FR2705198A1 - Method of undersea destruction of Caulerpa Taxifolia, and installation for implementing the method making use of ultrasonic radiation - Google Patents

Method of undersea destruction of Caulerpa Taxifolia, and installation for implementing the method making use of ultrasonic radiation Download PDF

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Abstract

The invention proposes a method of undersea destruction of living aquatic plants or organisms, especially of marine algae, characterised in that it consists in subjecting the algae to ultrasonic radiation. The invention also proposes an installation for implementing the method, characterised in that it includes a source (13, 14) of electrical energy, at least one cable (16) for transporting the electrical energy which opens out into the undersea region containing the algae to be destroyed, and mobile means for producing, emitting and concentrating ultrasonic radiation.

Description

La présente invention concerne un procédé de destruction de plantes ou d'organismes vivants aquatiques, et notamment de destruction d'algues sous-marines telles que la Caulerpa TaxifoliaX ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention
Certaines algues, et notamment la Caulerpa Taxifolia apparue au Sud de la France en Méditerranée en 1984, ou l'Algue Rouge de l'Etang de Berre, se reproduisent sur les fonds sous-marins, particulièrement à proximité des rivages, et affectent gravement, du fait de leur prolifération, l'équilibre biologique végétal et animal du biotop sous-marin.
The present invention relates to a method of destruction of plants or aquatic living organisms, and in particular destruction of underwater algae such as Caulerpa TaxifoliaX and an installation for carrying out the process according to the invention.
Some algae, including the Caulerpa Taxifolia that appeared in southern France in the Mediterranean in 1984, or the Red Algae of the Etang de Berre, breed on the sea floor, particularly near shorelines, and seriously affect, because of their proliferation, the biological balance plant and animal biotop underwater.

Il est apparu nécessaire de procéder à l'éradication, ou du moins de contenir la prolifération de cette variété d'algues qui, du fait de ses très grandes facultés de croissance et de dissémination, menace à terme également l'industrie de la pêche. It appeared necessary to eradicate, or at least to contain the proliferation of this variety of algae which, because of its very great ability to grow and spread, eventually threatens the fishing industry.

LI a déjà été proposé de récolter des algues, en les arrachant manuellement ou à l'aide d'outils. Cette méthode est délicate à mettre en oeuvre et nécessite une main d'oeuvre importante et coûteuse. Elle est lente et impose en outre de collecter les algues arrachées pour les détruire à terre. LI has already been proposed to harvest algae, by tearing them manually or using tools. This method is difficult to implement and requires a large and expensive workforce. It is slow and also requires collecting algae torn to destroy them on the ground.

Il a par ailleurs été constaté que la Caulerpa
Taxifolia est vulnérable à un accroissement de la température de l'eau dans laquelle elle vit et qu'il est donc possible de procéder à sa destruction en chauffant l'eau dans la zone où se développe la Caulerpa Taxifolia.
It was also noted that the Caulerpa
Taxifolia is vulnerable to an increase in the temperature of the water in which it lives and it is therefore possible to proceed with its destruction by heating the water in the area where the Caulerpa Taxifolia develops.

A cet effet, il a déjà été proposé un procédé de destruction essentiellement caractérisé en ce qu'il consiste à procéder à un chauffage de l'eau environnante autour des algues au moyen d'un apport localisé de vapeur d'eau qui libère sa chaleur de condensation très importante. For this purpose, it has already been proposed a destruction method essentially characterized in that it consists in heating the surrounding water around the algae by means of a localized supply of water vapor which releases its heat very important condensation.

Selon ce procédé qui fait appel à la vapeur d'eau comme véhicule de la chaleur pour chauffer l'algue directement et pour élever la température de l'eau qui entoure les algues, on provoque un phénomène de "cuis- son" et/ou de "brûlure" des algues
On dispose ainsi d'un moyen précis, simple de réalisation et d'emploi dont la mise en oeuvre est souple et trouve à s'adapter à toutes les configurations de terrain sous-marin, qui est puissant du fait d'un dégagement important de chaleur de condensation, dont le rendement est excellent, qui est économique en fonctionnement, qui nécessite peu de moyens qui est pratiquement sans danger et dont l'installation de mise en oeuvre est auto-nettoyante.
According to this process, which uses water vapor as a heat carrier to heat the seaweed directly and to raise the temperature of the water which surrounds the algae, a phenomenon of "cooking" and / or of "burning" algae
There is thus a precise, simple means of implementation and employment whose implementation is flexible and found to adapt to all configurations of underwater terrain, which is powerful because of a significant release of heat of condensation, whose efficiency is excellent, which is economical in operation, which requires few means which is practically harmless and whose installation is self-cleaning.

