Brevet FR2701974A1 — publié le 19940902

PROCèDE ET DISPOSITIF DE CAPTAGE DE RESURGENCES SOUS-MARINES D'EAU DOUCE La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de captage de résurgences sous-marines d'eau douce. Elle est destinée à permettre de récupérer I'eau douce de sources situées sous le niveau de la mer et provenant en particulier de réseaux karstiques. On peut définir le Karst comme une tranche de calcaire truffée de cavites communiquant entre elles, créées par la dissolution du calcaire par l'acide carbonique (eau de pluie chargée en C02). L'ensemble des cavités (grottes ou conduits) est un réseau ou système karstique. On y distingue 3 étages : ID Dans la partie superieure des cavités qui acheminent l'apport de l'eau de pluie; c'est l'étage "de percolation". 2" Dans la partie moyenne un ensemble de conduits tantôt vides tantôt charges selon le bilan apport-débit; c'est l'étage d'écoulement libre, 3D en bas un ensemble de conduits en charge de façon permanente; c'est l'étage d'imbibition générale. I1 a été démontre que dans la même tranche de calcaire et dans la même verticale on peut avoir plus dlun système karstique totalement indépendant. Pour des raisons ayant trait à l'évolution geologique, les karsts, notamment du pourtour méditerranéen, ont eté abaisses d'au moins 150 mètres de sorte que leur niveau de base peut se trouver considérablement au-dessous du niveau de la mer. On sait depuis plusieurs millénaires que des sources d'eau douce s 'écoulent sous la mer, et en particulier sous la mer Méditerranée. Or l'eau douce et l'eau de mer, liquides à poids spécifiques différents, ne se mélangent pas tant que l'écoulement des deux liquides reste laminaire et non pas turbulent. Des tentatives ont éte faites pour capter l'eau douce des résurgences karstiques sous-marines, basees sur le principe d'un barrage stoppant le flux d'eau douce avec accumulation de l'eau salée vers le fond. C'est par exemple ce qui a été réalisé à Port Miou près de Marseille, en Argolide (Grèce) ou encore en Lybie. Ces opérations ont généralement eu lieu sur l'étage d'écoulement libre et très souvent en forçant ou en entravant l'hydraulicité naturelle. Or un système karstique est complexe et ouvert; toute tentative modifiant l'équilibre naturel est vouée à i'éhec, et les resultats ont généralement été décevants. La proportion de chlorures a éte abaissée, mais pas de la façon souhaitée. Le procédé selon la presente invention permet de prélever l'eau douce à la sortie dlun conduit en charge, sans déranger l'équilibre existant et sans introduire de contraintes dans le système karstique, mecanisme extrémement complexe, tout en facilitant le caractère laminaire de l'écoulement, ce qui évite le mélange avec l'eau de mer. Le procédé consiste à creer une structure concave, à concavité dirigée vers le bas, coiffant la source, dans laquelle l'eau douce est piégée en partie haute grâce à sa densité plus faible que celle de l'eau de mer, cette structure etant ouverte en partie basse pour permettre l'évacuation du trop plein et en particulier de l'eau de mer tout en laissant le système karstique libre, l'eau douce étant pompée à la partie la plus elevée de la structure au moyen d'un système à débit variable asservi à des capteurs permettant de maintenir à tout instant un débit prélevé légèrement inférieur au débit instantane de la source. La description détaillée ci-après se rapporte à un exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention, en se référant au dessin annexé qui représente une coupe verticale schématique du dispositif. Le système est constitue d'un réservoir situé au-dessous du niveau 1 de la mer, et piégeant l'eau douce sans perturber la source 2 issue du système karstique 12. Ceci est réalisé au moyen d'une structure concave 3 immergée, à concavité dirigée vers le bas, coiffant la source 2, structure dans laquelle l'eau douce 4, même en l'absence de pression, viendra s'accumuler par seule différence de densité, l'eau douce ayant tendance à monter dans de l'eau de mer. Cette structure est réalisée en béton, ou en tout autre materiau adapté au milieu marin et à ses dimensions, tel que structure métallique ou en plastique renforcé par exemple. Elle peut être non rigide et réalisée en géotextile par exemple. Elle est ouverte en partie basse 6 pour permettre l'évacuation du trop plein (flèche 7) et en particulier de l'eau de mer 5 qui se trouve par la loi des densités en bas de ladite structure, tout en laissant le système libre. Ainsi on ne crée pas de déséquilibre dans le système hydraulique. La partie la plus élevée de la structure concave 3 est équipée d'une vanne 8 de prélèvement reliée à une station de pompage 9 à terre