CA1136060A

CA1136060A - Engin de prelevement selectif d'une couche de liquide leger a la surface d'une nappe d'eau

Info

Publication number: CA1136060A
Application number: CA000336924A
Authority: CA
Inventors: Jean Le Foll; Henry Benaroya
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-10-03
Filing date: 1979-10-03
Publication date: 1982-11-23
Also published as: SE8004062L; US4391708A; DK237380A; FR2437976B1; IT7926208A0; GB2042920A; DK149211C; DK149211B; NL7920073A; IT1123426B; WO1980000721A1; NO793162L; SE439943B; BE879171A; GB2042920B; JPS55500760A; FR2437976A1

Abstract

DEMANDE DE BREVET pour ENGIN DE PRELEVEMENT SELECTIF D'UNE COUCHE DE LIQUIDE LEGER A LA SURFACE D'UNE NAPPE D'EAU aux noms de Jean LE FOLL et Henry BENAROYA DE LA DESCRIPTION Un engin de prélèvement sélectif d'une couche de liquide léger tel qu'un hydrocarbure sur une nappe d'eau comporte une coque. Celleci comprend, à une extrémité, deux parties qui délimitent, avec une partie transversale de liaison, un bassin. Dans la partie de liaison est ménagé un conduit en charge dont la paroi supérieure est munie d'une fente de prélèvement. Ce conduit débouche à l'autre extrémité de la coque tandis que la fente débouche dans des séparateurs. L' engin est muni de moyens de propulsion permettant de le maintenir en allure de fuite devant la houle.

Description

~n~in de prélèvement sélectif d'une couche de liquide __ lé~er à la surface d'une nappe d'eau DOMAINE TECHNIQUE ET TECHNIQUE ANTERIEURE
La présente invention a pour objet un engin de prélèvement sélectif d'une couche d'un liquide léger, et notamment d'hydrocarbures, flottant à la surface d'une nappe d'eau et présente une application particulièrement importante, bien que non exclusive, constituée par la dépollution d'une zone marine souillce par une nappe d'hydrocarbures, par exemple à la suite d'un accident.
On a déjà proposé de nombreuses techniques de dépollution mais aucune ne s'est montrée réellement adaptée aux conditions réelles de travail à la mer. En particulier, on a proposé des séparateurs unitaires utilisant un vortex à axe vertical. Mais ces séparateurs sont incapables de fonctionner de facon correcte en eau libre présentant une houle ou des lames de creux important. On a également proposé un navire dont la coque est divisée, sur une partie importante de sa longueur, en deux parties écartées l'une de l'autre pour former un bassin dont le fond est muni d'une vanne de prélèvement de la partie superficielle de la nappe d'eau.
Etant donné qu'il y a rarement un interface net entre l'hydrocarbure et l'eau, en particulier du fait de l'agi-tation de la mer qui reste appréciable même au fond du bassin, on est conduit,-soit à prélever par décantation un volume de liquide énorme par rapport au volume d'hydrocarbures qu'il contient, soit à ne prélever qu'une fraction faible de la quantité totale d'hydrocarbures polluants.
La présente invention vise à fournir un engin de prélèvement sélectif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il est capable de retenir la majeure partie du liquide léger en ne retenant en même temps qu'une fraction acceptable d'eau, à fonctionner en eaux ; 35 agitées, et à s'adapter à des épaisseurs de liquide léger pouvant varier entre l mm environ et plus de 10 cm.

