FR2834508A1

FR2834508A1 - Systeme de dessalement en masse de l'eau de mer

Info

Publication number: FR2834508A1
Application number: FR0200230A
Authority: FR
Inventors: Andre Dejoux; Marcel Siragna; Claude Francatel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-11

Abstract

Système de dessalement en masse de l'eau de mer caractérisé en ce qu'il comporte les éléments suivants : une tour aérothermique (1) à vortex générant un cyclone artificiel auto-entretenu, dont le profil constitue un convergent/ divergent s'évasant à sa base sur un diamètre au moins égal à sa hauteur et comportant à sa base un ensemble de parois verticales courbes destinées à mettre la masse d'air aspirée au travers d'ouvertures formées entre ces parois, en mouvement rotatif pour amorcer et entretenir en permanence un cyclone (2) se formant à l'intérieur; un voile interne se terminant par une colonne se prolongeant jusque en dessous du col de la tour, qui engendre une zone de dépression ou tuba maintenant la stabilité et la forme du cyclone à sa sortie de la tour; un système de récupération de l'eau condensée sur sa paroi interne, formant un réservoir annulaire en haut de la tour; une plate-forme thermique annulaire (4) à effet de serre disposée autour de la base de la tour au-dessus d'un bassin d'évaporation (6) alimenté en permanence en eau de mer par un canal (90) menant à la mer; un lac artificiel annulaire (5) est creusé autour de la plate-forme thennique pour recevoir l'eau évaporée retombant en permanence en pluie des nuages (3); un second canal (95) part du bassin d'évaporation et traverse, de façon étanche, le lac d'eau douce vers une saline (94).

Description

Système de dessalement en masse de l'eau de mer L'invention concerne un système de dessalement en masse de l'eau de mer par évaporation forcée au moyen d'un cyclone artificiel auto entretenu dans une tour aérothermique à vortex.

Le procédé de dessalement le plus courant et le moins onéreux est actuellement le dessalement par osmose inverse. On connaît d'autres moyens de dessalement comme par exemple le chauffage ou la distillation. Tous ces procédés sont très onéreux et ne sont pas à la portée des pays émergent du fait qu'ils nécessitent beaucoup d'énergie et que le prix de revient du m3 d'eau douce obtenu est de l'ordre de 0,50 à 0,57 euros. De plus la capacité de telles usines, actuellement 62 millions de m3 d'eau douce par an, n'est pas à la hauteur des besoins croissants de la planète. Dans 25 ans, la moitié de la population mondiale manquera d'eau.

Les problèmes posés aujourd'hui pour répondre à l'énorme besoin en eau douce de la planète sont les suivants : a pouvoir dessaler au moins un million de m3 et plus par jour par unité de dessalement ; e réduire au plus bas possible le coût du m3 d'eau dessalée en réduisant le coût d'exploitation ; tb accroître la longévité des unités de dessalement pour réduire les investissements dans le temps ; * obtenir une grande fiabilité sur de très longues durées ; * éviter d'arrêter les unités de dessalement pendant les périodes de maintenance pour assurer la production d'eau en continu ; a réduire au minimum les besoins en énergie pour faire fonctionner ces unités de dessalement.

Ces différents problèmes sont résolus et au-delà avec le système de dessalement selon l'invention. Le système de dessalement en masse de l'eau de mer est caractérisé en ce qu'il comporte les éléments suivants : une tour aérothermique à vortex générant un cyclone artificiel auto-entretenu, dont le profil constitue un convergent/divergent s'évasant à sa base sur un diamètre au moins égal à sa hauteur et comportant à sa base un ensemble de parois verticales courbes destinées à mettre la masse d'air aspirée au travers d'ouvertures formées entre ces parois, en mouvement rotatif pour amorcer et entretenir en permanence un cyclone se formant à l'intérieur ; un voile interne se terminant par une colonne se prolongeant jusque en dessous du col de la tour, qui engendre une zone de dépression ou tuba qui maintien la stabilité et la forme du cyclone à sa sortie de la tour ; un système de récupération de l'eau condensée sur sa paroi interne, formant un réservoir annulaire en haut de la tour ; une plate-forme thermique annulaire à effet de serre disposée autour de la base de la tour au-dessus d'un bassin d'évaporation alimenté en permanence en eau de mer par un canal menant à la mer ; un lac artificiel annulaire est creusé autour de la plate-forme thermique pour recevoir l'eau évaporée retombant en

