Brevet FR3035887A1 — publié le 20161111

SYSTE1VIE ET PROCEDE DE PRODUCTION DE BLOCS ARTIFICIELS A BASE DE SABLE FONDU La présente invention concerne un système de production de blocs artificiels destinés à être disposés dans une position immergée et/ou émergée par rapport à la surface d'un milieu marin. L'invention concerne également un véhicule, marin ou terrestre, comprenant un tel système de production. L'invention concerne enfin un procédé de production de tels blocs artificiels et une utilisation de tels blocs artificiels pour la réalisation de récifs artificiels et d'éléments de digue artificielle. L'utilisation de blocs artificiels pour l'aménagement, la reconstruction et le développement de zones marines est connue. Suivant leur fonction, ces blocs artificiels peuvent par exemple prendre la forme de récifs artificiels ou d'éléments de digue artificielle. Les récifs artificiels sont utilisés pour permettre la reconstruction et la protection de l'écosystème marin, notamment lorsque le milieu marin a subi des dommages importants ne permettant pas à la faune et la flore environnantes de se reconstruire d'elles-mêmes de manière satisfaisante, par exemple à cause de la pêche au chalut ou suite à de violentes tempêtes ou cyclones ayant dégradés les fonds marins. Les récifs artificiels peuvent également être utilisés pour l'aménagement d'activités ludiques, par exemple pour générer des vagues pour la pratique de sports aquatiques. Les éléments de digue artificielle sont utilisés pour empêcher la submersion des basses-terres jouxtant la digue réalisée ou pour isoler des courants et des vagues un milieu marin, tel qu'un mouillage ou un port. Il est connu de transporter les blocs artificiels jusqu'au milieu marin ciblé et de les immerger, dans le cas des récifs artificiels, ou d'en immerger une partie, l'autre partie étant émergée ou superposée sur cette première partie, dans le cas d'une digue artificielle. Ces récifs artificiels ou éléments de digue artificielle sont généralement réalisés en béton ou à base de sable à l'état granuleux disposé à l'intérieur d'une enveloppe rigide, par exemple en matière plastique. L'inconvénient de ces récifs artificiels et éléments de digue artificielle est lié à la méconnaissance de l'évolution de tels matériaux quant à leur dégradation avec le temps ou leur interaction avec le milieu marin dans lequel ils sont disposés. De plus, ces blocs artificiels nécessitent la mise en oeuvre d'étapes de fabrication déportées, notamment en usine, ce qui rend leur production, leur transport et leur disposition dans le milieu marin difficiles et onéreux. Le but de la présente invention est de fournir un système de production de bloc artificiel permettant de remédier au moins partiellement aux inconvénients précités. 3035887 2 A cette fin, la présente invention propose un système de production de blocs artificiels destinés à être disposés dans une position immergée et/ou émergée par rapport à la surface d'un milieu marin, comprenant un dispositif de chauffage, approvisionné en sable à l'état granuleux, adapté à chauffer le sable à l'état granuleux 5 pour obtenir du sable à l'état fondu et un dispositif de façonnage de blocs artificiels à partir du sable à l'état fondu obtenu par le dispositif de chauffage. Selon un mode de réalisation, le dispositif de chauffage comporte un ou plusieurs four. Selon un mode de réalisation, le four, le cas échéant les fours, fonctionne grâce à 10 l'énergie solaire. Selon un mode de réalisation, le dispositif de façonnage comprend une entrée par laquelle le sable à l'état fondu entre dans le dispositif de façonnage et un dispositif de réception du sable à l'état fondu provenant de l'entrée, le dispositif de réception étant mobile par rapport à l'entrée pour permettre de façonner un bloc artificiel à partir 15 du sable à l'état fondu. Selon un mode de réalisation, le dispositif de façonnage est adapté à façonner des blocs artificiels pouvant être assemblés les uns aux autres. La présente invention propose également un véhicule, marin ou terrestre, comprenant un système tel que décrit ci-avant. 20 Selon un mode de réalisation, le véhicule comprend également l'un ou plusieurs parmi un dispositif de récupération du sable à l'état granuleux, un dispositif de convoyage du sable à l'état granuleux jusqu'au dispositif de chauffage, un dispositif de convoyage du sable à l'état fondu d'une sortie du dispositif de chauffage à une entrée du dispositif de façonnage, un dispositif de refroidissement du bloc artificiel et 25 un dispositif de positionnement du bloc artificiel dans une position finale. Selon un mode de réalisation, le véhicule et/ou le système de production de bloc artificiel fonctionne partiellement ou en totalité avec de l'énergie solaire. La présente invention propose également un procédé de production de blocs artificiels destinés à être disposés dans une position immergée et/ou émergée par 30 rapport à la surface d'un milieu marin, comprenant les étapes consistant à approvisionner en sable à l'état granuleux un dispositif de chauffage, à chauffer le sable à l'état granuleux à l'aide du dispositif de chauffage pour obtenir du sable à l'état fondu et à façonner un bloc artificiel à partir du sable à l'état fondu obtenu par le dispositif de chauffage. 