Brevet FR3037004A1 — publié le 20161209

DISPOSITIF AMPHIBIE DE COLLECTE, DE CONVOYAGE ET DE STOCKAGE DES ALGUES TELLES QUE LES SARGASSES . Introduction Les sargasses (essentiellement les variantes fluitans et natans), représentent un problème environnemental économique et sanitaire pour les zones côtières et littorales de tout l'arc caribéen, et d'Amérique centrale. Depuis les premiers échouages sporadiques des années 2011, jusqu'aux derniers épisodes d'une rare amplitude, les sargasses s'amoncellent de plus en plus régulièrement et intensivement sur les littoraux de ces zones américaines. En bandes continues de plusieurs dizaines de mètres de large, elles ont un impact désastreux pour la faune et la flore de nos côtes. Le déboisement intensif amazonien au profit de cultures et d'élevages latifundiaires, gourmands en engrais et produits chimiques de toutes sortes produit une multitude de déchets qui arrivent à l'océan par ruissellement. Conséquence directe du réchauffement climatique et de la pollution des océans résultant du déboisement, le cycle des sargasses, qui semble se mettre en place, se manifeste par la dérive de bancs de plusieurs kilomètres de long, cultures mobiles monstrueuses, dopées par la pollution et nurserie pour de nombreux poissons dont les bien encombrants poissons-lions. Les courants marins semblent désormais les conduire sur nos côtes avec une très grande régularité. Au-delà du coût économique résultant de ce véritable blocus végétal, qui empêche la navigation d'embarcations légères, dont celles des marins pêcheurs et qui altère le capital touristique de ces régions, la décomposition de ces algues échouées et de leur faune endémique, génère un problème sanitaire important, en raison des émanations de gaz toxiques tels que le sulfure d'hydrogène, l'ammoniaque, etc. Cela entraîne de graves irritations des yeux et des voies respiratoires chez certains riverains et un réel danger de mort pour les plus téméraires qui oseraient s'aventurer trop près de ces fermentoirs géants à ciel ouvert. Les solutions de ramassage mécanisé de ces algues faisant appel à des engins d'origine agricole ou de terrassement, à l'instar de ceux utilisés en Europe pour lutter contre les algues vertes, sont les premières tentatives expérimentées contre ce mal envahissant. À terme, le remède risque d'être pire que le mal. Le littoral particulier de ces régions, ainsi que sa faune et sa flore, supporte que très difficilement le passage régulier d'engins agricoles ou de terrassement. Certaines associations écologiques commencent à s'insurger contre de telles approches en Bretagne (http://www.lemarin. fr/articles/detail/items/une-association-denonce-le-ramassagedalgues-verte s-dans-le-rideau-en-baie-de-douarnenez.html). Se pose également le problème des sargasses et des algues en générales, une fois ramassées. Les mettre en décharge représente un coup prohibitif pour la collectivité, avec un impact environnemental important. Les solutions de compostage mises en avant pour leur valorisation ne peuvent absorber les tonnes d'algues rejetées sur les côtes avec un modèle économique fiable. In fine, le coût des solutions d'urgence prises pour faire face à ce problème n'est pas supportable dans la durée. À moyen et long terme, d'autres solutions plus durables doivent être envisagées avec une approche globale, incluant la collecte et la valorisation. Des méthodes de valorisation existent déjà, des méthodes utilisant les algues 3037004 2 vertes et potentiellement les sargasses pour produire des bio-plastiques. Nous développons également une nouvelle méthode de transformation des algues en charbon actif à partir d'un procédé de pyrolyse-torréfaction solaire micro-ondes et activation des charbons par gazéification partielle notamment 5 gazéification cyclonique selon les procédés décrit dans deux brevets N°W02009098375A1 et N°US8388706. Cette nouvelle méthode comprend : -une étape de pressage, pour éliminer l'eau notamment avec des presses à bande, 10 -une étape de pyrolyse-torréfaction, éventuellement dans un four solaire ou solaire micro-ondes, -une étape de gazéification partielle pour l'activation des charbons, éventuellement dans un réacteur de gazéification cyclonique, avec application de plasma (gaz ionisé et activé) pour l'apport de groupements