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Dans ce but, l'invention propose essentiellement un engin de prelèvement sélectif d'une couche de liquide leger, tel qu'un hydrocarbure, flottant à la surface d'une nappe d'eau susceptible d'être soumise à la houle, compre-nant: une coque ayant un plan median vertical dans le senslongitudinal et comportant deux parties laterales partielle-ment immergees situees a distance du plan median et une partie centrale fixee aux parties laterales, placee entre elles, faisant sa-illie vers l'avant par rapport aux parties laterales et portant des ailes deflectrices placees à une profondeur suffisante pour être immergees en permanence, lesdites ailes déflectrices étant réalisees pour créer des tourbillons dans l'écoulement le'long de la partie centrale dont l'orientation tend a diminuer la divergence des lignes d'écoulement ~ proximité de la surface libre par suite du contournement de l'engin par l'eau, lesdites parties laté-rales et ladite partie centrale coopérant pour définir des conduits d'amenée d'un écoulement d'eau et de polluant prélevé à proximité de la surface libre à des moyens sépa-rateurs.
L'engin sera généralement constitué par un naviresusceptible de rejoindre une zone d'intervention depuis un port a vitesse élevée. Il peut toutefois également être constitué par une barge semi-immergée, voire même par une plate-forme déplaçable lorsque l'intervention doit se faire en eaux profondes.
; Le conduit est avantageusement limité par une structure plafond et une structure plancher, la structure plafond imposant aux lignes de courant de l'écoulement dans la partie amont du conduit, avant la fente de prélèvement, une courbure dont la concavité est dirigée vers le haut sur une distance de plusieurs mètres.
Les carènes des parties latérales de la co~ue divergent avantageusement vers l'avant; en contrepartie, les - ' '

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parties laterales peuvent être reliees, dans leur portion inferieure, par des ailes deflectrices tendant à renvoyer les couches profondes de l'ecoulement entre lesdites parois laterales au-dessous de la paroi de liaison constituant le fond.

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BR~VE D~SCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
- les figures 1 et 2 sont des schémas de principe, en coupe verticale et en vue de dessus, de la constitu-tion générale de moyens destinés à constituer un bassin dans lequel s'atténuent les mouvements de la mer avant prélèvement, - les figures 3 et 4 sont des schémas à grande échelle, en coupe suivant un plan vertical, montrant deux constitutions d'un mécanisme de prise, - les figures 5 et 6 sont des schémas de principe, en coupe verticale et en vue de dessus, d'un dispositif d'atténuation, - la figure 7 montre schématiquement une répartition possible des séparateurs cyclone, - la figure 8 montre,en perspective,une constitu-tion possible d'un séparateur, - la figure 9 montre schématiquement, en plan, une répartition horizontale possible des différents composants dans une des parties latérales d'un engin catamaran, - les figures 10 et 11 sont respectivement une vue de dessus et une vue en coupe suivant la ligne XI-XI
de la figure lO, montrant une variante de réalisation de la partie avant de l'engin, - la figure 12, similaire à la figure 10, montre ! 30 une autre variante encore, - les figures 13, 14 et 15 sont des schémas de principe montrant une autre variante encore de réalisa-tion de la partie avant de l'engin, respectivement en vue de dessus, en coupe suivant la ligne XIV-XIV et en coupe suivant la ligne XV-XV, - les figures 16, 17 et 18 sont des schémas repré-. sentatifs d'une autre variante encore de réalisation, respectivement en vue de dessus à partir de la ligne XVI-XVI de la figure 17, cn élévation, et en coupe `' suivant la li~ne XVIII-XVIII, - les figures 19 et 20 sont des schémas montrant une autre variante encore, respectivement en coupe suivant XIX-XIX et XX-XX.
Avant de donner une description complète d'un mode de réalisation de l'engin, une étude générale de certains des moyens qui coopèrent pour assurer le prélèvement dans de bonnes conditions sera fournie.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
Les figures 1 et 2 montrent le principe de réalisation d'un bassin dans lequel la houle est atténuée de façon que le niveau de surface libre par rapport à l'entrée du conduit de prélèvement change peu~
Le barrage flottant dont la constitution de principe est représentée délimite le bassin dans lequel la houle, se propageant à vitesse V avec une longueur d'onde L, est amor-tie. Ce barrage est constitué par la coque 10 d'un engin que des moyens de propulsion permettent de déplacer, à vitesse v au plus éga.l.e à V, dans le sens de propagation de la hou].e.
La co~ue comprend, sous la houle, deux parties latérales 11 et 12 qui sont reliées par une paroi arrière formant le fond 13 d'un bassin dont la longueur 1 est nettement supérieure au quart de la longueur d'onde L de la houle. A condition que la profondeur h du bassin soit largement supérieure à la hauteur 2 H de la houle en eaux libres, la houle est forte~
ment atténuée contre la paroi 13.
Le balayage d'une zone polluée de la nappe d'eau impose le renouvellement de la masse d'eau qui se trouve dans le bassin. Ce renouvellement est assuré en prévoyant, entre le bassin et l'extrémité de l'engin qui fait face à
la houle, un conduit 14 d'évacuation qui constitue, avec le bassin, un chenal. Dans le conduit 14 est placé un organe de circulation, tel qu'une hélice 15, assurant une circulation dans le sens indiqué par les flèches f. Le conduit 14 doit avoir une section droite qui varie sans à~coups de façon que l'écoulement soit pratiq~lement uni-dimensionnel. A condition que la vitesse de circulation imposée au col du conduit 14 par l'organe 15 soit suffisante, on constate que la veine d'eau dans le conduit 14 constitue un barrage dynamique évitant que la houle se propageant dans la direction V ne vienne perturber notablement l'état de la masse d'eau dans le bassin. Dans la pratique, il suffira généralement de prévoir une section droite du col moitié de celle correspondant au tirant d'eau h.
L'oryane 15, qui peut faire partie d'un propulseur à hélice du type bulbe, peut coopérer avec des hélices classiques à la propulsion de l'engin à vitesse _.
L'entrée du conduit 14 sera placée à proximité de la surface libre, mais assez profondément pour que le conduit soit toujours en charge. A condition que la cloison 13 soit à proximité du métacentre du navire, les mouvements de tangage du navire sont pratiquement sans effet sur l'emplacement relatif de l'entrée et de la surface libre.
Les mouvements de pilonnement sont toujours limités, surtout lorsque l'engin a une longueur supérieure à une longueur d'onde de la houle. Le roulis sera faible étant donné que l'engin est en allure de fuite pendant les périodes de travail.
Dans la pratique, le conduit 14 aura généralement une section approximativement rectangulaire, au moins dans sa partie amont et la paroi transversale 13 sera constituée par une structure plafond 17 et une structure plancher 16 reliant des prolongements des parties latérales 11 et 12.
La partie plafond émerge franchement de la surface libre qui, en l'absence de tout mouvement oscillatoire de la mer, constitue une surface de courant particulière aboutis-sant à une ligne d'arret horizontale (figure 3) où
l'écoulement tourne brusquement vers le bas. La forme de la carène de la structure plafond est avantageusement pré-~ vue pour imposer au filet fluide de la partie supérieure ; de l'écoulement une courbure dirigée vers le haut sur une longueur notable, par exemple de plusieurs mètres, indiquée schématiquement par la longueur ~ sur la figure3. Dans cette zone, les forces relatives centripètes qui s'éxercent sur les éléments polluants légers s'ajoutent aux forces de gravité relatives pour rassembler le polluant vers le haut, c'est-à-dire contre la face inférieure de la structure plafond 17. L'entrée d'une fente 18 de prélè-:- .

