Brevet FR3007298A1 — publié le 20141226

DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'AU MOINS UNE MATIERE LIQUEFIABLE ET PROCEDE DE TRAITEMENT ASSOCIE Domaine de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs de traitement de matière liquéfiable. La présente invention se rapporte également aux procédés de traitement associés. Le dispositif peut traiter toutes les matières liquéfiables connues. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour le traitement de produit pétrolier solidifié ou semi-liquide. Etat de la technique Il existe de nombreux moyens pour extraire des produits pétroliers solidifiés. Beaucoup de ces moyens sont des moyens mécaniques, tels que marteau piqueur, pelleteuse, réchauffeur par aiguille ou par canalisation. Les inconvénients de ces moyens sont leur lenteur et le plus souvent leur inefficacité en présence de produits pétroliers semi-liquides qui ont un pouvoir de collage extrêmement important. Ces moyens ne permettent donc pas d'obtenir des débits d'extraction satisfaisants. Selon un autre aspect, il existe également de nombreux dispositifs utilisant un faisceau laser collimaté pour balayer une surface. Un balayage de ce faisceau laser est assuré dans deux directions perpendiculaires de manière à couvrir la surface. Le balayage d'un tel faisceau présente toutefois l'inconvénient que, quelque soient les moyens utilisés (balayage ligne par ligne, point par point, balayage par courbe de Lissajous, ou balayage semi rotatif par exemple), le faisceau décrit une courbe ou des points sur la surface balayée de sorte que certains endroits de cette surface ne reçoivent pas de rayonnement. Cet inconvénient est d'ailleurs généralement amplifié par le fait que l'on utilise des lasers fonctionnant par impulsions, de sorte que les courbes précitées ne sont elles mêmes qu'une succession de points discrets. Il en résulte que le balayage de la surface n'est pas homogène. Exposé de l'invention La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de traitement apte à liquéfier une matière liquéfiable avant son aspiration. A cet effet, la présente invention concerne, selon un premier aspect, un dispositif de traitement d'au moins une matière liquéfiable, ledit dispositif étant muni d'un ensemble d'aspiration comprenant au moins une tête d'aspiration configurée pour aspirer un fluide dans une zone d'aspiration lorsque ladite tête d'aspiration est positionnée sur ladite zone d'aspiration, ladite au moins une tête d'aspiration étant reliée à une unité de stockage, le dispositif comportant en outre un ensemble de liquéfaction comprenant au moins un laser à émission continue apte à émettre un faisceau laser, des moyens pour conformer le faisceau laser sous la forme d'un faisceau sensiblement plan, et des moyens pour provoquer un balayage dudit faisceau sensiblement plan dans la zone d'aspiration de manière à liquéfier ladite au moins une matière liquéfiable. Contrairement aux dispositifs classiques, l'invention permet de liquéfier une matière liquéfiable préalablement à son aspiration au moyen d'au moins un laser. De plus, le rayonnement de l'au moins un laser est réparti sur la zone d'aspiration provoquant ainsi une liquéfaction homogène. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens pour provoquer un balayage comprennent un miroir monté sur un moteur pas à pas ou un miroir vibrant. Ce mode de réalisation est particulièrement simple à mettre en oeuvre et permet d'obtenir le but recherché par l'invention, c'est-à-dire de balayer la zone d'aspiration par l'au moins un faisceau laser. Selon un mode de réalisation, l'au moins un laser est un laser à semi conducteur. Ce mode de réalisation permet d'obtenir le but recherché par l'invention, c'est-à-dire d'obtenir un laser dont le faisceau est divergent afin de liquéfier une surface de manière homogène. Selon un mode de réalisation, l'au moins un laser est un laser infrarouge. Ce mode de réalisation permet d'obtenir le but recherché par l'invention, c'est-à- dire liquéfier efficacement une matière liquéfiable telle que des produits pétroliers solidifiés. Selon un mode de réalisation, ledit ensemble d'aspiration comprend un tuyau reliant ladite au moins une tête d'aspiration et ladite unité de stockage et le dispositif comporte des moyens de chauffage dudit tuyau. Ce mode de réalisation permet de maintenir la matière liquéfiable sous forme liquide lors du transport de ladite matière liquéfiable entre la tête d'aspiration et l'unité de stockage. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte des moyens de chauffage de ladite unité de stockage. Ce mode de réalisation permet de maintenir la matière liquéfiable sous forme liquide dans l'unité de stockage. Selon un mode de réalisation, la tête d'aspiration est fixée à l'ensemble de liquéfaction. Ce mode de réalisation permet de guider avec une grande précision la tête d'aspiration pour effectuer l'aspiration d'une matière liquéfiable sur plusieurs zones d'aspiration consécutivement et ainsi de garder une distance constante entre la tête d'aspiration et les moyens pour conformer le faisceau laser. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de traitement d'au moins une matière liquéfiable au moyen du dispositif de traitement de l'invention, le procédé comportant les étapes suivantes : liquéfaction dans une zone d'aspiration de ladite matière liquéfiable jusqu'à une température au moins égale à la température de liquéfaction de ladite au moins une matière liquéfiable, et aspiration de ladite matière liquéfiable contenue dans la zone d'aspiration. Cette mise en oeuvre permet de faciliter l'aspiration de la matière liquéfiable au moyen d'une liquéfaction préalable de ladite matière liquéfiable. 300 72 98 4 Selon un mode de réalisation, ladite température de liquéfaction est comprise entre quatre-vingt et cent-vingt degrés Celsius. Cette mise en oeuvre permet d'obtenir le but recherché par l'invention, c'est-à-dire liquéfier efficacement une matière liquéfiable telle que des produits pétroliers solidifiés 5 ou semi liquide. Brève description des dessins On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, des modes de réalisation de l'invention, en référence 10 aux Figures dans lesquelles : - la Figure 1 illustre un dispositif de traitement d'une matière liquéfiable dans une vue de face selon un premier mode de réalisation ; - la Figure 2 illustre le dispositif de la Figure 1 selon une vue en 15 perspective ; - la Figure 3 illustre un dispositif de traitement d'une matière liquéfiable dans une vue de face selon un deuxième mode de réalisation ; et - la Figure 4 illustre le dispositif de la Figure 3 selon une vue en 20 perspective. Description détaillée des modes de réalisation de l'invention Les Figures 1 et 2 illustrent un dispositif de traitement 10 d'une matière liquéfiable 12. De préférence, la matière liquéfiable correspond à des produits 25 pétroliers solidifiés ou semi liquides. Le dispositif de traitement 10 comprend un ensemble d'aspiration 15 et un ensemble de liquéfaction 25 de la matière liquéfiable 12. L'ensemble de liquéfaction 25 comprend un laser 27 émettant un faisceau laser 28, des moyens 35 pour conformer le faisceau laser 28 sous la forme d'un faisceau sensiblement plan 30 et des moyens pour provoquer le balayage 42 du faisceau laser sensiblement plan 30 sur une zone d'aspiration 17. 