OA21398A - Dispositif pour pomper l'eau en grande profondeur. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour pomper de l'eau en grande profondeur, comprenant une pluralité d'éléments longitudinaux (8) assemblés entre eux pour former une conduite à l'intérieure de laquelle circule l'eau pompée en grande profondeur, dans lequel chaque élément longitudinal (8) comprend une paroi (10), par exemple d'épaisseur inférieure ou égale à 5cm, formant un tronçon de ladite conduite, ladite paroi (10) étant précontrainte en traction, par exemple longitudinalement et/ou circonférentiellement, lorsque l'eau n'est pas pompée dans la conduite.

Description

Dispositif pour pomper l'eau en grande profondeur

Domaine Technique

[0001]La présente invention concerne !es dispositifs de pompage en eaux profondes. 5 En particulier, la présente invention concerne les conduites, ou risers, permettant . l'acheminement de l'eau depuis les grandes profondeurs jusqu'en surface.

. Technique antérieure ‘

[0002] Il est connu actuellement d'utiliser des conduites (ou « riser » en anglais) pour acheminer de l'eau, par exemple de mers ou de lacs, provenant de grandes profondeurs et à basse température, jusqu'à une plateforme ou un bateau. Cette eau à basse température peut alors être utilisée comme source froide dans des systèmes mettant en œuvre un cycle thermodynamique pour produire, par exemple, de l'énergie. On parle dans ce cas d'« énergie thermique des mers » (ETM). Alternativement, cette eau à basse température peut être utilisée comme liquide de refroidissement pour des installations (de climatisation ou de liquéfaction de gaz naturel par exemple) présentes sur la plateforme ou le bateau.

[0003]La conduite doit pouvoir permettre la remontée d'un grand volume d'eau, classiquement plusieurs dizaines, voire centaines, de milliers de mètres-cubes par 20 heure, issu de grandes profondeurs, par exemple plusieurs centaines de mètres.

Cette remontée s'effectue à l'aide de moyens de pompage se situant en surface, par exemple des pompes abaissant le niveau de l'eau dans la conduite par rapport au niveau de la mer, ou bien se situant en profondeur dans la conduite.

[0004]II est donc nécessaire de concevoir une conduite présentant un diamètre élevé, par exemple de plusieurs mètres, et pouvant résister : aux efforts générés par la liaison avec le support en surface, aux variations de pressions dynamiques (comme l'effet de houle par exemple), aux actions des courants, aux pressions et/ou dépressions.

[0005]II existe ainsi des conduites métalliques et/ou en matériaux composites, pouvant atteindre des longueurs allant jusqu'à 150 mètres.

[0006]Néanmoins, il est actuellement difficile d'envisager de telles conduites avec des longueurs beaucoup plus importantes, pour des raisons de tenue mécanique.

[0007]Par ailleurs, l'installation de telles conduites reste également problématique en raison de la longueur desdites conduites qui les rend délicates à manipuler.

[0008]La demande WO 2019/097151 décrit une conduite pour pomper l'eau en grande profondeur, qui présente une longueur plus importante que les conduites antérieures, et qui peut être installée plus facilement.

[0009]Néanmoins, de telles conduites peuvent devenir instables, notamment la paroi, en raison des contraintes dues à la différence de pression entre l'intérieur ίο et l'extérieur de la conduite, ce qui peut conduire à des déformations ou à des écrasements de la paroi.

Exposé de l'invention

[0010]La présente invention vise à résoudre les différents problèmes techniques énoncés précédemment. En particulier, la présente invention vise à proposer un 15 dispositif pour pomper l'eau en grande profondeur, avec une conduite présentant une longueur importante et une stabilité mécanique élevée, et pouvant être installée plus facilement.

[0011]Ainsi, selon un aspect, il est proposé un dispositif pour pomper de l'eau en grande profondeur, comprenant une pluralité d'éléments longitudinaux assemblés 20 entre eux pour former une conduite à l'intérieure de laquelle circule l'eau pompée en grande profondeur. Chaque élément longitudinal comprend une paroi, formant un tronçon de ladite conduite, ladite paroi étant précontrainte en traction, par exemple longitudinalement et/ou circonférentiellement, lorsque l'eau n'est pas pompée dans la conduite.

[0012]La paroi peut présenter une épaisseur inférieure ou égale à 5 cm, de préférence inférieure à 3 cm, voire à 1 cm. Préférentiellement, la paroi peut présenter une épaisseur comprise entre 3 et 4mm.

[0013]Ainsi, la conduite selon la présente invention comprend une paroi qui est précontrainte. La précontrainte a pour but de limiter les contraintes globales que 30 va subir la paroi lorsque la conduite va être utilisée pour pomper de l'eau. En ¥· effet, pour faire remonter l'eau froide à l'intérieur de la conduite, une dépression est créée à l'intérieure de celle-ci ce qui provoque des contraintes dans la paroi. Afin de limiter de telles contraintes, la paroi est prévue pour être précontrainte avant le pompage de l'eau dans la conduite. Ainsi, lors du pompage, les contraintes créées par la dépression intérieure de la conduite, qui sont des contraintes centripètes, vont venir s'équilibrer, dans le matériau de la paroi, par la précontrainte qui est une précontrainte centrifuge. Au final/ les contraintes s'exerçant dans le matériau de la paroi s'opposent pour conduire à une contrainte finale plus faible, limitant les risques de déformations, voire d'écrasements, de la ίο paroi.

[0014]Préférentiellement, ladite précontrainte, par exemple radiale ou centrifuge, est choisie sensiblement supérieure ou égale, en amplitude, à la dépression créée à l'intérieur pour pomper l'eau avec le dispositif, de manière à équilibrer les pressions s'exerçant sur la paroi lorsque de l'eau est pompée avec le dispositif.

