EP3867454A1 - Procédé et installation pour l'alimentation en eau douce d'un territoire littoral - Google Patents

Procédé et installation pour l'alimentation en eau douce d'un territoire littoral

Info

Publication number
EP3867454A1
EP3867454A1 EP19805132.8A EP19805132A EP3867454A1 EP 3867454 A1 EP3867454 A1 EP 3867454A1 EP 19805132 A EP19805132 A EP 19805132A EP 3867454 A1 EP3867454 A1 EP 3867454A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
collection tower
fresh water
tower
resurgence
freshwater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19805132.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Joseph MARC
Emile GOARNISSON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEAWELL SYSTEM EUROPE LTD
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3867454A1 publication Critical patent/EP3867454A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground

Definitions

  • the invention relates to the field of freshwater supply, and more
  • Document EP191 1893 discloses an installation for capturing underwater sources using a rigid enclosure anchored or resting on the seabed and equipped with means allowing continuous overflow and in the open air of a fraction of the flow of the source captured by means of complex regulation making it possible to ensure that the pumping flow rate always remains lower than the flow rate of the captured source. Pipes laid on the seabed connect the installation to a ground pumping station.
  • the invention particularly aims to overcome all or part of
  • an objective of the invention is to provide a process, an installation and a collection tower for the supply of fresh water to a coastal area; according to one of the claims.
  • FIG. 1 schematically represents the steps of a process according to the invention
  • FIG. 2 schematically represents the vertical section of an installation according to the invention comprising a collection tower made of reinforced concrete;
  • FIG. 3 schematically represents the vertical section of an installation according to the invention comprising a collection tower made of double skin steel.
  • FIG. 4 [Fig. 5] and [Fig. 6] schematically represent an example of implementation of the invention.
  • a process for supplying freshwater to the coastal territory comprises the following steps:
  • a prospecting step 10 which includes the localization in the marine environment of a resurgence 100 of exploitable fresh water. Indeed, many freshwater resurgences are present in the marine environment, and they are
  • This first step 10 advantageously comprises a step 12 of chemical analysis of fresh water, a step 14 of evaluation of the volume of flow of fresh water, as well as a step 16 of topographic study of the underwater environment. At the end of this first stage, an exploitable resurgence 100 of fresh water was identified in the marine environment.
  • a step 20 of earthwork of the seabed This step consists in preparing the seabed 105 in order to have a perfect flatness around the exploitable resurgence 100 located during the prospecting step 10.
  • this step 20 of earthmoving concrete taken at sea, possibly reinforced is used to form on the seabed 105 a strip 1 10 encircling the resurgence 100 and having a flat upper surface.
  • the strip 110 has a width of between one meter and three meters, and it has a flat upper surface which has a regular shape such as for example a circle, a square or a hexagon.
  • a flat base 110 is present on the seabed 105 around the exploitable resurgence 100.
  • This flat base 110 is the first component of an installation 1 for water supply of a coastal area in accordance with the invention.
  • the flat base 110 is preferably horizontal, to facilitate the construction of the collection installation, but not necessarily. However it is essential that the surface is as flat as possible.
  • the earthmoving step 20 must be carried out with caution, in particular by excluding the use of explosives, in order to avoid the creation of faults.
  • the rocky parts which could not be clipped are taken from the mass of concrete constituting the strip 1 10, even if it means significantly increasing the volume of concrete necessary to achieve satisfactory flatness.
  • This earthmoving step 20 is therefore an imperative step to which the greatest care must be taken to obtain the expected results in terms of water quality.
  • a step 30 of manufacturing a collection tower 120 is manufactured specifically to be installed on the flat base 1 10 built during the earthmoving phase 20 around the resurgence exploitable 100 identified during phase 10 of prospecting.
  • the section of the catchment tower 120 reproduces the shape of the flat base 1 10.
  • the height of the catchment tower 120 is calculated as a function of the depth of the seabed 105, of the maximum tidal range of the sea where the resurgence is located. exploitable 100, and a minimum passing height of the collection tower 120 above sea level. This passing height depends on the sea considered, in particular the height of the waves in the event of a storm.
  • the maximum tidal range can be of the order of one meter and fifty centimeters, and the overhanging height can be between three meters and five meters.
  • any seawater spray during storms will not pass over the top of the catchment tower 120, or at least not in large quantities.
  • the collection tower 120 is an essential component of an installation 1 according to the invention for the supply of fresh water to a coastal area, and it will be described in detail later in the present disclosure, as well as its various optional characteristics making it possible to implement the invention in a particularly advantageous manner.
  • a collection tower 120 was built specifically to be installed on the flat base 1 10 established during step 20 of earthwork on the seabed 105.
  • the collection tower 120 is transported to the site, and deposited on the flat base 110 surrounding the exploitable resurgence 100.
  • This particularly complex stage requires the use of powerful tugs for the transport phase of the capture tower 120, and divers or even submarines for the installation phase of the tower 120.
  • the collection tower 120 was transported to the site and precisely deposited on the base 1 10 for which it was specifically built.
  • steel rods sealed in the base 1 10 make it easier to position the collection tower 120 on the base 1 10, the steel rods being positioned outside the perimeter of the base of the collection tower 120 .