permanence en pluie des nuages ; un second canal part du bassin d'évaporation et traverse, de façon étanche, le lac d'eau douce vers une saline. Le système de récupération de l'eau condensée est constitué d'un grand réservoir annulaire disposé à la périphérie du sommet de la tour, un ensemble de tuyaux de descente évacuent l'eau douce au réseau de distribution vers les utilisations. La plate-forme thermique à effet de serre, destinée à accroître la température de l'air par le rayonnement solaire pendant la journée et à le canaliser vers l'entrée de la tour, est constituée par un maillage de panneaux transparents en matériau traité pour absorber le maximum de rayonnement infra-rouge, disposés dans le prolongement du voile extérieur à la périphérie de la tour. Le fond du bassin d'évaporation disposé sous la plate-forme thermique, est préférablement de couleur noire constituée par exemple par un revêtement goudronné sur une couche support en matériau formant une masse d'accumulation thermique. Le lac d'eau douce est recouvert d'une toile flottante anti-évaporation munie de moyen laissant traverser l'eau de pluie tout en empêchant l'évaporation. Le canal d'alimentation en eau de mer du bassin d'évaporation est muni d'une écluse destinée au réglage de débit d'arrivée d'eau de mer dans le bassin d'évaporation ; ce canal ainsi que le bassin d'évaporation se trouvent en dessous du niveau le plus bas de la mer. Le lac annulaire d'eau douce est équipé d'un groupe de pompage destiné à envoyer l'eau douce vers le système de distribution aux utilisateurs. L'un au moins des tuyaux de descente de l'eau douce, recueillie dans le réservoir en haut de la tour, est équipée au niveau du sol, d'une turbine entraînant un alternateur pour fournir de l'énergie électrique sur place.

Le procédé d'érection de la tour comporte un mât élévateur dont le sommet comporte des attaches de câbles de traction solidaires de goussets du couronnement, des câbles sont amarrés sur les lisses au niveau de leur position au col de la tour et engagés sur des poulies qui les renvoient vers des moyens de treuillage disposés au sol pour courber les lisses par déformation élastique jusqu'à leur forme définitive, en ce que au fur et à mesure de la levée du couronnement, les lisses se déplacent par roulement sur des galets de guidage (45) qui maintiennent leur écart d'origine jusqu'à leur position définitive où elles sont ancrées sur leur support, en ce que le ceinturage du col est ensuite mis en place, puis des couples et treillis de renforcement sont assemblés, et enfin les voiles de béton sont mis en place, le mât est ensuite démonté depuis le couronnement.

La tour est construite sur des fondations comportant un radier général en béton armé renforcé par des poutraisons répartissant les contraintes engendrées par les appuis des éléments de la tour, le convergent repose sur le radier et constitue une partie de la plate-forme thermique en continuité jusqu'au col lequel se prolonge par le divergent jusqu'au débouché constitué par un

couronnement diffuseur ; elle comporte un voile extérieur et un voile intérieur et à sa base des voiles verticaux courbes orientant les filets d'air pénétrant dans la tour par sa base. Les éléments verticaux qui définissent le profil de la tour depuis la base en passant par le col et aboutissant au couronnement diffuseur, sont des profilés métalliques formant des lisses et les éléments horizontaux ou couples associés aux lisses par des noeuds articulés ou rigides, constituent les ceintures du profil de la tour.

Le trop plein de saumure s'écoulant en permanence vers la saline depuis le bassin d'évaporation, est évacué par des moyens de pompage automatiques et des canalisation vers la mer lorsque la saline est saturée. Le fond du bassin d'évaporation est en pente légère vers la saline ainsi que le fond du canal évacuant la saumure du bassin d'évaporation vers la saline au travers du lac d'eau douce et étanche par rapport à celui-ci.

Les avantages du système de dessalement selon l'invention sont les suivants : e La capacité journalière de dessalement d'une tour de 300m de haut est de l'ordre de 2 millions de m3/24heure ; e le coût du m3 d'eau dessalée est de moins de moins de 0,08 euro qui représente l'amortissement d'une unité de dessalement de 300m, du fait qu'elle ne consomme pas d'énergie tout en fonctionnant en continu 24h sur 24 ; le coût d'exploitation se résume à l'amortissement de la construction ; la longévité des unités de dessalement est de l'ordre de 50 à 60 ans la fiabilité sur de très longues durées est très grande puisque le fonctionnement est entièrement statique, l'unité de dessalement ne comporte aucune pièce en mouvement ; e elle ne nécessite pas de maintenance pour assurer la production d'eau en continu pendant toute sa durée de vie ; 'elle ne consomme pas d'énergie, le dessalement étant effectué par évaporation naturelle engendrée par l'air aspiré par la tour sur la surface d'eau du bassin d'évaporation sous sa plateforme thermique ; 'une partie de l'eau évaporée est recueillie en haut de la tour dans un réservoir annulaire de très grande capacité formant un immense château d'eau permettant de distribuer l'eau dessalée à grande distance ; . l'eau évaporée par le cyclone, non condensée et non récupérée au sommet de la tour, se retrouve en haut de celui-ci sous forme de nuages sursaturés en permanence, il en résulte que la presque totalité de l'eau de l'eau évaporée retombent continuellement en pluie autour de la plate-forme thermique où elle est recueillie dans un lac annulaire creusé autour du bassin