La présente invention vise à proposer un nouveau procédé de destruction, ainsi qu'une installation pour sa mise en oeuvre, qui fasse appel à un nouveau phénomène physique de destruction des algues et qui permette notamment à son exploitant de s'affranchir des problèmes liés à la nécessité d'une chaudière iMpor- tante et aux pertes parasites de chaleur et des contraintes de calorifugeage
Dans ce but, l'invention propose un procédé de destruction sous-marine de plantes ou d'organismes vivants aquatiques, notamment d'algues marines, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les algues à un rayonnement ultrasonore dans l'eau qui se trouve être un milieu particulièrement propice aux effets des ultrasons.
The present invention aims at proposing a new destruction method, as well as an installation for its implementation, which makes use of a new physical phenomenon of destruction of algae and which allows in particular its operator to overcome problems related to the need for a large boiler and the parasitic losses of heat and heat insulation stresses
For this purpose, the invention provides a method of submarine destruction of plants or aquatic living organisms, including seaweed, characterized in that it consists in submitting the algae to ultrasonic radiation in the water which happens to be an environment particularly conducive to the effects of ultrasound.

Selon d'autres caractéristiques du procédé
- il consiste à soumettre au moins une partie des algues à un rayonnement ultrasonore, et notaient les tiges et les racines des algues
- il consiste à projeter un rayonnement ultrasonore directement sur les algues à détruire
- il consiste à émettre un rayonnement ultrasonore à l'intérieur d'une chambre de résonnance qui entoure les algues à détruire pour insensifier les effets des ultrasons émis.
According to other characteristics of the process
- it consists of submitting at least a portion of the algae to ultrasonic radiation, and noted the stems and roots of the algae
- it consists in projecting ultrasonic radiation directly on the algae to destroy
- It consists of emitting ultrasonic radiation inside a resonance chamber that surrounds the algae to be destroyed in order to reduce the effects of the ultrasound emitted.

La mise en oeuvre du phénomène ondulatoire ultrasonore permet de détruire les cellules végétales ou biologiques en les faisant éclater du fait de l'apparition de phénomènes de cavitation dans la matière liquide, caractérisés par la formation de et la disparition de petites cavités gazeuses accompagnées de brusques variations importantes de pression. The implementation of the ultrasonic wave phenomenon makes it possible to destroy the plant or biological cells by causing them to burst because of the appearance of cavitation phenomena in the liquid material, characterized by the formation of and the disappearance of small gaseous cavities accompanied by abrupt significant variations in pressure.

L'invention propose également une installation pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisée en ce qu'elle comporte une source mobile d'énergie électrique modulée, au moins un câble isolé de transport de l'énergie électrique qui débouche dans la zone sousmarine comportant les algues à détruire, et des moyens mobiles de production et d'émission d'un rayonnement ultrasonore
Selon d'autres caractéristiques de l'installation:
- la source d'énergie électrique est embarquée sur un vaisseau de surface ou sous-marin
- les moyens de production et d'émission du rayonnement ultrasonore comportent un pistolet sousmarin d'émission localisée d'un rayonnement ultrasonore
- une variante de l'installation comporte un caisson de résonnance qui délimite une chambre de résonnance qui entoure les algues à détruire, les moyens d'émission générant un rayonnement ultrasonore à l'intérieur de la chambre de résonnance
- le caisson comporte au moins un orifice pour y introduire le pistolet d'émission d'un rayonnement ultrasonore
- le caisson comporte au moins une surface transparente pour permettre l'observation des opérations de destruction à l'intérieur ;
- l'installation comporte des moyens d'évacuation des gaz contenus dans le caisson, et d'introduction d'air
- la source d'énergie électrique comporte un générateur d'impulsions électriques et est reliée à des moyens de production et d'émission du rayonnement ultrasonore comportant au moins un élément qui convertit les impulsions en un rayonnement ultrasonore.
The invention also proposes an installation for carrying out the method, characterized in that it comprises a moving source of modulated electrical energy, at least one isolated cable for transporting electrical energy which opens into the submarine zone comprising algae to be destroyed, and mobile means of production and emission of ultrasonic radiation
According to other characteristics of the installation:
- the source of electrical energy is embarked on a surface or underwater vessel
the means for producing and transmitting ultrasonic radiation comprise a submarine gun for localized emission of ultrasonic radiation
a variant of the installation comprises a resonance chamber which delimits a resonance chamber which surrounds the algae to be destroyed, the emission means generating ultrasonic radiation inside the resonance chamber
the box comprises at least one orifice for introducing the ultrasonic radiation emission gun therein
- The box has at least one transparent surface to allow observation of destruction operations inside;
the installation comprises means of evacuation of the gases contained in the box, and introduction of air
- The source of electrical energy comprises an electric pulse generator and is connected to means for producing and transmitting the ultrasonic radiation comprising at least one element which converts the pulses into ultrasonic radiation.