  • a step 50 for sealing the base of the collection tower 120 is carried out on the connection between the base of the collection tower 120 and the base 1 10 on which it rests, preferably by means of concrete based on cement taken at sea. When steel rods have been sealed in the base 1 10, they are embedded in the concrete block ensuring the sealing, which increases the efficiency of the installation anchor.
  • the connection between the collection tower 120 and the base 110 being ensured, the collection tower 120 is filled with water, which is either fresh water coming from resurgence 100, or sea water.
  • a step 60 of equipment installation and connection During this phase, all the equipment of the catchment tower 120 is connected either to elements of the catchment tower 120 itself, or to a pontoon 125 floating on the surface of the fresh water contained in the catchment yard 120 These elements include at least one pump 130, and all the elements necessary for the operation of the pump 130 such as motors, transformers.
  • electronic and / or luminous communication, surveillance and / or security, lighting or even accommodation equipment can be installed on the tower 120 or on any floating pontoon 125.
  • the collection tower 120 is also connected at a land station on the coast.
  • the connection consists in particular in connecting the pump or pumps 130 to the earth station by means of a fresh water drainage network.
  • This freshwater drainage network is advantageously made of flexible pipes, possibly reinforced.
  • the connection also concerns the power supply of the collection tower 120, and possibly the connection to communication networks by means of waterproof shielded cables.
  • the cables and / or the pipes and hoses are submerged and moored and / or anchored to the bottom of the sea.
  • connection step 60 the installation 1 for supplying fresh water to a coastal area is operational.
  • An operating step 70 the earth station is supplied with fresh water pumped by the pump or pumps 130 in the fresh water contained in the collection tower 120.
  • the section of an installation 1 according to the invention is schematically shown in FIG. 2, the scales not being respected.
  • the installation 1 comprises a collection tower 120 placed on a base 110, the latter being placed on the seabed 105 and encircling a freshwater resurgence 100.
  • the diameter of the resurgence 100 is for example between fifteen meters and forty meters, which is also the order of magnitude of the height of the capture tower 120.
  • the complexity of the installation of the capture tower 120 increases according to its height and it is not planned to exceed sixty meters in height.
  • the collection tower 120 is constructed of reinforced concrete, advantageously with vertical walls. She is
  • the density of the fresh water contained in the structure 120 is lower than the density of the sea salt water, in the embodiment shown the level of fresh water in the collection tower 120 East
  • a pontoon 125 floats on the surface of the fresh water.
  • the pumping rate is designed to be ten percent lower than the expected fresh water rate, in order to maintain a constant level.
  • the overflow of fresh water is discharged by overflowing above the walls of the collection tower 120, or optionally through hatches provided for this purpose in the upper part of the collection tower 120.
  • Such hatches are kept closed by seawater which exerts pressure on them, and open automatically when the seawater no longer exerts this pressure. They thus make it possible to maintain a constant difference between the level of fresh water in the collection tower and the sea level, which allows the installation not to disturb the hydraulic balance of the resurgence, in particular by avoiding too large pressure variations at the outlet of the resurgence.
  • one or more pumps 130 are connected to the pontoon 125.
  • Each pump 130 weighs approximately four to six tonnes with its chassis, its motor and its coupling.
  • the pumps 130 go up and down with the floating pontoon 125 when the level of the fresh water varies, they can therefore pump the water through suction strainers positioned at a constant depth, for example between one meter and two meters .
  • Each pump can reach a flow rate of the order of two thousand five hundred to four thousand cubic meters per hour, and is connected by means of a distribution manifold to a plurality of flexible pipe pipes whose diameter is of the order from ten inches, and within each of which circulates a flow of ten thousand to fifteen thousand liters of fresh water per minute.
  • discharge pumps 130 placed on the collection tower 120 allows installation to be placed several hundred meters from the coast and eliminates the risk of cavitation or defusing of suction pumps which would be installed in a land pumping station.
  • the pumps 130 requiring a supply of several hundred kilowatts, the collection tower 120 is supplied with high voltage.
  • a container air-conditioned installed on pontoon 125 is sufficient to contain electrical panels, transformers and other electrical equipment.
  • the collection tower 120 can be made of double skin steel.
  • the mass of the collection tower 120 is then reduced by a factor of between four and ten compared to the mass of a tower made of reinforced concrete, which simplifies the transport and installation of the tower 120.
  • the shape of the double-skinned steel collection tower 120 can be more complex than that of a concrete tower.
  • the collection tower 120 can have a vertical section of trapezoidal shape, as shown diagrammatically in FIG. 3, which makes it possible to reduce the surface of the fresh water at the top of the tower 120 and therefore to facilitate the installation of equipment, such as for example a pump 130 on a pontoon 125 floating on the surface of the fresh water.
  • the collection tower 120 can also have a horizontal section of a shape adapted to the shape of the resurgence for which it was specifically manufactured.
  • Such a double-skinned steel collection tower 120 is
  • the invention also relates to any collection tower 120
  • fresh water supply according to the invention or in an installation 1 for fresh water supply according to the invention.
  • the collection tower 120 has the shape of a pyramid of square section, surmounted by a platform.
  • the length of the side of the square is about fourteen meters at the top of the pyramid, and forty-four meters at its base.
  • the height of the pyramid is about thirty-two meters.
  • the pyramid is constructed of twelve sheet steel millimeters thick. It comprises two shells separated from one another by a distance of between one and two meters and connected to one another by spacers not shown.
