Brevet FR2897657A1 — publié le 20070824

La présente invention est un dispositif d'aqueduc permettant le pompage d'eau, surtout pour les zones sèches, arides, voire désertiques, et permettant la production d'énergie et de vapeur d'eau. L'eau douce liquide soumise à la gravité descend. Son pompage, pour lui donner un mouvement ascendant, dépense de l'énergie. Le dessalement de l'eau de mer demande traditionnellement une dépense d'énergie et un coût important et les usines construites à cette effet, de par leur complexité, ne présentent que peu de souplesse dans leur implantation, leur aménagement, voire leur modification et leur adaptabilité. Le dispositif d'aqueduc de pompage selon l'invention permet l'acheminement de l'eau, même de façon ascendante, la production d'énergie et la production de vapeur d'eau, avec une grande souplesse et une grande adaptabilité. Il comporte en effet selon une première caractéristique, une canalisation ou un réseau de canalisations hermétiques s'entrecroisant dont chaque portion est équipée de soupapes réglables ne permettant, pendant son fonctionnement, le passage de l'eau ou de la vapeur d'eau que dans un unique sens. Ce réseau est chauffé le jour par l'énergie solaire afin que l'eau soit partiellement portée à ébullition produisant pression et vapeur d'eau expulsée en sortie du réseau. Le refroidissement nocturne du réseau provoque l'aspiration de l'eau à sa source au début du réseau. Les différences de pression provoquées par le dispositif peuvent être converties en énergie mécanique, pour produire, par exemple, de l'électricité. La vapeur d'eau produite peut être condensée en eau douce. Ainsi, selon la faisabilité, toutes ou parties des portions de ce réseau seront chauffées le jour au moyen de la concentration du rayonnement solaire, afin de porter l'eau de la portion concernée du réseau à ébullition. Chaque portion du réseau chauffée sera limitée antérieurement par une soupape ne laissant entrer dans la portion concernée qu'une pression supérieure à celle régnant dans celle-ci, et sera limitée postérieurement par une soupape d'échappement ne laissant passer la. pression d'eau ou de vapeur d'eau que dans la suite du réseau. La pression obtenue par l'évaporation de l'eau dans la canalisation, retenue par la soupape avale, porte l'eau et/ou la vapeur d'eau au-delà de la soupape amont. Dans le cas d'une orientation ascendante, c'est la vapeur qui est poussée dans la suite du réseau, dans le cas d'une orientation descendante, c'est l'eau qui est poussée dans la suite du réseau. L'orientation du réseau peut être horizontale, ascendante ou/et descendante. La pression obtenue, pouvant se cumuler de portion de réseau en portion de réseau, dégage de l'énergie pouvant être récupérée notamment par des turbines électriques disposées sur ce réseau. Les turbines placées en bout du réseau auront le jour, au plus fort de l'ensoleillement, un plus fort rendement que celles placées au début du réseau. La vapeur d'eau produite pourra être, à une sortie du réseau, orientée et condensée pour produire de l'eau douce pure. La nuit, le réseau refroidit et les dispositifs solaires servant à porter l'eau à ébullition étant inopérants, la pression, positive le jour, devient négative la nuit, à cause de l'eau évacuée du réseau notamment sous forme de vapeur pendant le jour. Ce refroidissement provoque un pompage de l'eau à sa source et éventuellement la rotation de turbines disposées au début du réseau. Le remplissage préliminaire du réseau de canalisations avec de l'eau pourra se faire rapidement par pompage au début du réseau et évacuation d'air en bout du réseau, ou/et plus lentement par le dispositif lui-même, la vapeur d'eau évacuant progressivement l'air du réseau. Dans ce dernier cas, les premiers dispositifs de chauffage de l'eau devront être au niveau ou sous le niveau de l'eau de la source du réseau. Le dispositif selon l'invention pourra éventuellement fonctionner plusieurs jours, selon les installations et l'ensoleillement, avant de pouvoir pomper l'eau par aspiration à la source la nuit. Selon des modes particuliers de réalisation : - le dispositif de pompage et de production d'énergie et de vapeur d'eau ne peut bien sûr comporter qu'une canalisation, qu'un seul dispositif de chauffage sur toute ou partie de cette canalisation et que deux soupapes sur la canalisation placées de part et d'autre du dispositif de chauffage pour en orienter le fonctionnement. - le précédent dispositif de pompage peut être multiple et chaîné, organisé en réseau de canalisations s'entrecroisant et pouvant être ainsi totalement ou partiellement court-circuitées pour faciliter l'exploitation, l'entretien ou la réparation d'une partie du réseau. - les soupapes des portions des canalisations du réseau pourront être momentanément ouvertes pour permettre à l'eau de circuler en sens inverse, notamment pour l'évacuation de la saumure dans le cas d'un réseau utilisant l'eau de mer. l0 - le chauffage de l'eau dans ce dispositif de pompage peut être pratiqué par un autre moyen technique et énergétique que l'énergie solaire. Cet autre moyen technique que l'énergie solaire peut bien sûr chauffer tout ou partie du dispositif de pompage, notamment pour le rendre localement 15 plus performant, par exemple dans une zone souterraine, ombragée ou peu ensoleillée. - l'adjonction d'une ou de plusieurs turbines, d'un ou de plusieurs condensateurs ou de tout autre dispositif d'exploitation de la pression et/ou de la vapeur d'eau n'est 20 que secondairement adaptée au dispositif de cette invention et peut être modifiée, comme le réseau peut l'être également en tout ou partie. - la taille et la disposition géographique de la canalisation ou du réseau de canalisations, ainsi que la 25 taille et la disposition des installations solaires, des turbines, des condensateurs, ne sont pas prédéterminées et peuvent évoluer ou être modifiées ; ainsi un réseau selon l'invention peut, sur une portion, voir, par exemple, la taille de ses canalisations changer. 