FR3076339A1 - Conduite de circulation d'un liquide - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une conduite de circulation (10) d'un liquide comprenant un tronçon (20) propre à être immergé dans un premier liquide (33), le premier liquide (33) présentant une première densité, le tronçon (20) comprenant : - une paroi interne (34) délimitant un espace tubulaire (42) de circulation du premier liquide (33), la paroi interne (34) étant une membrane, et - une paroi externe (36) distincte de la paroi interne (34), la paroi externe (36) étant destinée à être en contact avec le premier liquide (33) lorsque le tronçon (20) est immergé dans le premier liquide (33), la paroi externe (36) étant également une membrane, un espace annulaire (38) étant délimité entre la paroi interne (34) et la paroi externe (36), l'espace annulaire (38) étant un espace destiné à être rempli au moins partiellement d'un deuxième liquide (39) présentant une deuxième densité, la deuxième densité étant inférieure à la première densité.

Description

Conduite de circulation d’un liquide
La présente invention concerne une conduite de circulation d’un liquide. La présente invention se rapporte également à un système d’énergie thermique des mers.
L’invention se rapporte au domaine de l’énergie thermique des mers aussi désigné par le sigle ETM ou encore au domaine de la climatisation à l’eau de mer, connue aussi sous l’acronyme SW AC pour « Sea Water Air Conditionning », signifiant, en français, « climatisation à l’eau de mer >>. Plus généralement l’invention est relative à toute installation en mer de remontée d’une quantité importante d’eau froide puisée à 200 mètres (m) de profondeur et au-delà.
Il existe des systèmes d’énergie thermique des mers qui produisent de l’électricité en utilisant le principe d’un cycle thermodynamique de Carnot basé sur la différence de températures entre les eaux superficielles et les eaux profondes. Par exemple, la température des eaux superficielles peut atteindre ou même dépasser 25°C, alors que les eaux profondes qui sont privées du rayonnement du soleil ont des températures inférieures à 4°C.
De tels systèmes ETM ont besoin d’une conduite de circulation pour aspirer et remonter de l’eau froide. Afin d’aspirer les eaux profondes froides, la conduite de circulation présente généralement une longueur importante, par exemple, supérieure à 600 m, et peut avoir une longueur de plus de 1000 m.
Il est connu du document FR 3 017 179, une conduite de circulation propre à être parcourue par un fluide comprenant une pluralité de tronçons modulaires assemblés les uns aux autres délimitant un volume interne de passage de fluide. Chaque tronçon modulaire comprend une portion de membrane et une succession d’anneaux centraux agencés à l’intérieur de la membrane, c’est-à-dire dans le volume intérieur délimité par la portion de membrane, reliés les uns aux autres par des câbles. En outre, chaque tronçon comprend deux anneaux d’extrémité chacun fixés à chaque extrémité de la portion de membrane dudit tronçon. Chaque anneau d’extrémité du tronçon modulaire est adapté pour être fixé à un anneau d’extrémité d’un autre tronçon modulaire de sorte à monter la conduite. Lorsque la conduite de circulation est montée, une portion de chaque anneau d’extrémité fait saillie dans le volume intérieur délimité par la conduite.
Toutefois, aucune des conduites de circulation précitées n’est parfaitement satisfaisante.
En effet, les anneaux centraux et les câbles agencés dans le volume interne de la conduite de circulation sont en contact avec les eaux profondes lors de leur remontée dans la conduite de circulation et forment des obstacles à l’écoulement des eaux profondes dans le volume interne de la conduite de circulation. De même, les portions d’anneaux d’extrémité en saillie dans le volume intérieur de la conduite de circulation forment des obstacles à l’écoulement du fluide dans la conduite.
En outre, du fait de l’aspiration des eaux profondes, une dépression est créée dans la conduite de circulation, qui tend à réduire la section d’écoulement du liquide.
Or, le système ETM implique la remontée d’un volume d’eau important avec un débit élevé de l’ordre de 10 à 100 m3/s.
Il existe alors un besoin pour une conduite de circulation d’un liquide permettant de transférer des débits d’eaux profondes importants et résistant aux conditions environnementales extrêmes.
A cet effet, l’invention concerne une conduite de circulation d’un liquide comprenant au moins un tronçon, le tronçon étant propre à être immergé dans un premier liquide, le premier liquide présentant une première densité, le tronçon comprenant une paroi interne délimitant un espace tubulaire de circulation du premier liquide, la paroi interne étant une membrane, et une paroi externe distincte de la paroi interne, la paroi externe étant destinée à être en contact avec le premier liquide lorsque le tronçon est immergé dans le premier liquide, la paroi externe étant également une membrane, un espace annulaire étant délimité entre la paroi interne et la paroi externe, l’espace annulaire étant un espace destiné à être rempli au moins partiellement d’un deuxième liquide présentant une deuxième densité, la deuxième densité étant inférieure à la première densité.