[0015]En choisissant une précontrainte d'amplitude similaire à la précontrainte qui est créée à l'intérieur de la conduite, il est possible d'obtenir une contrainte totale faible, voire nulle, s'exerçant dans la paroi lors de son utilisation.

[0016]Préférentiellement, chaque élément longitudinal comprend une armature individuelle, par exemple sous forme de crinoline, ladite paroi étant montée sur, 20 et en particulier à l'intérieur de, l'armature.

[0017]L'armature a pour but de fournir un support mécanique stable, pour créer la précontrainte de la paroi.

[0018] Préférentiellement, les armatures sont configurées pour relier entre eux de manière étanche, lesdits éléments longitudinaux, par exemple comprennent des 25 portions d'extrémité avec des moyens d'étanchéité configurées pour coopérer avec les portions d'extrémité des armatures adjacentes.

[0019]Les armatures peuvent aussi être utilisées pour permettre l'assemblage, notamment étanche, des éléments longitudinaux entre eux, et permettre le montage des éléments longitudinaux sur une structure porteuse externe.

[0020] Préférentiellement, la paroi de chaque élément longitudinal est précontrainte par rapport à l'armature. L'armature constituant un support mécanique stable de l'élément longitudinal, il peut être utilisé comme appui pour créer la précontrainte centrifuge, ou radiale, dans la paroi.

[0021]Préférentiellement, le dispositif comprend des moyens de précontrainte circonférentiels de la paroi, par exemple des ridoirs, et/ou des moyens de précontrainte longitudinaux de la paroi, par exemple des tirants, lesdits moyens circonférentiels et/ou longitudinaux de précontrainte étant montés entre l'armature et la paroi.

[0022]Les moyens de précontrainte circonférentiels ou longitudinaux sont montés entre l'armature et la paroi, et permettent d'exercer une contrainte sur la paroi en prenant appui sur l'armature. Ainsi, en cas d'armature extérieure à la paroi, les moyens de précontrainte circonférentiels ou longitudinaux vont être montés entre l'armature et la paroi, et vont être configurés pour pouvoir diminuer leur longueur, de manière à créer une précontrainte centrifuge, ou radiale, ou bien une précontrainte longitudinale, ou axiale, dans la paroi.

[0023] Préférentiellement, les moyens de précontrainte, de préférence circonférentiels, comprennent un moyen élastique, par exemple des rondelles ressort montées dans les ridoirs, pour permettre une déformation de la paroi précontrainte, lorsque de l'eau est pompée avec le dispositif.

[0024] Le moyen élastique permet au moyen de précontrainte de se déformer sous l'effet d'une contrainte extérieure : cela permet notamment à la paroi de se déformer sous l'effet des contraintes liées à la dépression intérieure de la conduite lors du pompage de l'eau. Ainsi, la déformation de la paroi lors de la mise en place de la précontrainte initiale, n'est pas fixe, mais peut au contraire changer lorsque la paroi subit les contraintes dues à la différence de pression hydraulique qui viennent équilibrer la précontrainte. Ainsi, la paroi peut retrouver sa forme, ou géométrie ou dimension, initiale, avant la précontrainte, lorsque de l'eau est pompée avec le dispositif, grâce au moyen élastique des moyens de précontraintes. Les moyens élastiques permettent, grâce à leur déformation, à la paroi précontrainte de se déformer sous l'effet des contraintes liées à l'aspiration de l'eau lors du pompe. La précontrainte et les contraintes de dépression se compensant, la paroi peut alors retrouver sa forme initiale, et subir peu de contraintes mécaniques.

[0025]Préférentiellement, l'armature comprend au moins deux, de préférence trois, 5 moyens longitudinaux, par exemple des barres, reliant entre elles les portions d'extrémité de l'armature, et au moins deux, de préférence quatre ou plus, moyens périphériques, par exemple des tores, reliant les moyens longitudinaux ; entre eux.

[0026]L'armature est ainsi formée de barres et de tores formant comme une cage ίο entourant, ou entourée, par la paroi. L'armature permet de fournir une multitude de points d'appui pour les moyens de précontraintes, répartis sur la périphérie de la paroi.

[0027]Préférentiellement, le dispositif comprend également une structure porteuse, et les éléments longitudinaux sont montés individuellement de manière solidaire 15 sur la structure porteuse, de préférence par l'extrémité supérieure ou inférieure de leur armature.

[0028] Le dispositif pour pomper de l'eau en grande profondeur, comprend d'une part une structure porteuse, par exemple comporte au moins, de préférence trois ou plus, câbles, et d'autre part une pluralité d'éléments longitudinaux formant la conduite à l'intérieure de laquelle circule l'eau pompée en grande profondeur. Les éléments longitudinaux sont montés individuellement de manière solidaire sur la structure porteuse, de préférence par leur extrémité supérieure ou inférieure, et sont reliés entre eux par des moyens d'étanchéité.

[0029]Ainsi, la conduite est réalisée à partir d'éléments longitudinaux solidarisés individuellement sur une structure porteuse. La conduite n'est donc plus une conduite monobloc formée d'une seule pièce, mais est formée par l'assemblage, via des moyens d'étanchéité, d'une pluralité d'éléments longitudinaux. Afin de limiter les contraintes mécaniques s'appliquant sur les moyens d'étanchéité, mais également sur les éléments longitudinaux eux-mêmes, chaque élément longitudinal est monté de manière solidaire sur la structure porteuse, de sorte que les moyens d'étanchéité n'ont aucune fonction mécanique, ce qui permet de leur conférer une durée de vie et une efficacité plus grande. Par ailleurs, une telle structure est plus facile à installer notamment, puisqu'il est possible de monter successivement, par exemple in situ sur la plateforme ou sur le bateau, les différents éléments longitudinaux sur la structure porteuse au fur et à mesure que celle-ci est immergée.

