WO1995024627A1 - Dispositif de prelevement de liquide tel que de l'eau de mer ou de l'eau douce - Google Patents

Dispositif de prelevement de liquide tel que de l'eau de mer ou de l'eau douce Download PDF

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WO1995024627A1
WO1995024627A1 PCT/FR1995/000287 FR9500287W WO9524627A1 WO 1995024627 A1 WO1995024627 A1 WO 1995024627A1 FR 9500287 W FR9500287 W FR 9500287W WO 9524627 A1 WO9524627 A1 WO 9524627A1
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WO
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sampling
sleeves
tubular body
tubes
immersed
Prior art date
Application number
PCT/FR1995/000287
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English (en)
Inventor
Michel Combier
Yves Leroy
Jean-Paul Sicard
Jean-Marie Vercelli
Christian Le Gall
Jean-François ROLIN
Jacques Legrand
Original Assignee
Institut Francais De Recherche Pour L'exploitation De La Mer Ifremer
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Publication date
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    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
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    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water

Definitions

  • the present invention relates to a device for withdrawing liquid such as sea water or fresh water, with a view to measuring the physico-chemical parameters.
  • the object of the present invention is to eliminate the above drawbacks of the known method, by making it possible to carry out the withdrawal of liquid automatically and, therefore, at a much higher rate, for example during a period of one o'clock.
  • the invention provides a device for sampling liquid such as sea water or fresh water, with a view to measuring the physico-chemical parameters and which is characterized in that it comprises a submerged tubular body traversed longitudinally by at least two liquid sampling tubes opening at different depths respectively in two openings in the wall of the tubular body and a hydraulic pump secured to a support body in fluid communication with the sampling tubes so as to suck liquid through one of the selected sampling tubes and route it to means for measuring its parameters physicochemical, preferably part of the floating body.
  • the hydraulic pump is connected to the sampling tubes by hydraulic means controlled so as to select, at each sampling, a tube for collecting liquid and a tube for discharging the liquid to a different depth.
  • the support body is a floating body, such as a buoy, moored to the seabed by at least one mooring cable fixed to a ballast or to a dead body and passing substantially coaxially through the immersed tubular body.
  • the immersed tubular body is a protective sheath made of flexible material with circular section in which extend at least two sleeves containing respectively the two sampling tubes, the mooring cable being housed in a central sleeve around which the sleeves are arranged. receiving tubes.
  • the device also comprises at least two other sheaths extending in the immersed tubular body, also opening respectively in the aforementioned openings of the tubular body and each crossed by an electric cable connected to a temperature and / or pressure detection means. water located near the opening part of the corresponding sleeve.
  • Each pair of sleeves receiving a sampling tube and an electrical cable opens into a sealed chamber defined in the tubular body immersed at the corresponding sampling opening, by a partition, for example made of foam material, secured to the wall of the body.
  • immersed tubular opposite the sampling opening.
  • the immersed tubular body comprises at least two sleeves fixed around this body at the level of the two sampling openings and each comprising an orifice communicating with the corresponding sampling opening as well as a strainer for closing the orifice.
  • each sleeve comprises a fixed part secured to the immersed tubular body and a part for supporting the strainer removably fixed to the fixed part.
  • the sheaths for receiving the sampling tubes and the electric cables are arranged helically along the immersed tubular body and are held therein by shims, preferably made of foam material, disposed along the tubular body between the sheaths and the sheath central.
  • the aforementioned sleeves are held in the tubular body immersed in a foam material filling the interior free space of the body around the central sleeve.
  • the sleeves are made of a material offering maximum buoyancy, such as a low density foam material, and the unused parts of the sleeves are filled with such material or air, in order to avoid chafing of the tubular body. immersed in the seabed.
  • a material offering maximum buoyancy such as a low density foam material
  • the upper end of the immersed tubular body is fixed to a relatively heavy intermediate piece in which the sleeves containing the sampling tubes and the electrical cables are separated from the mooring cable fixed in the intermediate piece which is hingedly connected to a plate rigid triangular fixed to the support body by two fixing chains.
  • the sleeves are routed from the intermediate piece to the support body inside a protective sheath crossing a well of this body to which it is removably attached.
  • the device further comprises a multi-channel hydraulic distributor mounted on the support body, connected between the sampling tubes and the hydraulic pump and controlled so as to periodically select a series of different pairs for determined durations corresponding to liquid sampling phases. of tubes among the available tubes of the immersed tubular body, one of the selected tubes of each pair constituting a liquid sampling tube at a certain depth and the other selected tube of this pair constituting a liquid delivery tube at a depth different.
  • the mooring cable is made of a synthetic material such as aramid, the protective sheaths, the sleeves and the sampling tubes are made of PVC.
  • Figure 1 shows the liquid sampling device according to the invention associated with a floating body moored to the seabed.
  • FIG. 2 is a top view along arrow II of FIG. 1.
  • FIG. 3 represents an alternative mooring of the floating body by the sampling device of the invention.
  • Figure 4 is an enlarged view of the connection of the upper end of the sampling device to the floating body.
  • FIG. 5 is a top view along arrow V of FIG. 4.
  • FIG. 6 represents a hydraulic circuit forming part of the sampling device of the invention.
  • Figure 7 is a sectional view along line VII-VII of Figure 8 and Figure 7A is a partial perspective view along arrow VII A.
  • FIG. 8 is a sectional view along line VIII-VIII of FIG. 7.
  • FIG. 9 is an alternative embodiment of the sectional view of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a detailed enlarged view of the part circled in X of FIG. 4.
  • FIG. 11 is a top view showing an example of installation on the floating body of various components of the hydraulic circuit forming part of the sampling device of the invention.
  • Figure 12 is a perspective view with partial cutaway of a cell for measuring physico ⁇ chemical parameters of the liquid.
  • Figure 13 is a perspective view with partial cutaway of a hydraulic distributor of the sampling device.
  • Figure 14 is a partially exploded perspective view of a hydraulic inverter of the hydraulic circuit of the sampling device.
  • FIG. 15 shows in detail a piston forming a drawer used in the hydraulic distributor of FIG. 13.
  • the reference 1 designates a floating body, such as a buoy, moored at the bottom of the sea, in this case, by three mooring cables 2, two of which are formed by chains.
  • the two mooring chains 2 have their upper ends hingedly connected to the floating body 1 and their lower ends fixed to dead bodies 3.
  • the third mooring cable 2 is preferably housed in a submerged tubular body 4 forming part of a device for sampling sea water at different depths.
  • This cable 2 extends over the entire length of the tubular body 4 and has its lower end projecting from the body 4, connected to a ballast 5 via a swivel 6, the ballast 5 being connected to a dead body 3 by means of a chain 7. As shown in FIGS.
  • the cable 2 has its upper end projecting from the tubular body 4 and fixed in a relatively heavy intermediate take-up part 8, by example of a hundred kilos, itself hingedly connected to the top of a triangular plate 9 connected to the floating body 1 by two anchor chains 10.
  • the upper end of the cable 2 comprises, integral with the latter , a part forming a corner 11 force fitted into a fixing plate 12 bearing at the bottom of a cavity 13 produced in the intermediate part 8 and closed by a plate 14 connected articulated to the rigid plate 9 and fixed to the part 8 by appropriate means, t such as fixing screws (no shown), to allow access to the corner piece 11 if necessary.
  • other methods of fixing the cable 2 in the intermediate piece 8 are possible without departing from the scope of the invention.
  • the fixing of this cable is carried out by a termination forming a splice instead of the part forming a corner.
  • the seawater sampling device also comprises a number of seawater sampling tubes 15 passing longitudinally through the immersed tubular body 4 and having their lower ends opening out, at different depths, respectively in openings 16 made at the through the side wall of the body 4.
  • FIG. 6 schematically represents four sampling tubes 15 in the body 4, but it is understood that a different number of such tubes can be provided without departing from the scope of the invention.
  • the upper ends of the four sampling tubes 15 are respectively connected to four inlets / outlets of a hydraulic distribution means 17 mounted on the floating body 1 and which will be described later.
  • sampling tubes 15 are respectively housed in sleeves 18 extending in the tubular body 4 along the latter. These sleeves 18 respectively open into chambers 19 defined in line with the openings 16 of the body 4. More precisely, each chamber 19 is defined in a block of practically sealed material, such as low density foam, housed in the tubular body 4 being fixed to a corresponding portion of the side wall of the body 4.
  • the block 20 has, for example, an approximately parallelepiped configuration with two opposite faces which are substantially curvilinear, one of which conforms to the internal wall of the body 4, one 20a of the side walls of the block 20 substantially perpendicular to the wall of the tubular body 4 being traversed by the sheath 18 so that the latter, with its sampling tube 15, open into the chamber 19 communicating with the associated opening 16 of the tubular body 4.
  • Sleeves 21, identical to the sleeves 18, are also provided in the tubular body 4 and mounted in the latter so as to form pairs of sleeves 18, 21 each of which opens into a same corresponding chamber 19.
  • the sleeves 18, 21 are distributed substantially on the same circumference being two by two close to each other so as to open into the corresponding chamber 19 through the same wall 20a of the block 20 defining this room.
  • the sleeves 21 are each traversed by an electrical conductor 22 electrically connected to a sensor means 23 for water temperature and pressure and housed in the sleeve 21 in the vicinity of its end opening into the chamber 19.
  • a sensor means known in does not have to be detailed.
  • the sampling device comprises four sampling tubes 15
  • four pairs of sleeves 18, 21 are thus provided with each pair of sleeves 18, 21 opening into a chamber 19 at a depth different from that of the other pairs of scabbards 18, 21.
  • pairs of empty sleeves 24, that is to say without sampling tubes and conductors 22, occupy the space left free between the sampling chambers 19 into each of which opens a pair of sleeves 18, 21 and 1 'lower end of the immersed tubular body 4.
  • the sleeves 24 of each pair are fixed at their upper ends in the side wall 20b parallel to the side wall 20a of the block 20 and have their lower ends closed.
  • These pairs of additional sleeves 24 are used to improve the buoyancy of the tubular body 4 by filling them with air or foam.
  • the tubular body 4 also comprises a central sheath 25 extending all along the body 4, surrounding the mooring cable 2 so as to allow the latter to slide freely in the sheath 25. If necessary, the cable 2 is surrounded by a protective plastic sheath to protect it against friction in the central sleeve 25.