  • the space between the two shells is closed in a sealed manner, still by means of steel sheet.
  • the volume of air between the two hulls ensures flotation which facilitates transport by reducing the number and volume of the buoys or tubes used.
  • the tower is therefore solid, light and easy to transport using ships and / or tugs.
  • the outer and inner hulls have an identical slope, but this is not essential or limiting: what is important is that the volume of space between the two hulls is in accordance with the calculations carried out to facilitate transport of the collection tower 120.
  • the shape of the pyramid makes it possible to contain a large volume of fresh water, while limiting the surface exposed to waves and bad weather.
  • the height of the pyramid is calculated so that the top of the shell
  • the top of the inner hull is higher than the sea level at high tide by a height determined by the maritime conditions of the place in question. In this case, it is the Mediterranean Sea with about one and a half meters of tidal range, and the top of the inner hull is extended by about two meters and fifty centimeters above sea level at high tide.
  • a fixed platform which is advantageously also made of sheet steel, is placed at the top of the inner shell.
  • On the platform are installed containers in which the pumps, and electrical or communication equipment are located.
  • a railing is placed on the periphery of the platform, more than one meter high, in this case two meters. The railing limits the amount of spray that can reach the platform, and it can advantageously have a curved surface to serve as a deflector in the event of a storm, as shown in the figures.
  • the platform protrudes from the inner shell and extends to plumb with the top of the outer shell. Openings or hatches are placed in the part of the platform that protrudes from the top of the inner hull, in order to allow spray and rainwater to escape.
  • a path of sheet steel plate and preferably substantially horizontal closes the space between the top of the outer shell and the inner shell. Poles are placed around the perimeter of the path, between the path and the platform, to strengthen the structure, but also to serve as a breakwater.
  • the path is not shown, so as to better distinguish the pyramidal shape from the lower part of the inner shell.
  • the inner shell has a slope identical to the outer shell to the top of the latter, then it is vertical to the platform.
  • other forms are possible within the scope of the invention.
  • the collection tower 120 is positioned on the flat upper surface of a concrete base surrounding the resurgence over a width of between two and three meters, depending on the spacing chosen between the two shells at the base of the tower.
  • the base is shown horizontal, but this is not imperative, what is essential is that the surface of the base is flat, so as to be able to ensure a good seal.
  • the fresh water is collected in a closed enclosure - the inner shell - which protects it from any
  • This enclosure has a shape limiting wave shocks which are also broken by breakwater poles.
  • the tower equipped with discharge pumps, is several hundred meters from the coast. All its equipment is protected but remains easily accessible, and sealing is facilitated by the construction of a concrete footing forming a band around the resurgence having a flat surface on which the collection tower 120 rests. Steel rods are sealed in the concrete base, and embedded in the concrete block used to seal the junction of the base / collection tower 120.
  • An installation 1 according to the invention is generally located at a
  • distance from the coast in the order of a few hundred meters, up to more than a kilometer, and is indicated by day and night light signals.
  • a method or an installation 1 according to the invention thus makes it possible to supply fresh water to a coastal area in a particularly simple and economical manner while minimizing the impact on the environment.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et une installation 1 pour l'alimentation en eau douce d'un territoire littoral. Selon le procédé conforme à l'invention, une tour de captage 120 est construite en béton armé ou en acier à double peau spécifiquement pour être transportée et installée au-dessus d'une résurgence d'eau douce 100 en milieu marin. L'invention propose ainsi un procédé et une installation 1 particulièrement simples et efficaces permettant d'alimenter en eau douce un territoire littoral sans générer de nuisances environnementales.

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé et installation pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral
[Domaine technique
[0001 ] L’invention concerne le domaine de l’alimentation en eau douce, et plus
particulièrement l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral.
Technique antérieure
[0002] Ces dernières années, d’importants efforts ont porté sur des techniques de production d’eau douce afin d’alimenter en eau douce des territoires littoraux confrontés à des pénuries chroniques en eau, pour l’irrigation des terres ou l’alimentation des populations en eau potable.
[0003] Etant donné la proximité de la mer, l’essentiel des recherches et des
développements ont logiquement porté sur diverses techniques de dessalement de l’eau de mer. Si les technologies développées sont prometteuses, elles ont en commun de nécessiter d’importantes quantités d’énergie, de lourds
investissements, et d’avoir des impacts conséquents sur l’environnement. En effet, outre les rejets liés à la consommation de carburant fossile par les usines de dessalement, de nombreux produits chimiques sont utilisés pour le pré traitement de l’eau à dessaler et le post-traitement de l’eau dessalée, mais surtout les opérations de dessalement conduisent aux rejets de saumures en mer ou injectées dans le sol pouvant respectivement impacter l’écosystème marin et les eaux souterraines.
[0004] Des technologies de captage d’eau douce en milieu marin ont également été développées. En particulier, la construction du barrage d’Anavalos en Grèce au début des années 1970 a démontré qu’il était possible d’obtenir une grande quantité d’eau douce sans subir les inconvénients des installations de
désalinisation. Ces installations captent l’eau d’une résurgence côtière, grâce à un barrage en béton de forme semi-elliptique long d’environ cent cinquante mètres et haut d’environ huit mètres par rapport au fond marin. Une station de pompage extrait l’eau douce de la réserve ainsi formée. Naturellement ces installations sont spécifiquement adaptées à ce site particulier, et ne sont malheureusement pas généralisables. De plus, leur construction est lourde et coûteuse, et il est nécessaire de nettoyer régulièrement le bassin de rétention pour évacuer les limons qui s’accumulent et surtout les végétaux qui s’y développent.