[0030] Préférentiellement, la structure porteuse comprend au moins deux, de préférence trois ou plus, câbles, répartis sur la périphérie des éléments^ \ longitudinaux.

ίο [0031] La structure porteuse est formée ici de plusieurs câbles, par exemple en acier, répartis sur la périphérie des éléments longitudinaux. Une telle structure porteuse présente l'avantage d'être souple, et donc de pouvoir être par exemple enroulée sur une bobine afin de faciliter son stockage et son transport, tout en ayant les propriétés mécaniques suffisantes pour supporter le poids des différents éléments longitudinaux. Ainsi, lors de l'installation de la conduite, les câbles de la structure porteuse peuvent être déroulés et les éléments longitudinaux de la conduite y être montés au fur et à mesure.

[0032]Préférentiellement, chaque élément longitudinal comprend un ensemble de fixation permettant de monter l'armature individuelle sur la structure porteuse.

[0033] Préférentiellement, le tronçon de conduite, ou paroi, est formé en alliage d'aluminium, en acier ou bien en matériaux composites. Un tel tronçon de conduite précontraint permet de garantir la forme de la conduite, malgré la pression due à la différence de hauteur d'eau créée à l'intérieur de la conduite pour pomper l'eau froide. Il est alors possible de contrôler le débit d'eau circulant dans la conduite avec la dépression appliquée en haut de la conduite. De plus, on obtient également une meilleure tenue mécanique de la conduite dans son ensemble qui peut ainsi mieux résister aux différentes contraintes s'exerçant sur elle. Enfin, avec une structure rigide, le débit d'eau circulant dans la conduite reste constant sur tout le long de la conduite. .

[0034] Préférentiellement, le tronçon de conduite peut comprendre des moyens de renforcement mécanique, par exemple une ou plusieurs cerces montées sur une surface périphérique extérieure du tronçon de conduite.

[0035]Les cerces permettent de réduire l'épaisseur du tronçon de conduite, et donc le poids du tronçon de conduite, tout en ayant toujours les mêmes propriétés mécaniques grâce au renfort des cerces.

[0036] Préférentiellement, le tronçon de conduite peut comprendre des moyens d'isolation thermique, par exemple un matériau nanoporeux disposé sur la surface périphérique intérieure ou extérieure du tronçon.

[0037]Préférentiellement, l'ensemble de fixation est monté sur l'armature individuelle par des premières liaisons pivot, de préférence deux diamétralement opposées sur la périphérie de l'armature individuelle. Les liaisons pivot entre l'armature individuelle et l'ensemble de fixation permettent d'apporter une certaine souplesse à la conduite. En effet, la structure porteuse, formée de câbles, peut se déformer dans une certaine mesure selon les contraintes qu'elle subit, alors que les éléments longitudinaux de la conduite sont rigides. Les liaisons pivot permettent d'apporter un degré de liberté, certes limité, au niveau des jonctions entre éléments longitudinaux adjacents. On peut ainsi obtenir des déviations entre les axes de deux armatures individuelles adjacentes, pouvant être de l'ordre de 5°, ce qui reste faible mais qui, compte tenu du nombre d'éléments longitudinaux, peut aboutir à une courbure importante de la conduite dans son ensemble. Une telle liberté, même faible, permet de mieux supporter, voire résister, à certaines des contraintes subies par la conduite.

[0038]Préférentiellement, l'ensemble de fixation comporte un premier élément périphérique avec des moyens de fixation à la structure porteuse, par exemple des serres-câbles et éventuellement des raidisseurs.

[0039]II s'agit ici d'un exemple de fixation des éléments longitudinaux sur la structure porteuse : des serres-câbles permettent ainsi de monter de manière solidaire l'ensemble de fixation de l'élément longitudinal sur les câbles, et les raidisseurs permettent de réduire la courbure des câbles à la sortie des serrescâbles afin de limiter la détérioration des câbles.

[0040]Préférentiellement, l'ensemble de fixation comprend également un deuxième élément périphérique monté entre l'armature individuelle et le premier élément périphérique, et monté sur le premier élément périphérique par des deuxièmes liaisons pivot, de préférence deux diamétralement opposées, les deuxièmes liaisons pivot entre le premier élément périphérique et le deuxième élément périphérique et les premières liaisons pivot entre le deuxième élément ' périphérique et l'armature individuelle étant réparties sur la périphérie de ίο l'élément longitudinal.

[0041]Dans ce cas, il est prévu deux axes de pivotement de l'armature individuelle par rapport à la structure porteuse. Un premier axe est obtenu par deux liaisons pivot montées entre le deuxième élément périphérique et le premier élément périphérique solidaire de la structure porteuse, et un deuxième axe, de préférence perpendiculaire au premier, est obtenu par deux liaisons pivot montées entre l'armature individuelle et le deuxième élément périphérique. On obtient alors un degré de liberté entre deux armatures individuelles.adjacentes qui est plus important et qui permet une orientation, certes faible, selon n'importe quelle direction de l'espace afin de répondre aux contraintes extérieures qui s'appliquent sur la conduite.