30 Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 est un schéma du dispositif et, dans le cas d'un réseau, d'une partie de ce dispositif. La figure 2 est un schéma d'exemple vu de dessus d'un réseau terrestre de canalisations partant d'une étendue d'eau 35 (8), sachant que la figure 1 représente une portion de ce réseau (9). Les numéros (9) (10) et (11) ne sont reliés sur la figure 2 qu'à une partie des icônes auxquels ils font référence. C'est à savoir : une portion du réseau représentée dans la figure 1 (9), une turbine (10), et un condensateur (11). En référence à ces dessins, le dispositif comporte de part et d'autre de chaque portion chauffée (6)(9) de l'aqueduc ou canalisation (2), une soupape (3) en aval, suivant une intersection des canalisations ou suivant la source d'eau (1) ou suivant un autre élément du réseau, et une soupape en amont (4) précédant une autre intersection des canalisations du réseau ou une évacuation de la vapeur d'eau (7) ou un autre élément du réseau. Les deux soupapes (3)(4) ne permettent le passage de l'eau ou de la vapeur d'eau que dans la direction opposée de la source d'eau (1)(8), sauf en cas de réparation ou d'entretien de ce réseau. La résistance à l'ouverture à la pression des soupapes du réseau sera réglable en fonction de la configuration du réseau. Les soupapes peuvent être remplacées ou complétées par un autre dispositif, par exemple une vanne à ouverture manuelle ou automatique. Le dispositif de chauffage (5), dans le cas d'un chauffage solaire, concentrera et orientera suffisamment les rayons du soleil pour pouvoir porter l'eau de la portion de l'aqueduc concernée à ébullition. Sur ce réseau, des turbines électriques (10) ou tout autre moyen technique d'exploitation des différences de 25 pression peuvent être installés. Sur ce réseau des échappements de vapeur d'eau et des condensateurs (11) peuvent être installés pour la production d'eau. La disposition du réseau, dont la figure 2 n'est qu'un 30 exemple schématique, dépendra de la configuration du terrain et des possibilités techniques, financières et juridiques d'aménagement. Revendications 1/ Dispositif d'aqueduc de pompage pouvant être ascendant et produisant de l'énergie et de la vapeur d'eau caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation (2) ou un réseau de canalisations hermétiques s'entrecroisant (figure 2) dont chaque portion (figure 1)(9) est équipée de soupapes (3)(4) qui laissent passer l'eau et/ou la vapeur d'eau dans le sens opposé à la source, lorsque dans un premier temps cet aqueduc est chauffé par énergie solaire (5) pour porter partiellement l'eau (6) à ébullition produisant vapeur d'eau et pression expulsées en bout de réseau ou en bout de canalisation (7), et que dans un deuxième temps le refroidissement nocturne du réseau provoque l'aspiration de l'eau à sa source au début du réseau (8)(1) ou de la canalisation (1). 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'aqueduc ne peut comporter qu'une canalisation (2), qu'un seul ou plusieurs dispositifs de chauffage (5) sur toute ou partie de cette canalisation et que deux soupapes (3)(4) sur la canalisation placées de part et d'autre du dispositif de chauffage (5) pour en orienter le fonctionnement. 3/ Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le dispositif de pompage (figure 1) peut être multiple et chaîné, organisé en réseau de canalisations s'entrecroisant (figure 2) et pouvant être ainsi totalement ou partiellement court-circuitées pour faciliter l'exploitation, l'entretien ou la réparation d'une partie du réseau. 4/ Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que l'aqueduc, canalisation ou réseau de canalisations, peut être horizontal et/ou ascendant et/ou descendant ou présentant sur son parcours plusieurs orientations.5/ Dispositif selon les précédentes revendications caractérisé en ce que les soupapes (3)(4) peuvent être ou non réglables en fonction de la configuration de l'aqueduc. 6/ Dispositif selon les précédentes revendications caractérisé en ce que les soupapes (3)(4) peuvent être ouvertes momentanément pour permettre à l'eau de circuler en sens inverse, notamment pour l'évacuation de la saumure dans le cas d'un réseau utilisant l'eau de mer. 7/ Dispositif selon les précédentes revendications caractérisé en ce que les soupapes peuvent être complétées ou remplacées par des vannes â ouverture manuelle ou automatique ou par tout autre système de régulation de la pression. 8/ Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le chauffage de l'eau (6) de la canalisation ou du réseau de canalisation peut se faire localement ou entièrement par un autre dispositif (5) que par l'énergie solaire. 9/ Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que ses différences de pression (1)(6)(7) peuvent être converties en énergie mécanique notamment par l'installation de turbines. 10/ Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que sa vapeur d'eau produite (1)(6)(7) peut être condensée en eau douce notamment par l'installation de condensateurs. 11/ Dispositif selon les précédentes revendications caractérisé en ce que ses dimensions, son aménagement, sa technologie, sa constitution et son exploitation sont adaptables, modifiables et évolutifs.30