  • the sleeves 18, 21 and 24 are held in position in the tubular body 4 by wedges 26 of foam material interposed at regular intervals along the body 4 between the central sleeve 25 and the sleeves 18, 21, 24 as shown in Figures 7 and 8. If necessary, such shims can be interposed between these sleeves and the body 4. According to the alternative embodiment shown in FIG. 9, the sleeves 18, 21 and 24 are held in the tubular body 4 by foam material filling all the free space defined in the body 4 between the sleeves 18, 21, 24 and the central sleeve 25.
  • the sleeves 18, 21, 24 may extend in the body 4 parallel to it but, preferably, these sleeves extend helically in the body 4 along the latter to avoid any excessive tension which may exercise on the sampling tubes 15 and / or the electric cables 22.
  • FIG. 10 schematically represents the way in which the sleeves 18, 21 with the tubes 15 and the conductors 22 not shown for reasons of clarity, are separated from the central sleeve 25 and from the cable 2 inside the intermediate part 8 which comprises , integral with the latter, a sleeve 28 in which the upper end of the tubular body 4 is fixed.
  • the sleeves 18, 21 are introduced into corresponding holes in the part 8 deviating from the central sleeve 25 in the part 8 to project from the latter in a flexible pipe 29 fixed in a sleeve 30 integral with the workpiece 8.
  • the pipe 29 crosses the floating body 1 through a well 31 thereof and is fixed to the body 1 by a piece forming a nozzle 32 allowing the connection of the sampling tubes 15 by means of hydraulic distribution 17
  • the sleeves 18 containing the tubes 15 stop in the part 32 as well as the sleeves 21 whose electrical conductors 22 are electrically connected to a control unit 33 as symbolized by the large arrow in FIG. 6.
  • the role of the control center 33 will be explained later.
  • the well 31 is made laterally to the floating body 1 so as to allow the disassembly of the pipe 29 from this body after removal of a sliding sleeve 34 ensuring the fixing of the pipe 29 at the point of entry into the lateral well 31 and the stiffening of this pipe in the well.
  • the tubular body 4 is provided with external sleeves 35 of a number equal to the number of water sampling openings 16. In the present case, four sleeves 35 are provided since there are four sampling tubes 15 in the body submerged 4.
  • each sleeve 35 comprises a fixed part 36 fixed around the tubular body 4 for example by gluing and a removable part 37 fixed coaxially on the fixed part 36 for example by means of fixing screws (not shown).
  • the removable part 37 is slid over the fixed part 36 before fixing on the latter to come into abutment against a shoulder 36a of the fixed part 36.
  • the two parts 36, 37 of the sleeve 35 have two superimposed openings 36b and 37a extending over at least a half-circumference, part of which covers the opening 16 of the tubular body 4 for fluid communication with the chamber 19.
  • the removable part 37 supports a strainer 38 made of cupro ⁇ nickel material.
  • the disassembly of the part 37 of the fixed part 36 makes it possible from time to time to clean the corresponding strainer 38 or, if necessary, its replacement, and to access the suction chamber 19.
  • the sleeves 35 are distributed equidistantly along the tubular body 4 with the lower sleeve 35 as close as possible to the end lower part of the body 4.
  • the sleeves 35 are made of a material, such as low density foam, ensuring a certain buoyancy of the immersed tubular body 4 so that combination with unused sleeves 24 filled with foam or air, to avoid the rage of the submerged body 4 on the seabed.
  • the tubular body 4, the sleeves 18, 21, 24, 25 and 29 and the sampling tubes 15 are made of a material, for example PVC, providing this assembly with a certain flexibility.
  • a material for example PVC, providing this assembly with a certain flexibility.
  • the radius of curvature of this body is at most 2 meters.
  • the hydraulic distribution means 17 connects simultaneously, at a given instant, and in series, two sampling pipes 15 to a hydraulic circuit 39, of which the distribution means 17 forms a part, so as to carry out the measurement of physico-chemical parameters d seawater sampled through one of the sampling tubes 15 to a determined depth and to discharge the analyzed seawater through the other of the selected sampling tubes to another determined depth.
  • the hydraulic circuit 39 comprises, connected in series from upstream to downstream of the two tubes 15, respectively for suction and discharge of seawater, a first chlorinator means 40 connected at the outlet of the multi-channel distributor means 17, a cell 41 intended for measuring the physico-chemical parameters of seawater withdrawn, a hydraulic suction pump 42 and a second chlorinator means 43 connected to the input of the multi-channel distributor means 17.
  • the chlorination means 40, 43 known per se, are intended for the protection of the hydraulic circuit against bio-fouling.
  • Each chlorinator means 40, 43 thus consists of a circulation chamber equipped with parallel plates, for example in platinum titanium, and placed in series on the hydraulic circuit.
  • the control unit 33 is adapted to apply a continuous voltage between the plates for the production of chlorine for cleaning the entire hydraulic circuit.
  • the tension between the plates is adjustable taking into account for example the environment in which the sampling device is located, the seasons or any other influencing parameter and is in any case fixed for the generation of an optimal chlorine level in particular in the cell. and the delivery pipes. This ensures undisturbed operation in particular of the measuring cell. It may be desirable under certain operating conditions to temporarily cut off the supply to one of the chlorinator means 40, 43. This is particularly the case of the chlorinator means 40 upstream of the measurement cell and which must be cut during the measurement of the pH of seawater so as not to distort this measurement.
  • the hydraulic circuit 39 also includes a hydraulic reversing means 44 normally having one of its internal conduits in series between the chlorinator means 40 and the measurement cell 41 and another internal conduit in series between the suction pump 42 and the chlorinating means 43.
  • the hydraulic reversing means 44 which will be described later, is controlled by the control unit 33 so as to periodically switch the direction of water circulation in the pipes between the measuring cell 41 and the means multi-channel distributor 17 so that the entire hydraulic circuit 39 is cleaned and protected against dirt.
  • the multi-channel distributor means 17 is shown in detail in FIG. 13 and comprises a box 45 in which are mounted five cylindrical drawers 46 controlled respectively by five electric motors 47 themselves controlled by the central control unit 33 and fixed to the housing 45. Each drawer 46 is thus actuated by an independent motor 47 so as to occupy three possible stable positions, one suction position, discharge position and neutral position.
  • the first four drawers 46 starting from the right towards the left in view of FIG. 13 are associated respectively with four conduits 48-51 connected at their ends to the four sampling tubes 15 by means of the piece forming end piece 32 and having their opposite ends each ending in a bifurcation, only the bifurcations of lines 48-50 being shown.
  • each bifurcation comprises a branch 48a-50a perpendicular to the corresponding pipe 48-50 and a curved branch 48b-50b extending the corresponding pipe 48-50.
  • the bifurcations of the conduits 48-51 are connected to the housing 45 of the distributor means 17 by means of connection end pieces 53 so as to lead respectively into upper internal conduits produced in the housing 45 and bearing the reference 54 for those associated with straight branches of each bifurcation, such as 48a-50a, and reference 55 for those associated respectively with curved branches such as 48b, 49b, 50b.
  • Each drawer 46 is interposed between two parallel upper internal conduits 54, 55 of a corresponding conduit 48 to 51 and two parallel lower internal conduits produced in the housing 45 respectively in extension of the upper internal conduits 54, 55 and bearing the references 56 and 57
  • the lower conduits 56 open into a common rectilinear conduit 58 produced in the housing 45 and having one of its ends closed while its opposite end opens to the outside of the housing 45.
  • a connection end piece 59 is fixed in the emerging end of the conduit 58.
  • the lower internal conduits 57 open into a rectilinear internal conduit 60 produced in the housing 45 parallel to the conduit 58 and having one of its ends closed while its opposite end opens out of the housing 45.
  • a connecting piece 61 is fixed in the through end of the conduit 60.
  • the fifth drawer 46 is associated with the pipe 52, one end of which is connected to a sampling pipe (not shown) intended to take the seawater from the surface.
  • This sampling pipe is not part of the immersed tubular body 4 and can be optional.
  • line 52 comprises a bifurcation having its straight branch and its curved branch communicating, by means of connection end pieces similar to end pieces 53, respectively in two upper internal conduits 54 and 55 which can be put in communication with respectively two lower internal conduits 56, 57 via the corresponding slide 46.
  • FIG. 15 more clearly represents the configuration of each drawer 46 which comprises a tapped longitudinal blind hole 46a into which is screwed a drive shaft 62 with rectilinear translation movement controlled by the corresponding electric motor 47.
  • the drawer 46 also includes two grooves spaced annulars 46b, 46c, each intended to connect two upper 54 and lower internal conduits 56 or two upper 55 and lower internal conduits 57 depending on whether the drawer 46 occupies a determined position respectively for seawater suction or discharge seawater.
  • one of the drawers 46 is controlled by its corresponding electric motor 47 so that the annular groove 46b is disposed between two upper 54 and lower 56 internal conduits associated with a specific conduit 48 to 52 relating to the drawer 46, while the other drawers 46 occupy a position for closing the passenger e of water between the other upper and lower internal conduits 54, 56 by means of cylindrical bearing surfaces 46d or 46e.
  • only one of the lines 48 to 52 is selected in seawater suction mode and FIG. 13 shows by way of example that only the pipe 50 is chosen to suck in sea water in the direction indicated by the arrows A.
  • the annular groove 46c of one of the drawers 46 associated with one of the conduits 48 to 52 is interposed between two upper internal conduits 55 and lower 57 , the passage of water between the other internal conduits 55, 57 being prevented by cylindrical surfaces 46f of the drawer 46.
  • one of the conduits 48 to 52 is selected to ensure the discharge of sea water coming from the pump 42.
  • the sea water is discharged in the direction indicated by the arrows R through the pipe 52.
  • the pipes 48 to 52 are thus associated with the sampling tubes 15 intended for withdrawing or discharging seawater from of different depths.
  • pipes 48 to 52 correspond to withdrawals or backflows of twenty meters, fifteen meters, ten meters, five meters and zero meter respectively (surface of the sea).
  • the operating principle of the multi-channel distributor means 17 is therefore, at any given time, to select a sampling tube 15 for sucking the sea water towards the cell 41 and another sampling tube 15 for discharging the sea water to a depth different from that where the sampling takes place.