[0042]Préférentiellement, l'armature individuelle comprend une portion d'extrémité supérieure et une portion d'extrémité inférieure, le diamètre de la surface périphérique intérieure de la portion d'extrémité supérieure est supérieure au diamètre de la surface périphérique extérieure de la portion d'extrémité inférieure, la portion d'extrémité supérieure s'étendant, longitudinalement, audelà de la paroi formant tronçon de conduite de manière à pouvoir entourer la surface périphérique extérieure de la portion d'extrémité inférieure d'un élément longitudinal adjacent afin de former, avec ladite surface périphérique extérieure de la portion d'extrémité inférieure de l'élément longitudinal adjacent, deux surfaces d'appui cylindriques en regard l'une de l'autre entre lesquelles sont disposés les moyens d'étanchéité.

[0043]Selon ce mode de réalisation, on prévoir que deux armatures individuelles adjacentes s'emboîtent en partie l'une dans l'autre. Afin de garder une certaine liberté de pivotement entre lesdites deux armatures individuelles adjacentes, l'emboitement entre les deux armatures individuelles ne se fait pas en force mais au contraire avec un jeu important entre les deux surfaces en regard. Toutefois, les deux surfaces en regard peuvent alors former des surfaces d'appui pour les moyens d'étanchéité qui sont alors plus faciles à installer.

[0044]Préférentiellement, les moyens d'étanchéité comprennent des lamelles souples et/ou un ou plusieurs joints gonflables à l'eau et/ou un ou plusieurs joints soufflet. Les joints sont prévus pour permettre à la fois une certaine liberté de mouvement des armatures individuelles adjacentes entre elles, mais également de résister aux différentes pressions subies au fur et à mesure que la profondeur est importante. A cet effet, plusieurs types de joints peuvent être associés afin de limiter les fuites entre l'intérieur et l'extérieur de la conduite. En effet, de telles fuites conduiraient à réchauffer l'eau acheminée à l'intérieur de la conduite et donc à réduire le rendement du système.

[0045]Préférentiellement, le dispositif comprend également un lest monté à une extrémité inférieure de la structure porteuse. Le lest permet d'éviter un relèvement trop important de l'extrémité inférieure de la conduite, afin d'essayer de pomper l'eau à la plus grande profondeur, et donc la plus froide possible.

[0046]Préférentiellement, le dispositif comprend également un support sur lequel est retenue la structure porteuse par une extrémité supérieure. Le support peut être une plateforme ou un bateau, ou bien une partie d'une plateforme ou d'un bateau.

[0047]Préférentiellement, le support comprend un moyen d'entraînement de la structure porteuse, par exemple au moins deux, voire trois ou plus, treuils de préférence sans déport latéral.

[0048]Préférentiellement, le support comprend au moins une pompe en communication fluidique avec l'intérieur de la conduite et débouchant à une distance déterminée sous ie niveau de l'eau dans la conduite au repos, par exemple entre 3 et 4 mètres sous le niveau de l'eau au repos.

[0049]La pompe permet de faire circuler l'eau à l'intérieur de toute la conduite, en aspirant uniquement la partie en surface. En maintenant une différence de hauteur entre le niveau à l'intérieur de la conduite et le niveau de la mer ou du lac, on obtient automatiquement une circulation de l'eau vers l'intérieur de la conduite, c'est-à-dire une entrée d'eau froide. . ’ ·

[0050]Alternativement, le dispositif peut comprendre au moins une pompe-montée sur une partie inférieure de la conduite et/ou de la structure porteuse. Dans ce îo cas, l'eau est entraînée à l'intérieur de la conduite par une pompe située en bas de celle-ci et qui provoque la circulation de l'eau froide vers l'intérieur et vers le haut de la conduite.

[0051]Préférentiellement, la conduite présente une longueur totale supérieure ou égale à 150 mètres, de préférence supérieure ou égale à 500 mètres, de préférence supérieure ou égale à 1 000 mètres, et un diamètre interne supérieur ou égal à 1 mètre, de préférence supérieur ou égal à 2 mètres, de préférence supérieur ou égal à 4 mètres.

[0052]Préférentiellement, la conduite comprend un nombre d'éléments longitudinaux supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 25, plus 20 préférentiellement supérieur ou égal à 40.

Brève description des dessins

[0053][Fig. 1] La figure 1 représente de manière schématique un dispositif de pompage d'eau en grande profondeur selon l'invention ;

[0054][Fig. 2] La figure 2 représente, en perspective, un élément longitudinal selon la présente invention ;

[0055][Fig. 3] La figure 3 est une représentation schématique en coupe de l'extrémité supérieure de l'élément longitudinal représenté à la figure 2;

[0056][Fig. 4] La figure 4 est une représentation schématique en coupe de ia fixation d'un élément longitudinal sur la structure porteuse et de sa jonction avec l'élément longitudinal adjacent ;

[0057][fig. 5] La figure 5 représente de manière schématique, un premier exemple de moyen de précontrainte circonférentiel selon la présente invention, et

[0058][Fig. 6] La figure 6 représente de manière schématique, un deuxième exemple de moyen de précontrainte circonférentiel selon la présente invention.

Description des modes de réalisation

[0059]La figure 1 illustre de manière schématique un dispositif 1 de pompage d'eau en grande profondeur selon la présente invention. Le dispositif 1 comprend un support 2 sur lequel est montée une conduite 4 par l'intermédiaire d'une structure porteuse 6. Plus précisément, la conduite 4 est formée d'une pluralité d'éléments longitudinaux 8 comportant chacun un tronçon de conduite, ou paroi, 10. La conduite 4 est donc formée par l'assemblage des différents tronçons de conduite 10 des différents éléments longitudinaux 8.

[0060]La structure porteuse 6 peut comprendre un ou plusieurs câbles 11, de préférence trois, voire plus, câbles 11, par exemple en acier, répartis autour de la conduite 4. L'utilisation de câbles permet d'avoir une structure porteuse 6 qui peut être enroulée, par exemple sur une bobine, pour son stockage et son transport : on obtient alors une structure porteuse 6 compacte et facile à manipuler, malgré sa longueur.