[0005] Le document FR 2 785 001 divulgue une technologie alternative aux
installations lourdes d’Anavalos, consistant à utiliser une surface imperméable souple isolant la source, ancrée au fond de la mer et atteignant la surface où elle est tenue par un barrage flottant. Des vannes ou des clapets placés à la base de la surface souple permettent à l’eau salée plus lourde de s’échapper de l’installation. Dans un mode de réalisation particulier, la surface souple entoure complètement une résurgence au fond de la mer, au lieu de fermer une crique dans le cas d’une résurgence côtière. Néanmoins ces dispositifs légers de type « barrage souple » n’ont jamais donné de résultats conformes aux attentes, et aucune installation n’est actuellement exploitée. Ils sont en particulier très sensibles à la variation de débit de la résurgence, ce qui impose l'utilisation de systèmes complexes de contrôle du débit des sources en temps réels. De plus lors de mauvaises conditions météorologiques, l’eau de mer est susceptible de passer au-dessus du barrage flottant et d’altérer ainsi la qualité de l’eau captée.
[0006] Le document EP191 1893 divulgue une installation de captage de sources sous-marines utilisant une enceinte rigide ancrée ou reposant sur le fond marin et équipée de moyens permettant le débordement en continu et à l’air libre d’une fraction du débit de la source captée grâce à une régulation complexe permettant de s’assurer que le débit de pompage reste toujours inférieur au débit de la source captée. Des tuyaux posés sur le fond marin relient l’installation à une station de pompage terrestre.
[0007] D’autres divulgations sont listées dans le document « Captage d’eaux douces en milieu marin » n°006557-01 de mars 2009.
[0008] Le développement de l’alimentation en eau douce de nombreux territoires littoraux est un enjeu majeur dans le domaine économique, mais plus encore dans le domaine écologique et social. Objectifs de l’invention
[0009] L’invention a notamment pour objectif de pallier tout ou partie des
inconvénients de l’art antérieur, en proposant notamment un procédé et une installation pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral, qui sont performants et simples dans leur conception et leur mise en œuvre, peu onéreux et avec des impacts sur l’environnement beaucoup plus faibles que les techniques de dessalement et les technologies de captage d’eau douce en milieu marin existantes.
[0010] Plus précisément, un objectif de l’invention est de proposer un procédé, une installation et une tour de captage pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral ; conformes à l’une des revendications.
Breve description des dessins
[0011 ] D'autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus
clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
[0012] [Fig. 1] représente schématiquement les étapes d’un procédé conforme à l’invention ;
[0013] [Fig. 2] représente schématiquement la coupe verticale d’une installation conforme à l’invention comprenant une tour de captage fabriquée en béton armé ;
[0014] [Fig. 3] représente schématiquement la coupe verticale d’une installation conforme à l’invention comprenant une tour de captage fabriquée en acier à double peau.
[0015] [Fig. 4] [Fig. 5] et [Fig. 6] représentent schématiquement un exemple de mise en œuvre de l’invention.
Description des modes de réalisation
[0016] On décrit, en relation avec les figures Fig. 1 à Fig. 3, différents modes de réalisation conformes à l’invention. [0017] Représenté schématiquement Fig. 1 , un procédé d’alimentation en eau douce du territoire littoral selon l’invention comprend les étapes suivantes :
[0018] Une étape 10 de prospection qui comprend la localisation dans le milieu marin d’une résurgence 100 d’eau douce exploitable. En effet, de nombreuses résurgences d’eau douce sont présentes en milieu marin, et elles sont
fréquemment localisées à des distances relativement faibles de la côte, et apparaissent à une profondeur du fond marin fréquemment inférieure à cinquante mètres. Cette première étape 10 comprend avantageusement une étape 12 d’analyse chimique de l’eau douce, une étape 14 d’évaluation du volume de débit d’eau douce, ainsi qu’une étape 16 d’étude topographique du milieu sous-marin. A l’issue de cette première étape, une résurgence 100 exploitable d’eau douce a été identifiée dans le milieu marin.
[0019] Une étape 20 de terrassement du fond marin. Cette étape consiste à préparer le fond marin 105 afin d’avoir une planéité parfaite autour de la résurgence exploitable 100 localisée lors de l’étape 10 de prospection. Avantageusement, lors de cette étape 20 de terrassement du béton prise mer, éventuellement armé, est utilisé pour former sur le fond marin 105 une bande 1 10 encerclant la résurgence 100 et présentant une surface supérieure plane. Dans une mise en œuvre particulièrement efficace de l’invention, la bande 110 possède une largeur comprise entre un mètre et trois mètres, et elle présente une surface supérieure plane qui possède une forme régulière comme par exemple un cercle, un carré ou un hexagone. A l’issue de cette deuxième étape 20 de terrassement, une base plane 1 10 est présente sur le fond marin 105 autour de la résurgence exploitable 100. Cette base plane 110 est le premier élément constitutif d’une installation 1 pour l’alimentation eau douce d’un territoire littoral conformément à l’invention. La base plane 1 10 est préférentiellement horizontale, pour faciliter la construction de l’installation de captage, mais pas nécessairement. En revanche il est essentiel que la surface soit la plus plane possible.