  • the chlorinating means 40 is connected to one end of a pipe 63, the opposite end of which is fitted into the connection end piece 59 of the dispensing means 17 while the other chlorinating means 43 is connected to a pipe 64 fitted to its end. opposite in the connection endpiece 61 of the means 17.
  • connection between an electric motor 47 and the corresponding slide 46 to allow the drive in translation to the desired position of the latter can take place by a toothed wheel driven by the motor shaft 47 in mesh with a rack-forming part secured to the shaft 62 of the drawer 46.
  • each drawer 46 is controlled by position detectors 65 housed in the housing 45 and of the kind with two binary contacts produced respectively by two elastic contact blades 65a with cylindrical studs 65b cooperating with three successive annular grooves 46g of each drawer 46 to indicate the suction, discharge or neutral position of this drawer.
  • the detectors 65 are of course electrically connected to the control center 33 to provide it with information relating to the position of each drawer 46.
  • the cell 41 for measuring physico-chemical parameters of seawater is shown in detail in FIG. 12 and comprises a certain number of blocks or modules 66 each having a particular function, removably attached to each other and mounted on four rods of parallel supports 67 fixed on a box defined later and itself fixed on the floating body 1 so as to allow mounting by threading of the blocks 66.
  • the mechanical means for fixing two adjacent blocks 66 include a lug 68 hingedly attached to a block 66 and a square piece 69 attached to the adjacent block 66 so that the hinged lug 68 can be folded down manually on the square piece 69 and lock into it automatically.
  • a fixing method widely known per se, need not be more detailed and, of course, other mechanical fixing methods between adjacent blocks 66 allowing their separation are conceivable.
  • Each block 66 comprises two separate internal conduits 70 and 71 forming, when the blocks 66 are assembled, a longitudinal internal suction conduit 72 and a longitudinal internal discharge conduit 73.
  • the two conduits longitudinal 72 and 73 open out through an upper block 66 in view of FIG. 12 respectively in two connection end pieces 74, 75 integral with the upper block 66 and to which are connected respectively two suction 76 and discharge 77 pipes which are connected at their opposite ends respectively to two nozzles 78, 79 integral with the housing 80 of the hydraulic reversing means 44.
  • FIG. 12 shows that three of the adjacent blocks 66 below the upper block 66 each comprise a sensor for measuring a parameter of the seawater flowing through the internal suction duct 72.
  • one of the three blocks 66 may comprise a sensor 81 for measuring the level of dissolved oxygen in seawater
  • the other block 66 may comprise a sensor 82 for measuring the conductivity of seawater
  • the third block 66 may include a sensor 83 for measuring the pH of seawater.
  • the sensors are fixed in cylindrical sleeves 84 each fixed removably in a radial conduit 85 pierced in each corresponding block 66 and opening into the longitudinal conduit 72
  • the attachment of each sleeve 84 to the corresponding block 66 is effected by a connection flange 86.
  • the sensors 81, 82, 83 are immersed in the flow of sea water sucked into the conduit 72.
  • the sensors are connected to the control unit 33.
  • FIG. 12 also shows that the penultimate block 66 has an internal radial duct 87 communicating with the longitudinal duct 72 and with an external pipe 88 for connection to the suction pump 42.
  • the latter discharges the sea water through an external bypass pipe 89 connected to an internal radial pipe 90 produced in the block 66 and opening at the lower end of the internal delivery pipe 71.
  • the pump 42 is detachably fixed to the penultimate block 66 by means of a fixing lug 91 screwed to this block.
  • the last block 66 is a seawater settling block.
  • the measuring cell 41 can comprise at least one block 66 comprising two parallel radial internal conduits communicating with the suction conduit 72 and connected to an external bypass conduit allowing the seawater to be brought to an external sensor.
  • measurement of a physico-chemical parameter of seawater such as for example the sulphide level of seawater, the turbidity thereof, or the chlorophyll level, the level of nitrate in water
  • sensors instead of being placed upstream of the pump 42, can also be placed downstream of the latter by providing two parallel radial internal conduits in each corresponding block 66, opening into the longitudinal discharge conduit 73 and connected to an external bypass line in which the external sensor is located.
  • FIG. 14 shows in detail the hydraulic reversing means 44, the housing 80 of which contains two cylindrical drawers 92 with movement controlled in translation by two electric motors 93 fixed to the housing 80 and identical to the motors 47 of the distributor means 17.
  • the motors 93 are controlled by the control center.
  • the two drawers 92 occupy two stable positions, namely a suction position and a discharge position controlled by two detection means 94 housed in the housing 80 and of the sensor type with two binary contacts comprising two contact blades 94a each ending by a cylindrical stud 94b cooperating with two successive annular grooves 92a, 92b of a drawer 92.
  • These detection means 94 are electrically connected to the control unit 33.
  • Each drawer 92 also includes two separate annular grooves 92c and 92d each defined between two cylindrical surfaces 92e of the drawer 92.
  • the annular groove 92c is interposed between two upper 95 and lower 96 internal conduits produced in the housing 80 with the conduit 96 opening at one end of a rectilinear internal conduit 97a opening into the connection end piece 78.
  • the upper conduit 95 associated with a drawer 92 opens into an end piece 98 secured to the housing 80 and to which the straight branch 99a of a bifurcation of a pipe 99 connected at the outlet of the chlorinating means 40.
  • the upper internal pipe 95 associated with the other drawer 92 also opens into a nozzle 98 to which the straight branch 100a of a bifurcation of a pipe 100 connected to the entry of the chlorinating means 43.
  • the annular groove 92d of each drawer 92 can be interposed between two upper 101 and lower 102 internal conduits of f how to allow seawater to pass through these conduits.
  • Each lower duct 102 opens into a duct 97b parallel to the duct 97a and opens into the connection end piece 79.
  • the two upper ducts 101 open respectively into two other end pieces 98 integral with the housing 80 and into which are respectively connected two curved branches 99b and 100b of the bifurcations of the two lines 99 and 100.
  • each drawer 92 by the corresponding motor 93 is carried out in the same way as for each drawer 46 of the multi-channel distributor means 17, that is to say by a mechanical connection with a toothed wheel-rack between the motor shaft and shaft 103 mechanically coupled to the drawer 92.
  • the two drawers 92 are positioned so as to ensure the suction of seawater according to the arrows A and the delivery of the seawater according to the arrows R.
  • the groove 92c of the drawer 92 most rear compared to Figure 14 allows the passage of water sucked through the conduits 95, 96 and 97a while one of the cylindrical surfaces 92e of this same drawer obstructs the two internal conduits 101 and 102, and the groove 92d of the other drawer 92 is interposed between the two conduits 101 and 102 so that the pumped water circulates through the curved branch 100b with one of the cylindrical bearing surfaces 92e of this drawer obstructing any passage of fluid in the straight branch 100a.
  • FIG. 11 represents a mode of installation of the different means constituting the hydraulic circuit 39 in a housing 104, shown in the present case as being open, fixed on the floating body 1.
  • the control unit 33 is also housed in the housing 104 .
  • Each seawater sampling cycle is commanded and controlled by the central control unit 33.
  • a complete seawater sampling cycle and measurement of all of its physico-chemical parameters is carried out on the five points sampling of different depths defined above (depths of zero meters, five meters, ten meters, fifteen meters and twenty meters) and is executed within a relatively short time, for example around 10 minutes.
  • a sampling and measurement cycle is carried out as follows:
  • the central control unit 33 controls the multi-channel distributor means 17 so as to carry out a first sampling of seawater by selecting two tubes 15 respectively for suction and discharge.
  • the drawers 46 of the dispensing means 17 are positioned by the central unit 33 so that this removal takes place for example at a depth of five meters and the delivery takes place at a depth of twenty meters.
  • the sea water is sucked to the depth of five meters through the corresponding sampling tube 15, circulates in the pipe 50 of FIG. 13 along the arrow A, crosses the distributor means 17 to then circulate through line 63.
  • the sea water then passes through the chlorinating means 40, line 99 of the reversing means 44, passes through the latter to then circulate through the pipe 76 and ends at the inlet of the measuring cell 41.
  • the seawater passes through the internal conduit 72 of the blocks 66 to end up at the pump 42 and then be discharged into the internal discharge conduit 73.
  • the discharged seawater again crosses the reversing means 44, circulates through the conduit 100 to then pass through the other chlorinating means 43 and end up at the distributing means 17.
  • the discharged seawater passes through the distributing means 17 to circulate in the pipe 52 and then crosses the sampling tube 15 in the delivery mode of the seawater at a determined depth of twenty meters.
  • the central control unit 33 is programmed to choose one of the sensors for measuring a physico-chemical parameter of the sea water flowing in the internal conduit 72 of the measurement cell 41.
  • the sensor chosen can be for example that allowing the measurement of the dissolved oxygen level in seawater.
  • the control center 33 again controls the dispensing means 17 so that it selects two tubes from the five available tubes 15 in order to start the second phase of sampling seawater and measuring a new physico-chemical parameter of it.
  • the means 17 is controlled so as to take a seawater sample, for example from the surface of the sea (zero meters deep) and discharge the seawater to the depth of fifteen meters.
  • the control unit 33 receives and stores the information relating to the new physico-chemical parameter captured by the sensor chosen according to the program of the unit and which can for example be the conductivity measurement sensor of the sea water flowing through the measuring cell 41.
  • the third, fourth and fifth withdrawal phases are then carried out successively under the supervision of the control center 33 which each time controls the dispensing means 17 so that a withdrawal and a discharge of seawater are always carried out at of different depths.
  • the control unit then successively records different values of physico-chemical parameters of seawater, such as for example the pH of seawater, its turbidity, the level of sulfide, chlorophyll or nitrate in seawater.
  • the sampling device can operate with a number of sampling and measuring phases of a complete cycle different from that defined by way of example above and depending on the number of sampling tubes used in the tubular body. submerged 4.
  • each sampling phase has a constant duration in time and the duration of a complete cycle is also constant.
  • the duration of each phase can be variable and subject to the parameters measured at each sample or to temperature variations from one sample to the next, for example.
  • the order in which the samples are taken is also constant from one cycle to another. It is possible to provide at the end of the sampling and measurement phases of a complete cycle and before a new cycle begins a step of a predetermined period of time allowing operations such as control of the hydraulic reversing means 34 to be carried out. for a complete cleaning of the hydraulic circuit, change of supply of the hydraulic pump 42, cleaning of the electrodes of the chlorinating means, etc.