chimiques divers à la 15 surface des charbons tel que phosphate, souffre, oxygène, azote, métaux de transition tel que Paladium, platine, titane, nickel, tantale etc. Cette méthode permet ainsi de valoriser les biomasses en charbon végétal, charbons actifs et/ou en électricité par turbinage après gazéification des substrats. Cela en minimisant les pollutions atmosphériques par des sulfures, des composés 20 azotés et autres dioxines, ou par des sprays chlordéconés, qui peuvent être contenus dans les algues. En effet, les technologies de plasma mixte développées permettent de détruire ou d'éviter la formation des polluants atmosphériques habituellement rencontrés dans les technologies d'incinération, de pyrolyse ou de gazéification classique. 25 En amont de ces différents procédés de valorisation, les sargasses peuvent être dessalées, par rinçage à l'eau douce, notamment au niveau de barrages filtrant l'eau des rivières ou à l'aide de filtres composés de sargasses fraîches. Cette stratégie permet en plus du dessalement des sargasses, d'accumuler dans la 30 sargasse, par osmose, diffusion passive ou active, des espèces chimiques présentes dans l'eau, tel que composés organo-chlorés, pesticides désherbants etc. et notamment les composés chlordéconés . Cette approche permet donc de fixer dans les algues au moment du dessalement des polluants, qui seront détruits à l'étape de valorisation. 35 Quelque soit la méthode de valorisation retenue pour les sargasses et les algues dérivantes en général, se pose le problème d'une collecte ou du ramassage des algues notamment en zones côtières et littorales, respectueux de l'environnement apportant à la fois des solutions pour l'approvisionnement de 40 filières de valorisation des algues, et une contribution significative pour solutions durables préventives et/ou curatives au problème de l'échouage des sargasses. Toutes filières de valorisation des sargasses et des algues en général, souhaitant apporter une solution durable au problème environnemental que 45 posent ces algues, doit donc se mettre en place une stratégie de collecte comprenant deux volets. -Un volet préventif à l'échouage des algues comprenant essentiellement la prévision des périodes d'échouage, la trajectoire et le volume des plaques 50 dérivantes, et les sites putativement impactés. Cela grâce à des techniques de prévisions fondées sur l'analyse d'images satellites, couplées à des méthodes de 3037004 3 collecte en mer des algues avant l'échouage et/ou de protection des sites d'échouage. -Un volet curatif qui, le cas échéant, permet le ramassage des algues échouées ou à fleur de rivage sans détérioration de l'environnement, au moyen de matériels 5 et de techniques de ramassage mécanisé respectueux des sols fragiles que représentent les rivages et les plages. Le ramassage est suivi d'un nettoyage in situ des algues, afin de les débarrasser du sable dans le but d'une valorisation plus aisée (ce volet faisant l'objet d'une procédure de protection industrielle). 10 1) Dans ce cadre, nous proposons un dispositif amphibie de collecte et de stockage et de convoyage des algues telles que les sargasses comprenant : -des moyens de collecte amphibie Fig1, Fig2, des algues Fig1, Fig2, incluant au moins une étape de capture et d'aspiration des algues tels que lesdites algues 15 sont sur une plage, un littoral, en pleine mer, -des moyens de convoyage des dites algues comprenant au moins un tuyau dans lequel une dépression ou un gradient de pression moteur est au moins en partie généré, par la circulation d'un mélange quelconque d'air et d'eau. Ladite dépression et la circulation du mélange quelconque air/eau sont 20 préférentiellement générées par l'action d'au moins un dispositif venturi tel que l'action d'une combinaison quelconque d'air, eau, dépression permet la progression desdites algues au travers du tuyau jusqu'à un réservoir souple . -des moyens de stockage des algues comprenant un réservoir à parois souples 25 flottant à la surface ou entre deux eaux tels que le réservoir comprend au moins une entrée et au moins une sortie tel que un flux d'un mélange quelconque air /eau puisse circuler entre l'entrée et la sortie, et tel que le réservoir comprend au moins un filtre, disposé en amont de la sortie, capable de laisser circuler l'eau ainsi que le sable en suspension et d'arrêter les algues de manière à les retenir 30 dans le réservoir, typiquement un filtre avec un maillage compris entre 500pm et 1 cm, de manière à ce que les algues puissent être désensablées. 