FR2785001A1

FR2785001A1 - Fresh water collector from under sea bed has flexible sealing wall to exclude sea water and valves to control extraction of fresh water from well

Info

Publication number: FR2785001A1
Application number: FR9813349A
Authority: FR
Inventors: Ion Argyriadis
Original assignee: HYDRO LOGIC
Current assignee: HYDRO LOGIC
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2000-04-28
Anticipated expiration: 2004-10-21
Also published as: FR2785001B3

Abstract

The sub sea fresh water collector has a sealed flexible wall (1) to isolate the well (2) anchored to the sea bed and rising to the surface where it is supported by an annular ring float. Valves in the lower part of the wall allow discharge of salt water and the lifting of fresh water using pumps.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de captage de résurgences sous-marines d'eau douce
Il a pour but de permettre la récupération de l'eau douce de sources situées sous le niveau de la mer et provenant en particulier de réseaux karstiques.The present invention relates to a device for capturing underwater freshwater resurgences.
It aims to allow the recovery of fresh water from sources located below sea level and in particular from karst networks.

Le Karst est un domaine de roches calcaires comportant de nombreuses cavités communiquant entre elles, créées par la dissolution du calcaire par l'acide carbonique provenant de l'eau de pluie chargée en C02. Karst is an area of limestone rocks with many communicating cavities, created by the dissolution of limestone by carbonic acid from rainwater loaded with C02.

Dans la partie inférieure du Karst, ces cavités constituent des réserves importantes d'eau douce.In the lower part of the Karst, these cavities constitute important reserves of fresh water.

Pour des raisons ayant trait à l'évolution géologique, les karsts, notamment du pourtour méditerranéen, ont été abaissés d'au moins 150 mètres de sorte que leur niveau de base peut se trouver considérablement au-dessous du niveau de la mer. For reasons relating to geological evolution, the karsts, in particular around the Mediterranean, have been lowered by at least 150 meters so that their base level can be considerably below sea level.

On sait depuis longtemps que des sources d'eau douce provenant des domaines karstiques s'écoulent sous la mer, et en particulier en Méditerranée. Or l'eau douce et l'eau de mer, liquides à poids spécifiques différents, ne se mélangent pas tant que l'écoulement des deux liquides reste laminaire et non pas turbulent. It has long been known that sources of fresh water from karst areas flow under the sea, and in particular in the Mediterranean. However, fresh water and sea water, liquids with different specific weights, do not mix as long as the flow of the two liquids remains laminar and not turbulent.

Des tentatives ont été faites pour capter l'eau douce des résurgences karstiques sous-marines, basées sur le principe d'un barrage stoppant le flux d'eau douce avec accumulation de l'eau salée vers le fond. C'est par exemple ce qui a été réalisé à Port Miou près de
Marseille, en Argolide (Grèce), ou encore en Lybie.Attempts have been made to capture fresh water from underwater karstic resurgences, based on the principle of a dam stopping the flow of fresh water with accumulation of salt water towards the bottom. This is for example what was achieved in Port Miou near
Marseille, Argolis (Greece), or even Libya.

Ces opérations ont très souvent eu lieu en forçant ou en entravant l'hydraulicité naturelle. Or un système karstique est complexe et ouvert ; toute tentative modifiant l'équilibre naturel est vouée à l'éhec, et les résultats ont généralement été décevants. These operations very often took place by forcing or hindering natural hydraulicity. Now a karst system is complex and open; any attempt to change the natural balance is doomed to failure, and the results have generally been disappointing.

Le brevet français N FR 2 701 974 déposé par
Messieurs Argyriadis et Therond décrit une structure immergée à concavité dirigée vers le bas, coiffant la source, dans laquelle l'eau douce est piégée en partie haute grâce à sa densité plus faible que celle de l'eau de mer, cette structure étant ouverte en partie basse pour permettre l'évacuation du trop plein et en particulier de l'eau de mer tout en laissant le système karstique libre, l'eau douce étant pompée à la partie la plus élevée de la structure au moyen d'un système à débit variable asservi à des capteurs permettant de maintenir à tout instant un débit prélevé légèrement inférieur au débit instantané de la source.French patent N FR 2,701,974 filed by
Messrs Argyriadis and Therond describes a submerged structure with a concavity directed downwards, covering the source, in which the fresh water is trapped in the upper part thanks to its lower density than that of sea water, this structure being open in lower part to allow the evacuation of the overflow and in particular sea water while leaving the karst system free, fresh water being pumped to the highest part of the structure by means of a flow system variable subject to sensors making it possible to maintain at all times a withdrawn flow slightly lower than the instantaneous flow of the source.