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vement des couches supérieures de l'écoulement, suscep-tibles de contenir du liquide léger, est placée ~n aval de la zone de longueur ~. Dans le mode de réalisation de la figure 3, elle est immédiatement en aval. Il peut également être avantageux de reculer l'entrée de la fente 18 de façon importante, comme indiqué schématiquement sur la figure 4 (par exemple de plusieurs dizaines de mètres par rapport au point d'arrêt 19) pour profiter d'un effet de décantation qui permet aux goutelettes de liquide léger se trouvant dans une zone supplémentaire de se rassembler dans l'écoulement qui sera ultérieurement prélevé par la fente 18 (comrne indiqué par la zone qua-drillée sur la figure 4).
Le prélèvement par la fente 18 sera assuré par des pompes prévues de façon à entretenir au col de la fente (en 20 sur la figure 3) une dépression par rapport à la zone de l'écoulement principal située à proximité de l'entrée de la fente.
On réalise ainsi une séparation primaire, grossière, mais réduisant cependant sensiblement le débit a traiter par les separateurs.
Une disposition suivant un autre aspect de l'inven-tion permet tout à la fois d'augmenter le débit de polluant admis dans le chenal et d'épaissir la couche de liquide léger de l'entrée vers le fond du bassin, sans laisser échapper du liquide léger.
; Le débit de liquide léger polluant qui pénètre dans le chenal, entre les coques 11 et 12, est égal au produit de l'épaisseur de la nappe polluante, qui peut largement varier, par la surface de mer effectivement balayée par unité de ternps. Le premier facteur est imposé par les circonstances et on ne peut agir que sur le second facteur, lui-même égal au produit de la vitesse _ d'avancement de liengin par la largeur 1 de nappe polluante prélevée, mesurée en avant de l'engin à une distance suffisante de celui-ci pour que l'écoulement n'y soit pas perturbé
par la présence de l'engin. Pour une vitesse v donnée, on a donc tout intérêt à augmenter 1. Mais la convergence des lignes de courant en surface devra évidemment s'accom-11;~6~