[0061]Comme illustré à la figure 2, chaque élément longitudinal 8 comprend un tronçon de conduite, ou paroi, 10, par exemple de forme cylindrique, une armature individuelle 13 et un ensemble de fixation 12 disposé en partie supérieure de l'armature individuelle 13. Par ailleurs, afin d'assurer i'étanchéité de la conduite 4, les éléments longitudinaux 8 sont reliés entre eux par des moyens d'étanchéité 14.

[0062]Le tronçon de conduite 10 est. un tronçon rigide, par exemple en matériau composite, en acier ou alliage d'aluminium. De préférence le tronçon 10 est en acier afin de présenter une tenue mécanique élevée pour un poids faible. Afin d'alléger encore plus le tronçon 10, celui-ci pourra comprendre une paroi en acier de plus faible épaisseur renforcée par une ou plusieurs cerces 16 s'étendant sur la surface périphérique extérieure du tronçon 10 et réparties sur la longueur du tronçon 10. Par ailleurs, afin de limiter les pertes thermiques entre l'eau froide circulant à l'intérieur de la conduite 4 et l'eau chaude se trouvant autour de la conduite 4, un ou plusieurs éléments longitudinaux, par exemple ceux se trouvant du côté de la surface de l'eau, peuvent également comprendre un revêtement en matériau isolant thermique, par exemple en matériau nanoporeux. L'eau pompée en grande profondeur peut ainsi rester froide durant sa remontée le long de la conduite 4, ce qui augmente le rendement du cycle thermodynamique dans lequel elle est utilisée.

[0063]Comme illustré sur la figure 3, l'ensemble de fixation 12 permet de fixer l'élément longitudinal 8, et plus particulièrement l'armature individuelle 13, sur les câbles 11 de la structure porteuse 6. Ainsi, le poids de la conduite 4 est porté de manière régulière sur la structure porteuse 6, de sorte à éviter les contraintes de poids entre les différents éléments longitudinaux 8 entre eux, et permettre également, comme cela est décrit ci-dessous, une certaine mobilité des éléments longitudinaux 8 entre eux.

[0064]Ainsi, l'ensemble de fixation 12 comprend un premier élément périphérique 18 qui est fixé sur la structure porteuse 6. Le premier élément périphérique 18 peut ainsi présenter une forme annulaire s'étendant autour de l'armature individuelle 13, avec des moyens de fixation à la structure porteuse 6. Les moyens de fixation peuvent par exemple être des encoches configurées pour coopérer avec un serre-câble 20 de manière à venir monter solidairement le premier élément périphérique 18 sur les câbles 11 de la structure porteuse 6 (voir figure 4); Plus précisément, les encoches peuvent comprendre un évidement semi-cylindrique et le serre-câble 20 peut également présenter un évidement semi-cylindrique de manière à ce que, lorsque le serre-câble 20 est monté dans l'encoche, par exemple par des vis 22, on obtient un trou cylindrique dans lequel le câble 11 de la structure porteuse 6 est enserré. Le premier élément périphérique 18 est donc monté de manière solidaire avec la structure porteuse 6.

[0065] Des raidisseurs 24 peuvent également être prévus sur le premier élément périphérique 18, dans la continuité des moyens de fixation 20, afin de limiter la courbure du câble 11 en sortie du moyen de fixation 20. Ainsi, le raidisseur 24 peut être un élément longiligne, par exemple sous forme de cône, dont une extrémité est montée sur le premier élément périphérique 18 et dont l'autre extrémité est en contact avec le câble il. Le raidisseur 24 peut se déformer entre ses deux extrémités, mais de manière moins prononcée que le câble 11 de la structure porteuse 6, afin de laisser toujours au câble 11 une certaine souplesse tout en limitant la courbure de celui-ci à proximité immédiate des moyens de fixation. On limite ainsi une dégradation du câble 11.

[0066] L'ensemble de fixation 12 peut également comprendre un deuxième élément périphérique 26 monté entre l'armature individuelle 13 et le premier élément périphérique 18. Le deuxième élément périphérique 26 peut ainsi présenter une forme de tore, par exemple creux, s'étendant autour de l'armature individuelle 13. Le deuxième élément périphérique 26 permet de faire la liaison mécanique entre l'armature individuelle 13 et le premier élément périphérique 18, tout en autorisant des rotations de l'armature individuelle 13 par rapport au premier élément périphérique 18 selon n'importe quelle direction de l'espace.

[0067]A cette fin, le deuxième élément périphérique 26 comprend deux premières liaisons pivot 28 montées selon un premier axe pivot qui est illustré à l'horizontale sur la figure 3. Les deux premières liaisons pivot 28 sont montées entre l'armature individuelle 13 et le deuxième élément périphérique 26 : elles permettent d'avoir un degré de liberté en rotation de l'armature individuelle 13 par rapport au deuxième élément périphérique 26 selon le premier axe pivot.

[0068] Par ailleurs, le deuxième élément périphérique 26 comprend également deux deuxièmes liaisons pivot 30 montées selon un deuxième axe pivot qui est illustré à la verticale sur la figure 3. Les deux deuxièmes liaisons pivot 30 sont montées entre le deuxième élément périphérique 26 et le premier élément périphérique 18, avec un deuxième axe de pivot qui est perpendiculaire au premier axe de pivot tout en restant dans un pian sensiblement perpendicuiaire à la direction longitudinale générale de la conduite 4, c'est-à-dire dans le plan du premier élément périphérique 18. Ainsi, les deuxièmes liaisons pivot permettent d'avoir un degré de liberté en rotation du deuxième élément périphérique 26, et donc de l'armature individuelle 13, par rapport au premier élément périphérique 18, selon le deuxième axe pivot.