35 Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape, antérieure à l'approvisionnement en sable à l'état granuleux, consistant à récupérer du sable à l'état granuleux dans une zone d'ouvrage située au fond d'un milieu marin, et une 3035887 3 étape, postérieure au façonnage de blocs artificiels, consistant à disposer le bloc artificiel dans une position finale située dans la zone d'ouvrage. L'invention propose en outre une utilisation de blocs artificiels façonnés à partir de sable à l'état fondu pour la réalisation de récifs artificiels ou d'éléments de digue 5 artificielle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés. La figure 1 représente un schéma d'une barge dans un milieu marin, incorporant 10 un système de production de bloc artificiel. La figure 2 représente un schéma en coupe d'une vue en perspective d'un milieu marin dans lequel sont disposés des récifs artificiels. La figure 3 représente un ordinogramme présentant le système et le procédé de production de bloc artificiel. 15 En référence à la figure 1, il est proposé un système de production 12 de bloc artificiel 14 destiné à être disposé dans un milieu marin 16. Il est également proposé un véhicule marin ou terrestre, notamment une barge 10, sur lequel un système de production 12 de bloc artificiel 14 est disposé. Il est en outre proposé un procédé de production d'un tel bloc artificiel 14. 20 Le système de production 12 est ici intégré à une barge 10 apte à être déplacée sur l'eau. Le déplacement de la barge 10 peut être réalisé au moyen d'un système motorisé intégré à la barge 10 ou bien au moyen d'un dispositif extérieur, par exemple un ou plusieurs bateaux. Le dispositif extérieur peut être prévu sous le forme de deux bateaux amarrés de chaque côté de la barge 10 et permettant de mouvoir la barge 10 25 dans le milieu marin 16. De manière alternative, les bateaux peuvent être disposés à l'avant de la barge 10 pour la tracter ou à l'arrière de la barge 10 pour la propulser. Les blocs artificiels 14 produits par le système de production 12 ont pour fonction l'aménagement, la construction, la reconstruction et/ou le développement de zones marines. En particulier, les blocs artificiels 14 peuvent prendre la forme de 30 récifs artificiels ou d'éléments de digue artificielle. En référence à la figure 2 représentant des blocs artificiels 14 utilisés comme récifs artificiels, les blocs artificiels 14 ont été disposés dans une position immergée par rapport à la surface de l'eau. Les blocs artificiels 14 réalisent ici une barrière artificielle permettant notamment d'isoler des courants marins ou des prédateurs une 35 zone isolée 18. Selon la finalité des récifs artificiels installés, les blocs artificiels 14 peuvent être alternativement disposés de manière non-alignée ou de manière à former une barrière discontinue. 3035887 4 Lorsque les blocs artificiels 14 sont utilisés comme éléments formant une digue artificielle, une partie des blocs artificiels 14 est immergée, l'autre partie étant émergée ou superposée sur cette première partie. Dans ce cas, les blocs artificiels 14 permettent notamment d'isoler des vagues et courants marins une zone isolée 18 5 pouvant notamment servir de mouillage ou de port. En référence à la figure 3, le système de production 12 de bloc artificiel 14 comprend un dispositif de récupération 20 du sable à l'état granuleux. Le dispositif de récupération 20 peut consister en une pompe associée à un tuyau orientable permettant d'aspirer du sable à l'état granuleux au fond du milieu marin ou sur une plage 10 environnante. De manière alternative à l'utilisation d'une pompe et d'un tuyau orientable, le dispositif de récupération 20 peut consister en une vis d'Archimède disposée entre la barge 10 et le fond du milieu marin. Pour garantir un meilleur équilibre du milieu marin 16, il est préférable de récupérer le sable à l'état granuleux au fond du milieu marin 16, dans une même zone d'ouvrage que celle où les blocs 15 artificiels 14 sont destinés à être positionnés. De plus, une récupération du sable à l'état granuleux au fond du milieu marin 16 plutôt que sur une plage environnante permet d'éviter, d'une part, d'occasionner une gêne ou un déséquilibre de la faune et de la flore côtière et, d'autres part, de dénaturer les plages