Selon des modes de réalisation particuliers, la conduite de circulation comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le rapport entre la première densité et la deuxième densité est compris entre 1,01 et 1,06, de préférence le rapport étant inférieur ou égal à 1,04.
- la première densité est comprise entre 1020 g/m3 et 1040 g/m3 et la deuxième densité est comprise entre 980 g/m3 et 1015 g/m3.
- la conduite de circulation comprend un système de régulation d’une pression du deuxième liquide contenu dans l’espace annulaire de l’au moins un tronçon, la pression du deuxième liquide étant notamment supérieure ou égale à un bar et inférieure ou égale à trois bars.
- le premier liquide est de l’eau salée.
- l’espace annulaire de l’au moins un tronçon est divisé en une pluralité de sousespaces, chaque sous-espace étant propre à comprendre le deuxième liquide et chaque sous-espace étant étanche par rapport à un autre sous-espace de l’au moins un tronçon.
- la conduite de circulation comprend une succession de tronçons solidaires les uns des autres, les espaces annulaires des tronçons de la succession de tronçons communiquant fluidiquement entre eux, chaque sous-espace d’un tronçon étant aligné le long d’une longueur de la conduite avec un sousespace d’un autre tronçon.
- la conduite de circulation présente un premier orifice d’accès et un deuxième orifice d’accès à l’espace annulaire de l’au moins un tronçon, la conduite de circulation comprenant un premier système d’obturation et un deuxième système d’obturation obturant respectivement le premier orifice d’accès et le deuxième orifice d’accès, l’un des systèmes d’obturation parmi le premier système d’obturation et le deuxième système d’obturation présentant une pluralité d’orifices de remplissage de l’espace annulaire de l’au moins un tronçon.
L’invention a également pour objet un système d’énergie thermique des mers comprenant au moins une conduite de circulation d’un liquide telle que définie précédemment.
Selon des modes de réalisation particuliers, le système d’énergie thermique des mers comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
le système d’énergie thermique des mers comprend au moins un condenseur propre à être alimenté avec le premier liquide.
- la conduite de circulation étant propre à alimenter un condenseur situé à terre.
- la conduite de circulation étant destinée à alimenter un condenseur agencé sur une plateforme flottante propre à flotter sur une surface de la mer.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1, une vue schématique d’un exemple de conduite de circulation de liquide d’un système d’énergie thermique des mers,
- la figure 2, une vue schématique d’une section longitudinale de la conduite de circulation de la figure 1,
- la figure 3, une vue schématique d’une section de la conduite de circulation de la figure 2 selon le plan de coupe transversal lll-lll, et
- la figure 4, une vue schématique d’un autre exemple de conduite de circulation d’un liquide.
Une conduite de circulation 10 d’un liquide d’un système d’énergie thermique des mers (ETM) est représentée sur la figure 1. La conduite de circulation 10 est destinée à être immergée dans l’eau de mer.
Le système ETM exploite la différence en température des eaux superficielles et des eaux profondes froides comme expliqué précédemment. La conduite de circulation 10 de liquide est donc une conduite de circulation d’eau de mer froide.
Dans la suite de la présente description, la conduite de circulation de liquide 10 est appelée « conduite de circulation 10 >>.
Le système ETM (non représenté sur les figures) comprend un tuyau d’alimentation d’un évaporateur, un fluide de travail, une pompe de fluide de travail, un évaporateur, au moins un tuyau de refoulement, une turbine de détente, un générateur de courant, une pompe de liquide froid 12, et un condenseur.
Le tuyau d’alimentation est propre à alimenter l’évaporateur en liquide chaud, par exemple les eaux de mer superficielles.
Le fluide de travail est, par exemple de l’ammoniac.
La pompe de fluide de travail est propre à amener le fluide de travail à l’évaporateur.
L’évaporateur est propre à évaporer sous haute pression le fluide de travail circulant en circuit fermé sous l’effet du liquide chaud.
Le tuyau de refoulement est propre à refouler en mer le liquide chaud après son passage dans l’évaporateur. Le tuyau de refoulement est parfois également appelé conduite de refoulement.
La turbine de détente est reliée par un arbre au générateur de courant. Dans la turbine de détente, le fluide de travail est propre à être détendu.