L'utilisation de l'électricité comme source primaire d'énergie de destruction permet l'emploi d'un générateur qui est beaucoup plus compact et léger qu'une chaudière de production de vapeur avec ses équipements annexes
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 est une vue schématique illustrant un exemple de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; et
- la figure 2 est une vue schématique à plus grande échelle et en coupe d'un exemple de réalisation d'un caisson de résonnance appartenant à l'installation de la figure 1.
The use of electricity as a primary source of destruction energy allows the use of a generator that is much more compact and lightweight than a steam boiler with its ancillary equipment
Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a schematic view illustrating an exemplary embodiment of an installation for implementing the method according to the invention; and
- Figure 2 is a schematic view on a larger scale and in section of an embodiment of a resonance chamber belonging to the installation of Figure 1.

L'installation illustrée à la figure 1 comporte un bâteau 10 muni d'une chaîne d'ancrage 12.  The installation illustrated in FIG. 1 comprises a boat 10 provided with an anchor chain 12.

A bord du bâteau 10, on a installé un générateur de courant 13 qui est relié à un générateur d'impulsions à haute tension et à haute fréquence 14.  On board the ship 10, a current generator 13 is installed which is connected to a high-voltage and high-frequency pulse generator 14.

Un câble sous-marin souple et isolé 16 relie le générateur d'impulsions 14 à un pistolet sous-marin à ultrasons 18. Le pistolet 18, qui est illustré de manière schématique sur la figure 1, comporte un convertisseur (non représenté) qui transforme les impulsions provenant du générateur d'impulsions 14 en un rayonnement ultrasonore qui est émis et projeté dans le milieu sous-marin par une sonde émettrice d'ultrasons 20.  A flexible and insulated underwater cable 16 connects the pulse generator 14 to an underwater ultrasonic gun 18. The gun 18, which is schematically illustrated in FIG. 1, comprises a converter (not shown) which transforms the pulses from the pulse generator 14 into ultrasonic radiation which is emitted and projected into the underwater environment by an ultrasound emitting probe 20.

Le vaisseau 10 est également équipé d'un treuil 22 dont le câble 24 est relié à l'anneau d'ancrage 46 du caisson de résonnance 26.  The vessel 10 is also equipped with a winch 22 whose cable 24 is connected to the anchoring ring 46 of the resonance chamber 26.

Le caisson, ou enceinte, 26 est constitué de parois latérales 28 et d'une paroi supérieure 30 qui sont fixées entre elles et qui délimitent une chambre de résonnance 32. Ce caisson a pour objectifs
a) d'accroître l'effet des ultrasons à l'intérieur de son volume
b) de réduire corrélativement la dissipation des ultrasons dans le milieu marin environnant.
The box or enclosure 26 consists of side walls 28 and an upper wall 30 which are fixed together and which delimit a resonance chamber 32. This box has for objectives
a) to increase the effect of ultrasound within its volume
b) correspondingly reduce the dissipation of ultrasound in the surrounding marine environment.

Au moins l'une des parois est réalisée en matériau transparent, ou comporte une portion en matériau transparent, pour permettre à l'opérateur de positionner de manière appropriée le caisson sur les algues à détruire et d'observer l'avancement du processus de destruction. At least one of the walls is made of transparent material, or has a portion of transparent material, to allow the operator to properly position the box on the algae to destroy and observe the progress of the destruction process .

L'une des parois latérales 28 du caisson 26 comporte un orifice 34 pour permettre l'introduction dans la chambre 32 de l'extrémité libre d'un pistolet à ultrasons 18. A titre de variante, le caisson peut comporter à l'intérieur une source propre d'ultrasons.  One of the side walls 28 of the box 26 has an orifice 34 to allow the introduction into the chamber 32 of the free end of an ultrasonic gun 18. Alternatively, the box may have inside a own source of ultrasound.