  • control unit 33 can also be programmed to carry out a seawater pressure and temperature measurement cycle at each sampling depth by means of the corresponding sensor means 23 and this in parallel with the normal cycle of seawater sampling and measurement of its physico-chemical parameters.
  • the device may also include a flow meter connected to a bypass pipe associated with a block
  • the central unit 33 thus regularly checks the normal flow rate of the pump 42 fixed at a determined value.
  • Several supply voltages of the pump 42 can be defined and stored in the control unit 33 which chooses one of these voltage values making it possible to maintain the flow rate of the pump at a constant value if a significant drop in the latter appeared during operation.
  • the switching, by the central unit 33, of a supply voltage value of the pump 42 to another is thus controlled by the measurement of the flow rate by this central unit.
  • All the information recorded in the central control unit 33 relating to the values supplied by the sensors for measuring the physico-chemical parameters 81-83 and to the seawater pressure temperature values at different depths as well as the flow values , can be transmitted periodically to a coastal station for managing this information. Such transmission can take place over the air.
  • the sampling device thus makes it possible to efficiently route the seawater sampled at different depths to the cell for measuring the physico-chemical parameters of seawater without any human intervention.
  • the sampling device also makes it possible to perform the function of anchoring the floating body by integrating a mooring cable in the submerged tubular collecting body. At the same time, any interference that may occur between the submerged tubular sample body and surrounding mooring cables is removed when these are separated from the submerged body.
  • sheaths for receiving the sampling tubes and the electrical conductors allows the latter to be easily withdrawn from the sheaths from the floating body if necessary, for example to replace them.
  • the device described above also allows the sampling of seawater and the measurement of its physico-chemical parameters in an automatic and autonomous manner.
  • the device of the invention can be associated with a floating body moored in a different way from that shown in Figures 1 and 2.
  • the sampling device can fully ensure the anchoring function of the buoy 1 as shown in FIG. 3 by integrating the single mooring cable in the submerged tubular body 4 as in the mooring mode of FIGS. 1 and 2 and by fixing the free end of the cable to an anchor chain 2 fixed to a dead body 3 resting on the seabed.
  • the mooring of the floating body can be carried out by a number of mooring lines other than three as shown in Figures 1 and 2. The most frequent case, at shallow depths, will be the mooring with four lines. In this case, the ballast 5 used in FIG. 1 is not extended by the chain 7 connected to the dead body 3.
  • sampling device of the invention instead of being associated with a floating body, can also be associated with a pylon anchored to the seabed or with a port or coastal infrastructure.
  • the device of the invention can also be used to take fresh water, for example from a lake, instead of sea water.
  • the immersed tubular body can be provided with sleeves placed outside the sampling openings and intended only to locally provide buoyancy. or ballast with a submerged body.

Abstract

La présente demande concerne un dispositif de prélèvement de liquide tel que de l'eau de mer en vue d'en mesurer les paramètres physico-chimiques. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire immergé (4) traversé longitudinalement par au moins deux tubes de prélèvement (15) d'eau de mer débouchant à des profondeurs différentes dans deux ouvertures (16) de la paroi du corps (4) et une pompe hydraulique (42) en communication de fluide avec les tubes de prélèvement (15) de façon à aspirer de l'eau de mer au travers de l'un choisi des tubes de prélèvement (15) et l'acheminer à des moyens de mesure (41) de ses paramètres physico-chimiques. Le dispositif trouve application dans le domaine de l'océanographie.

Description

DISPOSITIF DE PRELEVEMENT DE LIQUIDE TEL QUE DE L'EAU DE MER
OU DE L'EAU DOUCE
La présente invention concerne un dispositif de prélèvement de liquide tel que de l'eau de mer ou de l'eau douce, en vue d'en mesurer les paramètres physico-chimiques.
Actuellement, la mesure de paramètres physico-chimiques notemment d'eau de mer s'effectue en prélevant manuellement l'eau de mer dans des récipients qui est ensuite analysée à l'aide d'appareils à bord d'une installation, telle que par exemple un navire.
Un tel procédé a pour inconvénient majeur de nécessiter un opérateur humain de sorte que les prélèvements sont effectués à un rythme lent s'étendant sur plusieurs jours, voire même plusieurs semaines et, en outre, est fastidieux pour l'opérateur humain.
La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus du procédé connu, en permettant d'effectuer le prélèvement de liquide de manière automatique et, par conséquent, à un rythme beaucoup plus élevé, par exemple d'une période d'une heure.
A cet effet, l'invention propose un dispositif de prélèvement de liquide tel que de l'eau de mer ou de l'eau douce, en vue d'en mesurer les paramètres physico-chimiques et qui est caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire immergé traversé longitudinalement par au moins deux tubes de prélèvement de liquide débouchant à des profondeurs différentes respectivement dans deux ouvertures de la paroi du corps tubulaire et une pompe hydraulique solidaire d'un corps de support en communication de fluide avec les tubes de prélèvement de façon à aspirer du liquide au travers de l'un choisi des tubes de prélèvement et l'acheminer à des moyens de mesure de ses paramètres physico-chimiques faisant partie de préférence du corps flottant.
La pompe hydraulique est reliée aux tubes de prélèvement par un moyen hydraulique commandé de façon à sélectionner, à chaque prélèvement, un tube pour prélever du liquide et un tube pour refouler le liquide à une profondeur différente.
De préférence, le corps de support est un corps flottant, tel que bouée, amarré au fond marin par au moins un câble d'amarrage fixé à un lest ou à un corps mort et traversant sensiblement coaxialement le corps tubulaire immergé.
Avantageusement, le corps tubulaire immergé est une gaine protectrice en matière flexible à section circulaire dans laquelle s'étendent au moins deux fourreaux contenant respectivement les deux tubes de prélèvement, le câble d'amarrage étant logé dans un fourreau central autour duquel sont disposés les fourreaux de réception des tubes de prélèvement.
Le dispositif comprend également au moins deux autres fourreaux s'étendant dans le corps tubulaire immergé, débouchant également respectivement dans les ouvertures précitées du corps tubulaire et traversés chacun par un câble électrique relié à un moyen de détection de température et/ou de pression d'eau situé au voisinage de la partie débouchante du fourreau correspondant.
Chaque paire de fourreaux recevant un tube de prélèvement et un câble électrique débouche dans une chambre étanche définie dans le corps tubulaire immergé au niveau de l'ouverture de prélèvement correspondante, par une cloison, par exemple en matériau mousse, solidaire de la paroi du corps tubulaire immergé en regard de l'ouverture de prélèvement. Le corps tubulaire immergé comprend au moins deux manchons fixés autour de ce corps au niveau des deux ouvertures de prélèvement et comportant chacun un orifice communiquant avec l'ouverture de prélèvement correspondante ainsi qu'une crépine de fermeture de l'orifice.
Avantageusement, chaque manchon comprend une partie fixe solidaire du corps tubulaire immergé et une partie de support de la crépine fixée amoviblement à la partie fixe.
Les fourreaux de réception des tubes de prélèvement et des câbles électriques sont disposés hélicoïdalement le long du corps tubulaire immergé et sont maintenus dans celui-ci par des cales, de préférence en matériau mousse, disposées le long du corps tubulaire entre les fourreaux et le fourreau central.
Selon une variante de réalisation, les fourreaux précités sont maintenus dans le corps tubulaire immergé par un matériau mousse garnissant l'espace libre intérieur du corps autour du fourreau central.
Les manchons sont en un matériau offrant le maximum de flottabilité, tel qu'un matériau mousse à faible densité, et les parties non utilisées des fourreaux sont remplies d'un tel matériau ou d'air, afin d'éviter le ragage du corps tubulaire immergé au fond marin.
L'extrémité supérieure du corps tubulaire immergé est fixée à une pièce intermédiaire relativement lourde dans laquelle les fourreaux contenant les tubes de prélèvement et les câbles électriques sont séparés du câble d'amarrage fixé dans la pièce intermédiaire qui est reliée de façon articulée à une plaque rigide triangulaire fixée au corps de support par deux chaînes de fixation.
Les fourreaux sont acheminés de la pièce intermédiaire au corps de support à l'intérieur d'une gaine de protection traversant un puits de ce corps auquel elle est fixée amoviblement.
Le dispositif comprend de plus un distributeur hydraulique multivoies monté sur le corps de support, relié entre les tubes de prélèvement et la pompe hydraulique et commandé de façon à sélectionner périodiquement pendant des durées déterminées correspondant à des phases de prélèvement de liquide une série de paires différentes de tubes parmi les tubes disponibles du corps tubulaire immergé, l'un des tubes sélectionné de chaque paire constituant un tube de prélèvement de liquide à une certaine profondeur et l'autre tube sélectionné de cette paire constituant un tube de refoulement de liquide à une profondeur différente.
Le câble d'amarrage est en une matière synthétique telle qu'aramide, les gaines de protection, les fourreaux et les tubes de prélèvement sont réalisés en PVC.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels :
La figure 1 représente le dispositif de prélèvement de liquide conforme à l'invention associé à un corps flottant amarré au fond marin.
La figure 2 est une vue de dessus suivant la flèche II de la figure 1.
La figure 3 représente une variante d'amarrage du corps flottant par le dispositif de prélèvement de l'invention. La figure 4 est une vue agrandie de la liaison de l'extrémité supérieure du dispositif de prélèvement au corps flottant.
La figure 5 est une vue de dessus suivant la flèche V de la figure 4.
La figure 6 représente un circuit hydraulique faisant partie du dispositif de prélèvement de l'invention.
La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 8 et la figure 7A est une vue partielle en perspective suivant la flèche VII A.
La figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7.
La figure 9 est une variante de réalisation de la vue en coupe de la figure 8.
La figure 10 est une vue détaillée agrandie de la partie cerclée en X de la figure 4.
La figure 11 est une vue de dessus montrant un exemple d'implantation sur le corps flottant de différents composants du circuit hydraulique faisant partie du dispositif de prélèvement de l'invention.
La figure 12 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'une cellule de mesure de paramètres physico¬ chimiques du liquide.
La figure 13 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un distributeur hydraulique du dispositif de prélèvement. La figure 14 est une vue en perspective partiellement éclatée d'un inverseur hydraulique du circuit hydraulique du dispositif de prélèvement.
