Brevet FR2958362A1 — publié le 20111007

Conduite d'aspiration d'eau froide pour une centrale d'énergie thermique des mers La présente invention concerne une conduite d'aspiration d'eau froide pour une centrale d'énergie thermique des mers. Une telle centrale d'énergie thermique des mers comporte généralement une plateforme flottante sur laquelle sont embarqués des moyens de production d'énergie électrique à partir de la différence de température de l'eau en surface et en profondeur, cette plateforme étant associée en outre à des moyens formant conduite d'aspiration d'eau en profondeur. Le principe de fonctionnement d'une telle installation dite ETM pour « Energie Thermique des Mers », consiste à utiliser la différence de température qui existe de façon naturelle entre l'eau en surface et en profondeur des océans pour faire fonctionner une machine thermique. Du fait des lois de la thermodynamique, pour avoir un rendement acceptable, la mise en oeuvre de telle installation d'ETM ne se justifie que sous réserve d'une différence de température supérieure par exemple à 20°C. De façon typique, l'eau peut par exemple être à une température de 25°C en surface et une température de 5°C à 1000 mètres de profondeur. On conçoit alors que ceci limite l'utilisation de telles installations à des zones spécifiques telles que par exemple les zones tropicales. L'eau froide doit alors être pompée en très grande profondeur à travers des moyens formant conduite d'aspiration associée à la plateforme, tandis que l'eau chaude est pompée en surface. Différentes tentatives de mise au point d'installations de production d'énergie à base d'ETM ont déjà été faites. Des tentatives ont par exemple été menées par Georges CLAUDE dans les années trente. Bien entendu d'autres opérateurs ont fait d'autres tentatives depuis. Mais la très grande majorité de ces différentes tentatives ont échoué en raison de problèmes divers et en particulier de problèmes de tenue mécanique de certains éléments de ces installations aux conditions environnementales rencontrées. On sait en effet que dans les zones géographiques dans lesquelles ces installations peuvent être implantées, des conditions météorologiques particulières peuvent être rencontrées telles que par exemple des courants marins relativement forts, des tempêtes, etc, ce qui provoque la dégradation voire la rupture de certaines pièces de l'installation. En particulier, la conduite d'aspiration d'eau froide a posé de très nombreux problèmes de déformation voire de rupture. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet l'invention a pour objet une conduite d'aspiration d'eau froide pour une installation offshore d'énergie thermique des mers, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en matériau composite constitué de renforts en fibres de verre et d'une résine thermodurcissable. Selon d'autres aspects de l'invention, la conduite d'aspiration comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la résine est du polyester ou du vinylester isophtalique, - au moins une couche de matériau alvéolaire est intégrée à la paroi de la conduite, - le matériau alvéolaire est formé par un textile tissé en trois dimensions, - le textile est réalisé en fibres de verre, et - elle présente plusieurs sections de densités décroissantes de l'extrémité inférieure vers l'extrémité supérieure de celle-ci. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente un schéma synoptique illustrant la structure générale d'une installation d'ETM, et - la figure 2 représente une vue en coupe d'une portion de paroi d'une conduite d'aspiration d'eau froide entrant dans la constitution d'une telle installation. On a en effet illustré sur la figure 1, une installation de production d'énergie électrique offshore dans le cadre de l'énergie thermique des mers, dite ETM. De façon générale, une telle installation comporte une plateforme flottante désignée par la référence générale 1 sur cette figure, sur laquelle sont embarqués des moyens de production d'énergie électrique utilisant la différence de température entre l'eau en surface et en profondeur. Ces moyens ne faisant pas partie de l'invention, ils ne seront pas décrits plus en détail par la suite. Comme cela a été indiqué précédemment, une telle installation requiert de pomper de l'eau chaude en surface ou à proximité de la surface et de l'eau froide à très grande profondeur comme par exemple entre 600 et 1200 mètres de profondeur. Cette eau chaude et cette eau