pagner d'une divergence suivant une autre dimension,divergence qui ne doit pas se traduire par un entrainement polluant hors du débit traité.
Par ailleurs, l'existence de houles croisées ou de mer du vent fait varier le niveau de la nappe polluée de facon importante et aléatoire, ce qui oblige à capter initialement une épaisseur d'eau qui est en moyenne largement supérieure à la demi-hauteur de la lloule. Il est souhaitable d'évacuer la partie profonde de la veine ainsi captée à l'entrée du bassin, mais cette fraction surabondante ne peut être éliminée que progressivement, en même temps que sont atténuées les oscillations de niveau dans le bassin et que l'écoulement est ralenti.
L'augmentation de la largeur de prélèvement effec-tif par rapport à la largeur du bassin peut être obtenue en rendant convergente l'entrée de celui-ci. On peut utiliser dans ce but la disposition montrée schématique-ment en figures 5 et 6 où l'on voit que la proue des deux coques 11 et 12 est déportée vers l'extérieur, au moins dans la carène. On rend ainsi convergentes les lignes de séparation entre surfaces 21 (figure 6). Comme on l'a vu plus haut, la convergence en surface doit être compensée par une déflexion vers le bas des couches profondes, afin de ralentir l'écoulement et non de l'accélérer. On prévoit dans ce but des dispositifs déflec-teurs qui doivent agir de façon très progressive. Dans le mode de réalisation montré en figures 5 et 6, ces dispositifs comprennent une première aile en flèche 22, faisant saillie à partir de l'avant des coques, immergée à une profondeur suffisante pour ne pas perturber les phénomènes en surface.
Il faut en particulier éviter liapparition d'un ressaut de transition entre un régime torrentiel et un régime fluvial. Pour cela, la profondeur h1 de l'aile 22 au-dessous du niveau moyen indiqué en 23 doit etre telle que le nombre de Froude correspondant à la profon-deur sous le creux de la vague soit inférieur à l'unité.
Le dispositif déflecteur montré en figures 5 et 6 comporte une seconde aile 24, également en flèche vers .
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l'avant, qui entretient la déflexion progressive. D'autres ailes encore peuvent être placées derrière l'aile 24 :
les profils seront hydrodynamiquement moins chargés au fur et à mesure que l'on progresse de l'avant vers l'arrière.
L'amortissement des oscillations de surface à
fréquence élevée ou de caractère aléatoire ou tridimen-sionnel (notamment brisants) doit être réalisé avant d'arriver à la paroi 13 formant fond du bassin. Cet amor-tissement doit être effectué sans agir directement sur la surface libre, de façon à éviter des remélanges.
Les figures 5 et 6 montrent un dispositif de dissipation d'énergie qui utilise le fait que les oscil-lations en surface s'accompagnent en profondeur d'un mouvement ayant une composante verticale alternative. Le mécanisme d'amortissement 25 est constitué par une paroi sensiblement horizontale munie d'ouvertures dont la section droite représente une fraction de la section totale de la paroi qui diminue de l'avant vers l'arrière.
Le mécanisme 25 représenté est constitué par une grille de plaque,s verticales 26 et 27 placées parallèlement au plan de symétrie de l'engin. Pour augmenter la perte de charge imposée par ces plaques, on peut, d'une part, leur donner une hauteur qui augmente de l'avant vers l'arrière et, d'autre part, intercaler entre les plaques 26 occupant toute la longueur du mécanisme 25, des plaques 27 plus courtes. On voit sur les figures 5 et 6 que l'extrémité avant de la grille se place là où la largeur du bassin devient constante. A l'arriere, la grille est solidaire d'une traverse pleine 28 délimitant avec un plancher 29 une galerie dans laquelle est placée une rangée de propulseurs 30 qui maintient une dépression sous la grille.
La turbulence de l'écoulement est ainsi amortie sans qu'il y ait diminution appréciable de la pression ; 35 totale. Il en résulte que la pression statique augmente vers l'arrière du bassin par transformation progressive en énergie potentielle de l'énergie cinétique correspon-dant à la composante horizontale du mouvement initial.
Le niveau moyen 23 de la surface libre s'élève et tend '.