environnantes pour les utilisateurs. De manière alternative, le système de production 12 peut prévoir un 20 approvisionnement total ou partiel en sable à l'état granuleux par des sources extérieures au milieu marin 16. Le système de production 12 comprend également un dispositif de chauffage 22 du sable à l'état granuleux pour obtenir du sable à l'état fondu. Le système de production 12 comprend également un premier dispositif de convoyage du sable à 25 l'état granuleux du dispositif de récupération jusqu'au dispositif de chauffage 22. Le premier dispositif de convoyage peut prendre la forme d'un tapis roulant disposé sur la barge 10. Pour obtenir du sable à l'état fondu, le dispositif de chauffage 22 est capable de faire monter la température du sable jusqu'à une température d'au moins 1500°C. Pour pallier au manque d'homogénéisation du chauffage du sable et ainsi 30 garantir une fonte uniforme du sable, le dispositif de chauffage 22 est de préférence capable de faire monter la température du sable jusqu'à une température d'au moins 2000°C. Le dispositif de chauffage 22 comprend un ou plusieurs fours permettant d'obtenir le sable à l'état fondu. L'utilisation de plusieurs fours disposés 35 successivement sur le trajet du sable permet de réaliser une montée en température progressive du sable. De plus, l'utilisation de plusieurs fours permet, pour une température finale donnée du sable, de choisir des fours d'une capacité individuelle 3035887 5 plus faible que dans un dispositif de chauffage 22 où un seul four est utilisé. Ceci est particulièrement avantageux dans le cas de fours alimentés par énergie solaire car la température maximum à laquelle un four individuel à énergie solaire est capable de faire monter le sable dépend de son encombrement, en particulier de la taille du 5 panneau réflecteur des rayons du soleil ou de la lentille utilisé. Pour diminuer les coûts qui sont associés à son utilisation, le dispositif de chauffage 22 fonctionne grâce à l'énergie solaire. Dans ce cas, le dispositif de chauffage 22 comprend un ou plusieurs four solaire, un ou plusieurs four incorporant une lentille de Fresnel ou une combinaison de ces deux types de fours. 10 On entend par four solaire un four incorporant un panneau réflecteur du rayonnement du soleil pour faire converger ceux-ci vers une zone de chauffage du sable. On entend par une lentille de Fresnel une lentille comportant une pluralité de surfaces de réception du rayonnement solaire de même courbure, séparées par des 15 discontinuités et permettant d'obtenir une distance focale réduite par rapport à une lentille convexe ayant une surface de réception du rayonnement solaire continue et un même diamètre extérieur que ladite lentille de Fresnel. L'utilisation d'une lentille de Fresnel dans un four permet également, lorsque la barge 10 se penche à cause des vagues, de conserver une meilleure réception du rayonnement solaire que dans le cas 20 d'une utilisation d'un four solaire. Pour optimiser la réception du rayonnement solaire, la barge 10 peut être raccordée à un système d'orientation de la barge 10 ou bien des panneaux solaires pour permettre aux panneaux solaires d'être toujours disposés face au soleil. Un tel système d'orientation consiste par exemple en plusieurs points d'ancrage de la barge 25 10 au fond du milieu marin 16 répartis autour de la barge 10 et reliés à un treuil par des câbles, le treuil permettant d'enrouler et de dérouler les câbles pour orienter la barge 10. Pour diminuer davantage les coûts liés à l'alimentation du système de production 12 et du déplacement de la barge 10, la barge 10 et/ou le système de 30 production 12 peuvent être adaptés à fonctionner partiellement ou en totalité avec de l'énergie solaire. Pour cela, la barge 10 peut être raccordée à des panneaux solaires disposés sur ou à proximité de la barge 10 ou sur les bateaux permettant de mouvoir la barge 10. De plus, le système de production 12 peut prévoir un dispositif permettant 35 d'égoutter le sable à l'état granuleux récupéré par le dispositif de récupération 20 pour enlever l'excédent d'eau présent. Ce dispositif permettant d'égoutter le sable peut consister en un tamis ou une toile disposée sur le trajet du sable à l'état granuleux vers 3035887 6 le dispositif de chauffage 22. L'excédent d'eau peut également être enlevé par évaporation au moyen d'un premier four du dispositif de chauffage 22. Le système de production 12 comprend également un dispositif de façonnage 24 de blocs artificiels 14 à partir du sable à l'état fondu obtenu par le dispositif de 5 chauffage 22. Un deuxième dispositif de convoyage du sable à l'état fondu d'une sortie du dispositif de chauffage 22 à une entrée du dispositif de façonnage 24 peut également être prévu. Pour simplifier la chaine de