La pompe de liquide froid 12 est propre à amener un liquide froid vers le condenseur. Le liquide froid correspond aux eaux de mer profondes froides remontées par la conduite de circulation 10. La profondeur du liquide froid destiné à être pompé est appelée pour la suite, profondeur de pompage. Dans l’exemple illustré sur la figure 1, la pompe de liquide froid 12 est agencée à la partie supérieure de la conduite de circulation 10, soit en aval de la conduite de circulation 10. La conduite de circulation 10 fonctionne en dépression.
Dans tout ce qui suit, les termes « supérieur >> et « inférieur >> s’entendent par rapport au sens de circulation des eaux profondes froides dans la conduite de circulation 10. Ainsi un élément supérieur de la conduite de circulation 10 est situé en aval de la conduite de circulation 10 par rapport à un élément inférieur de la conduite de circulation 10 selon le sens de circulation des eaux profondes froides dans la conduite de circulation 10.
Le condenseur est configuré pour être alimenté en liquide froid. Le fluide de travail est également propre à être amené vers le condenseur pour être refroidi et condensé. Le liquide froid réchauffé est propre à être refoulé en mer par un tuyau de refoulement.
Le condenseur est propre à être alimenté avec un débit important d’eaux profondes. Par exemple le débit d’alimentation du condenseur est compris, par exemple, entre 10 m3/s et 100 m3/s.
La figure 1 montre aussi une station 14 située à terre, proche de la côte. Le système ETM est agencé dans la station 14.
La conduite de circulation 10 est raccordée à la station par un collecteur 16. Le collecteur 16 est propre à récupérer le liquide froid en aval de la pompe de liquide froid 12. Le collecteur 16 est raccordé au condenseur.
Dans l’exemple décrit, la conduite de circulation 10 est une conduite de circulation dite conduite « onshore >> signifiant, en français, « à terre >>. Il est entendu dans la suite de la demande par conduite de circulation onshore, une conduite de circulation faisant partie d’un système ETM dont la station 14 est située à terre et propre à suivre la topographie d’un fond marin 18. Dans ce cas, la conduite de circulation est propre à alimenter un condenseur situé à terre. La conduite de circulation 10 est, dans cet exemple, une conduite flexible.
Il est défini pour la suite une direction axiale AA’. Il est aussi défini une direction radiale, perpendiculaire à la direction axiale AA’.
Dans la suite de la présente description, la dimension d’un élément de la conduite de circulation 10 mesurée selon la direction axiale AA’ est appelée « longueur >>. En outre, la dimension d’un élément de la conduite de circulation 10 mesurée selon la direction radiale est appelée « largeur >>.
Il est aussi défini un plan de coupe dit « plan de coupe transversal », normal à la direction axiale AA’.
En outre, les expressions « comprise », « compris >> sont à entendre, dans la présente description, au sens large. Ainsi, une grandeur A est comprise entre une première valeur A1 et une deuxième valeur A2 lorsque, d’une part, la grandeur A est supérieure ou égale à la grandeur A1 et, d’autre part, la grandeur A est inférieure ou égale à la deuxième valeur A2.
La conduite de circulation 10 comprend une pluralité de tronçons 20, un premier orifice 22, un deuxième orifice 24, un premier système d’obturation 26, un deuxième système d’obturation 28, un système de régulation de pression 30 et une pluralité de lests 32.
Il est défini un axe pour chaque tronçon 20.
Les tronçons 20 sont fixés les uns aux autres de telle sorte que les axes des tronçons sont alignés les uns avec les autres. L’ensemble des axes des tronçons 20 alignés est confondu avec l’axe AA’.
Chaque tronçon 20 présente une extrémité supérieure 20A et une extrémité inférieure 20B définies selon la direction axiale AA’.
Il est défini un tronçon d’extrémité supérieure 20S et un tronçon d’extrémité inférieure 20I. Une pluralité de tronçons 20, dits tronçons intermédiaires, est agencée entre le tronçon supérieur 20S et le tronçon inférieur 20I.
Les tronçons 20 sont raccordés via leurs extrémités supérieures 20S et inférieures 20I. Autrement dit, une extrémité inférieure 20B d’un tronçon supérieur 20 est raccordée à une extrémité supérieure 20A d’un tronçon inférieur 20.
Par exemple, les tronçons 20 sont soudés les uns aux autres.
En variante, les tronçons 20 sont assemblés par vulcanisation ou par couture étanchéifié, par exemple par collage.