[0020] L’étape 20 de terrassement doit être effectuée avec précaution, notamment en excluant l’utilisation d’explosifs, afin d’éviter la création de failles. Les parties rocheuses qui ne pourraient pas être écrêtées sont prises dans la masse de béton constituant la bande 1 10, quitte à augmenter significativement le volume de béton nécessaire pour aboutir à une planéité satisfaisante.
[0021 ] Cette étape 20 de terrassement est donc une étape impérative à laquelle le plus grand soin doit être apporté pour obtenir les résultats escomptés en matière de qualité d’eau.
[0022] Une étape 30 de fabrication d’une tour de captage 120. Lors de cette étape, une tour de captage 120 est fabriquée spécifiquement pour être installée sur la base plane 1 10 construite lors de la phase 20 de terrassement autour de la résurgence exploitable 100 identifiée lors de la phase 10 de prospection. La section de la tour de captage 120 reproduit la forme de la base plane 1 10. La hauteur de la tour de captage 120 est calculée en fonction de la profondeur du fond marin 105, du marnage maximal de la mer là où est localisée la résurgence exploitable 100, et d’une hauteur de dépassement minimale de la tour de captage 120 au-dessus du niveau de la mer. Cette hauteur de dépassement dépend de la mer considérée, en particulier de la hauteur des vagues en cas de tempête. Par exemple pour la mer Méditerranée le marnage maximal peut être de l’ordre d’un mètre et cinquante centimètres, et la hauteur de dépassement peut être comprise entre trois mètres et cinq mètres. Ainsi les éventuels embruns d’eau de mer lors de tempêtes ne passeront pas au-dessus du sommet de la tour de captage 120, ou tout en moins pas en grande quantité.
[0023] La tour de captage 120 est un élément constitutif essentiel d’une installation 1 conforme à l’invention pour l’alimentation eau douce d’un territoire littoral, et elle sera décrite en détail plus loin dans la présente divulgation, ainsi que ses différentes caractéristiques optionnelles permettant de mettre en oeuvre l’invention de façon particulièrement avantageuse.
[0024] A l’issue de cette troisième étape 30 de fabrication, une tour de captage 120 a été construite spécifiquement pour être installée sur la base plane 1 10 établie lors de l’étape 20 de terrassement du fond marin 105.
[0025] Une étape 40 de transport et de mise en place de la tour de captage 120.
Lors de cette étape 40, la tour de captage 120 est transportée sur le site, et déposée sur la base plane 1 10 entourant la résurgence exploitable 100. Cette étape particulièrement complexe nécessite l’utilisation de puissants remorqueurs pour la phase de transport de la tour de captage 120, et de plongeurs voire de sous-marins pour la phase de mise en place de la tour 120. A l’issue de cette quatrième étape 40 de transport et de mise en place, la tour de captage 120 a été transportée sur le site et précisément déposée sur la base 1 10 pour laquelle elle a été spécifiquement construite. Optionnellement des tiges d’acier scellées dans la base 1 10 permettent de positionner plus facilement la tour de captage 120 sur la base 1 10, les tiges d’acier étant positionnées à l’extérieur du périmètre de la base de la tour de captage 120.
[0026] Une étape 50 d’étanchéification de la base de la tour de captage 120. Lors de cette étape, on réalise une opération d’étanchéification de la liaison entre la base de la tour de captage 120 et la base 1 10 sur laquelle elle repose, de préférence au moyen de béton à base de ciment prise mer. Lorsque des tiges d’acier ont été scellées dans la base 1 10, elles sont noyées dans le massif de béton assurant l’étanchéité, ce qui augmente l’efficacité de l’ancrage de l’installation. A l’issue de cette cinquième étape 50 d’étanchéification, la liaison entre la tour de captage 120 et la base 110 étant assurée, la tour de captage 120 est remplie d’eau, qui est soit de l’eau douce en provenance de la résurgence 100, soit de l’eau de mer.
[0027] Une étape 60 d’installation d’équipements et de raccordement. Lors de cette phase tous les équipements de la tour de captage 120 sont reliés soit à des éléments de la tour de captage 120 elle-même, soit à un ponton 125 flottant à la surface de l’eau douce contenue dans la cour de captage 120. Ces éléments comprennent au moins une pompe 130, et tous les éléments nécessaires au fonctionnement de la pompe 130 comme des moteurs, des transformateurs.
Optionnellement des équipements de communication électronique et/ou lumineuse, de surveillance et/ou de sécurité, d’éclairage, voire d’hébergement peuvent être installés sur la tour 120 ou sur un éventuel ponton flottant 125. La tour de captage 120 est également reliée à une station terrestre installée sur la côte. Le raccordement consiste notamment à relier la ou les pompes 130 à la station terrestre au moyen d’un réseau d’évacuation d’eau douce. Ce réseau d’évacuation d’eau douce est avantageusement réalisé en conduites souples éventuellement armées. Le raccordement concerne également l’alimentation électrique de la tour de captage 120, et éventuellement le raccordement à des réseaux de communication au moyen de câbles blindés étanches.
Avantageusement les câbles et/ou les conduites et tuyaux sont immergés et amarrés et/ou ancrés au fond de la mer.