d'évaporation couvert par la plate-forme thermique, une station de pompage distribue ensuite cette eau dessalée vers les utilisations ; e le gradient de température entre la surface du bassin d'évaporation et le sommet du cyclone, qui peut monter à une altitude d'au moins 5. 000m, varie en fonction des heures d'ensoleillement et s'accroît de façon très importante pendant la nuit à cause du refroidissement de l'atmosphère et du fait que la température de la mer varie très peu la nuit ; la puissance d'aspiration du cyclone étant fonction de l'importance de ce gradient, il en résulte que la capacité d'évaporation du cyclone s'accroît de façon importante la nuit par rapport à la période d'ensoleillement ; e du fait de l'importance du gradient de température, notamment la nuit, il est possible de faire fonctionner toute l'année des tours de dessalement même dans les régions tempérées qui manquent d'eau du fait que la température de la mer varie relativement peu dans ces régions entre l'hiver et l'été.

L'invention est décrite ci-après en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels on a montré : 'figure 1, une vue en coupe partielle de la tour de dessalement en masse avec son environnement ; * figures 2 et 3, une vue en coupe de la tour de dessalement en masse et une vue de dessus ; . figure 4, une vue de dessus de la tour avec sa plate-forme thermique ; . figure 5 et 6 une vue partielle du maillage de la plate-forme thermique et une vue de dessus d'un élément du maillage de la plate-forme ; * figures 7 à 10, des détails de préparation de l'érection de la tour ; 'figure 11, un exemple de mode d'érection de l'ossature de la tour ; * figure 12, un exemple de 1/2 coupe de l'ossature de la tour ; * figure 13, un exemple d'assemblage de treillis de rigidification de l'ossature de la tour ; * figure 14, un exemple, en demi coupe partielle, du moyen de récupération de l'eau condensée en haut de la tour avec son réservoir ; a figure 15, un exemple vue de dessus de la tour et de son environnement ; . figure 16, un exemple en coupe en élévation de la tour, de son bassin d'évaporation, des canaux d'alimentation et d'évacuation présentant une pente descendante vers la saline.

La figure 1 montre une vue en coupe partielle en élévation du système de dessalement en masse de l'eau de mer avec son environnement. Il comporte les éléments suivants : une tour aérothermique à vortex 1 générant un cyclone artificiel auto-entretenu 2, montant à au moins 4.000 ou 5.000 m d'altitude et formant des nuages 3 sursaturés en permanence provoquant une

pluie permanente tombant autour d'une plate-forme thermique 4 dans un lac artificiel 5 creusé autour d'un bassin d'évaporation 6 se trouvant sous la plate-forme thermique 4, alimenté en eau de mer par un canal 7. Le niveau de l'eau salée du bassin d'évaporation se trouve en dessous du niveau de la mer.

Les figures 2 et 3 montrent une vue en coupe de la tour de dessalement en masse et sa vue de dessus. Elle présente un profil à convergent/divergent, sa construction requière une technologie appropriée à l'équilibre hyperstatique et de para-sismicité dans des conditions de montage assurant une grande longévité avec une maintenance minimale. Elle est construite sur

des fondations qui, en fonction de la nature du sol, doivent être prévues sous forme d'un radier général en béton armé renforcé par des poutraisons périphériques et radiales permettant de répartir les contraintes résultant des appuis des éléments de la tour. Le convergent 10 repose sur un radier général 11 et constitue une partie de la plate-forme thermique en continuité jusqu'au col 13 lequel se prolonge par le divergent 14 jusqu'au débouché 15 au sommet de la tour. Ce débouché sera vu plus loin en détail sur la figure 14. La tour comporte un voile intérieur 16 et un voile extérieur 17 et des voiles 18 en courbe gauche disposés entre les voiles 16 et 17, destinés à orienter les filetes d'air pénétrant à la base 19 de la tour. La base est divisée en quatre secteurs 20,21, 22,23, comportant les entrées d'air 24, 25,26, 27. Une colonne 28 sert de base pour la formation et la stabilité permanente du vortex. Elle est construite dans le prolongement du voile intérieur 16. Elle a pour effet, grâce à la présence du vortex prenant naissance au niveau du col 13, de créer une dépression dans l'enceinte formée entre le voile intérieur 16 et le voile extérieur 17 au niveau de la base du col.