~ 3~ 0 vers un niveau d'arrêt contre la paroi 13 supérieure au niveau moyen de la mer en avant de l'engin.
En agissant sur les propulseurs 30 (figure 5) et 15 (figure 1), on peut éviter tout renvoi appréciable de polluant vers le bas, tout en diminuant sensiblement le débit aspiré dans le conduit 14.
L'opération de séparation de la veine prélevée par la fente 18 en une masse polluante, de volume aussi faible que possible, qui sera stockée, et un débit d'eau purifiée qui sera renvoyé à la mer, est effectuée par des séparateurs de type cyclone à axe vertical. On connait déjà de tels séparateurs cyclone, mais on a jusqu'ici proposé de les employer individuellement, dans des condi-tions incompatibles avec le travail à la mer et la nature de la pollution.
Pour que la vitesse de balayage de la surface polluée soit acceptable, il est indispensab]e de traiter un débit total de plusieurs dizaines de mètres cube par seconde. Même si l'on tient compte de la fraction re~etée avant l'entrée de la fente, le débit restan-t ne pourrait etre traité par un séparateur cyclone ou une paire de séparateurs qu'en leur donnant un diamètre énorme, qui impose à son tour une longueur axiale incompatible avec les tirants d'eau acceptables. Ce problème est résolu en prévoyant plusieurs rangées de séparateurs, avantageusement en deux groupes placés chacun dans une des coques. Ces séparateurs occuperont une fraction importante de la sur-face horizontale disponible, par exemple un tiers de la longueur, en aval de l'entrée de la fente dé prélèvement.
La figure 7 montre, à titre d'exemple, une répartition possible des séparateurs tels que 31, en deux rangées de quatre séparateurs dans chaque coque. Le débit prélevé par la fente 18 est séparé en deux branches 32 (figure 7) qui alimentent chacune quatre dérivations. Cha-cune des dérivations alimente à son tour, en parallèle, deux séparateurs 31, par l'intermédiaire d'un volet distri-buteur 33 dont le réylage permet d'équilibrer les débits.
Etant donné les énergies cinétiques mises en jeu du fait des vitesses tangentie~les élevées, il est souhai-(3~

table d'en récupérer la plus gran~e partie possible,par exemple pour participer à la propulsion. On peut dans ce but adopter, pour chaque séparateur, la disposition représentée schématiquement en figure 8. Le séparateur 31 montré en figure 8 comprend un tube vertical 34 muni à sa partie supérieure d'une volute 35 de mise en rota-tion, alimenté par le volet 33, et, à sa partie inférieure, un diffuseur 36 muni d'un conduit 37 d'éjection d'eau dépolluée. La volute supérieure 35 est munie d'un couver-cle 38 comportant une cheminée centrale 39 par laquelleest aspiré le polluant. Le volet 33 peut être muni d'un arbre ~0 traversant le couvercle 3g et commandé par une tringlerie d'orientation non représentée.
L'ensemble du système de distribution (branche 32 et dérivations, distributeurs 35) peut se trouver dans la coque plafond, tandis que les diffuseurs 36 et le col]ecteur d'échappement auquel ils se raccordent son-t dans la coque plancher. Le collecteur de chaque groupe débouche dans le conduit 14 en amont des propulseurs 41 (correspondant à L'hélice 15 des figures 1 et 2) par l'intermédiaire de propulseurs tels que des pompes à
hélice.
La masse fluide aspirée par les cheminées 39 comportera une proportion importante de polluant, quelque-fois fortement émulsionné. Lorsque ce polluant est cons-titué de certaines aualités de brut, cette masse aura une très forte viscosité, en particulier à la tempéra-ture de l'eau de mer. Son pompage par des moyens méca-niques classiques pourrait être extrêmement difficile.
Ce problème est résolu conformément à un aspect de l'invention en assurant la circulation, vers des réser-voirs de stockage, qui peuvent être placés dans la partie avant des coques, par des éjecteurs à vapeur qui, tout à la fois, réchauffent le polluant (avanta-geusement d'une dizaine de degrés) pour diminuer saviscosité et fournissent la quantité de mouvement néces-saire. Un calcul simple montre qu'il suffit que le rapport entre masse de vapeur et masse liquide à déplacer soit de l'ordre du centième.