par un tuyau 10. Cette station est de type courant, équipée de pompes à débit variable elevant, par paliers si nécessaire, l'eau jusqu'au niveau d'utilisation. Le pompage est effectué en contrôlant en temps reel le débit prélevé et en le maintenant en permanence à une valeur légèrement inférieure à celle du débit instantané de la source 2. Pour obtenir ce résultat, le système de pompage à débit variable est asservi électroniquement à un ou des capteur(s) li installés à l'intérieur de la structure 3 et permettant de maintenir sous le réservoir une surpression constante. L'ensemble assure un pompage s'adaptant en temps réel au débit disponible de la source 2 et maintenant un débit de prélèvement toujours inférieur au débit naturel instantané, de manière à préserver l'équilibre du système et à conserver un écoulement laminaire évitant le mélange de l'eau douce 4 avec liteau de mer 5, ou la remontée de cette dernière dans la partie haute de la structure 3. Dans le cas où l'écoulement de la source 2 elle-même est turbulent, il sera placé à la sortie de la source un dispositif de guidage, constitué par exemple d'ailettes orientees de manière à rendre cet écoulement laminaire. Le système se caractérise par un courant d'eau sur la partie basse 6 de la structure concave 3 qui va obligatoirement dans le sens intérieur vers l'extérieur (le bilan apport naturel moins pompage étant toujours positif). Le positionnement des divers elements constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des procédes similaires. REVENDICATIONS 1". Procéde et un dispositif de captage de résurgences sous-marines d'eau douce, ayant pour objet la récupération de l'eau douce de sources issues des réseaux karstiques, caractérisé en ce que la source (2) est coiffée par une structure concave (3) immergee, à concavité dirigée vers le bas, piegeant l'eau douce (4) dans sa partie haute grâce à la plus forte densité de l'eau de mer (5), cette structure étant ouverte en partie basse (6) pour permettre l'évacuation du trop plein et en particulier de l'eau de mer, l'eau douce étant prélevée à la partie supérieure de la structure concave (3) au moyen d'un système de pompage à débit variable asservi en temps réel à un système de capteurs (11) de manière à maintenir à tout instant un débit prélevé légèrement inférieur au débit instantane de la source. 2". Procédé selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que les capteurs ( mesurent la pression à l'intérieur de la structure concave (3) dans le but de maintenir dans celle-ci une surpression constante. 30 Procéde selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le courant d'eau (7) en partie basse (6) de la structure concave (3) va en permanence dans le sens intérieur vers extérieur. 4 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que si l'écoulement de la source (2) est turbulent, cet écoulement est rendu laminaire par un dispositif de guidage placé à la sortie de ladite source. 5". Dispositif de captage de résurgences sous-marines d'eau douce, permettant la récupération, selon le procédé des revendications précédentes, de l'eau douce de sources issues des réseaux karstiques caractérisé par la combinaison d'une structure concave (3) immergée, à concavité dirigée vers le bas, ouverte en partie basse (6), coiffant la source (2) et apte à piger Liteau douce (4), et d'une station de pompage (9) à débit variable raccordée par un tuyau (10) à une vanne de prélèvement (8) d'eau douce disposée à la partie supérieure de la structure, le débit de pompage étant asservi en temps réel à un ou plusieurs capteurs (Il) grâce à un système électronique apte à maintenir en permanence ledit debit de pompage à une valeur légèrement inférieure à celle du débit instantané de la source (2). 60. Dispositif selon la revendication 5, se caractérisant par le fait que les capteurs (11) sont des capteurs de pression installés à l'intérieur de la structure concave (3). 7". Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, se caractérisant par le fait qu'un dispositif de guidage, est dispose à la sortie de la source (2) de manière à rendre l'écoulement de celle-ci laminaire avant qu'il ne parvienne dans l'eau de mer (5). 8". Dispositif selon la revendication 7, se caractérisant par le fait que le dispositif de guidage est constitué d'ailettes orientées de maniere à rendre l'écoulement sortant de la source (2) laminaire. 9". Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, se caractérisant par le fait que la structure concave (3) est réalisée en béton. 100. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, se caractérisant par le fait que la structure concave (3) est realisee dans un materiau non rigide.