Brevet FR2785001A1 — publié le 20000428

La présente invention a pour objet un dispositif de captage de résurgences sous-marines d'eau douce Il a pour but de permettre la récupération de l'eau douce de sources situées sous le niveau de la mer et provenant en particulier de réseaux karstiques. Le Karst est un domaine de roches calcaires comportant de nombreuses cavités communiquant entre elles, créées par la dissolution du calcaire par l'acide carbonique provenant de l'eau de pluie chargée en C02. Dans la partie inférieure du Karst, ces cavités constituent des réserves importantes d'eau douce. Pour des raisons ayant trait à l'évolution géologique, les karsts, notamment du pourtour méditerranéen, ont été abaissés 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 longtemps que des sources d'eau douce provenant des domaines karstiques s'écoulent sous la mer, et en particulier en 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 été faites pour capter l'eau douce des résurgences karstiques sous-marines, basées 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 très souvent eu lieu 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 l'éhec, et les résultats ont généralement été décevants. Le brevet français N FR 2 701 974 déposé par Messieurs Argyriadis et Therond décrit une structure immergée 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 étant 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 élevée 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 instantané de la source. Ce dispositif permet de prélever l'eau douce sans déranger l'équilibre existant et sans introduire de contraintes dans le système karstique, tout en facilitant le caractère laminaire de l'écoulement, ce qui évite le mélange avec l'eau de mer. Dans tous les cas de captage de résurgences d'eau douce sous la mer, il faut pouvoir satisfaire à l'équilibre entre les deux fluides défini par l'équation Hd/Hs = Ds/Dd où Hd est la hauteur de la colonne d'eau douce, Hs la hauteur d'eau salée, Ds la densité de l'eau salée et Dd la densité de l'eau douce. Ces quatre paramètres, constants à l'origine, ne le sont plus à partir du début du processus de séparation des deux eaux, et jusqu'à l'établissement du nouvel équilibre (après captage) qui restera de toute façon instable, variant en mme temps que le débit du réseau karstique en amont. Or dans le cas de captages fermés installés sous la surface de la mer, le contrôle de cet équilibre est souvent délicat et générateur de surcoût à la construction. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de proposer une amélioration permettant d'obtenir une simplification importante du système de captage avec, comme corollaire, une compression des coûts non moins importante. Il est constitué d'une paroi étanche de préférence souple isolant la résurgence, ancrée au fond de la mer et montant jusqu'à la surface où elle est maintenue par un barrage flottant permettant de ramener le haut du dispositif de captage à l'air libre, des clapets disposés à la partie basse de la membrane permettant à l'eau salée de s'échapper, le prélèvement d'eau douce s'effectuant au moyen de pompes montées sur un dispositif flottant à la surface de l'eau douce. Sur les dessins schématiques annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention : la figure 1 représente en perspective un système de captage à membrane entourant la ou les résurgences et la figure 2 est une coupe verticale d'une variante utilisant une membrane ouverte fermant une crique naturelle. Le dispositif, tel qu'il apparaît sur la figure 1, est constitué d'une membrane souple 1 étanche, entourant la résurgence ou les résurgences 2 et arrivant jusqu'à la surface 3 de la mer. La membrane 1, constituée d'une bâche, d'un géotextile ou similaire, est soutenue en surface par un élément flottant 4, formé par exemple de tuyaux ou boudins en polyéthylène ou matériau similaire de section cumulée suffisante pour que l'ensemble émerge dans tous les cas d'une hauteur comprise entre 20 et 100 cm. Cet élément flottant soutient l'ensemble du système et est ancré de façon convenable pour qu'il reste toujours centré sur la résurgence 2. Le bas de la membrane 1 est ancré au fond marin, mais grâce à des fentes verticales espacées pratiquées dans la membrane, il est pourvu de parties libres 6 formant clapets, convenablement lestées, qui permettent à l'eau salée 7, plus lourde, de s'échapper sous la pression de l'eau douce 8 jaillissant à la source. A la sortie immédiate de l'eau douce, un système de déflecteurs 9 métalliques ou en matière synthétique impose un cheminement forcé à l'eau douce jaillissante, afin de diminuer les turbulences et d'induire un écoulement laminaire de celle-ci. Les dimensions de l'ensemble sont fonction de chaque cas particulier, mais doivent tre assez importantes pour assurer un volant d'inertie apte à absorber les variations de débit souvent brusques du réseau karstique. Le prélèvement d'eau douce se fait en surface, par un système classique de pompes 10 installées sur un dispositif flottant 11. Dans le cas où la résurgence 2 se trouve à proximité immédiate d'une côte et si la forme du rivage s'y prte-si, par exemple, l'arrivée d'eau douce se fait dans une crique de dimensions appropriées-la membrane 1 peut avantageusement se contenter d'occuper la corde fermant la crique en étant disposée entre les parois de cette dernière, avec tous les avantages financiers qui en découlent (figure 2). Le type de captage décrit peut tre réalisé, si nécessaire, en matériaux durs, maçonnerie, béton armé, métal ou autre. Cependant, outre le surcoût qui en découlerait, ce type de construction a l'inconvénient de favoriser les turbulences par rapport au dispositif souple. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Dispositif de captage de résurgences sousmarines d'eau douce, ayant pour objet de permettre la récupération de l'eau douce de sources situées sous le niveau de la mer et provenant en particulier de réseaux karstiques, caractérisé par la combinaison d'une paroi étanche (1) isolant la ou les résurgence (s) (2), ladite paroi étanche étant ancrée au fond marin (5) et montant jusqu'à la surface (3) de manière à permettre de ramener le haut du dispositif de captage à l'air libre, des clapets (6) disposés à la partie basse de ladite paroi étanche permettant à l'eau salée de s'échapper (7), le prélèvement d'eau douce (8) s'effectuant au moyen de pompes (10) installées sur un dispositif flottant (11) à la surface de l'eau douce. 2 . Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que la paroi étanche (1) est constituée d'une membrane souple (1) soutenue en surface par un élément flottant (4), les clapets (6) étant formés, grâce à des fentes verticales de la membrane souple, de parties libres (6) convenablement lestées. 3 . Dispositif selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que l'élément flottant (4) est constitué de tuyaux ou boudins en polyéthylène ou matériau similaire. 4 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, se caractérisant par le fait que la section cumulée de constituants de l'élément flottant (4) est déterminée pour que l'ensemble émerge dans tous les cas d'une hauteur comprise entre 20 et 100 centimètres. 5 . Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que la paroi étanche (1) est réalisée en matériau dur, tel que maçonnerie, béton armé ou métal. 6 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la paroi étanche (1) entoure la ou les résurgence (s) (2). 7 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, applicable le cas où la ou les résurgence (s) (2) se trouve à proximité immédiate d'une côte et l'arrivée d'eau douce se fait dans une crique, se caractérisant par le fait que la paroi étanche (1) ferme ladite crique en étant tendue entre ses parois. 8 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'un système de déflecteurs (9) métalliques ou en matière synthétique est disposé à la sortie immédiate de l'eau douce (8) de la ou des résurgence (s) (2), les dits déflecteurs étant agencés pour imposer un écoulement laminaire de ladite eau douce.