Ce dispositif permet de prélever l'eau douce sans déranger l'équilibre existant et sans introduire de contraintes dans le système karstique, tout en facilitant le caractère laminaire de l'écoulement, ce qui évite le mélange avec l'eau de mer. This device makes it possible to take fresh water without disturbing the existing balance and without introducing constraints into the karst system, while facilitating the laminar nature of the flow, which avoids mixing with sea water.

Dans tous les cas de captage de résurgences d'eau douce sous la mer, il faut pouvoir satisfaire à l'équilibre entre les deux fluides défini par l'équation
Hd/Hs = Ds/Dd
où Hd est la hauteur de la colonne d'eau douce, Hs la hauteur d'eau salée, Ds la densité de l'eau salée et Dd la densité de l'eau douce.In all cases of catching freshwater resurgences under the sea, it must be possible to satisfy the balance between the two fluids defined by the equation
Hd / Hs = Ds / Dd
where Hd is the height of the fresh water column, Hs the height of salt water, Ds the density of salt water and Dd the density of fresh water.

Ces quatre paramètres, constants à l'origine, ne le sont plus à partir du début du processus de séparation des deux eaux, et jusqu'à l'établissement du nouvel équilibre (après captage) qui restera de toute façon instable, variant en mme temps que le débit du réseau karstique en amont. These four parameters, originally constant, are no longer consistent from the start of the separation process of the two waters, and until the establishment of the new equilibrium (after collection) which will remain unstable anyway, varying even time as the flow of the karst network upstream.

Or dans le cas de captages fermés installés sous la surface de la mer, le contrôle de cet équilibre est souvent délicat et générateur de surcoût à la construction. However, in the case of closed catchments installed below the sea surface, controlling this balance is often delicate and generates additional construction costs.

Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de proposer une amélioration permettant d'obtenir une simplification importante du système de captage avec, comme corollaire, une compression des coûts non moins importante. The device according to the present invention aims to propose an improvement making it possible to obtain a significant simplification of the collection system with, as a corollary, a cost reduction not less significant.

Il est constitué d'une paroi étanche de préférence souple isolant la résurgence, ancrée au fond de la mer et montant jusqu'à la surface où elle est maintenue par un barrage flottant permettant de ramener le haut du dispositif de captage à l'air libre, des clapets disposés à la partie basse de la membrane permettant à l'eau salée de s'échapper, le prélèvement d'eau douce s'effectuant au moyen de pompes montées sur un dispositif flottant à la surface de l'eau douce. It consists of a waterproof, preferably flexible wall isolating the resurgence, anchored at the bottom of the sea and rising to the surface where it is maintained by a floating barrier making it possible to bring the top of the collection device into the open air. , valves arranged at the lower part of the membrane allowing the salt water to escape, the fresh water withdrawal being carried out by means of pumps mounted on a device floating on the surface of the fresh water.

Sur les dessins schématiques annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention :
la figure 1 représente en perspective un système de captage à membrane entourant la ou les résurgences
et la figure 2 est une coupe verticale d'une variante utilisant une membrane ouverte fermant une crique naturelle.In the appended schematic drawings, given by way of nonlimiting examples of embodiments of the subject of the invention:
Figure 1 shows in perspective a membrane collection system surrounding the resurgence (s)
and Figure 2 is a vertical section of a variant using an open membrane closing a natural crack.

Le dispositif, tel qu'il apparaît sur la figure 1, est constitué d'une membrane souple 1 étanche, entourant la résurgence ou les résurgences 2 et arrivant jusqu'à la surface 3 de la mer. The device, as it appears in FIG. 1, consists of a flexible waterproof membrane 1, surrounding the resurgence or resurgences 2 and arriving up to the surface 3 of the sea.

La membrane 1, constituée d'une bâche, d'un géotextile ou similaire, est soutenue en surface par un élément flottant 4, formé par exemple de tuyaux ou boudins en polyéthylène ou matériau similaire de section cumulée suffisante pour que l'ensemble émerge dans tous les cas d'une hauteur comprise entre 20 et 100 cm. Cet élément flottant soutient l'ensemble du système et est ancré de façon convenable pour qu'il reste toujours centré sur la résurgence 2. The membrane 1, consisting of a tarpaulin, a geotextile or the like, is supported on the surface by a floating element 4, formed for example of pipes or tubes of polyethylene or similar material of cumulative section sufficient for the assembly to emerge in all cases between 20 and 100 cm high. This floating element supports the whole system and is properly anchored so that it always remains centered on resurgence 2.