En fonctionnement, la conduite de circulation 10 présente une longueur lc importante comprise, par exemple, entre cinq kilomètres (km) et sept km. Dans ce cas, une extrémité inférieure de la conduite de circulation 10 est située à une profondeur comprise entre 600 mètres (m) et 1100 m de profondeur.
Par exemple, lorsque la conduite de circulation 10 est en fonctionnement, la longueur lTde chaque tronçon 20 est égale à un kilomètre.
L’expression « en fonctionnement » est également appelé « en configuration de fonctionnement » et est définie ultérieurement
Selon le cas illustré, la conduite de circulation 10 comprend entre cinq tronçons 20 et sept tronçons 20.
Comme également visible sur la figure 1, les lests 32 sont en partie en contact avec le fond marin 18 et sont à l’interface entre la conduite de circulation 10 et le fond marin 18. Les lests 32 seront décrits plus en détail dans la suite.
Chaque tronçon 20 est propre à être immergé dans un premier liquide 33.
Le premier liquide 33 est, dans cet exemple, de l’eau de mer.
Le premier liquide 33 présente une première densité dv
La première densité d! est comprise entre 1020 g/m3 et 1040 g/m3.
En référence aux figures 2 et 3, un exemple de tronçon 20 est détaillé. La figure 3 représente, en particulier, une vue schématique d’une section d’un tronçon 20 dans un plan de coupe transversal.
Le tronçon 20 comprend une paroi interne 34 et une paroi externe 36, distincte de la paroi interne 34. La paroi interne 34 et la paroi externe 36 délimitent un espace annulaire 38 du tronçon 20 propre à recevoir au moins en partie un deuxième liquide 39.
Le deuxième liquide 39 présente une deuxième densité d2 inférieure à la première densité d! du premier liquide 33.
Le deuxième liquide 39 est, par exemple, de l’eau.
La deuxième densité d2est, par exemple, comprise entre 980 g/m3 et 1015 g/m3.
Par exemple, le deuxième liquide 39 est de l’eau douce. L’eau douce présente une salinité très inférieure à la salinité de l’eau de mer. L’eau de mer comprend entre 30 grammes (g) et 40 grammes de sels dissous dans un kilogramme d’eau de mer alors que l’eau douce n’en comprend qu’un gramme. L’eau douce présente une deuxième densité égale à 1 kg/L.
Le rapport R entre la première densité d! et la deuxième densité d2 est compris, par exemple, entre 1,01 et 1,06. De préférence, le rapport R est inférieur ou égal à 1,04.
Par exemple, chaque tronçon 20 comprend, en outre, une pluralité de parois de séparation 40.
Le tronçon 20 présente une forme cylindrique d’axe AA’ à base circulaire.
La paroi interne 34 présente une forme générale cylindrique d’axe AA’ à base circulaire.
La paroi interne 34 délimite un espace tubulaire 42 de circulation du premier liquide 33.
La paroi interne 34 est propre à séparer le premier liquide 33 présent dans l’espace tubulaire 42 du deuxième liquide 39 présent dans l’espace annulaire 38. La paroi interne 34 est propre à assurer une fonction d’étanchéité. La paroi interne 34 est imperméable au premier liquide 33 et au deuxième liquide 39.
La paroi interne 34 est flexible.
La paroi interne 34 est une membrane. A titre d’illustration, la membrane est en textile, par exemple en fibres de polyester enduites de polychlorure de vinyle (PVC) ou de caoutchouc synthétique.
La paroi externe 36 est destinée à être en contact avec le premier liquide 33.
La paroi externe 36 présente également une forme générale cylindrique d’axe AA’ à base circulaire. La paroi externe 36 est agencée coaxialement à l’extérieur de la paroi interne 34. Il est entendu ici par « extérieur >> que la paroi externe 36 est agencée du côté de la paroi interne 34 opposé à l’espace tubulaire 42 selon la direction radiale.
La paroi externe 36 est propre à séparer le premier liquide 33, dans cet exemple l’eau de mer environnante, dans lequel est immergée la conduite de circulation 10 du deuxième liquide 39 présent dans l’espace annulaire 38. La paroi externe 36 assure une fonction d’étanchéité. La paroi externe 36 est imperméable au premier liquide 33 et au deuxième liquide 39.
La paroi externe 36 est flexible.
La paroi externe 36 est également une membrane. Par exemple, la membrane formant la paroi externe 36 est réalisée en un même matériau que la membrane formant la paroi interne 34.
Chaque paroi de séparation 40 est disposée dans l’espace annulaire 38.