[0028] A l’issue de cette étape 60 de raccordement, l'installation 1 pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral est opérationnelle.
[0029] Une étape de fonctionnement 70. Lors de cette étape de fonctionnement 70, la station terrestre est alimentée en eau douce pompée par la ou les pompes 130 dans l’eau douce contenue dans la tour de captage 120.
[0030] La coupe d’une installation 1 conforme à l’invention est schématiquement représentée Fig. 2, les échelles n’étant pas respectées. L’installation 1 comprend une tour de captage 120 placée sur une base 1 10, cette dernière étant placée sur le fond marin 105 et encerclant une résurgence d’eau douce 100. Le diamètre de la résurgence 100 est par exemple compris entre quinze mètres et quarante mètres, ce qui est également l’ordre de grandeur de la hauteur de la tour de captage 120. La complexité de l’installation de la tour de captage 120 croit en fonction de sa hauteur et il n’est pas prévu de dépasser soixante mètres de hauteur.
[0031 ] Dans ce premier mode de réalisation, la tour de captage 120 est construite en béton armé, avantageusement avec des parois verticales. Elle est
avantageusement de forme cylindrique, ce qui rend sa fabrication
particulièrement simple. En revanche son poids peut atteindre plusieurs dizaines de milliers de tonnes, ce qui rend son transport et son installation complexes lorsque ses dimensions sont importantes.
[0032] Bien que la densité de l’eau douce contenue dans la structure 120 soit plus faible que la densité de l’eau salée de la mer, dans le mode de réalisation représenté le niveau d’eau douce dans la tour de captage 120 est
avantageusement maintenu suffisamment supérieur à celui de la surface de la mer, pour créer une surpression favorisant l’étanchéité.
[0033] Dans ce mode de réalisation, un ponton 125 flotte à la surface de l’eau douce.
Les variations saisonnières de débit de la résurgence sont de l’ordre de dix pourcents. Avantageusement, le débit de pompage est prévu pour être inférieur de dix pourcents au débit d’eau douce attendu, afin de conserver un niveau constant. En cas de panne partielle ou totale du système de pompage, le trop plein d’eau douce est évacué par débordement au-dessus des parois de la tour de captage 120, ou optionnellement au travers de trappes prévues à cet effet dans la partie supérieure de la tour de captage 120. De telles trappes sont maintenues fermées par l’eau de mer qui exerce une pression sur elles, et s’ouvrent automatiquement lorsque l’eau de mer n’exerce plus cette pression. Elles permettent ainsi de conserver une différence constante entre le niveau de l’eau douce dans la tour de captage et le niveau de la mer, ce qui permet à l’installation de ne pas perturber l’équilibre hydraulique de la résurgence, notamment en évitant de trop grandes variations de pression à l’exutoire de la résurgence.
[0034] Tous les équipements installés sur la tour de captage 120 existent et sont couramment utilisés dans des contextes différents. Ainsi une ou plusieurs pompes 130, typiquement deux à six pompes 130, sont reliées au ponton 125. Chaque pompe 130 pèse environ quatre à six tonnes avec son châssis, son moteur et son accouplement. Les pompes 130 montent et descendent avec le ponton flottant 125 lorsque le niveau de l’eau douce varie, elles peuvent donc pomper l’eau au travers de crépines d’aspiration positionnées à une profondeur constante, par exemple comprise entre un mètre et deux mètres. Chaque pompe peut atteindre un débit de l’ordre de deux mille cinq cents à quatre mille mètres cubes par heure, et est reliée au moyen d’une nourrice de distribution à une pluralité de tuyaux de canalisation souples dont le diamètre est de l’ordre de la dizaine de pouces, et au sein de chacun desquels circule un débit de dix mille à quinze mille litres d’eau douce par minute.
[0035] L’utilisation de pompes 130 à refoulement placées sur la tour de captage 120 autorise le placement l’installation à plusieurs centaines de mètres de la côte et élimine le risque de cavitation ou de désamorçage de pompes par aspiration qui seraient installées dans une station de pompage terrestre.
[0036] Les pompes 130 nécessitant une alimentation de plusieurs centaines de kilowatts, la tour de captage 120 est alimentée en haute tension. Un container climatisé installé sur le ponton 125 suffit pour contenir les tableaux électriques, les transformateurs et autres équipements électriques.
[0037] Une partie des équipements voire la totalité des équipements peut être
installée sur une plateforme fixe prévue au sommet de la tour de captage, au lieu d’être reliée à un ponton flottant 125, ce qui facilite l’accès à ces équipements, mais peut rendre plus complexe le pompage de l’eau douce si le niveau fluctue.
[0038] Alternativement, pour certaines topographies, la tour de captage 120 peut être fabriquée en acier à double peau. La masse de la tour de captage 120 est alors réduite d’un facteur compris entre quatre et dix par rapport à la masse d’une tour fabriquée en béton armé, ce qui simplifie le transport et l’installation de la tour 120. De plus la forme de la tour de captage 120 en acier à double peau peut être plus complexe que celle d’une tour en béton. Ainsi la tour de captage 120 peut présenter une coupe verticale de forme trapézoïdale, comme représenté schématiquement Fig. 3, ce qui permet de réduire la surface de l’eau douce au sommet de la tour 120 et donc de faciliter l’installation d’équipement, comme par exemple une pompe 130 sur un ponton 125 flottant à la surface de l’eau douce. La tour de captage 120 peut également présenter une coupe horizontale de forme adaptée la forme de la résurgence pour laquelle elle a été spécifiquement fabriquée. Une telle tour de captage 120 en acier à double peau est
avantageusement construite par assemblage de surfaces planes formant ainsi une pyramide dont la base est plus adaptée à la forme de la résurgence que la base circulaire d’une tour en béton.