froide permettent alors de faire fonctionner des moyens de production d'énergie électrique à partir de la différence de température de ces eaux. A cet effet, la plateforme flottante 1 est associée à des moyens formant conduite d'aspiration d'eau en profondeur. Ces moyens sont désignés par la référence générale 2 sur cette figure et comportent par exemple deux parties, désignées respectivement par les références 3 et 4 sur cette figure 1. L'une de ces parties désignée par la référence générale 3, est formée d'une conduite rigide désignée par la référence générale 5, dont l'extrémité inférieure est immergée en grande profondeur, par exemple entre 600 et 1200 mètres de profondeur et dont l'extrémité supérieure est immergée entre deux eaux à profondeur réduite par exemple quelques mètres ou dizaines de mètres comme cela est illustré. Cette extrémité supérieure de cette conduite rigide est alors associée par exemple à des moyens formant bouée ou flotteur de support désignés par la référence générale 6 sur cette figure 1, permettant de maintenir cette conduite rigide en position et à des moyens en forme de collecteur désigné par la référence générale 7, permettant de raccorder l'extrémité supérieure de la conduite rigide 5 à la plateforme 1, par l'intermédiaire d'une deuxième partie des moyens formant conduite d'aspiration, cette deuxième partie étant formée de conduites souples de raccordement de cette extrémité supérieure de la conduite rigide à la plateforme 1. L'une de ces conduites souples est désignée par la référence générale 8 sur cette figure 1. L'objet de l'invention est en fait la portion de conduite d'aspiration rigide permettant d'aspirer l'eau de mer froide en grande profondeur. En fait celle-ci est réalisée en matériau composite constitué de renforts de fibres de verre et d'une résine thermodurcissable. Cette résine thermodurcissable est composée de polyester ou de vinylester isophtalique. On notera qu'une ou plusieurs couches de matériau alvéolaire peuvent également être intégrées à la paroi de la conduite. Ce matériau alvéolaire peut par exemple être formé par un textile tissé en trois dimensions dont par exemple le textile connu sous le nom de PARABEAM® fabriqué par la société du même nom. En fait ce textile tissé peut également être réalisé lui-même en fibres de verre. Une telle conduite peut alors être réalisée in situ par une installation de fabrication correspondante par enroulement et réticulation autour d'un mandrin correspondant. On notera également que la conduite peut présenter plusieurs sections de densités différentes telles que par exemple des densités décroissantes de l'extrémité inférieure vers l'extrémité supérieure de celle-ci afin d'adapter la densité de la conduite à la densité de l'eau pour aboutir à une conduite ayant une flottabilité quasi nulle. Une telle structure est particulièrement bien adaptée à l'application envisagée en présentant un temps de fabrication compatible avec une fabrication in situ de la conduite tout en présentant des caractéristiques mécaniques compatibles avec l'application envisagée. On a illustré sur la figure 2, un exemple de réalisation d'une telle conduite qui comporte alors par exemple une superposition de renforts en fibres désignés par la référence générale 10 sur cette figure et de couches de matériau alvéolaire tel que du textile tissé en trois dimensions, désignées par la référence générale 11. Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés. REVENDICATIONS1.- Conduite d'aspiration d'eau froide pour une centrale offshore d'énergie thermique des mers, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en matériau composite constitué de renforts en fibres de verre et d'une résine thermodurcissable. 2.- Conduite d'aspiration selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine est du polyester ou du vinylester isophtalique. 3.- Conduite d'aspiration selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins une couche de matériau alvéolaire est intégrée à la paroi de la conduite. 4.- Conduite d'aspiration selon la revendication 3, caractérisée en ce que le matériau alvéolaire est formé par un textile tissé en trois dimensions. 5.- Conduite d'aspiration selon la revendication 4, caractérisée en ce que le textile est réalisé en fibres de verre. 6.- Conduite d'aspiration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente plusieurs sections de densités décroissantes de l'extrémité inférieure vers l'extrémité supérieure de celle-ci.