La tour est conçue pour être réalisée suivant un mode de construction spécialement adapté pour la stabilité des voiles minces et la répartition des contraintes dûes au vent et/ou à des dilatations consécutives à des écarts de température, notamment par échauffement solaire d'un côté et à l'ombre de l'autre.

La figures 4 montre une vue de dessus de la tour 30 avec sa plate-forme thermique à effet de serre 31, et les figures 5 et 6 une vue partielle du maillage de la plate-forme thermique et une vue de dessus d'un élément du maillage de la plate-forme ; . La périphérie de la plate-forme 31 comporte un ensemble de déflecteurs 32 orientant l'air pénétrant sous la plate-forme dans le sens des forces de coriolis, comme ceux de la tour. Elle est thermiquement efficace si sa surface est suffisamment importante.

Celle-ci est constituée par exemple par des feuilles de matière plastique 35 transparentes au rayonnements infra-rouge, fixées sur des cadres 36 de dimensions manipulables, ou de vitres armées serties dans les cadres métalliques 36 de forme polygonale ou carrée permettant un assemblage aisé entre eux (figure 5). Ces cadres sont fixés sur des poteaux 37 solidaires du fond du bassin d'évaporation. Les feuilles de plastique ou de verre armé sont traitées pour absorber la maximum de rayonnement solaire infra-rouge pour échauffer l'air aspiré à la base de la tour par l'effet de cheminée et par le cyclone qu'il déclenche.

Les figures 7 à 10 montrent des détails de préparation de l'érection de la tour. La figure 7 montre un exemple d'assemblage par sertissage de viroles 40 sur des portions de lisses 41 et, à titre d'exemple, une variante d'assemblage de lisses 41 sur l'extrémité tulipée de lisses 42 par sertissage. Tout autre moyen connu d'assemblage offrant une résistance suffisante peut être utilisé, par exemple soudure. Les figures 8 et 9 montrent une lisse 41 assemblée à la longueur adéquate, posée sur des galets de guidage 45 solidaires de supports 46 de hauteur croissante vers le centre, disposées également réparties jusqu'au voisinage du couronnement 50 disposé à la hauteur correspondante sur un support posé au centre du radier.

L'extrémité 51 de chaque lisse 41 est articulée verticalement en chape sur des goussets solidaires de la périphérie du couronnement 50 du diffuseur. La figure 10 montre, en quart de vue de dessus, la disposition rayonnante des lisses 41 sur leurs galets de guidage, articulées chacune autour du couronnement 50 avant leur érection par rapport à l'axe vertical YY'de la tour.

La figure 11 montre un exemple de dispositif d'érection de l'ossature de la tour. Il comporte un mât élévateur 55 dont le sommet 56 comporte des attaches 57 de câbles de traction 58 solidaires des goussets du couronnement 50. Des câbles 59,60, sont amarrés sur les lisses au niveau de leur position au col de la tour et engagés sur des poulies 61 qui les renvoient vers des moyens de treuillage disposés au sol pour courber les lisses 41 par déformation élastique jusqu'à leur forme définitive montrée en traits mixtes 62. Au fur et à mesure de la levée du couronnement 50, les lisses 41 se déplacent par roulement sur leurs galets de guidage 45 qui maintiennent leur écart d'origine jusqu'à leur position définitive où elles sont ancrées sur leur support. Le ceinturage du col est ensuite mis en place, puis des couples et treillis de renforcement, et enfin les voiles de béton. Le mât est ensuite démonté depuis le couronnement.

La figure 12 montre un exemple de l/2 coupe en élévation de la structure de la tour.

Cette structure est constituée d'éléments de poutraisons en treillis verticaux 65 et horizontaux 66 et en diagonales 67.

Ces éléments peuvent être constitués de profilés tubulaires 41 ou autres tels que pour exemple UPN ou IPN suivant les conditions de montage. Les attaches des éléments entre eux sont soit à fixation rigide à goussets ou à brides, soit articulées au moyen de chapes 70 sur un axe 71 (figure 13). La rigidité est obtenue par triangulation, ce qui supprime les contraintes d'encastrement de noeuds rigides. Les éléments verticaux qui définissent le profil de la tour, depuis la base en passant par le col et aboutissant au couronnement 50, sont préférablement des profilés métalliques formant des lisses 41 et les éléments horizontaux ou couples 72 associés aux lisses par des noeuds articulés ou rigides, constituent les ceintures du profil de la tour. En outre les diagonales placées entre les noeuds confèrent à l'ensemble la rigidité hyperstatique nécessaire à l'équilibre de la tour lors des contraintes dues aux sollicitations de déformation mécanique sous les effets du vent et/ou de variations thermiques. Pour des tours de grande hauteur, par exemple 300 mètres, les lisses et couples seront doublés et assemblés avec des croisillonnements pour augmenter le moment d'inertie radial par rapport au centre de la tour. Le remplissage de la structure métallique constituant l'ossature de la tour peut être assuré au moyen de panneaux métalliques encastrés entre les cadres formés par l'assemblage des lisses, couples et treillis. L'ensemble de ces panneaux constitue les voiles intérieur et extérieur de la tour. Les vides entre les lisses, couples et treillis peuvent également être comblés par des voiles en béton étanche dans la masse et armés par un grillage associé aux lisses et couples. La charpente encadre les éléments de voile évitant d'une part leur fissuration, et d'autre part assurant à l'ensemble de la structure une plus grande liberté de déformation élastique relative sous contrainte.