Chaque paroi de séparation 40 comprend un bord interne 40A et un bord externe 40B. Par définition, un « bord interne 40A >> est un bord agencé en regard de l’espace tubulaire 42 selon la direction radiale et un « bord externe 40B >> est un bord agencé en regard d’une direction opposée à l’espace tubulaire 42 selon la direction radiale.
Chaque paroi de séparation 40 s’étend radialement entre la paroi interne 34 et la paroi externe 36. Chaque paroi de séparation 40 est solidaire de la paroi interne 34 et de la paroi externe 36. Le bord interne 40A de la paroi de séparation 40 est solidaire de la paroi interne 34 sur toute la longueur lT du tronçon 20 et le bord externe 40B de la paroi de séparation 40 est solidaire de la paroi externe 36 sur toute la longueur lT du tronçon 20.
Les parois de séparation 40 d’un tronçon 20 délimitent entre elles une pluralité de sous-espaces 44 de l’espace annulaire 38. Chaque paroi de séparation 40 est propre à séparer le deuxième liquide 39 présent dans un sous-espace 44 du deuxième liquide 39 présent dans les sous-espaces 44 adjacents dudit tronçon 20. Les sous-espaces 44 sont étanches les uns par rapport aux autres. Ainsi, le deuxième liquide 39 présent dans un sous-espace 44 du tronçon 20 donné ne communique pas avec le deuxième liquide 39 compris dans un autre sous-espace 44 du tronçon 20 donné. Les parois de séparation 40 assurent une fonction d’étanchéité. Les parois de séparation 40 sont étanches au deuxième liquide 39.
Les parois de séparation 40 sont flexibles.
Les parois de séparation 40 du tronçon 20 sont des membranes. La membrane est, par exemple, réalisée en un même matériau que le matériau formant la membrane de la paroi interne 34 et de la paroi externe 36.
Le nombre de sous-espaces 44 est compris entre 12 et 20. Par exemple, le nombre de sous-espaces 44 est égal à 20.
Comme visible en particulier sur la figure 2, lorsque les tronçons 20 sont assemblés les uns aux autres, les espaces annulaires 38 des tronçons 20 formant la conduite de circulation 10 communiquent entre eux. Les sous-espaces 44 sont alignés le long de directions parallèles à la direction axiale AA’.
Chaque sous-espace 44 d’un tronçon 20 est aligné selon une direction parallèle à la direction axiale AA’ avec d’autres sous-espaces 44 des tronçons 20 formant la conduite de circulation 10.
Ainsi, les parois internes 34, les parois externes 36 et les parois de séparation 40 de deux tronçons 20 adjacents sont connectées les unes aux autres.
L’ensemble des sous-espaces 44 alignés selon une direction parallèle à la direction axiale AA’ communiquant entre eux forment un sous-espace de la conduite de circulation 10.
Le premier orifice d’accès 22 à l’espace annulaire 38 des tronçons 20 est délimité par l’extrémité supérieure 20A du tronçon d’extrémité supérieure 20S.
Autrement dit, le premier orifice d’accès 22 délimite un accès aux sousespaces 44.
Le deuxième orifice d’accès 24 à l’espace annulaire 38 des tronçons 20 est délimité par l’extrémité inférieure 20B du tronçon d’extrémité inférieure 20I.
Autrement dit, le deuxième orifice d’accès 24 délimite aussi un accès aux sousespaces 44.
Comme visible en particulier sur la figure 2, le premier système d’obturation 26 est agencé à l’extrémité supérieure de la conduite de circulation 10 et obture le premier orifice d’accès 22.
Le premier système d’obturation 26 comprend, par exemple, une première plaque annulaire 46 en contact avec la paroi interne 34, la paroi externe 36 et chaque paroi de séparation 40 du tronçon d’extrémité supérieure 20S.
Par exemple, la plaque annulaire 46 présente une pluralité d’orifices de remplissage 48 de l’espace annulaire 38 en communication avec les sous-espaces 44 des tronçons 20.
La première plaque annulaire 46 obture donc en partie l’espace annulaire 38.
Le deuxième système d’obturation 28 est agencé à l’extrémité inférieure de la conduite de circulation 10 et obture le deuxième orifice d’accès 24.
Le deuxième système d’obturation 28 comprend, par exemple, de même que le premier système d’obturation 26, une deuxième plaque annulaire 50 en contact avec la paroi interne 34, la paroi externe 36 et chaque paroi de séparation 40 du tronçon d’extrémité inférieure 20S. Ainsi, la deuxième plaque annulaire 50 obture le deuxième orifice d’accès 24.
