Brevet FR2893336A1 — publié le 20070518

L'invention concerne un dispositif permettant de récupérer efficacement et rapidement les pollutions de type hydrocarbures répandues par les navires à la surface de l'eau et notamment des océans dans le but d'éviter ou de limiter une pollution du milieu marin et du littoral exposés. Les procédés actuels engagent des dispositifs lourds et peu maniables qui se termine parfois par un ramassage manuel sur le littoral. Notre dispositif est, lui, autonome, léger; il permet une mise en place très rapide et peut-être commandé à distance. Ce dispositif crée à la surface de l'eau un puits vide dans lequel s'engouffrera la pollution. Ce puits est fait d'une couronne (7), solidaire d'un réservoir souple, une poche accordéon (11) de même diamètre que la couronne. La poche accordéon (11), est traversée par un tuyau souple (10) qui va jusqu'à son fond lesté (12), ce tuyau se termine par un lest (16), ce tuyau est relié à son autre extrémité à une pompe (6) installée sur une plate-forme flottante (1). La poche accordéon (11) est réalisée dans une toile souple, étanche et solide, elle a la forme d'un tube cannelé tous les 50 cm par des arceaux (17) qui lui donnent un aspect d'accordéon qui assure sa forme, respecte sa souplesse et permet son repliage. La plate-forme repose sur des flotteurs (2) (Figure 1), elle est équipée d'un vérin (5) et son moteur (4), le bras de ce vérin (5) est solidaire de la couronne (7). La partie immergée de ce dispositif couronne et poche accordéon est continuellement vidée de l'eau qu'elle contient, cela au rythme de 5m3 par minute (pour l'exemple) par la pompe (6) qui aspire l'eau claire du fond de la poche et la rejette par un tuyau d'évacuation (9) dans la mer. Le tuyau de vidange (8) est relié à un bassin de stockage conçu sur le même principe que la poche accordéon du dispositif. (Figure 6 - A). Ce bassin de stockage est équipé d'une pompe (Figure 6 - B) qui le vide de son eau claire au fur et à mesure qu'il se rempli de pollution. Une fois plein, il sera à son tour 25 vidangé dans un bateau de récupération ou être mis en attente de celui-ci. Même en cas de mer formée, le dispositif garde son efficacité grâce à la souplesse de sa poche accordéon (Figure 7). Celle-ci pourra "danser" dans des anneaux (13)(Figure 1) reliés par des tringles (14)(Figure 1) pris dans des butées (18) fixés sur des câbles (15)(Figure 1) soutenus par des flotteurs (3)(Figure 1) solidaires des flotteurs (2)(Figure 1) de la plate-forme 30 (1) (Figure 1). La couronne (7) est maintenue hors d'eau par le vérin (5), elle se vide (Figure 4 - étape 1) jusqu'à ce que la pression verticale vers le haut créée par ce vide exerce sur le vérin une poussée de 5 tonnes (pour l'exemple), ce qui impose que le poids de la plate-forme et de son équipement soit supérieur à cette force et que les flotteurs (1) soient suffisants pour faire flotter 35 cette charge, - le vérin (5) exerce alors une poussée contraire et enfonce la couronne dans la surface polluée qui s'engouffre dans le puits qui se remplit - Quand le puits est rempli (Figure 4 - étape 3), la pression exercée sur le vérin (5) diminue, celui-ci remonte alors la couronne à 50 - cm au-dessus de la surface de l'eau (Figure 4 - étape 4) où elle continue de se vider (Figure 4 - étape 5) avant d'être une nouvelle fois plongée. Ce cycle dure une minute (pour l'exemple). 40 Les matières polluantes recueillies dans la poche accordéon (11) se stockent progressivement en haut de cette poche par le fait de leur faible densité, et la remplissent au fur et à mesure des opérations de plongée. La pollution poussée par l'eau s'engouffrera dans un tuyau de vidange (8) fixé dans la couronne (7) (Figure 5). 45 Un détecteur commande l'inversion le processus de la pompe (10) avant que la pollution n'ait complètement rempli la poche accordéon et ne pénètre dans le tuyau de la pompe. Cette dernière qui n'aspire plus l'eau au fond de la poche mais en injecte pour faire remonter la pollution dans la couronne alors hors d'eau. -La figure 1 représente en coupe, le dispositif de l'invention. 