2) Dans un mode de réalisation particulier l'étape de capture et d'aspiration est assurée par un dispositif de collecte amphibie Fig1, Fig2 qui comprend un module 35 muni d'au moins deux roues motrices 1, préférentiellement motorisées indépendamment par des moteurs hydrauliques 2 éventuellement électriques. Dans certains modes de réalisation les roues peuvent être remplacées ou complétées de chenilles. Les roues permettent au module de collecte de se déplacer et d'être dirigé sur la 40 terre. Dans un mode de réalisation préférentiel ledit module comprend également un rouleau horizontal tournant autour de son axe 3, préférentiellement par l'action d'un moteur hydraulique 2 ou éventuellement électrique. Ledit rouleau comprend au moins un fanon 4 implanté perpendiculairement à l'axe du rouleau horizontal, tel que fils en matière synthétique, lames ou ballets souples en téflon ou toute 45 autre matière synthétique, de manière qu'en tournant les fanons soulèvent les algues du sol pour les propulser vers l'intérieur du module et éventuellement les déchiqueter en fonction de la vitesse de rotation appliquée au rouleau. Dans certains modes de réalisation, en arrière du rouleau horizontal, sont disposés en vis-à-vis l'un de l'autre deux rouleaux verticaux 5 tournant autour de leur axe, en 50 sens inverse de manière à accélérer les algues soulevées par le rouleau horizontal vers l'intérieur du module. Les rouleaux verticaux peuvent également disposer de 3037004 4 fanons 4. En arrière des rouleaux verticaux est disposé un orifice 6 d'un diamètre compris entre 5 et 50 cm communiquant avec l'entrée d'un tuyau dans lequel est appliqué un gradient de pression de manière que les algues soient aspirées à l'intérieur du tuyau. 5 3) Dans certains modes de réalisation, le module de collecte amphibie est muni de flotteurs 7 tel que dans l'eau le rouleau horizontal 3 se trouve au dessous du niveau de l'eau de telle sorte qu'en tournant les algues soit propulsées vers l'intérieur du module et éventuellement partiellement déchiquetées. Dans un mode 10 de réalisation préférentiel, le module amphibie de collecte comprend au moins un propulseur 8, préférentiellement deux propulseurs disposés de part et d'autre du module amphibie de collecte tels que turbine, buse de propulsion par jet d'eau permettant le déplacement et la direction du module amphibie de collecte dans l'eau grâce aux variations éventuellement différentielles de pression et/ou des 15 débits entre les deux propulseurs de part et d'autre du module de collecte. Dans les modes de réalisation particulier à un propulseur un gouvernail additionnel pourra être ajouté. 4) Dans un mode de réalisation particulier un grille de protection 9, composé 20 de barres verticales espacées d'une distance inférieure à l'écartement entre les deux rouleaux verticaux, est disposé à l'avant du module amphibie de collecte de manière à ce que ledit module ne puisse happer des objets d'une taille supérieure à l'écartement entre les deux rouleaux supérieurs. 25 5) Dans un mode de réalisation préférentiel l'orifice du fond du module amphibie de collecte et l'entrée du conteneur souple de stockage est relié par un tuyau souple ou tuyau de convoyage 10, ou convoyeur, de longueur comprise entre 50 cm et 5km préférentiellement comprise en 30 et 100 mètres et de diamètre compris entre 5 et 50 cm préférentiellement 10cm. La paroi du tuyau de 30 convoyage sera préférentiellement en matériau synthétique souple maintenue ouvert grâce à une armature préférentiellement métallique en spirale. Une dépression ou un gradient de pression moteur d'aspiration allant du module de collecte amphibie vers le conteneur de stockage est appliqué dans le tuyau de sorte que les algues soient convoyées du module amphibie de collecte jusqu'au 35 conteneur de stockage à parois souples. La dépression du tuyau de convoyage sera obtenue par tout moyen permettant de produire une dépression ou tout moyen d'aspiration. De manière préférentielle le gardien de pression moteur du convoyeur comprend l'action d'au moins un tube venturi 11 