[0069JII est ainsi possible d'avoir une rotation de l'armature individuelle 13, et donc du tronçon de conduite 10, par rapport au premier élément périphérique» 18, selon n'importe quelle direction de l'espace comprise dans le plan du premier élément périphérique. Il est alors possible pour la conduite 4 de se déformer, avec une amplitude malgré tout limitée, selon les contraintes exercées par le courant.

[0070]Afin de limiter les pertes thermiques entre les différents éléments longitudinaux 8 entre eux, des moyens d'étanchéité 14 sont disposés entre les tronçons de conduite 10. Par exemple, les armatures individuelles 13 des éléments longitudinaux 8 peuvent comprendre une portion d'extrémité supérieure 32 et une portion d'extrémité inférieure 34, la portion d'extrémité supérieure 32 présentant un diamètre d'une surface périphérique intérieure qui est supérieure au diamètre d'une surface périphérique extérieure de la portion d'extrémité inférieure 34. La portion d'extrémité supérieure s'étend, longitudinalement, audelà du tronçon de conduite 10 de manière à pouvoir entourer la surface périphérique extérieure de la portion d'extrémité inférieure 34 d'un élément longitudinal 8 adjacent. La surface périphérique intérieure de la portion d'extrémité supérieure 32 et la surface périphérique extérieure de la portion d'extrémité inférieure 34 adjacent forment deux surfaces cylindriques en regard l'une de l'autre entre lesquelles peuvent être montés des joints d'étanchéité, par exemple des lamelles souples. Les lamelles souples permettent de limiter la circulation d'eau entre l'intérieur et l'extérieur de la conduite 4, tout en permettant aux deux armatures individuelles 13 adjacentes d'avoir un certain degré de liberté en rotation l'une par rapport à l'autre. En particulier, l'armature individuelle 13 de l'élément longitudinal 8 supérieur n'est pas montée en force dans la portion d'extrémité supérieure 32 de l'élément longitudinal 8 inférieur.

[0071]On obtient ainsi une conduite 4 qui peut être particulièrement longue, tout en ayant un diamètre fixe grâce aux tronçons de conduite 10 rigides.

[0072]A son extrémité inférieure, le dispositif 1 comprend également un lest 40. Le lest 40 présente une forme générale de cylindre creux. Le cylindre creux est fermé à son extrémité inférieure et ouvert à son extrémité supérieure de manière à pouvoir y mettre plus ou moins d'éiéments de lestage selon la configuration du dispositif. Le lest 40 est monté sur le dispositif 1 grâce aux câbles 11 de la structure porteuse 6 qui sont fixés à l'extrémité supérieure du cyiindre creux. Le lest permet donc bien de tendre la structure porteuse 6 afin de pomper l'eau à la plus grande profondeur possible.

[0073]L'extrémité inférieure du lest 40 peut par ailleurs présenter une épaisseur plus fine, afin de faciliter l'écoulement de l'eau froide vers l'intérieur.de la conduite 4.

[0074]A son extrémité supérieure, le dispositif 1 comprend également une tête de conduite 42. La tête de conduite 42 permet la liaison entre la conduite 4 et le support 2 dans lequel est pompée l'eau froide. La tête de conduite comprend ainsi un tronçon de conduite 10 et un ensemble de fixation 12 qui n'est pas forcément disposé à une des extrémités du tronçon 10 mais qui permet de fixer le tronçon 10 à la structure porteuse 6 comme les tronçons des éléments longitudinaux 8.

[0075]Par ailleurs, la tête de conduite 42 comprend également une zone de pompage 44 pouvant se présenter sous la forme d'un cylindre creux dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur de l'ensemble de fixation 12 de la tête de conduite 42, En particulier, l'ensemble de fixation 12 vient se positionner de manière étanche dans la zone de pompage 44, afin d'empêcher l'eau entourant la tête de conduite 42, de s'infiltrer dans la zone de pompage 44.

[0076] La zone de pompage 44 s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure du tronçon 10 et au-dessus du niveau de l'eau au repos. On évite ainsi que de l'eau ne rentre dans la zone de pompage 44 par le dessus, par exemple sous l'effet de la houle.

[0077]A l'intérieur, la zone de pompage 44 comprend également une ouverture de liaison avec des moyens de pompage 46. L'ouverture de liaison est disposée au5 dessus de l'ensemble de fixation 12 et en-dessous du niveau de l'eau au repos. La distance entre l'ouverture de liaison et le niveau de la mer définit la différence de hauteur ΔΗ maximale pouvant être obtenue lors du pompage de l'eau sortant de la conduite 4 dans la zone de pompage 44. Une fois l'eau froide pompée par les moyens de pompage 46, celle-ci est envoyée dans le cycle thermodynamique ίο en tant que source froide, tandis que la différence de hauteur créée par les moyens de pompage 46 dans la zone de pompage 44 entraîne la circulation de l'eau sur toute la hauteur de la conduite 4, afin de continuer d'alimenter la zone de pompage 44 en eaux froides.

[0078] La conduite 4, avec son lest 40 et sa tête de conduite 44, sont montés sur le 15 support 2 qui soutient la structure porteuse 6. Plus particulièrement, les câbles 11 de la structure porteuse 6 sont déroulés de bobines 48 disposées sur le support 2 et entraînés par des treuils 50, en particulier des treuils verticaux sans déport latéral, jusqu'à une poulie de renvoi 52. De tels treuils sont connus et notamment commercialisés par la société Imeca. Les treuils 50 verticaux sans déport latéral permettent d'utiliser en aval des poulies de renvoi 52 qui sont fixes sur le support, et qui peuvent donc faire descendre la structure porteuse 6 à partir du même point. Une telle configuration facilite notamment l'installation de la conduite 4 comme cela est décrit plus bas.