production de bloc artificiel 14 et donc en diminuer le coût de fabrication, les premier et deuxième dispositifs de convoyage peuvent être un seul et même tapis roulant ou bien une succession de tapis 10 roulant formant un trajet pour le sable. Le dispositif de façonnage 24 comprend une entrée par laquelle le sable à l'état fondu est convoyé par le deuxième dispositif de convoyage et un dispositif de réception pour recevoir le sable à l'état fondu provenant de l'entrée. Le dispositif de réception peut être de la forme d'un plateau ou d'un réceptacle permettant apte à 15 recevoir le sable à l'état fondu. Pour permettre de façonner un bloc artificiel 14 à partir du sable à l'état fondu provenant de l'entrée du dispositif de façonnage 24, le dispositif de réception est mobile par rapport à cette entrée. La mobilité du dispositif de réception par rapport à cette entrée, associée à un écoulement continu du sable à l'état fondu, permet de choisir où le sable à l'état fondu est déposé de sorte qu'un bloc 20 artificiel 14 de forme prédéterminée et complexe peut être façonné. Ainsi, la forme des blocs artificiels 14 produits par le système de production 12 peut être adaptée à la reconstruction et la protection de la biologie marine environnante. En effet, un tel dispositif de façonnage 24 permet le façonnage d'évidements, de formes courbes ou encore de discontinuités sur la surface extérieure du bloc artificiel 14 permettant ainsi 25 à la faune ou la flore environnante d'interagir de manière plus aisée avec le bloc artificiel 14. Le système de production 12 comprend également un dispositif de positionnement 26 des blocs artificiels 14 dans une position finale. Le dispositif de positionnement 26 peut consister une grue disposée sur la barge 10 ou bien un pont 30 roulant flottant équipé d'un treuil et d'un moyen de préhension du bloc artificiel 14. On entend par pont roulant une poutre le long de laquelle un treuil est capable de se déplacer. Pour permettre un meilleur positionnement des blocs artificiels 14, les blocs artificiels 14 sont de préférence posés au fond du milieu marin 16 plutôt que lâchés de la surface de l'eau. De plus, pour faciliter le positionnement des blocs artificiels 14, 35 une caméra peut être prévue de manière à pouvoir observer la zone d'ouvrage où les blocs artificiels 14 sont destinés à être positionnés. 3035887 7 De plus, pour limiter l'impact des courants marins sur blocs artificiels 14, les blocs artificiels 14 sont façonnés dans des formes spécifiques permettant de réduire les efforts supportés par les blocs artificiels 14. Par exemple, les blocs artificiels 14 peuvent avoir une forme pyramidale ou une section en forme de triangle pour limiter 5 la tramée induite par les courants marins sur les blocs artificiels 14. De plus, pour permettre aux blocs artificiels 14 façonnés d'avoir une meilleure tenue une fois positionnés dans leur position finale, le dispositif de façonnage 24 est adapté à réaliser des bloc artificiels 14 pouvant être assemblés entre eux. Les blocs artificiels 14 peuvent être réalisés en complémentarité de forme de manière à pouvoir 10 être assemblés. Cette complémentarité de forme est obtenue grâce à la mobilité du dispositif de réception par rapport à l'entrée du dispositif de façonnage 24, associée à un écoulement continu du sable à l'état fondu. D'autres formes permettant l'assemblage des blocs artificiels 14 peuvent être prévues. Notamment, les blocs artificiels 14 peuvent être pourvus de surfaces obliques permettant de faciliter la mise 15 en position de blocs artificiels 14 par rapport à un bloc adjacent. Il est également proposé un procédé de production 30 de blocs artificiels 14, notamment un récif artificiel ou un élément de digue artificielle, destiné à être disposé dans une position immergée et/ou émergée par rapport à la surface du milieu marin 16. Le procédé de production 30 comprend une étape de récupération S300 de sable à 20 l'état granuleux et une étape d'approvisionnement S310 du dispositif de chauffage 22 en sable à l'état granuleux. Le procédé de production 30 comprend ensuite une étape de chauffage S320 du sable à l'état granuleux à l'aide du dispositif de chauffage 22 pour obtenir du sable à l'état fondu, puis une étape de façonnage S330 de blocs artificiels 14 est réalisée à partir du sable à l'état fondu obtenu par le dispositif de 25 chauffage 22. Enfin, le procédé de production 30 comprend une étape de disposition S340 du bloc artificiel 14 dans une position finale. Pour permettre de réduire l'impact de la production des blocs artificiels 14 sur une zone d'ouvrage, le sable à l'état granuleux est récupéré au même endroit que la zone d'ouvrage où sont disposés les blocs artificiels 14. 