Le système de régulation de pression 30 est propre à réguler une pression PEa du deuxième liquide 39 reçu dans chaque sous-espace 44 de chaque tronçon 20. En particulier, la pression PEa du deuxième liquide 39 propre à être reçu dans les sousespaces 44 correspond à la pression du deuxième liquide 39 lorsque la conduite de circulation 10 est dans la configuration de fonctionnement.
Il est entendu pour la suite de la description par « conduite de circulation 10 dans la configuration de fonctionnement » que la conduite de circulation 10 est propre à faire remonter le premier liquide froid 33 et que le deuxième liquide 39 est reçu dans les sousespaces 44.
Par contraste, il est entendu par « conduite de circulation 10 dans la configuration de repos » que la conduite de circulation 10 n’est pas propre à remonter le premier liquide froid 33.
Le système de régulation de pression 30 comprend, par exemple, une réserve 30A de deuxième liquide 39 et une pluralité de canalisations 30B (non représentées sur les figures).
La réserve 30A de deuxième liquide 39 comprend, par exemple, une colonne de deuxième liquide 39 agencée à terre. La pression PEA du deuxième liquide 39 est déterminée en fonction de la hauteur de la colonne de deuxième liquide 39. La réserve 30A de deuxième liquide 39 est, par exemple, un château d’eau douce.
En variante, la réserve 30A de deuxième liquide 39 comprend un réservoir à vessie (non représenté sur les figures). Un réservoir à vessie comprend une vessie, une pompe et une enceinte dans laquelle est agencée une vessie. Une réserve d’air sous pression est intercalée entre une paroi de l’enceinte et la vessie pour comprimer le liquide contenu dans la vessie. La pompe est propre à alimenter la vessie lorsque la pression du liquide contenu dans la vessie est inférieur à une valeur prédéterminée qui est en l’occurrence la pression PEA.
Chaque canalisation 30B est propre à être connectée à chaque orifice 48 de la première plaque annulaire 46. Lorsque la conduite de circulation 10 est en fonctionnement, chaque canalisation 30B est propre à être connectée en permanence à chaque orifice 48 de la première plaque annulaire 46.
Le système de régulation de pression 30 fait donc partie, dans cet exemple, du premier système d’obturation 26. Ainsi, la première plaque annulaire 46 et les canalisations 30B obturent le premier orifice d’accès 22.
Les plaques annulaires 46, 50 et le système de régulation de pression 30 sont donc propres à rendre étanche un sous-espace 44 de la conduite de circulation 10 par rapport à un autre sous-espace 44 de la conduite de circulation 10.
La pression PEA est comprise, par exemple, entre 1 bar et 3 bars.
Plus précisément, la pression PEA du deuxième liquide 39 est supérieure ou égale à 1 bar et inférieure ou égale à 1,6 bars.
Comme visible sur la figure 3, dans les sous-espaces 44, la paroi interne 34 et la paroi externe 36 présentent respectivement des portions déformées 34D, 36D lorsque le deuxième liquide 39 est à la pression PEA. Les portions déformées 34D, 36D présentent la forme d’un « C » dans le plan de coupe transversal.
Il est défini un diamètre D de l’espace tubulaire 42. Le diamètre D de l’espace tubulaire 42 est défini comme étant le diamètre du cercle passant par les bords internes 40A des parois de séparation 40.
Par exemple, le diamètre D de l’espace tubulaire 42 est compris entre 3 m et 8 m lorsque la conduite de circulation 10 est dans la configuration de fonctionnement. Par exemple, dans ce cas, le diamètre D de l’espace tubulaire 42 est égal à 4 m.
Lorsque la conduite de circulation 10 est dans la configuration de repos, le diamètre D de l’espace tubulaire est égal à 3,9 m.
Il est aussi défini une largeur LEA de l’espace annulaire 38. Par exemple, la largeur LEA de l’espace annulaire 38 est égale à 1,5 m, par exemple lorsque la conduite de circulation 10 est dans la configuration de fonctionnement.
Lorsque la conduite de circulation 10 est dans la configuration de repos, la largeur LEA est égale à 1,4 m.
Comme visible plus précisément sur la figure 3, chaque lest 32 comprend un lien 52 dont l’une des extrémités est fixée à une paroi externe 36 d’un tronçon 20 et dont l’autre extrémité comprend un poids 54 posé sur le fond marin 18. Le poids 54 permet de stabiliser la conduite de circulation 10, notamment lorsque la conduite de circulation 10 est soumise aux courants marins.
Par exemple, un lest 32 est fixé à chaque tronçon 20.
Les lests 32 sont régulièrement répartis le long de la longueur de la conduite de circulation 10.
Par exemple, le poids du lest 32 est compris entre 1 tonne et 5 tonnes.