[0079]Afin d'améliorer la tenue mécanique de chaque tronçon de conduite 10, 25 notamment lorsque la dépression est créée à l'intérieur de la conduite 4 pour aspirer l'eau froide, les éléments longitudinaux 8 peuvent également comprendre des moyens de précontrainte du tronçon de conduite 10. De tels moyens de .

précontrainte ont donc pour but de créer, dans le tronçon de conduite 10, une contrainte initiale centrifuge qui viendra se compenser, lors du fonctionnement, 30 avec la contrainte centripète créée par l'aspiration intérieure de la conduite 4.

[0080]A cet effet, l'armature individuelle 13 des éléments longitudinaux 8 comprend différents moyens destinés à servir de support pour les moyens de précontrainte. L'armature individuelle 13 peut ainsi comprendre des moyens longitudinaux 54, par exemple des tubes cylindriques, s'étendant entre la portion d'extrémité supérieure 32 et la portion d'extrémité inférieure 34 de l'armature individuelle 13. Les moyens longitudinaux 54 sont de préférence uniformément répartis sur le pourtour du tronçon de conduite 10, et peuvent être au nombre de trois, quatre, cinq voire six. Les moyens longitudinaux 54 permettent de maintenir fixe et stable, la distance entre la portion d'extrémité inférieure 34 et la portion d'extrémité supérieure 32 de l'armature individuelle 13. Les moyens longitudinaux 54 peuvent également servir de support à des supports périphériques et/ou à des moyens de précontrainte.

[0081]Ainsi, l'armature individuelle 13 peut également comprend des moyens périphériques 56, par exemple sous forme de tores, s'étendant autour du tronçon de conduite 10, dans des plans parallèles à ceux des portions d'extrémité 32, 34. Les moyens périphériques 56 sont notamment montés sur les moyens longitudinaux 54, par exemple traversent les moyens longitudinaux 54, pour entourer le tronçon de conduite 10. Les moyens périphériques 56 sont de préférence uniformément répartis entre la portion d'extrémité inférieure 34 et la portion d'extrémité supérieure 32 de l'armature individuelle 13, et peuvent être au nombre de deux, trois, quatre voire cinq. Les moyens périphériques 56 permettent de servir de support à des moyens de précontrainte.

[0082] Ainsi, l'armature individuelle 13 avec ses moyens longitudinaux 54 et périphériques 56 forment une sorte de cage cylindrique, ou crinoline, venant entourer le tronçon de conduite 10 et sur laquelle il est alors possible de monter des moyens de précontrainte pour pré-contraindre le tronçon de conduite 10.

[0083]L'élément longitudinal 8 peut comprendre des moyens de précontrainte circonférentiels 58, et des moyens de précontrainte longitudinaux 60 (voir figure 4).

[0084]Les moyens de précontrainte longitudinaux 60 permettent de créer une contrainte en traction qui s'étend selon la direction axiale du tronçon de conduite ι

10. Les moyens de précontrainte longitudinaux 60 permettent donc d'étirer le tronçon de conduite 10 dans le sens de sa longueur.

[0085]A cet effet, le tronçon de conduite 10 peut déjà comporter, à une première extrémité, par exemple à l'extrémité supérieure, une collerette périphérique 62 5 destinée à venir s'appuyer sur un épaulement 64 d'une des portions d'extrémité de l'armature individuelle 13, par exemple de la portion d'extrémité supérieure 32. La collerette périphérique 62 permet ainsi de bloquer le tronçon de conduite 10 sur la portion d'extrémité de l'armature individuelle 13, et empêche le tronçon de conduite 10 de glisser à l'intérieur de l'armature individuelle 13. Le tronçon de ίο conduite 10 est par ailleurs monté, par sa deuxième extrémité opposée à la première extrémité, à l'autre portion d'extrémité de l'armature individuelle 13, par exemple à la portion d'extrémité inférieure 34, par un moyen de précontrainte longitudinal 60 permettant de régler la distance entre l'extrémité du tronçon de conduite 10 et la portion d'extrémité de l'armature individuelle 13.

[0086]Le moyen de précontrainte longitudinal 60 peut ainsi être un tirant en prise, d'un côté, dans un taraudage du tronçon de conduite 10 et, de l'autre côté, avec un boulon positionné en butée sur la portion d'extrémité de l'armature individuelle 13. Ainsi, en diminuant la distance entre l'extrémité du tronçon de conduite 10 et la portion d'extrémité de l'armature individuelle 13, par exemple 20 en vissant le tirant dans le taraudage du tronçon de conduite 10 ou serrant le boulon sur le tirant, il est possible d'étirer le tronçon de conduite 10 selon sa direction axiale.

[0087]Grâce aux moyens longitudinaux 54 de l'armature individuelle 13 et aux moyens de précontrainte longitudinaux 60, il est donc possible de créer une 25 précontrainte longitudinale, ou axiale, dans le tronçon de conduite 10.

[0088]Les moyens de précontrainte circonférentiels 58 permettent de créer une contrainte en traction qui s'étend selon la direction centrifuge, ou radiale, du tronçon de conduite 10. Les moyens de précontrainte circonférentiels 58 permettent donc d'étirer le tronçon de conduite 10 circonférentiellement.

[0089]A cet effet, des moyens de précontrainte circonférentiels 58 sont montés, par une première extrémité, sur les moyens périphériques 56 de l'armature individuelle 13, et, par une deuxième extrémité opposée à la première extrémité, sur le tronçon de conduite 10. Les moyens de précontrainte circonférentiels 58 sont par ailleurs répartis sur le pourtour du tronçon de conduite 10. Les moyens de précontrainte circonférentiels 58 permettent de régler la distance entre la surface périphérique du tronçon de conduite 10 et les moyens périphériques 56 de l'armature individuelle 13.