30 Les blocs artificiels 14 produits le système 12 et le procédé 30 de production permettent de produire des blocs artificiels 14 réalisés uniquement à partir d'un matériau présent au niveau de la zone d'ouvrage où sont disposés les blocs artificiels 14. Ceci permet de fournir un milieu marin 16 avec des blocs artificiels 14 permettant de remplir des fonctions d'aménagement, la reconstruction et/ou le développement de 35 zones marines tout en préservant le milieu marin de risques écologiques dus aux matériaux utilisés. De plus, le système 12 et le procédé 30 de production ne comportent pas d'étapes de fabrication déportées, notamment en usine, ou de transport 3035887 8 du bloc artificiel 14 depuis l'extérieur vers l'intérieur du milieu marin 16 de sorte que la production est facilitée et le coût de cette production est réduit par rapport aux procédés connus. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et au mode de 5 réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. En particulier, le système de production 12 peut être disposé sur ou intégré à un véhicule terrestre, plutôt que marin, apte à être disposé proche du milieu marin 16. De plus, le dispositif de récupération 20 de sable peut être déporté du véhicule 10 marin ou terrestre et uniquement relié au véhicule par le premier dispositif de convoyage. Dans ce cas, le premier dispositif de convoyage peut être un tapis roulant disposé sur un bras flottant reliant le véhicule au dispositif de récupération 20. De plus, le premier dispositif de récupération 20 peut comporter une pluralité d'ensembles composés d'une pompe et d'un tuyau orientable pour permettre une 15 meilleure récupération du sable à l'état granuleux. Dans ce cas également, ces ensembles peuvent être déportés du véhicule et relié à celui-ci par des bras flottant supportant le premier dispositif de convoyage. Dans le cas d'une barge 10, l'utilisation d'un bras flottant permet également de renforcer la stabilité de la barge 10 en améliorant les appuis de la barge 10 sur la surface de l'eau. 20 De plus, le système de production 12 peut comporter un dispositif de refroidissement du bloc artificiel 14 avant qu'il ne soit pris en charge par le dispositif de positionnement 26. Le dispositif de refroidissement peut être de la forme d'un ou plusieurs ventilateurs dirigé vers les blocs artificiels 14. Par ailleurs, le véhicule marin ou terrestre peut comporter une zone de stockage 25 des blocs artificiels 14 permettant aux blocs artificiels 14 de refroidir, de manière forcée ou non, ou d'être assemblés entre eux par des moyens de fixation. Il est également possible de prévoir, une fois les blocs artificiels 14 disposés dans leur position finale, un apport d'algues par-dessus les blocs artificiels 14 pour permettre de renforcer la liaison entre les blocs artificiels 14 de sorte qu'ils ne se déplacent pas. 30 De manière alternative à l'énergie solaire, le système de production 12 peut également être alimenté en énergie électrique par un groupe électrogène présent sur le véhicule ou par tout autre moyen permettant la production d'énergie. De manière alternative à un four fonctionnant grâce à l'énergie solaire, le dispositif de chauffage 22 peut comporter tout type de four permettant de monter la 35 température du sable à l'état granuleux à une température d'au moins 1500°C, de préférence au moins 2000°C. 3035887 9 De manière alternative à un tapis roulant, les premier et deuxième dispositifs de convoyage peuvent être de la forme d'une pluralité de récipients montés les uns après les autres sur une chaine mobile continue et fermée. Ainsi, le surplus de sable à l'état granuleux n'ayant pas réussi à être convoyé dans le dispositif de chauffage 22 est 5 directement rejeté du système de production par gravité au bout de la chaine mobile. De tels dispositifs de convoyage permettent de réduire les dépôts de sable à l'état granuleux ou fondu restant sur le dispositif de convoyage de sorte que les risques de défaillance du système de production à cause de dépôts de sable sont réduits. De plus, le système de production 12 peut comprendre un dispositif de 10 récupération de la vapeur d'eau générée par le dispositif de chauffage 22 pour former de l'eau potable. Pour cela, un échange thermique est réalisé entre la vapeur d'eau générée et l'eau présente dans le milieu marin pour faire se condenser la vapeur d'eau générée. Par ailleurs, le système de production peut être utilisé pour façonner des 15 éléments de construction de route, d'habitation ou de toute autre structure pouvant être réalisée en élément à base de sable à l'état fondu. Dans cette application, un véhicule marin intégrant le système de production pourrait être capable d'approcher une zone de construction et fournir des éléments de construction, par exemple des parpaings façonnés par le système de production. 20