Le bas de la membrane 1 est ancré au fond marin, mais grâce à des fentes verticales espacées pratiquées dans la membrane, il est pourvu de parties libres 6 formant clapets, convenablement lestées, qui permettent à l'eau salée 7, plus lourde, de s'échapper sous la pression de l'eau douce 8 jaillissant à la source. The bottom of the membrane 1 is anchored to the seabed, but thanks to spaced vertical slots made in the membrane, it is provided with free parts 6 forming valves, suitably ballasted, which allow the heavier salt water 7 to escape under the pressure of fresh water 8 gushing at the source.

A la sortie immédiate de l'eau douce, un système de déflecteurs 9 métalliques ou en matière synthétique impose un cheminement forcé à l'eau douce jaillissante, afin de diminuer les turbulences et d'induire un écoulement laminaire de celle-ci.At the immediate exit from the fresh water, a system of metal or synthetic deflectors 9 imposes a forced path to the gushing fresh water, in order to reduce the turbulence and to induce a laminar flow of the latter.

Les dimensions de l'ensemble sont fonction de chaque cas particulier, mais doivent tre assez importantes pour assurer un volant d'inertie apte à absorber les variations de débit souvent brusques du réseau karstique. The dimensions of the assembly are a function of each particular case, but must be large enough to provide a flywheel capable of absorbing the often abrupt variations in flow of the karst network.

Le prélèvement d'eau douce se fait en surface, par un système classique de pompes 10 installées sur un dispositif flottant 11. Fresh water is taken from the surface by a conventional system of pumps 10 installed on a floating device 11.

Dans le cas où la résurgence 2 se trouve à proximité immédiate d'une côte et si la forme du rivage s'y prte-si, par exemple, l'arrivée d'eau douce se fait dans une crique de dimensions appropriées-la membrane 1 peut avantageusement se contenter d'occuper la corde fermant la crique en étant disposée entre les parois de cette dernière, avec tous les avantages financiers qui en découlent (figure 2). In the case where the resurgence 2 is in the immediate vicinity of a coast and if the shape of the shore is suitable - if, for example, the arrival of fresh water takes place in a creek of appropriate dimensions - the membrane 1 can advantageously be content to occupy the rope closing the cove by being disposed between the walls of the latter, with all the financial advantages which result therefrom (FIG. 2).

Le type de captage décrit peut tre réalisé, si nécessaire, en matériaux durs, maçonnerie, béton armé, métal ou autre. Cependant, outre le surcoût qui en découlerait, ce type de construction a l'inconvénient de favoriser les turbulences par rapport au dispositif souple. The type of collection described can be made, if necessary, of hard materials, masonry, reinforced concrete, metal or other. However, in addition to the additional cost that would result, this type of construction has the disadvantage of promoting turbulence compared to the flexible device.

Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. The positioning of the various constituent elements gives the object of the invention a maximum of useful effects which had not, to date, been obtained by similar devices.

Claims

characterized by the combination of a waterproof wall (1) isolating the resurgence (s) (2), said waterproof wall being anchored to the seabed (5) and rising to the surface (3) so as to allow bring the top of the capture device to the open air, valves (6) arranged at the bottom of said sealed wall allowing salt water to escape (7), fresh water withdrawal (8) by means of pumps (10) installed on a floating device (11) on the surface of fresh water.

1. Device for capturing underwater freshwater resurgences, the purpose of which is to allow the recovery of freshwater from sources situated below sea level and coming in particular from karst networks,

2. Device according to claim 1, characterized in that the sealed wall (1) consists of a flexible membrane (1) supported on the surface by a floating element (4), the valves (6) being formed, thanks to vertical slots of the flexible membrane, of free parts (6) suitably ballasted.

3. Device according to claim 2, characterized in that the floating element (4) consists of pipes or tubes of polyethylene or similar material.

4. Device according to any one of claims 2 and 3, characterized in that the cumulative section of components of the floating element (4) is determined so that the assembly emerges in all cases from a height between 20 and 100 centimeters.

5. Device according to claim 1, characterized in that the sealed wall (1) is made of hard material, such as masonry, reinforced concrete or metal.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the sealed wall (1) surrounds the resurgence (s) (2).

7. Device according to any one of the preceding claims, applicable in the case where the resurgence (s) (2) is in the immediate vicinity of a coast and the arrival of fresh water takes place in a cove, characterized by the fact that the sealed wall (1) closes said crack by being stretched between its walls.

8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that a system of metal or synthetic deflectors (9) is arranged at the immediate outlet of the fresh water (8) from the resurgence (s) ) (2), said deflectors being arranged to impose a laminar flow of said fresh water.