Le couronnement 50, au débouché du divergent, est renforcé pour limiter la déformation circulaire et réduire les effets de résonance dûs aux vibrations. Les lisses ont leur moment d'inertie progressivement augmenté au droit du col ou la section de la tour est la plus réduite.

La partie inférieure de l'ossature s'appuie sur les parois déflectrices 18 et 74et sur des poteaux 75 convenablement ancrés avec le radier pour supporter le couple de renversement.

La figure 14 montre un exemple schématique, en demi coupe partielle, du moyen de récupération de l'eau condensée sur la paroi interne de la tour, entraînée en permanence en haut de celle-ci par l'air en rotation très rapide formant le cyclone. L'eau condensée ainsi entraînée est recueillie dans un grand réservoir annulaire 80 disposé à la périphérie du sommet de la tour et dont la paroi extérieure 81 s'élève largement au-dessus du couronnement 50 de façon à recueillir un maximum d'eau condensée dans le réservoir 80. Cette eau descend en permanence par un ensemble de tuyaux dont le nombre et la section sont définis pour pouvoir évacuer largement les périodes de plus grand débit de la tour.

Ces tuyaux de descente sont raccordés au réseau de distribution vers les utilisations. Le sommet de la paroi du réservoir comporte également un couronnement 84 rigidifié.

Le volume moyen journalier d'eau douce condensée recueilli dans ce réservoir est très difficile à évaluer par le calcul.

La figure 15 montre un exemple schématique, vu de dessus, de la tour de dessalement en masse et de son environnement. Il représente au centre la tour 1 avec sa plate-forme thermique 4 recouvrant le bassin d'évaporation 6 entouré d'un lac artificiel 5 recueillant, sous forme de pluie, l'eau douce tombant en permanence des nuages sursaturés en permanence par l'évaporation en masse engendrée par le cyclone. Un canal 90, traversant de façon étanche le lac d'eau douce 5, alimente en permanence le bassin d'évaporation avec de l'eau provenant de la mer 91. L'arrivée d'eau est contrôlée par une écluse 92 protégée par des brise-lames et pilotée à partir d'un capteur de niveau de l'eau du bassin d'évaporation. Ce bassin se trouve en dessous du niveau le plus bas de la mer de façon à pouvoir être alimenté en permanence quelles que soient les conditions de la mer et les saisons. Le canal 90 d'alimentation en eau de mer va en se rétrécissant vers le bassin d'évaporation de façon à accroître la force du courant à l'arrivée dans le bassin d'évaporation de façon, au moyen de déflecteurs 93, à balayer la saumure du bassin d'évaporation vers une saline 94 par l'intermédiaire d'un canal 95 traversant de façon étanche le lac d'eau douce 5. On a montré également une station de pompage 96 destinée à refouler l'eau douce vers le circuit de distribution aux utilisateurs. On a montré schématiquement également les tuyaux 97 de descente sous pression de l'eau douce recueillie dans le réservoir château d'eau en haut de la tour. On peut prévoir un turbinage sur un des tuyaux de descente d'eau sous pression de 300 m pour produire de l'électricité sur place. Le lac d'eau douce, est réalisé en deux demi parties du fait qu'il est traversé par le canal d'alimentation 90 et par le canal 95 d'évacuation de la saumure.

Ces deux demi parties sont reliées entre elles par des canalisations passant sous les canaux 90 et 95 de façon à égaliser en permanence leur niveau. De plus les canaux 90 et 95 sont recouvert d'une toiture en pente de façon à permettre que l'eau douce retombant en pluie des nuages du cyclone, s'écoule dans le lac d'eau douce. Le lac d'eau douce lui même est recouvert d'une toile anti-évaporation, percée de trous formant clapet, permettant à l'eau de pluie de la traverser.

La figure 16 montre un exemple en coupe en élévation de la tour, de son bassin d'évaporation 6 et du canal d'évacuation 95 de la saumure, ceux-ci présentant une pente descendante vers la saline 94 dont le fond peut être plan ou en pente.