[0090] Les figures 5 et 6 illustrent deux modes de réalisation d'un moyen de précontrainte périphérique 58 réalisé sous la forme d'un ridoir. Les moyens de précontrainte périphériques 58 comportent ainsi un corps en deux parties : une première partie 66 solidaire du tronçon de conduite 10, et une deuxième partie 68 solidaire du moyen périphérique 56. Un moyen élastique 70, tel que des rondelles ressort, est positionné entre les deux parties 66, 68 du corps du moyen de précontrainte périphérique 58, afin de pouvoir modifier l'écartement entre les deux parties 66, 68 du corps selon l'amplitude des forces s'exerçant entre les deux parties 66, 68 du corps.

[0091]Ainsi, en diminuant la distance entre les deux parties 66, 68 du corps du moyen de précontrainte périphérique 58, il est possible d'étirer le tronçon de conduite 10 selon sa direction radiale. Par ailleurs, afin d'éviter que la précontrainte exercée par le moyen de précontrainte périphérique 58 sur le tronçon de conduite 10 ne soit trop localisée et n'endommage localement le tronçon de conduite 10, le moyen de précontrainte périphérique 58 peut comprendre un moyen d'attache sur le tronçon de conduite 10 présentant une superficie minimale déterminée de contact avec le tronçon de conduite 10.

[0092]Grâce aux moyens circonférentiels 56 de l'armature individuelle 13 et aux moyens de précontrainte périphériques 58, il est donc possible de créer une précontrainte centrifuge, ou radiale, dans le tronçon de conduite 10, qui viendra s'opposer directement aux contraintes centripètes dues à la dépression créée à l'intérieur de la conduite 4, en fonctionnement.

[0093]0n obtient alors de manière simple et rapide une conduite de pompage d'eau froide en grande profondeur pouvant mesurer plusieurs centaines de mètres de long. En particulier, le dispositif décrit est facile à installer, et permet de contrôler le débit d'eau froide par les moyens de pompage, grâce au diamètre constant de 5 la conduite.

Claims (10)

1. [Revendication 1] Dispositif (1) pour pomper de l'eau en grande profondeur, comprenant une pluralité d'éléments longitudinaux (8) assemblés

   5 entre eux pour former une conduite (4) à l'intérieure de laquelle circule l'eau pompée en grande profondeur, dans lequel chaque élément longitudinal (8) comprend une paroi (10), par exemple d'épaisseur inférieure ou égale à 5cm, formant un tronçon de ladite conduite (4), ladite paroi (10) étant · précontrainte en traction, par exemple longitudinalement et/ou

   10 circonférentiellement, lorsque l'eau n'est pas pompée dans la conduite (4).
2. [Revendication 2] Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans laquelle ladite précontrainte, par exemple radiale, est choisie sensiblement supérieure ou égale, en amplitude, à la dépression créée à l'intérieur pour 15 pomper l'eau avec le dispositif (1), de manière à équilibrer les pressions s'exerçant sur la paroi (10) lorsque de l'eau est pompée avec le dispositif.
3. [Revendication 3] Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque élément longitudinal (8) comprend une

   20 armature individuelle (13), par exemple sous forme de crinoline, ladite paroi (10) étant montée sur, et en particulier à l'intérieur de, l'armature (13).
4. [Revendication 4] Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel les armatures (13) sont configurées pour relier entre eux de manière 25 étanche, lesdits éléments longitudinaux (8), par exemple comprennent des portions d'extrémité (32, 34) avec des moyens d'étanchéité (14) configurées pour coopérer avec les portions d'extrémité (32, 34) des armatures (13) adjacentes.
5. [Revendication 5] Dispositif (1) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la paroi (10) de chaque élément longitudinal (8) est précontrainte par rapport à l'armature (13).

   s
6. [Revendication 6] Dispositif (1) selon la revendication précédente, comprenant des moyens de précontrainte circonférentiels (58) de la paroi, par exemple des ridoirs, et/ou des moyens de précontrainte longitudinaux (60) de la paroi, par exemple des tirants, lesdits moyens de précontrainte circonférentiels et/ou longitudinaux étant montés entre l'armature (13) et la ίο paroi (10).
7. [Revendication 7] Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de précontrainte circonférentiels (58) comprennent un moyen élastique (70), par exemple des rondelles ressort montées dans les 15 ridoirs, pour permettre une déformation de la paroi (10) précontrainte, lorsque de l'eau est pompée avec le dispositif (1).
8. [Revendication 8] Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'armature (13) comprend au moins deux, de

   20 préférence trois, moyens longitudinaux (54), par exemple des barres, reliant entre elles les portions d'extrémité (32, 34) de l'armature (13), et au moins deux, de préférence quatre ou plus, moyens périphériques (56), par exemple des tores, reliant les moyens longitudinaux (54) entre eux.

   25
9. [Revendication 9] Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant également une structure porteuse (6), et dans lequel les éléments longitudinaux (8) sont montés individuellement de manière solidaire sur la structure porteuse (6), de préférence par l'extrémité supérieure ou inférieure de leur armature (13).
10. [Revendication 10] Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la conduite (4) présente une longueur totale supérieure ou égale à 150 mètres, de préférence supérieure ou égale à 500 mètres, de préférence supérieure ou égale à 1 000 mètres, et un diamètre interne supérieur ou égal à 1 mètre, de préférence supérieur ou égal à 2 mètres, de préférence supérieur ou égal à 4 mètres.