[0039] Naturellement l’invention concerne également toute tour de captage 120
spécifiquement construite pour être utilisée conformément au procédé
d’alimentation en douce selon l’invention ou dans une installation 1 pour l’alimentation en eau douce conforme à l’invention.
[0040] Fig.4 à Fig. 6 représentent schématiquement un exemple concret de mise en œuvre de l’invention. Dans cet exemple, la tour de captage 120 possède la forme d’une pyramide de section carrée, surmontée d’une plateforme. La longueur du côté du carré est d’environ quatorze mètres au sommet de la pyramide, et de quarante-quatre mètres à sa base. La hauteur de la pyramide est d’environ trente-deux mètres. La pyramide est construite en tôle d’acier de douze millimètres d’épaisseur. Elle comprend deux coques séparées l’une de l’autre par une distance comprise entre un et deux mètres et reliées l’une à l’autre par des entretoises non représentées.
[0041 ] A la base de la pyramide, l’espace entre les deux coques est fermé de façon étanche, toujours au moyen de tôle en acier. Ainsi, le volume d’air compris entre les deux coques assure une flottaison qui facilite le transport en réduisant le nombre et le volume des bouées ou boudins utilisés. La tour est donc à la fois solide, légère et facile à transporter au moyen de navires et/ou remorqueurs. Dans l’exemple représenté, les coques extérieures et intérieures présentent une pente identique, mais ceci n’est pas essentiel ni limitatif : ce qui importe, c’est que le volume d’espace entre les deux coques soit conforme aux calculs effectués pour faciliter le transport de la tour de captage 120.
[0042] La forme de la pyramide permet de contenir un grand volume d’eau douce, tout en limitant la surface exposée aux vagues et aux intempéries.
[0043] La hauteur de la pyramide est calculée pour que le sommet de la coque
extérieure soit à peu près au niveau de la surface de la mer à marée basse. Le sommet de la coque intérieur est plus haut que le niveau de la mer à marée haute d’une hauteur déterminée par les conditions maritime du lieu considéré. En l’occurrence, il s’agit de la mer méditerranée avec environ un mètre cinquante de marnage, et le sommet de la coque intérieure est prolongé d’environ deux mètres et cinquante centimètres au-dessus du niveau de la mer à marée haute.
[0044] Une plateforme fixe, qui est avantageusement également en tôle d’acier, est placée au sommet de la coque intérieure. Sur la plateforme sont installés des containers dans lesquels se trouvent les pompes, et les matériels électriques ou de communication. Un garde-corps est placé sur le pourtour de la plateforme, d’une hauteur supérieure à un mètre, en l’occurrence deux mètres. Le garde- corps permet de limiter la quantité d’embruns pouvant atteindre la plateforme, et il peut avantageusement présenter une surface courbe afin de servir de déflecteur en cas de tempête, comme représenté sur les figures.
[0045] Avantageusement, la plateforme dépasse de la coque intérieure et s’étend jusqu’à l’aplomb du sommet la coque extérieure. Des ouvertures ou des trappes sont placées dans la partie de la plateforme qui dépasse du sommet de la coque intérieure, afin de permettre aux embruns et aux eaux de pluie de s’évacuer.
[0046] Avantageusement un cheminement en plaque de tôle d’acier et de préférence sensiblement horizontal ferme l’espace entre le sommet de la coque extérieure et la coque intérieure. Des poteaux sont placés sur le pourtour du cheminement, entre le cheminement et la plateforme, afin de renforcer la structure, mais également afin de servir de brise-lames. Sur Fig. 5 et Fig. 6, le cheminement n’est pas représenté, de façon à mieux distinguer la forme pyramidale de la partie inférieure de la coque intérieure.
[0047] Des trappes non représentées sont placées dans la partie de la coque
intérieure qui dépasse du sommet de la coque extérieure. Ces trappes s’ouvrent automatiquement sous la pression de l’eau douce lorsque son niveau augmente par exemple en cas de panne d’une ou de plusieurs pompes, jusqu’à permettre un écoulement correspondant au débit de la résurgence en cas de panne complète du système de pompage.
[0048] Dans l’exemple représenté, la coque intérieure possède une pente identique à la coque extérieure jusqu’au sommet de cette dernière, puis elle est verticale jusqu’à la plateforme. Naturellement d’autres formes sont envisageables dans le cadre de l’invention.
[0049] Enfin pour accéder au cheminement, à la plateforme et aux autres parties de la tour de captage 120, des équipements tels que des échelles ou des portes sont naturellement prévus mais non représentés.
[0050] La tour de captage 120 est positionnée sur la surface supérieure plane d’une semelle en béton entourant la résurgence sur une largeur comprise entre deux et trois mètres, en fonction de l’écartement choisi entre les deux coques à la base de la tour. Sur les figures, la base est représentées horizontale, mais ceci n’est pas impératif, ce qui est indispensable est que la surface de la base soit plane, de façon à pouvoir assurer une bonne étanchéité.