300 72 98 5 Le laser 27 est un laser à émission continue. De préférence, ce laser 27 émet une puissance comprise entre 50 et 70 Watts, par exemple 60 Watts, et le laser 27 émet un faisceau laser 28 infrarouge dont la longueur d'onde est comprise entre 750 et 850 nm, par exemple 808 nm. De préférence, le laser 27 5 comporte une polarité aléatoire. En variante, le laser 27 pourrait comporter des caractéristiques différentes sans changer l'invention. Les moyens 35 pour conformer le faisceau laser 28 sous la forme d'un faisceau sensiblement plan 30 comportent deux lentilles 36, 37. Dans l'exemple des Figures 1 et 2, la surface du faisceau laser 28 en sortie du laser 27 est de 10 longueur 1 cm et de largeur 1 mm, la divergence selon la longueur du faisceau laser 28 est de 15 degrés, la divergence selon la largeur est de 40 degrés. La première lentille 36 réduit la divergence selon la largeur de 40 degrés à 0.5 degré. Le faisceau laser 29 en sortie de la première lentille 36 peut donc être apparenté à une ligne. Le faisceau laser 29 est ensuite collimaté par la 15 deuxième lentille 37 qui réduit l'angle de divergence selon la longueur de 15 degrés à 8 degrés. Cet angle de divergence selon la longueur dépend de la taille de la zone d'aspiration 17 du dispositif de traitement 10. Les moyens 35 pour conformer le faisceau laser permettent d'obtenir un faisceau laser 30 sensiblement plan dont la divergence selon la longueur est adaptée à la zone 20 d'aspiration 17. Les moyens pour provoquer le balayage 42 du faisceau laser sensiblement plan 30 se compose d'un moteur pas à pas 40 sur lequel est monté un miroir 41 agencé pour vibrer en rotation autour d'un axe 39 parallèle au plan du faisceau sensiblement plan 30. Les moyens pour provoquer le 25 balayage 42 sont maintenus aux moyens 35 pour conformer le faisceau laser 28 par l'intermédiaire d'un bras 43. Le miroir 41 est disposé de telle sorte qu'il intercepte et réfléchit le faisceau sensiblement plan 30 en créant un faisceau de liquéfaction 31. Le faisceau de liquéfaction 31 ainsi réfléchi est dirigé sur la surface à liquéfier sur 30 laquelle il forme une ligne 32 comme représenter sur la Figure 2. 300 72 98 6 Lorsque le miroir 41 vibre, il en résulte que la ligne 32 se déplace selon un mouvement alternatif représenté par la flèche F1 balayant ainsi la zone d'aspiration 17. Le laser 27 émettant en continu et le balayage de la zone d'aspiration 17 par le faisceau de liquéfaction 31 s'effectuant aussi en continu, 5 on constate que chaque point de cette zone est atteint par le rayonnement provoquant une liquéfaction homogène de la matière liquéfiable 12 disposée dans la zone d'aspiration 17. L'ensemble d'aspiration comprend une tête d'aspiration 16 destinée à aspirer la matière liquéfiable 12 dans la zone d'aspiration 17. La surface 10 d'aspiration de la tête d'aspiration 16 est adaptée à la zone d'aspiration 17, par exemple sur les Figures 1 à 4, la zone d'aspiration 17 est rectangulaire et la tête d'aspiration présente une surface d'aspiration rectangulaire, chaque côté permettant l'aspiration. La tête d'aspiration 16 est reliée à une unité de stockage 19 de la matière liquéfiée 12 par l'intermédiaire d'un tuyau 20. La 15 force d'aspiration est générée dans le tuyau 20 par un moteur d'aspiration 22. En variante, le tuyau 20 et/ou l'unité de stockage peuvent être munis de moyens de chauffage pour maintenir la matière liquéfiable 12 dans un état liquide. La tête d'aspiration 16 est fixée par un bras 45 à l'ensemble de 20 liquéfaction 25. Diverses variantes et modifications peuvent être apportées à l'exemple des Figures 1 et 2 sans modifier l'invention. La hauteur du faisceau de liquéfaction 31 par rapport à la matière liquéfiable 12, est fixée par le bras 45, déterminant ainsi la zone d'aspiration 17. Les Figures 3 et 4 montrent une variante selon laquelle le dispositif de 25 traitement 10 comporte deux lasers 27a, 27b émettant deux faisceaux lasers 28a, 28b. Chaque faisceau laser 28a, 28b est conformé en un faisceau sensiblement plan 30a, 30b par deux lentilles 36, 37 et un faisceau intermédiaire 29a, 29b tel que précédemment. Les deux faisceaux sensiblement plan 30a, 30b sont redirigés par deux miroirs 41a, 41b en deux 30 faisceaux de liquéfaction 31a, 31b de sorte à liquéfier deux parties de la zone d'aspiration 17 simultanément. Les deux miroirs 41a, 41b sont montés sur deux axes 39a, 39b commandés par deux moteurs pas à pas 40a, 40b. Le mode de réalisation des Figures 3 et 4 permet, lorsque les miroirs 41a, 41b vibrent, de