implanté dans le convoyeur tel que un mélange quelconque d'air et d'eau sous pression comprise entre 1 et 1000 bar 40 soit introduit par les perçages latéraux du tube venturi 12. Dans un mode de réalisation particulier des tubes d'aspiration venturi son régulièrement disposés le long du tuyau de convoyage, par exemple tout le 2 à 10m, de manière à générer et à entretenir la dépression tout au long du tube de convoyage. Le tuyau de convoyage comprend alors plusieurs parties connectées par des tubes 45 d'aspiration venturi. Les tubes d'aspiration venturi seront des tubes préférentiellement de diamètre compris entre 5 et 20 cm sur lesquels les segments de tube de convoyage sont connectées. Les tubes d'aspiration venturi sont munis d'au moins un perçage latéral 12 dans leur paroi tel que l'axe du perçage soit sécant à un plan passant par l'axe principal du tube d'aspiration 50 venturi et d'un diamètre inférieur au diamètre principale du tube d'aspiration venturi. Au travers des perçages est injecté un mélange quelconque d'eau et d'air sous 3037004 5 pression par exemple à une pression comprise entre 1,5 et plus de 60 bars. Le mélange injecté dans un tube d'aspiration venturi au travers du au moins un perçage latéral crée un gradient de pression permettant de faire avancer les algues et l'eau dans le tuyau de convoyage. Dans certains modes de réalisation les 5 perçages sont percés de manière à appliquer un mouvement de rotation dans le sens de l'armature spiralée du tube de convoyage. 6) Dans certains modes réalisation plusieurs tube d'aspiration venturi disposés en parallèle sont connectés à un section du tuyau de convoyage. 10 7) Dans un mode de réalisation particulier, le tuyau de convoyage 10 comporte à des positions régulières des flotteurs et/ou des roues multi-directionnelles permettant de soutenir et de déplacer le tuyau de convoyage dans l'eau et sur le sol. Dans un mode de réalisation préférentiel, les roues et les flotteurs 13 seront 15 confondus en un roue multi-directionnelle flottante 14 qui fera office de flotteur dans l'eau et de roue unidirectionnelle sur le sol. 8) Dans un mode de réalisation particulier le réservoir à parois souples 17 sera muni d'au moins 2 ouvertures préférentiellement à des positions opposées 20 l'une de l'autre. Une des ouvertures l'entrée 18 sera préférentiellement positionnée en position haute ou médiante du réservoir, alors que l'autre ouverture sortie 19 sera disposée en position basse du réservoir. Un filtre 20 sera par exemple disposé dans l'ouverture en position basse. Le filtre aura un maillage suffisamment serré pour retenir les algues et suffisamment lâche pour laisser passer le sable et l'eau. 25 Le filtre peut être constitué éventuellement d'un dispositif cyclonique disposé après l'entrée ou avant la sortie. Le réservoir aura préférentiellement une forme de boudin allongé avec préférentiellement un fond oblique 21 facilitant le transit du sable vers l'ouverture en position basse. Le boudin aura une forme hydrodynamique permettant un remorquage aisé par un bateau à moteur le 30 diamètre transversal sera éventuellement ovale. Une coiffe rigide hydrodynamique 22 pourra être positionnée en avant du réservoir de stockage. Dans certains modes de réalisation le réservoir à parois souples sera équilibré par au moins un flotteur, qui peut être un boudin gonflable. Dans d'autres modes de réalisation une structure gonflable 22 est disposée à l'intérieur du réservoir à parois souples afin 35 de le structurer, par exemple une grille gonflable disposée en partie médiante du réservoir à parois souples. Dans certains modes de réalisation une membrane de filtration, filtre, filet 23, est implantée sur la grille gonflable disposée en partie médiante du réservoir à parois souples. 40 Dans un mode de réalisation préférentiel le tuyau de convoyage est disposé entre le module de collecte amphibie et l'entrée haute ou médiante du réservoir à parois souples. Les algues sont dirigées par le module de collecte amphibie vers l'entrée du tuyau 45 de convoyage, puis aspirées par ce dernier jusqu'à l'entrée médiante ou haute18 du réservoir de stockage à parois souples. Les algues flottent dans le réservoir à parois souples alors que le sable tombe dans le fond du réservoir éventuellement au travers du filet 23 en position médiante et dirigées vers l'ouverture en position basse 19 en partie par l'eau circulant vers cette dernière ouverture et évacuées au 50 travers du filtre éventuellement disposé à cet endroit. 