50 La figure 2 représente en perspective, la partie haute du dispositif de l'invention. La figure 3 représente en perspective, la partie basse du dispositif de l'invention. En référence à ces figures, le dispositif se compose d'une partie émergée constituée d'une plate-forme (1) et de ses flotteurs (2); sur cette plate-forme se trouve un vérin hydraulique (3) et son moteur (4) ainsi qu'une pompe (5). Sous la plate-forme se trouve un cylindre rigide que 55 l'on nommera "couronne"(6), qui à titre d'exemple aura un diamètre de 2m et une profondeur de 2m. Elle sera tantôt immergée, tantôt émergée selon l'action du vérin dont elle est solidaire. De cette couronne part un conduit de vidange (7). La partie basse de la couronne est fixée à la partie immergée du dispositif, composé d'une poche en toile souple "accordéon" (8) dont la longueur de plusieurs dizaines de mètres, peut 60 varier en fonction de la situation rencontrée. Cette même poche est lestée (9) en son fond et est remplie du liquide dans lequel elle est plongée. Un conduit (10) relie le fond de la poche à la pompe située sur la plate-forme. L'ensemble est stabilisé par des colliers (11) encerclant la poche à différentes profondeurs, fixés à des tringles (12) elles-mêmes reliées à des câbles verticaux (13). Ces câbles sont fixés à des flotteurs 65 stabilisateurs (14) solidaires de la plate-forme. Fonctionnement détaillé du système : Etape 1 (figure 4) La couronne est hors-d'eau. La pompe qui fonctionne en permanence vide l'eau de la poche par son fond, créant ainsi un espace vide dans la couronne. Ce vide exerce naturellement une 70 poussée verticale vers le haut de la couronne, mais qui est retenue par le vérin et le poids de la plate-forme. Lorsque la poussée atteint un seuil de référence, le vérin exerce alors une poussée antagoniste sur la couronne jusqu'à la profondeur nécessaire en fonction de la profondeur de la pollution. La pression exercée par le vérin n'est pas subie par la poche grâce à la structure "accordéon" 75 qui la compose. Etape 2 ( figure 4) Un "trou" est créé dans l'eau et le mélange "pollution-eau" s'y engouffre dès que la couronne descend en dessous de la surface de l'eau. Au fur et à mesure que la couronne se rempli, la poussée verticale vers le haut exercée sur elle 80 est compensée par une action antagoniste et proportionnelle du vérin, maintenant la couronne au bon niveau sous l'eau. Etape 3 (figure 4) : L'ensemble poche-couronne est maintenant remplie de mélange "pollution-eau". Naturellement la pollution étant plus légère que l'eau, et le mélange n'étant pas miscible, très 85 vite la pollution remonte à la surface de la couronne et l'eau est ainsi toujours en partie basse de la poche. Plus aucune force n'est exercée sur le dispositif si ce n'est le mouvement naturel de la mer. Etape 4 (figure 4) : La couronne est maintenant pleine et le vérin remonte l'ensemble poche-couronne hors d'eau 90 (0,50 à 1 m) Etape 5 (figure 4) : La pompe fonctionnant en continu recrée immédiatement un nouveau vide dans la couronne au-dessus de la pollution déjà récupérée. On réitère donc plusieurs fois l'opération de l'étape 1 à l'étape 5 jusqu'au remplissage quasi-total de la poche par la pollution. 95 Etape 6 (figure 4) : vidange de la poche. La poche est quasi-pleine de pollution (il doit toujours rester de l'eau au fond de la poche pour éviter une remontée de pollution dans la pompe); la couronne est hors d'eau et le conduit de vidange est relié soit à un bateau récupérateur, soit à un réservoir (Figure 6) La pompe inverse alors sa fonction : au lieu d'aspirer l'eau dans la poche, elle en injecte. Cet 100 apport d'eau fait monter la pollution qui s'échappe par le tuyau de vidange. Cette opération de vidange terminée, le dispositif peut se remettre au travail. - Ce dispositif étant autonome, il ne met pas en danger les personnes qui le manipulent. - Plus le dispositif sera "lourd" et puissant (vérin, pompe), plus la couronne pourra être large et 105 profonde et la récupération pourra être plus importante, mais plusieurs petites unités peuvent être très efficaces car très maniables et précises. La pompe ne reçoit que de l'eau, aussi bien pendant la récupération que pendant la vidange, elle n'est jamais en contact avec la pollution. Ce dispositif est transportable car démontable et pliable; il prend peu de place et peut être 110 Embarqué sur des embarcations légères ou placé comme dispositif d'urgence sur les pétroliers ou stockés proche des littoraux à risque élevé de pollution. - Si les bateaux récupérateurs de pollution ne peuvent pas intervenir rapidement, on peut - envisager de vider les poches accordéons dans des bassins flottants de même type mis en attente sur les lieux de récupération. 