Le fond des canaux, du bassin d'évaporation et du lac d'eau douce et de la saline peut être cimenté ou goudronné. Le fond du canal 90 d'alimentation en eau de mer peut être plan. Le fait de le rétrécir progressivement vers le bassin d'évaporation suffit à créer un courant. On peut accroître celui-ci en donnant une faible pente au fond du canal.

La saline est équipée comme les salines modernes avec des machines d'extraction de sel d'une capacité d'au moins 1.700 à 2.000 tonnes/heure. Le sel est entassé sur une aire de stockage au moyen de transporteurs à bande. Le trop plein de saumure est rejeté à la mer par pompage.

Dans le cas ou l'on ne désire pas de saline, la circulation de l'eau de mer est libre, à la sortie du lac d'eau douce, le canal rejoint la mer, il ne se produit pas de saumure. On prévoit seulement une protection à l'entrée et à la sortie en cas de tempête. Cette disposition n'est valable que pour les mers dont les différences de hauteur de marée sont négligeables. Les tours sont construites à proximité de la mer ou bien mer sur pilotis à proximité de la côte sur des fonds de 15 à 20 mètres. Il n'y a plus besoin de bassin d'évaporation, mais on ne récupère plus d'eau de pluie, par conséquent, dans ce cas on utilise une seconde version de tour comportant un condenseur qui permet de récupérer la quasi totalité de l'eau évaporée. Cette seconde version est également utilisable sur terre, dans ce cas on n'a plus besoin de lac artificiel autour de la plate-forme thermique.

Dans les mers présentant des marées à fortes dénivellation, les tours sont construite sur terre à proximité de la mer. Le niveau de circulation de l'eau est alors légèrement en dessous de celui du plus bas niveau de marée d'équinoxe, protégé par une écluse d'entrée.

Dans la seconde version, en variante, la récupération de l'eau s'effectue par condensation forcée de la vapeur contenue dans l'air aspiré par effet venturi au moyen d'un condenseur à serpentin, par exemple à cinq ou six spires. Ce condenseur est fixé contre la paroi interne de la tour, sur sa partie haute, immédiatement au-dessus de la partie la plus étroite du col. Sa surface d'échange, pour une tour de 300 m de haut, sera d'environ 180.000 m2. Il condense la vapeur contenue dans l'air en circulation et la transforme en eau douce ruisselant le long dudit condenseur. Cette eau douce est récupérée dans une gorge annulaire contre la paroi interne de la tour, située en dessous du col à environ 100 mètres de hauteur, d'un volume permettant d'évacuer par gravité un débit de ruissellement d'au moins 20 m3/sec à une vitesse de 40 à 45m/sec hors pertes de charge. Cette disposition permet de distribuer l'eau à grande distance vers l'utilisation sans dépense d'énergie de pompage.

ue systeme est donc entièrement statique, sans aucune plece en mouvement et presente ae ce fait toutes les qualités de robustesse, de longévité et assure, sans apport d'énergie, un débit moyen d'environ 1,5 millions de m3 par 24 heures.

Les écarts de température entre l'air aspiré et les conditions de condensation nécessitent d'avoir une température voisine du point de rosée, voire même légèrement inférieure, l'énergie frigorifique nécessaire sera comprise entre 40 à 60 W au m2 de condenseur avec un léger étagement des températures de manière à faciliter la condensation du maximum d'air saturé transitant par le col de la tour. L'ordre de grandeur de l'énergie nécessaire à ce changement de phase vapeur/eau s'établit sensiblement à 8 w/m3 d'eau condensée. L'incidence sur le coût de revient du m3 d'eau douce est quasiment négligeable. Cette énergie électrique nécessaire à la condensation peut être produite en prélevant une partie de l'énergie de la chute d'eau dans les tuyaux de descente de l'eau condensée au moyen d'un système classique turbine alternateur.

Cette disposition rend cette seconde version de l'unité de dessalement entièrement autonome et la quasi totalité de l'eau évaporée est récupérée dans la tour, ce qui simplifie son environnement.