La figure 15 représente de façon détaillée un piston formant tiroir utilisé dans le distributeur hydraulique de la figure 13.
En se reportant aux figures 1 et 2, la référence 1 désigne un corps flottant, tel qu'une bouée, amarré au fond de la mer, dans le cas présent, par trois câbles d'amarrage 2, dont deux d'entre eux sont constitués par des chaînes. Les deux chaînes d'amarrage 2 ont leurs extrémités supérieures reliées de façon articulée au corps flottant 1 et leurs extrémités inférieures fixées à des corps morts 3.
Selon l'invention, comme cela va être expliqué ultérieurement notamment en référence aux figures 7 à 9, le troisième câble d'amarrage 2 est de préférence logé dans un corps tubulaire immergé 4 faisant partie d'un dispositif de prélèvement d'eau de mer à des profondeurs différentes. Ce câble 2 s'étend sur toute la longueur du corps tubulaire 4 et a son extrémité inférieure, faisant saillie du corps 4, reliée à un lest 5 par l'intermédiaire d'un émerillon 6, le lest 5 étant relié à un corps mort 3 par l'intermédiaire d'une chaîne 7. Comme représenté aux figures 4, 5 et 10, le câble 2 a son extrémité supérieure faisant saillie du corps tubulaire 4 et fixée dans une pièce intermédiaire de reprise d'efforts 8 relativement lourde, par exemple d'une centaine de kilos, elle-même reliée de façon articulée au sommet d'une plaque triangulaire 9 reliée au corps flottant 1 par deux chaînes d'ancrage 10. L'extrémité supérieure du câble 2 comporte, solidaire de celle-ci, une pièce formant coin 11 emmanchée à force dans une plaque de fixation 12 en appui au fond d'une cavité 13 réalisée dans la pièce intermédiaire 8 et fermée par une plaque 14 reliée articulée à la plaque rigide 9 et fixée à la pièce 8 par des moyens appropriés, tels que vis de fixation (non représentées), pour permettre l'accès à la pièce formant coin 11 en cas de besoin. Bien entendu, d'autres modes de fixation du câble 2 dans la pièce intermédiaire 8 sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, lorsque le câble 2 est constitué de fibres tressées, la fixation de ce câble s'effectue par une terminaison formant épissure à la place de la pièce formant coin.
Le dispositif de prélèvement d'eau de mer comprend également un certain nombre de tubes 15 de prélèvement d'eau de mer traversant longitudinalement le corps tubulaire immergé 4 et ayant leurs extrémités inférieures débouchant, à des profondeurs différentes, respectivement dans des ouvertures 16 réalisées au travers de la paroi latérale du corps 4. La figure 6 représente schématiquement quatre tubes de prélèvement 15 dans le corps 4, mais il est bien entendu que l'on peut prévoir un nombre différent de tels tubes sans sortir du cadre de l'invention. Les extrémités supérieures des quatre tubes de prélèvement 15 sont raccordées respectivement à quatre entrées/sorties d'un moyen de distribution hydraulique 17 monté sur le corps flottant 1 et qui sera décrit ultérieurement.
Les tubes de prélèvement 15 sont logés respectivement dans des fourreaux 18 s'étendant dans le corps tubulaire 4 le long de celui-ci. Ces fourreaux 18 débouchent respectivement dans des chambres 19 définies au droit des ouvertures 16 du corps 4. Plus précisément, chaque chambre 19 est définie dans un bloc en matériau pratiquement étanche, tel que mousse à faible densité, logé dans le corps tubulaire 4 en étant fixé à une portion correspondante de la paroi latérale du corps 4. Le bloc 20 a, par exemple, une configuration approximativement parallélépipèdique à deux faces opposées sensiblement curvilignes dont l'une épouse la paroi interne du corps 4, l'une 20a des parois latérales du bloc 20 sensiblement perpendiculaires à la paroi du corps tubulaire 4 étant traversée par le fourreau 18 de façon que ce dernier, avec son tube de prélèvement 15, débouchent dans la chambre 19 communiquant avec l'ouverture associée 16 du corps tubulaire 4.
Des fourreaux 21, identiques aux fourreaux 18, sont également prévus dans le corps tubulaire 4 et montés dans celui-ci de façon à former des paires de fourreaux 18, 21 dont chacune débouche dans une même chambre correspondante 19. Comme le montre la vue en coupe de la figure 8, les fourreaux 18, 21 sont répartis sensiblement sur une même circonférence en étant deux à deux proches l'un de l'autre de façon à déboucher dans la chambre 19 correspondante au travers de la même paroi 20a du bloc 20 définissant cette chambre. Les fourreaux 21 sont chacun traversés par un conducteur électrique 22 relié électriquement à un moyen capteur 23 de température et de pression d'eau et logé dans le fourreau 21 au voisinage de son extrémité débouchant dans la chambre 19. Un tel moyen capteur, connu en soi, n'a pas à être détaillé. Dans l'exemple illustré où le dispositif de prélèvement comporte quatre tubes de prélèvement 15, quatre paires de fourreaux 18, 21 sont ainsi prévues avec chaque paire de fourreaux 18, 21 débouchant dans une chambre 19 à une profondeur différente de celle des autres paires de fourreaux 18, 21.
De préférence, des paires de fourreaux vides 24, c'est-à- dire sans tubes de prélèvement et conducteurs 22, occupent l'espace laissé libre entre les chambres de prélèvement 19 dans chacune desquelles débouche une paire de fourreaux 18, 21 et l'extrémité inférieure du corps tubulaire immergé 4. Les fourreaux 24 de chaque paire sont fixés à leurs extrémités supérieures dans la paroi latérale 20b parallèle à la paroi latérale 20a du bloc 20 et ont leurs extrémités inférieures fermées. Ces paires de fourreaux supplémentaires 24 sont utilisées pour améliorer la flottabilité du corps tubulaire 4 en les remplissant d'air ou de mousse. Le corps tubulaire 4 comprend également un fourreau central 25 s'étendant tout le long du corps 4 en entourant le câble d'amarrage 2 de façon à permettre à ce dernier de coulisser librement dans le fourreau 25. Le cas échéant, le câble 2 est entouré d'une gaine protectrice en matière plastique pour le protéger contre des frottements dans le fourreau central 25.
Les fourreaux 18, 21 et 24 sont maintenus en position dans le corps tubulaire 4 par des cales 26 en matériau mousse interposées à intervalles réguliers le long du corps 4 entre le fourreau central 25 et les fourreaux 18, 21, 24 comme représenté aux figures 7 et 8. Si nécessaire, de telles cales peuvent être interposées entre ces fourreaux et le corps 4. Selon la variante de réalisation représentée en figure 9, les fourreaux 18, 21 et 24 sont maintenus dans le corps tubulaire 4 par du matériau mousse remplissant tout l'espace libre défini dans le corps 4 entre les fourreaux 18, 21, 24 et le fourreau central 25.
De plus, les fourreaux 18, 21, 24 peuvent s'étendre dans le corps 4 parallèlement à celui-ci mais, de préférence, ces fourreaux s'étendent hélicoïdalement dans le corps 4 le long de celui-ci pour éviter toute tension excessive pouvant s'exercer sur les tubes de prélèvement 15 et/ou les câbles électriques 22.
La figure 10 représente schématiquement la façon dont les fourreaux 18, 21 avec les tubes 15 et les conducteurs 22 non représentés pour des raisons de clarté, sont séparés du fourreau central 25 et du câble 2 à l'intérieur de la pièce intermédiaire 8 qui comporte, solidaire de celle-ci, un manchon 28 dans lequel est fixée l'extrémité supérieure du corps tubulaire 4. Comme ressort de cette figure, les fourreaux 18, 21 sont introduits dans des perçages correspondants de la pièce 8 s'écartant du fourreau central 25 dans la pièce 8 pour faire saillie de cette dernière dans une conduite flexible 29 fixée dans un manchon 30 solidaire de la pièce 8. La conduite 29 traverse le corps flottant 1 à travers un puits 31 de celui-ci et est fixée sur le corps 1 par une pièce formant embout 32 permettant le raccordement des tubes de prélèvement 15 au moyen de distribution hydraulique 17. Ainsi, les fourreaux 18 contenant les tubes 15 s'arrêtent dans la pièce 32 de même que les fourreaux 21 dont les conducteurs électriques 22 sont reliés électriquement à une centrale de contrôle 33 comme symbolisé par la flèche large en figure 6. Le rôle de la centrale de contrôle 33 sera expliqué ultérieurement. De préférence, le puits 31 est réalisé latéralement au corps flottant 1 de façon à permettre le démontage de la conduite 29 de ce corps après retrait d'un manchon coulissant 34 assurant la fixation de la conduite 29 au point d'entrée dans le puits latéral 31 et le raidissage de cette conduite dans le puits.
Le corps tubulaire 4 est muni de manchons externes 35 d'un nombre égal au nombre d'ouvertures de prélèvement d'eau 16. Dans le cas présent, quatre manchons 35 sont prévus puisqu'il y a quatre tubes de prélèvement 15 dans le corps immergé 4.
La figure 7 montre que chaque manchon 35 comprend une partie fixe 36 fixée autour du corps tubulaire 4 par exemple par collage et une partie amovible 37 fixée coaxialement sur la partie fixe 36 par exemple par l'intermédiaire de vis de fixation (non représentées). La partie amovible 37 est glissée sur la partie fixe 36 avant fixation sur cette dernière pour venir en butée contre un épaulement 36a de la pièce fixe 36. Les deux pièces 36, 37 du manchon 35 comportent deux ouvertures superposées 36b et 37a s'étendant sur au moins une demi-circonférence, dont une partie coiffe l'ouverture 16 du corps tubulaire 4 pour une communication de fluide avec la chambre 19. La partie amovible 37 supporte une crépine 38 en matériau cupro¬ nickel. Le démontage de la partie 37 de la partie fixe 36 permet d'effectuer de temps à autre un nettoyage de la crépine correspondante 38 ou, si nécessaire, son remplacement, et d'accéder à la chambre d'aspiration 19. Les manchons 35 sont répartis de façon équidistante le long du corps tubulaire 4 avec le manchon inférieur 35 le plus près possible de l'extrémité inférieure du corps 4. Dans la configuration d'ancrage à trois chaînes représentée aux figures 1 et 2, les manchons 35 sont réalisés en un matériau, tel que mousse à faible densité, assurant une certaine flottabilité du corps tubulaire immergé 4 de façon, en combinaison avec les fourreaux non utilisés 24 remplis de mousse ou d'air, à éviter le ragage du corps immergé 4 au fond marin.