3037004 6 9) Dans certains modes de réalisation un tuyau de retour 25 est disposé entre l'ouverture en position basse 19 du réservoir à parois souples, et l'arrière du module de collecteur amphibie. L'eau et le sable sortant du réservoir à parois souples est conduit par aspiration à l'arrière du module de collecte. Le tuyau de 5 retour aura les mêmes propriétés du tuyau de convoyage notamment pour la génération du gardien de pression moteur. Dans ce mode de réalisation le sable prélevé sur la plage en mode de collecte terre est ramené à l'arrière du module par la circulation de l'eau après la collecte. 10 10) Dans certains modes de réalisation le mélange quelconque d'eau et d'air sous pression injecté au travers des perçages latéraux du tube d'aspiration venturi provient d'une turbine hydraulique tel que une turbine de jet ski ou la turbine d'un flyboard comme une « alimentation jetpack ». Un distributeur disposé en sortie de turbine distribue le jet d'eau au différents tubes d'aspiration venturi et 15 éventuellement aux différents moteurs hydraulique du dispositif, de manière à créer un gradient de pression et un courant d'eau permettant de convoyer les algues dans le tuyau de convoyage et le tuyau de retour. 11) Dans certains modes de réalisation des vannes et connecteurs rapides de 20 tuyaux sont disposés au niveau des ouvertures haute ou médiante et basse du réservoir de stockage à parois souples. Les vannes et les connecteurs rapides permettent de déconnecter le réservoir du convoyeur et du tuyau de retour et de le refermer pour son remorquage par un bateau à moteur. En fermant uniquement la vanne en aval du filtre il est possible de vider le réservoir de l'eau qu'il contient. 25 Dans certains modes de dispositif, une pompe à vide hydraulique à venturi est installée au niveau de la sortie basse du réservoir de stockage. 12) Dans certains modes de réalisation le remorquage du réservoir de stockage et réaliser par un bateau à moteur couplé à un jet ski, grâce à un kit de couplage 30 qui permet le couplage soit un couplage rigide en enfilade entre le bateau à moteur et le jet ski et qui permet de coupler la direction et la puissance du jet ski à celles du bateau telles que guidon ou volant du jet ski ainsi que la manette des gaz soit couplés au mécanisme de direction de bateau et/ou mécanisme d'accélération du bateau, tel que le jet ski additionne sa puissance au bateau pour réaliser le 35 remorquage. 40 LEGENDES DE L'ENSEMBLE DES FIGURES 45 1) roue motrice 2) moteur Hydraulique 3) rouleau horizontal tournant autour de son axe 4) fanon implanté perpendiculairement à l'axe du rouleau tel que fils en matière synthétique, lames ou ballets souples en téflon ou tout autre 50 matière synthétique 5) rouleaux verticaux tournant autour de leur axe 6) Sortie Module amphibie de collecte 3037004 7 7) flotteur 8) propulseur 9) grille de protection 10) tuyau de convoyage, ou convoyeur 5 11) tube d'aspiration venturi 12) perçages latéraux du tube venturi 13) flotteur et roue latérale de roue multi-directionnelle flottante 14) roue multi-directionnelle flottante 15) roue principale de roue multi-directionnelle flottante 10 16) pallier en matière synthétique tel que téflon 17) réservoir à parois souples 18) ouvertures entrée 19) ouverture sortie 20) filtre 15 21) fond oblique 22) coiffe rigide hydrodynamique 23) structure gonflable 24) fillet 25) tuyau de retour 20 A coute transversal avant B coute transversal premier tiere C coupe tranversale deuxième tiere D coupe transversal dernier tière E vue de haut 25 F coupe pariétal premier tière REVENDICATIONS1) Dispositif amphibie de collecte, de convoyage et de stockage des algues 5 caractérisé en ce qu'il comprend, un module amphibie de collecte des algues (Fig1-A-B-C,Fig2-D-E-F) disposant de moyens pour se déplacer en mer (8) et sur terre (1), un réservoir de stockage à parois souples (17) comprenant au moins deux (18,19) ouvertures, dont au moins l'une d'elle (18) est reliée à un collecteur par un convoyeur (10) comprenant au moins un tuyau dans lequel une dépression 10 est au moins en partie générée, par la circulation d'un mélange quelconque d'air et d'eau, et que au moins un filtre (20) est disposé en amont de la seconde ouverture tel que ledit filtre laisse passer l'eau et le sable, mais retienne les algues. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module amphibie 15 de collecte des algues (Fig1-A-B-C,Fig2-D-E-F) comprend : -au moins un rouleau ou cylindre tournant (3,5) muni d'au moins un fanon (4) implanté perpendiculairement à l'axe du rouleau horizontal, tel que fils en matière synthétique, lames, ballets souples en téflon, matière synthétique, de manière qu'en tournant ledit rouleau et le au moins un fanon soulève, propulse vers 20 l'intérieur du module, déchiquète les algues, -au moins deux roues motrices (1), préférentiellement motorisés indépendamment par des moteurs hydrauliques (2) éventuellement électriques. -au moins un orifice (6) d'un diamètre compris entre 5 et 50 cm, disposé en position arrière dudit module communiquant avec l'entrée du convoyeur. 25 -au moins un propulseur (8) tel que turbine, buse de propulsion par jet d'eau, préférentiellement deux propulseurs disposés de part et d'autre du module amphibie de collecte, permettant ainsi simultanément sa propulsion et sa direction dans l'eau. 30 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le gradient de pression moteur du convoyeur comprend l'action d'au moins un tube venturi (11) tel que un mélange quelconque d'air et d'eau sous pression comprise entre 1 et 1000 bars soit introduit par des perçages latéraux du tube venturi. 35 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le convoyeur est muni d'au moins un flotteur (13) et d'au moins une roue multi-directionnelle (14), dans un mode de réalisation particulier le au moins un flotteur est une sous-partie de la roue multi-directionnelle. 40 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'à une des entrées du réservoir de stockage à parois souples est positionné en position haute, médiante (18), alors qu'une autre ouverture est disposée en position basse (19), le réservoir ayant préférentiellement une forme de boudin allongé (17) 45 hydrodynamique (22) permettant un remorquage aisé dans l'eau, avec préférentiellement un fond oblique (21) facilitant le transit des sables vers l'ouverture en position basse, et éventuellement équilibré par au moins un flotteur, qui peut être un boudin gonflable, une structure gonflable (23) disposée à l'intérieur du réservoir à parois souples afin de le structurer, comme une grille gonflable 50 disposée en partie médiante du réservoir à parois souples. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que un filtre (24) tel que membrane de filtration, filet, filtre est implanté sur la grille gonflable disposée en partie médiante du réservoir à parois souples. 55 7)i Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que un tuyau de retour (25) est disposé entre l'ouverture en position basse du réservoir à parois souples, et l'arrière du module de collecteur amphibie tel que 3037004 9 l'eau et le sable sortant du réservoir à parois souples sont conduits par aspiration du réservoir de stockage à parois souples jusqu'à l'arrière du module de collecte, ledit tuyau de retour aura préférentiellement les mêmes propriétés que celles du tuyau de convoyage notamment pour la génération du gradient de pression moteur. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que un mélange quelconque d'eau et d'air sous pression injecté au travers des perçages latéraux d'un tube d'aspiration venturi, provient d'une turbine hydraulique tel que une turbine de jet ski, d'un flyboard comme une « alimentation jetpack » et que ledit mélange quelconque d'eau et d'air soit éventuellement distribué à différents tubes d'aspiration venturi, moteurs hydrauliques, en sortie de turbine par des tuyères d'un distributeur disposé en sortie de turbine. 9 1) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un kit permet un couplage rigide en enfilade d'un jet ski à l'arrière d'un bateau à moteur tel que la direction et la puissance du jet ski tel que guidon, volant, manette des gaz soit couplés à la direction et au contrôle des gaz du bateau afin d'additionner la puissance du jet ski à celle du bateau pour réaliser le remorquage du réservoir de stockage à parois souples.20