Un procédé d’utilisation de la conduite de circulation 10 est à présent décrit.
Lors de l’utilisation de la conduite de circulation 10, le deuxième fluide 39 est reçu dans chaque sous-espace 44 des tronçons 20. Le deuxième fluide 39 est pressurisé à la pression PEA par le système de régulation de pression 30. La conduite de circulation 10 flotte entre deux eaux et les poids 54 des lests 32 sont en contact avec le fond marin 18. La pompe de fluide froid est en fonctionnement et aspire le premier liquide froid 33. L’aspiration du premier liquide froid 33 induit une dépression dans la conduite de circulation 10. Une fois aspiré par la pompe de fluide froid 12, le premier liquide froid 33 circule dans le collecteur 16 et est amené au condenseur pour refroidir le condenseur.
La conduite de circulation 10 assure une remontée optimale du premier liquide 33. Le fait de pressuriser le deuxième liquide 39 permet de limiter la déformation de la conduite de circulation 10 due à la dépression dans l’espace tubulaire 42 et aux courants marins. La dépression tend à diminuer le diamètre D de l’espace tubulaire 42, autrement dit de la section d’écoulement du premier liquide 33. La pressurisation de l’espace annulaire 38 permet de rigidifier la conduite de circulation 10 et de conserver une largeur LEA constant de l’espace annulaire 38 lorsque la conduite de circulation 10 est dans la configuration de fonctionnement.
La conduite de circulation 10 permet donc de conserver des débits importants de remontée de premier liquide 33 froid.
En outre, le fait de remplir l’espace annulaire 38 avec un deuxième liquide 39, en l’espèce de l’eau, dont la deuxième densité d2 est inférieure à la première densité di de l’eau de mer environnante dans laquelle la conduite de circulation 10 est immergée permet de rendre la conduite de circulation 10 flottante entre deux eaux. La paroi externe 36 est alors disposée à distance du fond marin 18. Ceci permet d’éviter une détérioration de la conduite 10 et en particulier une usure de la paroi externe 36 de la conduite de circulation 10 par rapport au cas où la paroi externe 36 serait en contact avec le fond marin 18.
Les lests 32 en contact avec le fond marin 18 permettent de stabiliser la conduite de circulation 10 qui est soumise aux courants marins. Grâce aux lests 32, les mouvements de la conduite de circulation 10 sont donc limités.
En outre, le fait que les sous-espaces 44 de la conduite de circulation 10 sont étanches les uns par rapport aux autres, il est possible de remplir les différents sousespaces 44 avec des deuxièmes liquides différents, par exemple de l’eau de densités différentes. Ceci permet d’ajuster la flottabilité de la conduite de circulation 10.
En outre, la conduite de circulation 10 fabriquée en textile est légère et est plus facile à manipuler qu’une conduite de circulation comprenant des câbles et des anneaux.
En référence à la figure 4, un autre mode de réalisation de la conduite de circulation 10 est décrit. Ce mode est décrit uniquement par différence par rapport au mode de réalisation de la conduite de circulation 10 des figures 1 à 3.
Dans ce mode de réalisation, la structure de la conduite de circulation 10 décrite en référence à la figure 4 se différencie de la structure de la conduite de circulation 10 décrite en référence aux figures 1 à 3 en la position des lests 32.
La conduite de circulation 10 est une conduite de circulation dite conduite de circulation « offshore » signifiant, en français, « en mer » ou « au large ». II est entendu dans la suite de la demande par une conduite de circulation offshore, une conduite de circulation faisant partie d’un système ETM agencé sur une plateforme flottante 56 située en mer et qui flotte sur une surface de la mer 58. La conduite de circulation 10 est destinée à alimenter un condenseur situé sur la plateforme flottante 56.
La plateforme flottante 56 est maintenue au même endroit par des moyens d’ancrage (non représentées sur les figures) qui relient la plateforme 56 au fond marin 18. Les moyens d’ancrage sont configurés pour maintenir la plateforme flottante 56 en position vis-à-vis des mouvements induits par la houle et les courants marins.
La conduite de circulation 10 est fixée à un fond de la plateforme 56. Plus précisément, une extrémité supérieure de la conduite de circulation 10 est agencée dans un trou 60 ménagé dans un fond de la plateforme flottante 56 aussi appelé puits ou, en anglais, « moon-pool ».
En fonction du site d’exploitation, la longueur lc de la conduite de circulation 10 est égale à 1100 m.