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Les réservoirs de stockage définitif peuvent être prévus pour assurer une ultime séparation par décan-tation. Cette décantation est favorisée en maintenant la masse fluide en rotation lente. En conséquence, on utilisera généralement des réservoirs de révolution avec injection périphérique de la masse prélevée par les chemi-nées 39.
- La répartition générale des divers composants de l'installation de dépollution peut être celle schémati-sée en figure 9. Les ordres de grandeur des différents paramètres entrant en jeu peuvent être ceux qui sont donnés ci-après, dans le cas d'un engin destiné à
travailler jusqu'à des creux 2 H de quatre mètres. Une telle houle se rencontre fréquemment sur les côtes atlantiques, avec une période de l'ordre de 8 secondes et une longueur d'onde en eaux profondes de 80 m.
La forme des poupes de chacune des coques 11 et 12 sera telle que l'eau rejetée par les hélices 43, battant en arrière pour freiner l'engin ou dépolluer à
petite vitesse, ne perturbe pas le milieu ambiant : par exemple, l'eau ainsi rejetée sera défléchie vers les couches profondes par la carène des poupes.
L'engin comportera alors deux coques 11 et 12 (cette dernière seule représentée en figure 9) de 80 m de longueur et de 12 m de largeur. La forme d'étrave est telle qu'on arrive à une largeur de prélèvement de l'ordre de 40 m. Le tirant d'eau sera d'environ 8 m.
Le débit prélevé à l'amont, au-dessus de l'aile 22, sera de l'ordre de 1000 m3 par seconde et sera réduit à 500 m3 par seconde environ à l'entrée de la grille. Les propulseurs 30 (figure 5) et 41 (figure 9) - ces derniers destinés àirejeter vers l'arrière l'eau prélevée par la conduite 14 et ne passant pas par la fente 18 - sont ` déterminés de facon que 160 m3/seconde environ soient évacués à travers la grille. Le débit prélevé par la fente placée à proximité du métacentre et envoyé aux séparateurs sera de l'ordre de 10 m /seconde.
Les propulseurs 41 peuvent être entrainés par des moteurs 42 placés dans la coque plafond. Ils partici-i . .
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peront à la propulsion du navire au même titre que les m~teurs princi-paux d'entrainement des hélices 43 (seules utilisées pendant le par-cours vers la zone d'intervention et utilisables pour orienter l'engin), que les hélices 44 de rejet de l'eau provenant des collecteurs 37 et que les hélices 30. La masse polluante prélevée par les cheminées 39 sera amenée, par des conduites 45, vers les réservoirs placés dans les coques en avant ~es séparateurs 31.
~ e nombreuses variantes de réalisation peuvent évidem~ent être apportées aux dispositions décrites ci-dessus. De plus, pour améliorer les qualités nautiques du navire en dehors des périodes de travail, il peut être prévu une fausse étrave rabattable à l'avant, mais laissant toutefois passer un flux d'eau pour alimenter les propul-seurs 30. Enfin, l'engin peut être constitué par un simple troncon susceptible d'être accouplé à un bâtiment classique~
L'engin peut être de longueur extrêmement variable. La vitesse d'avancée en cours de travail sera généralement choisie de façon différente suivant qu'il est de relativement petite taille (inférieure à 30 m par exemple) ou, au contraire, de tonnage élevé.
Dans le premier cas, on aura souvent intérêt à
travailler à vitesse proche de celle de la houle, ou même égale si possible : en effet, dans ce dernier cas, l'amor-tissement s'effectue de façon quasi automatique étant donné
que l'on se trouve, à l'avant de l'engin, en régime quasi permanent. La vitesse de balayage de la surface de la mer étant élevée, l'intérêt d'une convergence de la nappe en surface dev:ient moindre et on peut utiliser une forme pra-tiquement symétrique des coques. Par ailleurs, les profils déflecteurs peuvent être déplaçables et n'être enfoncés en profondeur que lorsqu'on atteint pratiquement la vitesse de régime.
Pour augmenter la résistance mécanique de l'engin, les deux parties latérales sont avantageusement reliées, en haut, par une plate-forme émergée placée assez haut pour éviter le pilonnement et, à leur partie basse, par une structure im~ergée en permanence. Les ailes 22 et 24 des fig~res 5 et 6 constituent une telle structure.
Pour accroitre encore la résistanoe mécanique d'un tel ensemble, qui constitue déjà un caisson, et en particulier améliorer la tenue à la flexion des ailes éventuelles, une partie centrale verti-cale est avantageusement prévue entre la plate-forme et la structure ~ .