Le corps tubulaire 4, les fourreaux 18, 21, 24, 25 et 29 et les tubes de prélèvement 15 sont en un matériau, par exemple en PVC, procurant à cet ensemble une certaine flexibilité. Pour un corps 4 par exemple d'une longueur de 25 mètres, le rayon de courbure de ce corps est au maximum de 2 mètres.
Le moyen de distribution hydraulique 17 connecte simultanément, à un instant donné, et en série, deux tuyaux de prélèvement 15 à un circuit hydraulique 39, dont fait partie le moyen de distribution 17, de façon à effectuer la mesure de paramètres physico-chimiques d'eau de mer prélevée à travers l'un des tubes de prélèvement 15 à une profondeur déterminée et à refouler l'eau de mer analysée à travers l'autre des tubes choisis de prélèvement à une autre profondeur déterminée.
A cet effet, comme représenté en figure 6, le circuit hydraulique 39 comprend, reliés en série d'amont en aval des deux tubes 15 respectivement d'aspiration et de refoulement d'eau de mer, un premier moyen chlorateur 40 relié en sortie du moyen distributeur multivoies 17, une cellule 41 destinée à la mesure des paramètres physico¬ chimiques d'eau de mer prélevée, une pompe hydraulique d'aspiration 42 et un second moyen chlorateur 43 relié à l'entrée du moyen distributeur multivoies 17. Les moyens de chloration 40, 43, connus en soi, sont destinés à la protection du circuit hydraulique contre les bio¬ salissures. Chaque moyen chlorateur 40, 43 est ainsi constitué d'une chambre de circulation équipée de plaques parallèles, par exemple en titane platiné, et placée en série sur le circuit hydraulique. La centrale de contrôle 33 est adaptée pour appliquer une tension continue entre les plaques pour la production de chlore de nettoyage de tout le circuit hydraulique. La tension entre les plaques est ajustable en tenant compte par exemple du milieu où se trouve le dispositif de prélèvement, des saisons ou de tout autre paramètre influant et est en tout cas fixée pour la génération d'un taux de chlore optimal notamment dans la cellule de mesure et les tuyaux de refoulement. On assure ainsi un fonctionnement sans perturbation en particulier de la cellule de mesure. Il peut être souhaitable dans certaines conditions de fonctionnement de couper momentanément l'alimentation de l'un des moyens chlorateurs 40, 43. Ceci est particulièrement le cas du moyen chlorateur 40 en amont de la cellule de mesure et qui doit être coupé lors de la mesure du pH de l'eau de mer afin de ne pas fausser cette mesure. Le circuit hydraulique 39 comprend également un moyen d'inversion hydraulique 44 ayant normalement l'un de ses conduits interne en série entre le moyen chlorateur 40 et la cellule de mesure 41 et un autre conduit interne en série entre la pompe d'aspiration 42 et le moyen chlorateur 43. Le moyen d'inversion hydraulique 44, qui sera décrit ultérieurement, est commandé par la centrale de contrôle 33 de façon à périodiquement permuter le sens de circulation d'eau dans les tuyaux entre la cellule de mesure 41 et le moyen distributeur multivoies 17 afin que tout le circuit hydraulique 39 soit nettoyé et protégé contre les bio- salissures.
Le moyen distributeur multivoies 17 est représenté en détail en figure 13 et comprend un boîtier 45 dans lequel sont montés cinq tiroirs 46 cylindriques commandés respectivement par cinq moteurs électriques 47 eux-mêmes commandés par la centrale de contrôle 33 et fixés au boîtier 45. Chaque tiroir 46 est ainsi actionné par un moteur indépendant 47 de façon à occuper trois positions stables possibles, une position d'aspiration, une position de refoulement et une position neutre. Les quatre premiers tiroirs 46 en partant de la droite vers la gauche au vu de la figure 13 sont associés respectivement à quatre conduites 48-51 raccordées à leurs extrémités aux quatre tubes de prélèvement 15 par l'intermédiaire de la pièce formant embout 32 et ayant leurs extrémités opposées se terminant chacune par une bifurcation, seules les bifurcations des conduites 48-50 étant représentées. Ainsi, chaque bifurcation comporte une branche 48a-50a perpendiculaire à la conduite corres-pondante 48-50 et une branche courbe 48b-50b prolongeant la conduite correspondante 48-50. Les bifurcations des conduites 48-51 sont raccordées au boîtier 45 du moyen distributeur 17 par l'intermédiaire d'embouts de raccordement 53 de façon à déboucher respectivement dans des conduits internes supérieurs réalisés dans le boîtier 45 et portant la référence 54 pour ceux associés aux branches droites de chaque bifurcation, telles que 48a-50a, et la référence 55 pour ceux associés respectivement aux branches courbes telles que 48b, 49b, 50b. Chaque tiroir 46 est interposé entre deux conduits internes supérieurs parallèles 54, 55 d'une conduite correspondante 48 à 51 et deux conduits internes inférieurs parallèles réalisés dans le boîtier 45 en prolongement respectivement des conduits internes supérieurs 54, 55 et portant les références 56 et 57. Les conduits inférieurs 56 débouchent dans un conduit rectiligne commun 58 réalisé dans le boîtier 45 et ayant l'une de ses extrémités fermée tandis que son extrémité opposée débouche a l'extérieur du boîtier 45. Un embout de raccordement 59 est fixé dans l'extrémité débouchante du conduit 58. De même, les conduits internes inférieurs 57 débouchent dans un conduit interne rectiligne 60 réalisé dans le boîtier 45 parallèlement au conduit 58 et ayant l'une de ses extrémités fermée tandis que son extrémité opposée débouche à l'extérieur du boîtier 45. Un embout de raccordement 61 est fixé dans l'extrémité débouchante du conduit 60. Le cinquième tiroir 46 est associé à la conduite 52 dont une extrémité est raccordée à un tuyau de prélèvement (non représenté) destiné à prélever l'eau de mer en surface. Ce tuyau de prélèvement ne fait pas partie du corps tubulaire immergé 4 et peut être facultatif. Comme pour les conduites 48-51, la conduite 52 comporte une bifurcation ayant sa branche droite et sa branche courbe communiquant, par l'intermédiaire d'embouts de raccordement semblables aux embouts 53, respectivement dans deux conduits internes supérieurs 54 et 55 pouvant être mis en communication avec respectivement deux conduits internes inférieurs 56, 57 par l'intermédiaire du tiroir correspondant 46.
La figure 15 représente plus clairement la configuration de chaque tiroir 46 qui comprend un trou borgne longitudinal taraudé 46a dans lequel est vissé un arbre d'entraînement 62 à mouvement en translation rectiligne commandé par le moteur électrique correspondant 47. Le tiroir 46 comprend également deux gorges annulaires espacées 46b, 46c, chacune destinée à mettre en communication deux conduits internes supérieur 54 et inférieur 56 ou deux conduits internes supérieur 55 et inférieur 57 suivant que le tiroir 46 occupe une position déterminée respectivement d'aspiration d'eau de mer ou de refoulement d'eau de mer. A tout instant donné, l'un des tiroirs 46 est commandé par son moteur électrique correspondant 47 de façon que la gorge annulaire 46b soit disposée entre deux conduits internes supérieur 54 et inférieur 56 associés à une conduite déterminée 48 à 52 relative au tiroir 46, tandis que les autres tiroirs 46 occupent une position d'obturation du passage d'eau entre les autres conduits internes supérieurs et inférieurs 54, 56 par l'intermédiaire de portées cylindriques 46d ou 46e. De la sorte, seule l'une des conduites 48 à 52 est sélectionnée en mode d'aspiration d'eau de mer et la figure 13 montre à titre d'exemple que seule la conduite 50 est choisie pour aspirer de l'eau de .mer dans le sens indiqué par les flèches A. A ce même instant donné, la gorge annulaire 46c de l'un des tiroirs 46 associé à l'une des conduites 48 à 52, mais qui n'est pas celle déjà sélectionnée comme conduite d'aspiration, est interposée entre deux conduits internes supérieur 55 et inférieur 57, le passage d'eau entre les autres conduits internes 55, 57 étant empêché par des portées cylindriques 46f du tiroir 46. On sélectionne de la sorte l'une des conduites 48 à 52 pour assurer le refoulement d'eau de mer provenant de la pompe 42. Dans l'exemple représenté en figure 13, le refoulement de l'eau de mer s'effectue dans le sens indiqué par les flèches R au travers de la conduite 52. Les conduites 48 à 52 sont ainsi associées aux tubes de prélèvement 15 destinés à prélever ou refouler de l'eau de mer à des profondeurs différentes. A titre d'exemple, les conduites 48 à 52 correspondent à des prélèvements ou refoulements respectivement de vingt mètres, quinze mètres, dix mètres, cinq mètres et zéro mètre (surface de la mer) . Le principe de fonctionnement du moyen distributeur multivoies 17 est donc, à tout instant donné, de sélectionner un tube de prélèvement 15 pour aspirer l'eau de mer vers la cellule 41 et un autre tube de prélèvement 15 pour refouler l'eau de mer à une profondeur différente de celle où a lieu le prélèvement.
Le moyen chlorateur 40 est raccordé à une extrémité d'un tuyau 63 dont l'extrémité opposée est emmanchée dans l'embout de raccordement 59 du moyen distributeur 17 tandis que l'autre moyen chlorateur 43 est raccordé à un tuyau 64 emmanché à son extrémité opposée dans l'embout de raccordement 61 du moyen 17.
La liaison entre un moteur électrique 47 et le tiroir correspondant 46 pour permettre l'entraînement en translation à la position souhaitée de ce dernier peut s'effectuer par une roue dentée entraînée par l'arbre du moteur 47 en engrènement avec une partie formant crémaillère solidaire de l'arbre 62 du tiroir 46.