115 - Si pour une raison quelconque le remplissage de la couronne ne se faisait pas, un détecteur de profondeur du "vide dans le puit" stoppera l'action de la pompe afin que l'ensemble immergé ne remonte pas (un flotteur dans la couronne pourrait déclencher le système d'arrêt). - Ce dispositif en plus petite taille trouve également un usage pour le nettoyage des ports où il 120 pourra cueillir les hydrocarbures ou les objets flottants qui seront retenus dans un panier posé dans la couronne. - Afin de le guider sur les lieux concernés, ce dispositif peut utiliser l'eau refoulée par la Pompe et lui donnera une auto-impulsion qu'il faudra maîtriser par téléguidage. REVENDICATIONS 1) Dispositif autonome de récupération des pollutions flottantes à la surface de l'eau, hydrocarbures en particulier caractérisé en ce que ce dispositif crée à la surface de l'eau un puits vide dans lequel s'engouffrera la pollution. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ce puits est fait d'une couronne (7) et cette couronne est solidaire d'un réservoir souple, une poche accordéon (11) de même diamètre que la couronne. La poche accordéon (11), est traversée par un tuyau souple (10) qui va jusqu'à son fond lesté (12), ce tuyau se termine par un lest (16), ce tuyau est relié à son autre extrémité à une pompe (6) installée sur une plate-forme flottante (1). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que cette poche accordéon (11) est réalisée dans une toile souple, étanche et solide, elle a la forme d'un tube cannelé tous les 50 cm par des arceaux (17) qui lui donnent un aspect d'accordéon qui assure sa forme, respecte sa souplesse et permet son repliage. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que cette plate-forme repose sur des flotteurs (2) (Figure 1), elle est équipée d'un vérin (5) et son moteur (4), le bras de ce vérin (5) est solidaire de la couronne (7). 20 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la partie immergée de ce dispositif couronne et poche accordéon est continuellement vidée de l'eau qu'elle contient par la pompe (6) qui aspire l'eau claire du fond de la poche et la rejette par un tuyau d'évacuation (9) dans la mer. 25 6) Procédé de fonctionnement du dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que quand la couronne (7) est maintenue hors d'eau par le vérin (5), elle se vide (Figure 4 - étape 1) jusqu'à ce que la pression verticale vers le haut créée par ce vide exerce sur le vérin (5) une poussée. II se met alors en action pour enfoncer la couronne dans la surface d'eau polluée qui qui s'engouffrera dans le puits jusqu'à le remplir. Quand celui-ci est rempli, la pression exercée 30 sur le vérin cesse et celui-ci remonte alors la couronne hors d'eau où elle continue à se vider avant d'y être une nouvelle fois plongée. 7) Procédé de fonctionnement du dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les matières polluantes recueillies dans la poche accordéon (11) se stockent progressivement en 35 haut de cette poche par le fait de leur faible densité, et la remplissent au fur et à mesure des opérations de plongée. 8) Procédé de fonctionnement du dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'un15-6- REVENDICATIONS détecteur commande l'inversion du processus de la pompe (10) avant que la pollution n'ait 40 complètement rempli la poche accordéon et ne pénètre dans le tuyau de la pompe. Cette dernière n'aspire plus l'eau au fond de la poche mais en injecte pour faire remonter la pollution dans la couronne alors hors d'eau. La pollution poussée par l'eau s'engouffrera dans un tuyau de vidange (8) fixé dans la couronne (7) (Figure 5). 45 9) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le tuyau de vidange (8) peut être relié à un bassin de stockage conçu sur le même principe que la poche accordéon du dispositif. (Figure 6 - A). Ce bassin de stockage est équipé d'une pompe (Figure 6 - B) qui le vide de son eau claire au fur et à mesure qu'il se rempli de pollution. Une fois plein, il sera à son tour 50 vidangé dans un bateau de récupération ou être mis en attente de celui-ci.