immergée. Cette partie centrale peut s'étendre sur une fraction seulement de la longueur des parties latérales.
Elle est avantageusement prévue pour, en coopération avec les parties latérales et les ailes déflectrices, défléchir vers le bas les couches profondes, diminuer la divergence de l'écoulement en surface que tend à provoquer le mouve-ment de contournement de l'engin par l'eau dans cette région et augmenter la largeur de captation de polluant qui se présentera sous forme d'une couche plus épaisse à l'entrée des moyens de prélèvement.
Dans le mode d'exécution illustré schématique-ment en figures 10 et 11, les carènes des parties laté-rales telles que 11 font saillie à partir du point où
la proue de ces parties coupe la ligne de flottaison.
La partie centrale 42 fait elle-même saillie vers l'avant à partir de ces carènes et permet ainsi d'utiliser une aile avant en flèche 22. La circulation ainsi obtenue autour des carènes et des ailes,schématisée par des flèches sur la figure 10, augmente la largeur de capta-tion.
Cet effet est encore accru en utilisant lapropriété des ailes à extrémité libre de ~énérer un tube tourbillon libre qui fait apparaitre, dans le sillage de l'aile, sur une grande distance, une vitesse induite qui se compense avec le vecteur vitesse relative de l'écoulement non perturbé. Dans le mode d'exécution schématisé en figure 12, l'aile avan-t 43 donne naissance dans la masse liquide à un tourbillon libre 44 se raccordant à un tourbillon virtuel 45 lié à l'aile, de meme circulation, partant de la partie centrale 42.
Il Eaut noter que, si on utilise des ailes droites, les tourbillons liés sont à peu près perpendi-culaires au plan de symétrie et n'induisent que des - composantes transversales de vitesse négligeable. Il y a donc intéret à utiliser des ailes à forte flèche, qui créent des tourbillons liés 45 ayant une flèche voisine I de celle du bord d'attaque de l'aile, donc des composantes - longitudïnales importantes dont l'effet utile s'ajoute ~ à celui des tourbillons libres 44.
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Il est important de noter que l'effet utile recherché n'est pas un effet de portance, mais la création de tourbillons dont l'axe a une composante longitudinale. Il n'est donc pas nécessaire que les 5 efforts de portance soient dirigés verticalement: les plans des ailes peuvent donc être obliques ou meme verticaux si on dispose d'un support convenable pour fixer l'emplanture de l'aile.
Les figures 13 à 15 montrent une partie centrale 10 42 qui comprend dans ce but un renflement inférieur 46 d'où font saillie, vers le haut, une série d'ailes pratiquement verticales 47, 48,..., 49. Le renflement 46 constitue un plancher avant des parties latérales telle que 12. Il peut être dessiné pour constituer déflecteur.
Dans ce cas, le tourbillon lié correspondant à
chaque alle ~7, 48,..., 49 se prolonge jusqu'à
la partie centrale 42, d'où une accélération générale de l'écoulement qui permet de diminuer la vague d'étrave de la partie centrale.
Pour éviter des mouvements excessifs de l'eau par rapport aux ailes déflectri.ces immergées sous l'effet du tangage, il sera généralement nécessaire de donner, au moins au tronçon avant de la partie centrale 42, une largeur suffisante au niveau de la flottaison.
On peut également créer des tourbillons marginaux utiJes au moyen d'ailes fixees sur une quille centrale étroite placée sou~s le renflement 46 ou placées verticalenent sous le fond. L'influence en surface de ces tourbillons est toutefois limitée par leur grande profondeur d'im~ersion. Une telle disposltion 30 est montrée schématiquement en figures 16 à 18. Le renfle-ment inférieur de la coque centrale 42 est prolongé par une quille 50 portant des ailes déflectrices en flèche S1, 52 et 53.
Enfin, on peut également diminuer la divergence 35 de l'écoulement en surface due au contournement de l'engin par l'eau en favorisant le contournement vers le bas près du plan de symétrie, aux dépens du contournement latéral.
Pour cela, il suffit de creuser la face inférieure du renflement 46. Cette disposition peut etre combinée 1~!3~