Claims

REVENDICATIONS : 1) Système de dessalement en masse de l'eau de mer caractérisé en ce qu'il comporte les éléments suivants : une tour aérothermique (1) à vortex générant un cyclone artificiel autoentretenu, dont le profil constitue un convergent/divergent s'évasant à sa base sur un diamètre au moins égal à sa hauteur et comportant à sa base un ensemble de parois verticales courbes (18) destinées à mettre la masse d'air aspirée au travers d'ouvertures formées entre ces parois, en mouvement rotatif pour amorcer et entretenir en permanence un cyclone (2) se formant à l'intérieur ; un voile interne (16) se terminant par une colonne (28), se prolongeant jusque en dessous du col (13) de la tour, engendre une zone de dépression ou tuba qui maintien la stabilité et la forme du cyclone à sa sortie de la tour ; un système de récupération de l'eau condensée sur sa paroi interne, formant un réservoir annulaire ; une plate-forme thermique annulaire (4) à effet de serre disposée autour de la base de la tour au-dessus d'un bassin d'évaporation (6) alimenté en permanence en eau de mer par un canal (90) menant à la mer ; un second canal (95) part du bassin d'évaporation vers une saline (94) ou retourne à la mer.
2) Système de dessalement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de récupération de l'eau condensée est constitué d'un grand réservoir annulaire (80) disposé à la périphérie du sommet (15) de la tour et dont la paroi extérieure (81) s'élève largement audessus du couronnement (50) de façon à recueillir un maximum d'eau condensée dans le réservoir (80), en ce qu'un ensemble de tuyaux de descente (83) dont le nombre et la section sont définis pour pouvoir évacuer largement l'eau pendant les périodes de plus grand débit de la tour, en ce que ces tuyaux de descente sont raccordés au réseau de distribution vers les utilisations, en ce que le sommet de la paroi du réservoir comporte également un couronnement (84) rigidifié.
3) Système de dessalement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la plate-forme thermique (4) à effet de serre, destinée à accroître la température de l'air par le rayonnement solaire pendant la journée et à le canaliser vers l'entrée de la tour, est constituée par un maillage de panneaux transparents (35) en matériau traité pour absorber le maximum de rayonnement infra-rouge, disposés dans le prolongement du voile extérieur (12) à la périphérie (30) de la tour, lesdits panneaux (35) sont fixés sur des cadres (36) assemblés entre eux et soutenus par des poteaux (37) de façon à former une pente descendante régulière vers la périphérie de la plate-forme, en ce que ladite périphérie est équipée de déflecteurs (32) orientant l'air pénétrant sous ladite plate-forme dans le sens des forces de coriolis comme ceux de la tour.

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4) Système de dessalement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond du bassin d'évaporation (6) disposé sous la plate-forme thermique (4), est préférablement de couleur noire constituée par exemple par un revêtement goudronné sur une couche support en matériau formant une masse d'accumulation thermique.
5) Système de dessalement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un lac artificiel annulaire (5) creusé autour de la plate-forme thermique pour recevoir l'eau évaporée retombant en permanence en pluie des nuages (3), le lac d'eau douce (5) est recouvert d'une toile flottante anti-évaporation munie de moyens laissant traverser l'eau de pluie tout en empêchant l'évaporation.
6) Système de dessalement selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le canal (90) d'alimentation en eau de mer du bassin d'évaporation est muni d'une écluse (92) destinée au réglage de débit d'arrivée d'eau de mer dans le bassin d'évaporation (6), en ce que ce canal ainsi que le bassin d'évaporation se trouvent en dessous du niveau le plus bas de la mer.
7) Système de dessalement selon les revendications 1, 4 et 6, caractérisé en ce que le lac annulaire d'eau douce (5) est équipé d'un groupe de pompage destiné à envoyer l'eau douce vers le système de distribution aux utilisateurs.
8) Système de dessalement selon les revendications 1 caractérisé en ce que run au moins des tuyaux (83) de descente de l'eau douce recueillie en haut de la tour dans le réservoir (80) est équipé au niveau du sol, d'une turbine entraînant un alternateur pour fournir de l'énergie électrique sur place.
9) Procédé d'érection de la tour de dessalement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un mât élévateur (55) dont le sommet (56) comporte des attaches (57) de câbles de traction (58) solidaires de goussets du couronnement (50), des câbles (59,60) sont amarrés sur les lisses au niveau de leur position au col de la tour et engagés sur des poulies (61) qui les renvoient vers des moyens de treuillage disposés au sol pour courber les lisses (41) par déformation élastique jusqu'à leur forme définitive, en ce que au fur et à mesure de la levée du couronnement (50), les lisses (41) se déplacent par roulement sur des galets de guidage (45) qui maintiennent leur écart d'origine jusqu'à leur position définitive où elles sont ancrées sur leur support, en ce que le ceinturage du col est ensuite mis en place, puis des couples et treillis de renforcement sont assemblés, et enfin les voiles de béton sont mis en place, le mât est ensuite démonté depuis le couronnement.
10) Système de dessalement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la tour est construite sur des fondations comportant un radier général en béton armé (fig. 2 et 3) renforcé par des poutraisons périphériques et radiales répartissant les contraintes engendrées par les appuis des