Des trous 36 sont prévus au sommet du caisson 26 pour permettre l'évacuation ou l'introduction d'air ou des gaz éventuellement contenus dans le caisson, notamment en vue d'en faciliter le relevage par le treuil 22 et son câble relilé à l'anneau d'ancrage 46.  Holes 36 are provided at the top of the box 26 to allow the evacuation or the introduction of air or gases possibly contained in the box, in particular to facilitate the lifting by the winch 22 and its cable connected to the anchoring ring 46.

Le caisson peut avoir une section transversale dont l'aire est inférieure à 1 m 2, et par exemple égale à 0,5 m2, la hauteur du caisson étant voisine de 40 cm.  The box may have a cross section whose area is less than 1 m 2, for example equal to 0.5 m 2, the height of the box being close to 40 cm.

La masse du caisson 26, de même que la masse du pistolet à ultrasons sont de valeurs importantes déterminées de manière à ce que le caisson 26 et le pistolet 18 ne soient pas eux-mêmes sensibles aux fréquences des ultrasons émis, et de façon que les mains des opérateurs sous-marins qui les manipulent ne soient pas exposées à des effets nocifs. L'utilisation du caisson, dont le revêtement extérieur est choisi à ceteffet, permet également de limiter la dissipation des ultrasons dans le milieu marin ambiant. The mass of the box 26, as well as the mass of the ultrasonic gun, are large values determined so that the box 26 and the gun 18 are not themselves sensitive to the frequencies of the ultrasound emitted, and so that the operators who handle them are not exposed to harmful effects. The use of the box, whose outer coating is chosen for this purpose, also limits the dissipation of ultrasound in the ambient marine environment.

L'installation qui vient d'être décrite s'utilise de la manière suivante. The installation which has just been described is used in the following manner.

L'opérateur sous-marin peut attaquer directement les algues à détruire, et notamment leurs stolons, au moyen du pistolet à ultrasons 18 qu'il manipule de manière à pouvoir agir sélectivement et instantanément sur les racines et les tiges des algues. The underwater operator can directly attack the algae to be destroyed, and in particular their stolons, by means of the ultrasonic gun 18 which he manipulates so as to be able to act selectively and instantly on the roots and stems of the algae.

L'action radicale de destruction par le rayonnement ultrasonore peut également être accru en utilisant le caisson de résonnance 26, et notamment lorsque les zones infestées présentent un relief sous-marin relativement régulier. The radical action of destruction by ultrasonic radiation can also be increased by using the resonance chamber 26, and especially when the infested areas have a relatively regular underwater relief.

A cet effet, l'opérateur sous-marin met le caisson en place autour des algues à détruire et introduit l'extrémité du pistolet 18 dans l'orifice 34 de manière à émettre un rayonnement ultrasonore dans la chambre de résonnance 32 qui a pour effet de réfléchir sur les faces internes de ses parois les ondes ultrasonores émises et d'en concentrer les effets dans la zone concernée
Le bord inférieur 38 des parois latérales 28 du caisson 26 peut comporter des pointes 40 pour faciliter le positionnement du caisson sur le fond sousmarin.
For this purpose, the submarine operator puts the box in place around the algae to be destroyed and introduces the end of the gun 18 into the orifice 34 so as to emit ultrasonic radiation into the resonance chamber 32 which has the effect to reflect on the internal faces of its walls the ultrasonic waves emitted and to concentrate the effects in the zone concerned
The lower edge 38 of the side walls 28 of the box 26 may include tips 40 to facilitate the positioning of the box on the submarine bottom.

Le bord supérieur des parois latérales 28 du caisson 26 comporte une poignée périphérique 42 permettant de manipuler et de déplacer le caisson plus aisément, en particulier sous l'eau.  The upper edge of the side walls 28 of the box 26 includes a peripheral handle 42 for manipulating and moving the box more easily, especially under water.

Des câbles de retenue 44 du caisson, fixés à l'anneau d'ancrage 46, permettent de raccorder le caisson au câble du treuil 22. Box holding cables 44, fixed to the anchoring ring 46, make it possible to connect the box to the cable of the winch 22.