à l'emploi d'ailes déflectrices, du type déjà montré en figures 16 à 18. On arrive ainsi à la forme montrée schématiquement en figures 19 et 20, où les organes corres-pondant à ceux des figures 16 à 18 sont désignés par le même numéro de référence. On voit que le renflement 54 tend à favoriser le contournement de la partie centrale par le dessous, aux dépens du contournement latéral.

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Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Engin de prélèvement sélectif d'une couche de liquide léger, tel qu'un hydrocarbure, flottant à la surface d'une nappe d'eau susceptible d'être soumise à la houle, comprenant : une coque ayant un plan médian verti-cal dans le sens longitudinal et comportant deux parties latérales partiellement immergées situées à distance du plan médian et une partie centrale fixée aux parties latérales, placée entre elles, faisant saillie vers l'avant par rapport aux parties latérales et portant des ailes déflectrices placées à une profondeur suffisante pour être immergées en permanence, lesdites ailes déflectrices étant réalisées pour créer des tourbillons dans l'écoulement le long de la partie centrale dont l'orientation tend à dimi-nuer la divergence des lignes d'écoulement à proximité de la surface libre par suite du contournement de l'engin par l'eau, lesdites parties latérales et ladite partie centrale coopérant pour définir des conduits d'amenée d'un écoule-ment d'eau et de polluant prélevé à proximité de la surface libre à des moyens séparateurs.

2. Engin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ailes de la partie centrale constituent un renflement inférieur placé à une profondeur suffisante pour être immergé en permanence et muni d'ailes déflec-trices supplémentaires en saillie vers le haut.

3. Engin suivant la revendication 1 ou 2, caracté-risé en ce que les ailes sont en saillie latérale à partir de la partie centrale, en avant des parties latérales.

4. Engin suivant la revendication 1 ou 2, caracté-risé en ce que la distance transversale entre les parties latérales augmente vers l'avant à partir de l'entrée des conduits.

5. Engin suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé
en ce qu'il comprend également une structure plancher sensiblement horizontale immergée à une profondeur supé-rieure au creux maximum de la houle et reliant les parties latérales et la partie centrale.

6. Engin suivant la revendication 1 ou 2, caracté-risé en ce que les moyens séparateurs comprennent au moins une rangée de plusieurs séparateurs cyclones à axe verti-cal.

7. Engin suivant la revendication 1, caractérisé en.
ce que les moyens séparateurs comprennent au moins une rangée de plusieurs séparateurs centrifuges à axe vertical, les séparateurs centrifuges situés dans une même rangée ayant des moyens distributeurs qui sont alimentés en parallèle par un système de distribution bidimensionnel par l'intermédiaire d'une vanne.

8. Engin suivant la revendication 7, caractérisé en ce que tous les séparateurs centrifuges d'une même rangée sont munis de diffuseurs reliés à un même réseau d'éva-cuation muni d'un organe d'éjection d'eau.

9. Engin suivant la revendication 7, caractérisé
en ce que chacun desdits séparateurs est muni, à sa partie supérieure, d'un conduit d'évacuation d'un débit de liquide contenant le liquide léger vers des récipients de stockage.

10. Engin suivant la revendication 9, caractérisé
en ce que les conduits d'évacuation sont munis de moyens de circulation constitués par des éjecteurs à vapeur.