La position de chaque tiroir 46 est contrôlée par des détecteurs de position 65 logés dans le boîtier 45 et du genre à deux contacts binaires réalisés respectivement par deux lames élastiques de contact 65a à plots cylindriques 65b coopérant avec trois gorges annulaires successives 46g de chaque tiroir 46 pour indiquer la position d'aspiration, de refoulement ou neutre de ce tiroir. Les détecteurs 65 sont bien entendu raccordés électriquement à la centrale de contrôle 33 pour lui fournir l'information relative à la position de chaque tiroir 46.
La cellule 41 de mesure de paramètres physico-chimiques d'eau de mer est représentée en détail en figure 12 et comprend un certain nombre de blocs ou modules 66 ayant chacun une fonction particulière, fixés amoviblement les uns aux autres et montés sur quatre tringles de support parallèles 67 fixées sur un boîtier défini ultérieurement et lui-même fixé sur le corps flottant 1 de manière à permettre un montage par enfilage des blocs 66.
Les moyens mécaniques de fixation de deux blocs adjacents 66 comprennent une patte 68 fixée de façon articulée à un bloc 66 et une pièce en équerre 69 fixée au bloc adjacent 66 de façon que la patte articulée 68 puisse être rabattue manuellement sur la pièce en équerre 69 et s'y verrouiller automatiquement. Un tel mode de fixation, largement connu en soi, n'a pas à être davantage détaillé et, bien entendu, d'autres modes de fixation mécaniques entre blocs adjacents 66 permettant leur séparation sont envisageables.
Chaque bloc 66 comporte deux conduits internes séparés 70 et 71 formant, lorsque les blocs 66 sont assemblés, un conduit interne longitudinal d'aspiration 72 et un conduit interne longitudinal de refoulement 73. Les deux conduits longitudinaux 72 et 73 débouchent au travers d'un bloc supérieur 66 au vu de la figure 12 respectivement dans deux embouts de raccordement 74, 75 solidaires du bloc supérieur 66 et auxquels sont raccordés respectivement deux tuyaux d'aspiration 76 et de refoulement 77 qui sont raccordés à leurs extrémités opposées respectivement à deux embouts 78, 79 solidaires du boîtier 80 du moyen d'inversion hydraulique 44.
La figure 12 montre que trois des blocs adjacents 66 en dessous du bloc supérieur 66 comprennent chacun un capteur de mesure d'un paramètre de l'eau de mer circulant à travers le conduit interne d'aspiration 72. A titre d'exemple, l'un des trois blocs 66 peut comporter un capteur 81 de mesure du taux d'oxygène dissout dans l'eau de mer, l'autre bloc 66 peut comporter un capteur 82 de mesure de conductivité de l'eau de mer et le troisième bloc 66 peut comporter un capteur 83 de mesure du pH de l'eau de mer. Les capteurs sont fixés dans des manchons cylindriques 84 eux-mêmes fixés chacun amoviblement dans un conduit radial 85 percé dans chaque bloc correspondant 66 et débouchant dans le conduit longitudinal 72. La fixation de chaque manchon 84 au bloc correspondant 66 s'effectue par une bride de raccordement 86. Comme représenté, les capteurs 81, 82, 83 baignent dans le flux d'eau de mer aspiré dans le conduit 72. Bien entendu, d'autres types de capteurs de mesure de paramètres physico-chimiques peuvent être intégrés dans les blocs 66. Les capteurs 81-83 sont reliés à la centrale de contrôle 33.
La figure 12 montre également que l'avant dernier bloc 66 comporte un conduit interne radial 87 communiquant avec le conduit longitudinal 72 et avec un tuyau externe 88 de raccordement à la pompe d'aspiration 42. Cette dernière refoule l'eau de mer à travers une conduite externe de dérivation 89 raccordée à un conduit interne radial 90 réalisé dans le bloc 66 et débouchant à l'extrémité inférieure du conduit interne de refoulement 71. La pompe 42 est fixée de façon démontable à l'avant dernier bloc 66 par l'intermédiaire d'une patte de fixation 91 vissée à ce bloc.
Le dernier bloc 66 est un bloc de décantation d'eau de mer.
D'autres blocs 66 peuvent être rajoutés à ceux définis précédemment. Ainsi, la cellule de mesure 41 peut comporter au moins un bloc 66 comprenant deux conduits internes radiaux parallèles communiquant avec le conduit d'aspiration 72 et raccordés à une conduite externe de dérivation permettant d'amener l'eau de mer à un capteur externe de mesure d'un paramètre physico-chimique de l'eau de mer tel que par exemple le taux de sulfure de l'eau de mer, la turbidité de celle-ci, ou le taux de chlorophylle, le taux de nitrate dans l'eau de mer. Ces capteurs, au lieu d'être placés en amont de la pompe 42, peuvent également être placés en aval de celle-ci en prévoyant deux conduits internes radiaux parallèles dans chaque bloc correspondant 66, débouchant dans le conduit longitudinal de refoulement 73 et raccordés à une conduite externe de dérivation dans laquelle se trouve le capteur externe.
La figure 14 représente de façon détaillée le moyen inverseur hydraulique 44 dont le boîtier 80 renferme deux tiroirs cylindriques 92 à mouvement commandé en translation par deux moteurs électriques 93 fixés au boîtier 80 et identiques aux moteurs 47 du moyen distributeur 17. Les moteurs 93 sont commandés par la centrale de contrôle. Les deux tiroirs 92 occupent deux positions stables, à savoir une position d'aspiration et une position de refoulement contrôlées par deux moyens de détection 94 logés dans le boîtier 80 et du genre capteur à deux contacts binaires comprenant deux lames de contact 94a se terminant chacune par un plot cylindrique 94b coopérant avec deux gorges annulaires successives 92a, 92b d'un tiroir 92. Ces moyens de détection 94 sont raccordés électriquement à la centrale de contrôle 33. Chaque tiroir 92 comporte également deux gorges annulaires séparées 92c et 92d définies chacune entre deux portées cylindriques 92e du tiroir 92. A une position donnée d'un tiroir 92, la gorge annulaire 92c est interposée entre deux conduits internes supérieur 95 et inférieur 96 réalisés dans le boîtier 80 avec le conduit 96 débouchant à une extrémité d'un conduit interne rectiligne 97a débouchant dans l'embout de raccordement 78. Le conduit supérieur 95 associé à un tiroir 92 débouche dans un embout 98 solidaire du boîtier 80 et auquel est raccordée la branche droite 99a d'une bifurcation d'une conduite 99 raccordée en sortie du moyen chlorateur 40. Le conduit interne supérieur 95 associé à l'autre tiroir 92 débouche également dans un embout 98 auquel est raccordée la branche droite 100a d'une bifurcation d'une conduite 100 raccordée à l'entrée du moyen chlorateur 43. La gorge annulaire 92d de chaque tiroir 92 peut s'interposer entre deux conduits internes supérieur 101 et inférieur 102 de façon à autoriser le passage d'eau de mer dans ces conduits. Chaque conduit inférieur 102 débouche dans un conduit 97b parallèle au conduit 97a et débouchant dans l'embout de raccordement 79. Les deux conduits supérieurs 101 débouchent respectivement dans deux autres embouts 98 solidaires du boîtier 80 et dans lesquels sont raccordées respectivement deux branches courbées 99b et 100b des bifurcations des deux conduites 99 et 100.
L'entraînement en translation de chaque tiroir 92 par le moteur correspondant 93 s'effectue de la même manière que pour chaque tiroir 46 du moyen distributeur multivoies 17, c'est-à-dire par une liaison mécanique à roue dentée- crémaillère entre l'arbre du moteur et l'arbre 103 accouplé mécaniquement au tiroir 92.
Normalement, les deux tiroirs 92 sont positionnés de façon à assurer l'aspiration d'eau de mer suivant les flèches A et le refoulement de l'eau de mer suivant les flèches R. Autrement dit, la gorge 92c du tiroir 92 le plus en arrière par rapport à la figure 14 autorise le passage d'eau aspirée à travers les conduits 95, 96 et 97a tandis que l'une des portées cylindrique 92e de ce même tiroir obstrue les deux conduits internes 101 et 102, et la gorge 92d de l'autre tiroir 92 est interposée entre les deux conduits 101 et 102 de façon que l'eau refoulée circule à travers la branche courbe 100b avec l'une des portées cylindrique 92e de ce tiroir obstruant tout passage de fluide dans la branche droite 100a. La figure 14 représente l'état du moyen inverseur 44 selon lequel les tiroirs 92 sont positionnés de façon à inverser le sens de circulation d'eau de mer dans les conduites 99 et 100 afin d'assurer que la totalité du circuit hydraulique soit protégée contre les bio-salissures. Bien entendu, l'inversion du moyen 44, commandée à partir de la centrale de contrôle 33, s'effectue périodiquement en dehors du fonctionnement normal de prélèvement d'eau de mer.
La figure 11 représente un mode d'implantation des différents moyens constituant le circuit hydraulique 39 dans un boîtier 104, représenté dans le cas présent comme étant ouvert, fixé sur le corps flottant 1. La centrale de contrôle 33 est également logée dans le boîtier 104.
Le fonctionnement du dispositif de prélèvement ressort déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va être maintenant expliqué.
Chaque cycle de prélèvement d'eau de mer est commandé et contrôlé par la centrale de contrôle 33. Un cycle complet de prélèvement d'eau de mer et de mesure de l'ensemble de ses paramètres physico-chimiques s'effectue sur les cinq points de prélèvement de profondeurs différentes définies précédemment (profondeurs de zéro mètre, cinq mètres, dix mètres, quinze mètres et vingt mètres) et est exécuté dans un délai relativement court, par exemple d'environ 10 minutes. Un cycle de prélèvement et de mesure s'effectue comme suit :
- la centrale de contrôle 33 commande le moyen distributeur multivoies 17 de façon à effectuer un premier prélèvement d'eau de mer en sélectionnant deux tubes 15 respectivement d'aspiration et de refoulement. Ainsi, les tiroirs 46 du moyen distributeur 17 sont positionnés par la centrale 33 de façon que ce prélèvement s'effectue par exemple à une profondeur de cinq mètres et le refoulement s'opère à une profondeur de vingt mètres. Dans ces conditions, l'eau de mer est aspirée à la profondeur de cinq mètres au travers du tube de prélèvement correspondant 15, circule dans la conduite 50 de la figure 13 suivant la flèche A, traverse le moyen distributeur 17 pour circuler ensuite à travers la conduite 63. L'eau de mer traverse alors le moyen chlorateur 40, la conduite 99 du moyen inverseur 44, traverse ce dernier pour circuler ensuite à travers le tuyau 76 et aboutir à l'entrée de la cellule de mesure 41. L'eau de mer traverse le conduit interne 72 des blocs 66 pour aboutir à la pompe 42 et être refoulée ensuite dans le conduit interne de refoulement 73. L'eau de mer refoulée traverse de nouveau le moyen inverseur 44, circule à travers la conduite 100 pour traverser ensuite l'autre moyen chlorateur 43 et aboutir au moyen distributeur 17. L'eau de mer refoulée traverse le moyen distributeur 17 pour circuler dans la conduite 52 et traverse ensuite le tube de prélèvement 15 en mode de refoulement de l'eau de mer à la profondeur déterminée de vingt mètres. Pendant ce premier prélèvement, la centrale de contrôle 33 est programmée pour choisir l'un des capteurs de mesure d'un paramètre physico-chimique de l'eau de mer circulant dans le conduit interne 72 de la cellule de mesure 41. Le capteur choisi peut être par exemple celui permettant la mesure du taux d'oxygène dissout dans l'eau de mer.