A titre de variante, et sans sortir du cadre de l'invention, la source émettrice d'ultrasons peut être de tout type, et n'est pas nécessairement animée par des impulsions électriques.  Alternatively, and without departing from the scope of the invention, the ultrasound emitting source can be of any type, and is not necessarily driven by electrical impulses.

Claims (2)

REVENDICATIONS 1. Procédé de destruction sous-marine de plantes ou d'organismes vivants aquatiques, notamment d'algues marines, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les algues à un rayonnement ultrasonore. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre au moins une partie des algues à un rayonnement ultrasonore, et notamment les tiges et les racines des algues. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter un rayonnement ultrasonore sous-marin directement sur les algues à détruire. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à émettre un rayonnement ultrasonore à l'intérieur d'une chambre (32) de résonnance qui entoure les algues à détruire. 5. Installation pour la mise en place du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une source mobile (13, 14) d'énergie électrique adaptée, au moins un câble isolé (16) de transport de l'énergie électrique qui débouche dans la zone sous-marine comportant les algues à détruire, et des moyens mobiles de production et d'émission d'un rayonnement ultrasonore. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la source d'énergie électrique (13, 14) est embarquable sur un vaisseau (10) de surface ou sous-marin. T Installation selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que les moyens mobiles de production et d'émission d'un rayonnement ultrasonore sont réalisés sous la forme d'un pistolet sous-marin (18) d'émission localisée d'un rayonnement ultrasono re.1. A method of submarine destruction of plants or living aquatic organisms, including seaweed, characterized in that it consists in subjecting the algae to ultrasonic radiation. 2. Method according to claim 1, characterized in that it consists in subjecting at least a portion of the algae to ultrasonic radiation, and in particular the stems and roots of the algae. 3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that it consists in projecting ultrasonic radiation underwater directly on the algae to be destroyed. 4. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that it consists in emitting ultrasonic radiation inside a chamber (32) of resonance that surrounds the algae to destroy. 5. Installation for the implementation of the method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a movable source (13, 14) of suitable electrical energy, at least one insulated cable (16) transport electrical energy that leads to the submarine zone containing the algae to be destroyed, and mobile means for producing and emitting ultrasonic radiation. 6. Installation according to claim 5, characterized in that the source of electrical energy (13, 14) is embeddable on a vessel (10) surface or underwater. T Installation according to one of claims 5 or 6, characterized in that the mobile means for producing and emitting ultrasonic radiation are made in the form of a submarine spray gun (18) of localized emission of ultrasonic radiation. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisée en ce qu'elle comporte un caisson de résonnance (26) qui délimite une chambre de résonnance (32) qui entoure les algues à détruire, et en ce que lesdits moyens d'émission génèrent un rayonnement ultrasonore à l'intérieur de la chambre de résonnance (32 >  8. Installation according to any one of claims 5 to 7 characterized in that it comprises a resonance chamber (26) which defines a resonance chamber (32) surrounding the algae to be destroyed, and in that said means of emission generate ultrasonic radiation inside the resonance chamber (32> 9 Installation selon la revendication 8 prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisée en ce que le caisson de résonnance (26) comporte au moins un orifice (34) pour y introduire le pistolet (18) d'émission d'un rayonnement ultrasonore. 9 Installation according to claim 8 taken in combination with claim 7, characterized in that the resonance chamber (26) comprises at least one orifice (34) for introducing the gun (18) for emitting ultrasonic radiation. 10. Installation selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (36) d'évacuation des gaz contenus dans le caisson de résonnance (26 > , ou l'introduction d'air au moment de la sortie de l'eau.  10. Installation according to one of claims 8 or 9, characterized in that it comprises means (36) for discharging gases contained in the resonance chamber (26>, or the introduction of air at the time of the exit of the water. 11. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que la source d'énergie électrique comporte un générateur d'impulsions électriques (14), et en ce que les moyens de production et d'émission du rayonnement ultrasonore comportent au moins un élément mobile sous-marin qui convertit les impulsions en un rayonnement ultrasono re.  11. Installation according to any one of claims 5 to 10, characterized in that the source of electrical energy comprises an electric pulse generator (14), and in that the means for producing and emitting ultrasonic radiation comprise at least one underwater moving element which converts the pulses into ultrasonic radiation. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le caisson 26 comporte au moins une surface transparente pour permettre l'observation des opérations de destruction à l'intérieur du caisson.  12. Installation according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the box 26 comprises at least one transparent surface to allow observation of the destruction operations inside the box.
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