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éléments de la tour, en ce que le convergent (10) repose sur le radier et constitue une partie de la plate-forme thermique en continuité jusqu'au col (17) lequel se prolonge par le divergent (14) jusqu'au débouché (15) constitué par un couronnement diffuseur (50) ; en ce qu'elle comporte un voile extérieur (12) et un voile intérieur (16) et à sa base des voiles verticaux courbes (18) orientant les filets d'air pénétrant dans la tour par sa base (19) divisée en plusieurs secteurs (20,21, 22,23) comportant les entrées d'air (24,25, 26,27), en ce qu'elle comporte en outre une colonne (28) située dans son axe vertical YY', solidarisée au voile intérieur (16) servant de base pour la stabilité permanente du vortex.
11) Système de dessalement selon l'une des revendications 1 caractérisé en ce que les éléments verticaux qui définissent le profil de la tour depuis la base en passant par le col et aboutissant au couronnement diffuseur (50), sont des profilés métalliques formant des lisses (41) et les éléments horizontaux ou couples (72) associés aux lisses par des noeuds articulés ou rigides, constituent les ceintures du profil de la tour, en ce que pour des tours de grande hauteur, par exemple 300 mètres, les lisses et couples sont doublés et assemblés avec des croisillonnements pour augmenter le moment d'inertie radial par rapport au centre de la tour.
12) Système de dessalement selon les des revendications 1 et 11, caractérisé en ce que le remplissage de la structure métallique constituant l'ossature de la tour est assuré au moyen de panneaux métalliques encastrés entre les cadres formés par l'assemblage des lisses (41), couples et treillis, ces panneaux constituant les voiles intérieur et extérieur de la tour, en ce que les vides entre les lisses, couples et treillis sont comblés par des voiles en béton étanche dans la masse et armés par un grillage associé aux lisses et couples, en ce que le couronnement (50), au débouché du divergent, est renforcé pour limiter la déformation circulaire et réduire les effets de résonance dûs aux vibrations.
13) Système de dessalement selon l'une des revendications 1, 11 et 12, caractérisé en ce que les lisses (41) ont leur moment d'inertie progressivement augmenté au droit du col où la section de la tour est la plus réduite, en ce que la partie inférieure de l'ossature s'appuie sur les parois déflectrices (18,74) et sur des poteaux (75) convenablement ancrés avec le radier pour supporter le couple de renversement.
14) Système de dessalement selon l'une des revendications 1, 11, 12 et 13, caractérisé en ce que la structure de la tour est constituée d'une structure métallique (fig. 12,13) formée d'éléments de poutraisons tubulaires (41) ou autres assemblées en treillis verticaux (65) et horizontaux (66) et en diagonales (67), en ce que les attaches des éléments entre eux sont soit à fixation rigide à goussets ou à brides, soit articulés au moyen de chapes (70) et d'axes (71).

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15) Système de dessalement selon rune des revendications précédentes, caractérisé en ce que le trop plein de saumure s'évacuant en permanence vers la saline, depuis le bassin d'évaporation, est évacué par des moyens de pompage automatiques et des canalisation vers la mer lorsque la saline est saturée.
16) Système de dessalement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond du bassin d'évaporation (6) est en pente légère vers la saline (94) ainsi que le fond du canal (95) évacuant la saumure du bassin d'évaporation vers la saline au travers du lac d'eau douce (5) et étanche par rapport à celui-ci.
17) Système de dessalement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la récupération de l'eau s'effectue par condensation forcée de la vapeur contenue dans l'air aspiré par effet venturi au moyen d'un condenseur à serpentin, par exemple à cinq ou six spires ; en ce que ce condenseur est fixé contre la paroi interne de la partie haute de la tour, immédiatement audessus de la partie la plus étroite du col, sa surface d'échange, pour une tour de 300 m de haut, est d'environ 180.000 m2 ; l'eau douce ruisselant le long dudit condenseur est récupérée dans une gorge annulaire contre la paroi interne de la tour, située en dessous du col à environ 100 mètres de hauteur, d'un volume permettant d'évacuer par gravité la totalité du débit de ruissellement d'eau douce.
18) Système de dessalement selon les revendications 1 et 17, caractérisé en ce que les écarts de température entre l'air aspiré et les conditions de condensation nécessitent d'avoir une température légèrement inférieure au point de rosée ; en ce que l'énergie frigorifique nécessaire est comprise entre 40 à 60 W au m2 de condenseur avec un léger étagement des températures de manière à faciliter la condensation du maximum d'air saturé transitant par le col de la tour, en ce que l'ordre de grandeur de l'énergie nécessaire à ce changement de phase vapeur/eau s'établit sensiblement à 8 w/m3 d'eau condensée.
19) Système de dessalement selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour les mers à très faible variation de niveau de marée, la tour est construite dans la mer sur pilotis en bordure de côte.