couvrir la zone d'aspiration 17 par deux mouvements alternatifs représentés par les flèches F2 et F3 autour des lignes 32a, 32b relatives aux deux faisceaux de liquéfaction 31a, 31b. La liquéfaction de la zone d'aspiration 17 est ainsi plus rapide que dans le mode de réalisation des Figures 1 et 2. En variante, l'invention peut comporter plusieurs têtes d'aspiration 16 pour aspirer la matière liquéfiée 12 de la zone d'aspiration 17. En variante, le dispositif de traitement 10 peut comporter une dizaine de lasers. L'invention permet ainsi de traiter une matière liquéfiable 12. Pour ce faire, la zone d'aspiration 17 est premièrement liquéfiée par le faisceau de liquéfaction 31 jusqu'à une température au moins égale à la température de liquéfaction de la matière liquéfiable 12, de préférence la température de liquéfaction est comprise entre 80° et 120° Celsius. Ensuite, la matière liquéfiée 12 contenue dans la zone d'aspiration 17 est aspirée par la tête d'aspiration 16 et stockée dans l'unité de stockage 19. L'invention permet ainsi de traiter efficacement une matière liquéfiable 12 telle que des produits pétroliers solidifiés ou semi liquide. Lorsque le dispositif de traitement 10 de l'invention est utilisé pour extraire une matière liquéfiable 12 telle que du bitume, il peut comporter une pluralité de laser 27 pour faciliter le processus de liquéfaction. L'invention permet ainsi l'extraction de plusieurs mètres cubes de bitume par heure. REVENDICATIONS1. Dispositif de traitement (10) d'au moins une matière liquéfiable (12), ledit dispositif étant muni d'un ensemble d'aspiration (15) comprenant : - au moins une tête d'aspiration (16) configurée pour aspirer un fluide dans une zone d'aspiration (17) lorsque ladite tête d'aspiration (16) est positionnée sur ladite zone d'aspiration (17), ladite au moins une tête d'aspiration (16) étant reliée à une unité de stockage (19), caractérisé en ce que le dispositif comporte en outre un ensemble de liquéfaction (25) comprenant : - au moins un laser (27) à émission continue apte à émettre un faisceau laser (28), - des moyens (35) pour conformer le faisceau laser (28) sous la forme d'un faisceau sensiblement plan (30), et - des moyens (42) pour provoquer un balayage dudit faisceau sensiblement plan (30) dans la zone d'aspiration (17) de manière à liquéfier ladite au moins une matière liquéfiable (12). 2. Dispositif de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (42) pour provoquer un balayage comprennent un miroir (41) monté sur un moteur pas à pas (40) ou un miroir vibrant. 3. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'au moins un laser (27) est un laser à semi conducteur. 4. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'au moins un laser (27) est un laser infrarouge. 5. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit ensemble d'aspiration (15) comprend un tuyau (20) reliant ladite au moins une tête d'aspiration (16) et ladite unité de stockage (19) et en qu'il comporte des moyens de chauffage dudit tuyau (20). 300 72 98 9 6. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de chauffage de ladite unité de stockage (19). 7. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé 5 en ce que la tête d'aspiration (16) est fixée par un bras (45) à l'ensemble de liquéfaction (25). 8. Procédé de traitement d'au moins une matière liquéfiable (12) au moyen du dispositif de traitement (10) selon l'une des revendications 1 à 7, 10 caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : - liquéfaction dans une zone d'aspiration (17) de ladite matière liquéfiable (12) jusqu'à une température au moins égale à la température de liquéfaction de ladite au moins une matière liquéfiable (12), et - aspiration de ladite matière liquéfiable (12) contenue dans la zone 15 d'aspiration (17). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite température de liquéfaction est comprise entre quatre-vingt (80°) et cent-vingt degrés (120°) Celsius. 20