxyde de carbone et une saturation par ce dernier de l'eau minérale jusqu'à une concentration de 2,5 kg/m3. Le procédé est mis en oeuvre dans des conditions d'étanchéité (la teneur en oxygène de l'air de l'eau minérale n'est pas supérieure à 0,0005 kg/m3). On a effectué un essai sur l'eau minérale extraite pour doser sa teneur en dioxyde de carbone et son activité cataly- tique et biologique. Parallèlement et à titre comparatif, on a effectué des essais sur l'eau minérale extraite par le procédé connu. L'activité catalytique de l'eau minérale a été détermi- née d'après la technique suivante. On ajoute à 30 cm3 d'eau minérale 1 cm3 d'eau oxygénée fraîche et on laisse le mélange au repos pendant une heure à la température ambiante. On ajoute ensuite 5 cm3 d'acide sulfurique dilué avec de l'eau dans un rapport de 1/1 et on titre la solution ainsi obtenue par une solution à 0, 05 N de KMnO4 jusqu'à l'obtention d'une coloration rosâtre faible de la solution. Simultanément, on effectue une expérience témoin avec l'eau distillée. L'activité catalytique est déterminée comme étant la différence entre la consommation de solution de permanganate de potassium, respectivement pour le titrage de l'eau minérale et pour le titrage de l'eau distillée. L'activité biologique de l'eau minérale est déterminée d'après la technique suivante. On détermine l'effet produit par l'eau minérale sur l'activité d'une enzyme: la catalase des graines de tournesol. Pour préparer la catalase, on utilise des graines ger- mées de tournesol triturées au préalable, jusqu'à obtenir la consistance d'une pâte fluide. On ajoute à 30 cm3 d'eau miné- rale 2 cm3 de catalase et 1 cm3 d'eau oxygénée fraîche et on laisse reposer l'ensemble pendant une heure à la température ambiante. Ensuite, on ajoute à la solution 5 cm3 d'acide sulfurique dilué avec de l'eau dans un rapport de 1/1. On titre la solution ainsi obtenue par une solution à 0,05N de KMnO4 jusqu'à l'obtention d'une coloration rosâtre faible. Simultanément, on effectue une expérience témoin avec de l'eau distillée. L'activité biologique est déterminée comme étant la différence entre le volume de la solution de permanganate de potassium nécessaire pour le titrage de l'eau minérale et celui qui est utilisé pour le titrage de l'eau distillée. Les résultats des essais sont présentés dans le tableau qui va suivre. EXEMPLE 2 On effectue, à partir d'un trou de forage, le captage d'une eau minérale riche en acide carbonique et en hydro- génocarbonates et chlorures de sodium et de bore, conjointe- ment avec un gaz naturel contenant du dioxyde de carbone. Le taux de minéralisation de l'eau naturelle est de 8 kg/m3, sa température est de 26 C et sa teneur en dioxyde de carbone libre de 4 kg/m3. L'extraction de cette eau minérale est réalisée comme dans l'exemple 1, en saturant l'eau minérale par le dioxyde de carbone jusqu'à l'obtention d'une concentra- tion de 4 kg/m3. Les essais sont réalisés comme dans l'exemple 1, en effectuant en parallèle un essai d'une eau minérale de même composition, mais extraite par le procédé connu. Les résultats des essais sont présentés dans le tableau qui suit. EXEMPLE 3 On effectue le captage à partir d'un trou de forage, d'une eau minérale riche en acide carbonique et en chlorures et hydrogénocarbonates de magnésium et de sodium, conjointe- ment avec un gaz naturel contenant du dioxyde de carbone. Le taux de minéralisation de l'eau naturelle est de 12 kg/m3, la température de 36 C, et son taux de dioxyde de carbone libre de 5 kg/m3. L'extraction de l'eau minérale est réalisée comme dans l'exemple 1, en saturant l'eau minérale par du dioxyde de carbone jusqu'à l'obtention d'une concentra- tion de 5 kg/m3. Les essais sont réalisés comme dans l'exemple 1, en effectuant parallèlement un essai sur de l'eau minérale de même composition, mais extraite par le procédé connu. Les résultats des essais sont présentés dans le tableau qui suit. TABLEAU SELON LE PROCEDE DE L'INVENTION - Echantillon 1 teneur en CO2 de l'eau minérale (kg/cm3).... 2,5 activité catalytique (cm3 de KMnO4, 0,05N).. 2,1 activité biologique (cm3 de KMnO4, 0,05N)... 5,5 - Echantillon 2 teneur en CO2 de l'eau minérale (kg/cm3)... . 4,0 activité catalytique (cm3 de KMnO4, 0,05N).. 2,2 activité biologique (cm3 de KMnO4, 0,05N)... 5,5 - Echantillon 3 25. teneur en CO2 de l'eau minérale (kg/cm3).... 5,0 activité catalytique (cm3 de KMnO4, 0, 05N).. 3,2 activité biologique (cm3 de KMnO4, 0,05N)... 5,8 SELON LE PROCEDE CONNU - Echantillon 1 30. teneur en CO2 de l'eau minérale (kg/cm3).... 0,8 activité catalytique (cm3 de KMnO4, 0,05N).. 0 activité biologique (cm3 de KMnO4, 0,05N)... 0 - Echantillon 2 teneur en CO2 de l'eau minérale (kg/cm3).... 1,5 35. activité catalytique (cm3 de KMnO4, 0,05N).. 0 activité biologique (cm3 de KMnO4, 0,05N).. 0 26195U6 - Echantillon 3 teneur en CO2 de l'eau minérale (kg/cm3).... 1,1 activité catalytique (cm3 de KMnO4, 0,05N).. 0 activité biologique (cm3 de KMnO4, 0,05N)... 0 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. 26 1 9586 REVENDICATION Procédé de captage à partir d'un trou de forage d'une eau minérale par extraction de celle-ci avec un gaz naturel contenant du dioxyde de carbone, caractérisé par le fait qu'au cours de l'extraction, on effectue un mélange du gaz naturel et de l'eau minérale en dissolvant simultanément, dans cette dernière, du dioxyde de carbone jusqu'à saturation de l'eau par ce gaz à des concentrations de 2,2 à 5,0 kg/m3, en opérant dans des conditions d'étanchéité qui assurent que la teneur en oxygène de l'air de l'eau minérale n'est pas supérieure à 0,0005 kg/m3.