La conduite de circulation 10 comprend, par exemple, au moins un lest 32 à son extrémité inférieure pour limiter la déformation de la conduite de circulation 10 causée par la dépression et pour limiter l’impact du courant sur le déplacement de la conduite 10. Par exemple, la conduite de circulation 10 comprend trois lests 32, agencés à 120 degrés l’un de l’autre.
Selon un autre mode de réalisation, la conduite de circulation 10 comprend un unique tronçon 20.
Dans ce cas, le premier orifice d’accès 22 à l’espace annulaire 38 dudit tronçon 20 est délimité par l’extrémité supérieure 20A du tronçon 20 et le deuxième orifice d’accès 24 à l’espace annulaire 38 est délimité par l’extrémité inférieure 20B du tronçon 20.
Les modes de réalisation de la conduite de circulation 10 décrits ci-dessus peuvent être pris individuellement les uns des autres ou être combinés entre eux, pour les modes de réalisation techniquement compatibles entre eux.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1Conduite de circulation (10) d’un liquide comprenant au moins un tronçon (20), le tronçon (20) étant propre à être immergé dans un premier liquide (33), le premier liquide (33) présentant une première densité (di), le tronçon (20) comprenant :
    - une paroi interne (34) délimitant un espace tubulaire (42) de circulation du premier liquide (33), la paroi interne (34) étant une membrane, et
    - une paroi externe (36) distincte de la paroi interne (34), la paroi externe (36) étant destinée à être en contact avec le premier liquide (33) lorsque le tronçon (20) est immergé dans le premier liquide (33), la paroi externe (36) étant également une membrane, un espace annulaire (38) étant délimité entre la paroi interne (34) et la paroi externe (36), l’espace annulaire (38) étant un espace destiné à être rempli au moins partiellement d’un deuxième liquide (39) présentant une deuxième densité (d2), la deuxième densité (d2) étant inférieure à la première densité (di).
  2. 2. - Conduite de circulation (10) selon la revendication 1, dans laquelle le rapport entre la première densité (di) et la deuxième densité (d2) est compris entre 1,01 et 1,06, de préférence le rapport est inférieur ou égal à 1,04.
  3. 3. - Conduite de circulation (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la première densité (di) est comprise entre 1020 g/m3 et 1040 g/m3 et la deuxième densité (d2) est comprise entre 980 g/m3 et 1015 g/m3.
  4. 4. - Conduite de circulation (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un système de régulation (30) d’une pression (PEA) du deuxième liquide (39) contenu dans l’espace annulaire (38) de l’au moins un tronçon (20), la pression (PEA) du deuxième liquide (39) étant notamment supérieure ou égale à un bar et inférieure ou égale à trois bars.
  5. 5. - Conduite de circulation (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le premier liquide (33) est de l’eau salée.
  6. 6. - Conduite de circulation (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’espace annulaire (38) de l’au moins un tronçon (20) est divisé en une pluralité de sous-espaces (44), chaque sous-espace (44) étant propre à comprendre le deuxième liquide (39) et chaque sous-espace (44) étant étanche par rapport à un autre sous-espace (44) de l’au moins un tronçon (20).
  7. 7. - Conduite de circulation (10) selon la revendication 6, comprenant une succession de tronçons (20) solidaires les uns des autres, les espaces annulaires (38) des tronçons (20) de la succession de tronçons (20) communiquant fluidiquement entre eux, chaque sous-espace (44) d’un tronçon (20) étant aligné le long d’une longueur de la conduite (10) avec un sous-espace (44) d’un autre tronçon (20).
  8. 8. - Conduite de circulation (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, présentant un premier orifice d’accès (22) et un deuxième orifice d’accès (24) à l’espace annulaire (38) de l’au moins un tronçon (20), la conduite de circulation (10) comprenant un premier système d’obturation (26, 30) et un deuxième système d’obturation (28) obturant respectivement le premier orifice d’accès (22) et le deuxième orifice d’accès (24), l’un des systèmes d’obturation parmi le premier système d’obturation (26, 30) et le deuxième système d’obturation (28) présentant une pluralité d’orifices de remplissage (48) de l’espace annulaire (38) de l’au moins un tronçon (20).
  9. 9. - Système d’énergie thermique des mers comprenant au moins une conduite de circulation (10) d’un liquide selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. 10. Système d’énergie thermique des mers selon la revendication 9, comprenant au moins un condenseur propre à être alimenté avec le premier liquide (33), la conduite de circulation (10) étant propre à alimenter un condenseur situé à terre ou la conduite de circulation (10) étant destinée à alimenter un condenseur agencé sur une plateforme flottante (56) propre à flotter sur une surface (58) de la mer.
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