[0051 ] Dans cet exemple de mise en oeuvre de l’invention, l’eau douce est captée dans une enceinte fermée -la coque intérieure- qui la protège de toute
contamination. Cette enceinte possède une forme limitant les chocs des vagues qui sont de surcroît brisées par des poteaux brise-lames. La tour, équipée de pompes à refoulement, se trouve à plusieurs centaines de mètres de la côte. Tous ses équipements sont protégés mais restent facilement accessibles, et l’étanchéité est facilitée par la construction d’une semelle en béton formant une bande autour de la résurgence présentant une surface plane sur laquelle repose la tour de captage 120. Des tiges en acier sont scellées dans la semelle en béton, et noyées dans le massif de béton servant à étanchéifier la jonction semelle / tour de captage 120.
[0052] Une installation 1 conforme à l’invention est généralement située à une
distance de la côte de l’ordre de quelques centaines de mètres, jusqu’à plus d’un kilomètre, et elle est signalée par des signaux lumineux diurnes et nocturnes.
[0053] Un procédé ou une installation 1 selon l’invention permet ainsi d’alimenter en eau douce un territoire littoral de façon particulièrement simple et économique tout en réduisant au maximum les impacts sur l’environnement. J

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] [Procédé pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- une étape (10) de prospection qui comprend la localisation dans le milieu marin d’une résurgence (100) d’eau douce exploitable ;
- une étape (20) de terrassement du fond marin (105) autour de la résurgence (100) ;
- une étape (30) de fabrication d’une tour de captage (120) ;
- une étape (40) de transport et de mise en place de la tour de captage (120) ;
- une étape (50) d’étanchéification de la base de la tour de captage (120) ;
- une étape (60) d’installation d’équipements comprenant au moins une pompe à refoulement (130) sur la tour de captage (120) et de
raccordement de la tour de captage (120) ;
- une étape (70) de fonctionnement au cours de laquelle le territoire littoral est alimenté en eau douce par les équipements (130) de la tour de captage (120).
[Revendication 2] Procédé pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral selon la revendication 1 caractérisé en ce que première étape (10) de prospection comprend une étape (12) d’analyse chimique de l’eau douce, et/ou une étape (14) d’évaluation du volume de débit d’eau douce, et/ou une étape (16) d’étude topographique du milieu sous-marin.
[Revendication 3] Procédé pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu’une bande (1 10) encerclant la résurgence (100) et présentant une surface plane est formée sur le fond marin (105) lors de l’étape (20) de terrassement du fond marin (105).
[Revendication 4] Installation (1 ) pour l’alimentation en eau douce d’un
territoire littoral caractérisée en ce qu’elle comprend :
- une bande (110) placée sur le fond marin (105) autour d’une résurgence (100) en milieu marin ;
- une tour de captage (120) placée sur la bande (1 10), la liaison entre la base de la tour de captage (120) et la bande (1 10) ayant été étanchéifiée et le sommet de la tour de captage (120) dépassant du niveau de la mer ;
- la tour de captage (120) étant équipée d’au moins une pompe à refoulement (130) et étant raccordée à une station terrestre.
[Revendication 5] Installation (1 ) pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral selon la revendication 4 caractérisée en ce que la bande (1 10) est formée à partir de béton prise mer.
[Revendication 6] Tour de captage (120) pour l’alimentation en eau douce d’un territoire littoral à partir d’une résurgence (100) d’eau douce en milieu marin caractérisée en ce qu’elle est fabriquée en béton armé ou en acier à double peau, en ce que sa base est adaptée pour recouvrir la résurgence (100) et en ce que sa hauteur est supérieure à la profondeur à laquelle se trouve la résurgence (100).
[Revendication 7] Tour de captage (120) selon la revendication 6,
caractérisée en ce qu’elle est composée de d’une coque extérieure et d’une coque intérieure, les deux coques étant fabriquées en tôle d’acier, le sommet de la coque extérieure se situant approximativement au niveau de la surface de la mer à marée basse, le sommet de la coque intérieur étant plus haut que le niveau de la mer à marée haute d’une hauteur d’au moins deux mètres et cinquante centimètres, la coque intérieure étant surmontée d’une plateforme fixe supportant au moins une pompe à refoulement et des équipements de raccordement à une station terrestre.
[Revendication 8] Tour de captage (120) selon la revendication 7,
caractérisée en ce que l’espace entre la coque extérieure et la coque intérieure est étanche à la base de la tour (120), cet espace étant vide lors du transport de la tour (120) jusqu’au site d’exploitation, puis empli d’eau une fois la tour de captage (120) positionnée sur le site.
[Revendication 9] Tour de captage (120) selon l’une des revendications 7 ou
8, caractérisée en ce que l’espace entre le sommet de la coque extérieure et la coque intérieure est fermé par un cheminement en plaque de tôle d’acier ferme, une pluralité de poteaux de renfort / brise-lames étant placés sur le pourtour du cheminement, entre le cheminement et la plateforme.
[Revendication 10] Tour de captage (120) selon l’une des revendication 7 à
9, caractérisée en ce qu’un garde-corps est placé sur le pourtour de la plateforme, d’une hauteur supérieure à un mètre. ]
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