- Une fois l'information provenant du capteur de mesure associé au premier prélèvement susmentionné enregistrée dans une mémoire de la centrale de contrôle 33, cette dernière commande à nouveau le moyen distributeur 17 pour qu'il sélectionne deux tubes parmi les cinq tubes disponibles 15 afin de débuter la seconde phase de prélèvement d'eau de mer et de mesure d'un nouveau paramètre physico-chimique de celle-ci. Ainsi, le moyen 17 est commandé de façon à effectuer un prélèvement d'eau de mer par exemple à la surface de la mer (zéro mètre de profondeur) et refouler l'eau de mer à la profondeur de quinze mètres. Comme pour le premier prélèvement, la centrale de contrôle 33 reçoit et mémorise l'information relative au nouveau paramètre physico-chimique capté par le capteur choisi suivant le programme de la centrale et qui peut être par exemple le capteur de mesure de conductivité de l'eau de mer circulant à travers la cellule de mesure 41.
Les troisième, quatrième et cinquième phases de prélèvement s'effectuent ensuite successivement sous la surveillance de la centrale de contrôle 33 qui commande à chaque fois le moyen distributeur 17 pour qu'un prélèvement et un refoulement d'eau de mer s'effectuent toujours à des profondeurs différentes. La centrale de contrôle enregistre alors successivement différentes valeurs de paramètres physico-chimiques de l'eau de mer, tels que par exemple le pH de l'eau de mer, la turbidité de celle-ci, le taux de sulfure, de chlorophylle ou de nitrate dans l'eau de mer.
Bien entendu, le dispositif de prélèvement peut fonctionner avec un nombre de phases de prélèvement et de mesure d'un cycle complet différent de celui défini à titre d'exemple ci-dessus et dépendant du nombre de tubes de prélèvement 15 utilisés dans le corps tubulaire immergé 4.
De plus, les durées des différentes phases de prélèvement et de mesure de chaque cycle peuvent être différentes les unes des autres, chaque phase de prélèvement a une durée constante dans le temps et la durée d'un cycle complet est également constante. La durée de chaque phase peut être variable et asservie aux paramètres mesurés à chaque prélèvement ou bien aux variations de température d'un prélèvement au suivant, par exemple. De préférence, l'ordre dans lequel les prélèvements sont effectués est également constant d'un cycle à l'autre. Il est possible de prévoir à la fin des phases de prélèvement et de mesure d'un cycle complet et avant que commence un nouveau cycle une étape d'une période de temps prédéterminé permettant d'effectuer des opérations telles que commande du moyen inverseur hydraulique 34 pour un nettoyage complet du circuit hydraulique, changement d'alimentation de la pompe hydraulique 42, nettoyage des électrodes des moyens chlorateurs, etc.. .
Par ailleurs, la centrale de contrôle 33 peut également être programmée pour effectuer un cycle de mesure de pression et de température d'eau de mer à chaque profondeur de prélèvement par l'intermédiaire des moyens capteurs 23 correspondants et ceci en parallèle au cycle normal de prélèvement d'eau de mer et de mesure de ses paramètres physico-chimiques.
Le dispositif peut également comporter un débitmètre branché dans une conduite de dérivation associée à un bloc
66 de préférence en aval de la pompe 42 et relié à la centrale de contrôle 33 afin de contrôler le débit d'eau de mer circulant à travers le conduit interne de refoulement
73 de la cellule de mesure 41. La centrale 33 contrôle ainsi régulièrement le débit normal de la pompe 42 fixée à une valeur déterminée. Plusieurs tensions d'alimentation de la pompe 42 peuvent être définies et mémorisées dans la centrale de contrôle 33 qui choisit l'une de ces valeurs de tension permettant de maintenir le débit de la pompe à une valeur constante si une baisse significative de celui-ci apparaissait en cours de fonctionnement. La commutation, par la centrale 33, d'une valeur de tension d'alimentation de la pompe 42 à une autre est asservie ainsi à la mesure du débit par cette centrale.
Toutes les informations enregistrées dans la centrale de contrôle 33 relatives aux valeurs fournies par les capteurs de mesure des paramètres physico-chimiques 81-83 et aux valeurs de température de pression de l'eau de mer aux profondeurs différentes ainsi qu'aux valeurs de débit, peuvent être transmises périodiquement à une station côtière de gestion de ces informations. Une telle transmission peut s'effectuer par voie hertzienne.
Le dispositif de prélèvement conforme à l'invention permet ainsi d'acheminer efficacement l'eau de mer prélevée à différentes profondeurs jusqu'à la cellule de mesure des paramètres physico-chimiques de l'eau de mer sans aucune intervention humaine. De plus, le dispositif de prélèvement permet d'accomplir également la fonction d'ancrage du corps flottant en intégrant un câble d'amarrage dans le corps tubulaire immergé de prélèvement. On élimine en même temps toute interférence pouvant se produire entre le corps tubulaire immergé de prélèvement et des câbles d'amarrage environnants lorsque ceux-ci sont séparés du corps immergé.
L'utilisation de fourreaux de réception des tubes de prélèvement et des conducteurs électriques permet à ces derniers d'être aisément retirés des fourreaux à partir du corps flottant en cas de besoin, par exemple pour les remplacer.
On notera que le dispositif décrit ci-dessus permet également le prélèvement d'eau de mer et la mesure de ses paramètres physico-chimiques de façon automatique et autonome.
Bien entendu, le dispositif de l'invention peut être associé à un corps flottant amarré d'une manière différente de celle représentée aux figures 1 et 2. Ainsi, le dispositif de prélèvement peut assurer totalement la fonction d'ancrage de la bouée 1 comme représenté en figure 3 en intégrant le câble unique d'amarrage dans le corps tubulaire immergé 4 comme dans le mode d'amarrage des figures 1 et 2 et en fixant l'extrémité libre du câble à une chaîne d'ancrage 2 fixée à un corps mort 3 reposant sur le fond marin. L'amarrage du corps flottant peut être effectué par un nombre de lignes d'amarrage différent de trois comme montré aux figures 1 et 2. Le cas le plus fréquent, par faibles profondeurs, sera l'amarrage à quatre lignes. Dans ce cas, le lest 5 utilisé en figure 1 n'est pas prolongé par la chaîne 7 reliée au corps mort 3. Par fonds plus importants, on optera pour l'amarrage à ligne unique expliqué précédemment où le corps tubulaire immergé est fixé à la bouée par une patte d'oie et prolongé vers le bas par la chaîne d'ancrage.
Par ailleurs le dispositif de prélèvement de l'invention, au lieu d'être associé à un corps flottant, peut également être associé à un pylône ancré au fond marin ou à une infrastructure portuaire ou littorale. Le dispositif de l'invention peut également être utilisé pour prélever de l'eau douce, par exemple d'un lac, au lieu de l'eau de mer.
De plus, il est possible de lester localement le corps tubulaire immergé en suspendant des chaînes aux manchons représentés en figure 1. Enfin, le corps tubulaire immergé peut être muni de manchons placés hors des ouvertures de prélèvement et destinés uniquement à apporter localement de la flottabilité ou du lest au corps immergé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de prélèvement de liquide tel que de l'eau de mer ou de l'eau douce en vue d'en mesurer les paramètres physico-chimiques, caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire immergé (4) traversé longitudinalement par au moins deux tubes (15) de prélèvement de liquide débouchant à des profondeurs différentes respectivement dans deux ouvertures (16) de la paroi du corps tubulaire
(4) et une pompe hydraulique (42), solidaire d'un corps de support (1), en communication de fluide avec les tubes de prélèvement (15) par l'intermédiaire d'un moyen hydraulique
(17) commandé de façon à sélectionner, à chaque phase de prélèvement, l'un des tubes de prélèvement (15) pour aspirer du liquide au travers du tube de prélèvement choisi
(15) et l'acheminer à des moyens (81-83) de mesure de ses paramètres physico-chimiques faisant partie de préférence du corps de support (1) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen hydraulique (17) reliant la pompe hydraulique (42) aux tubes de prélèvement (15) est commandé de façon à sélectionner, à chaque phase de prélèvement, un tube pour prélever du liquide à une profondeur déterminée et un tube pour refouler le liquide à une profondeur différente.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de support précité est un corps flottant
(1), tel que bouée, amarré au fond de la mer par au moins un câble d'amarrage (2) fixé à un lest (5) ou à un corps mort (3) et en ce que le câble d'amarrage (2) traverse sensiblement coaxialement le corps tubulaire immergé (4) .
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps tubulaire immergé (4) est une gaine protectrice en matière flexible à section circulaire dans laquelle s'étendent au moins deux fourreaux
(18) contenant respectivement les deux tubes de prélèvement (15) et en ce que le câble d'amarrage (2) est logé dans un fourreau central (25) autour duquel sont disposés les fourreaux (18) de réception des tubes de prélèvement (15) .
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux autres fourreaux (21) s'étendant dans le corps tubulaire immergé (4), débouchant également respectivement dans les ouvertures (16) précitées du corps tubulaire (4) et traversés chacun par un câble électrique (22) relié à un moyen de détection (23) de température et/ou de pression d'eau situé au voisinage de la partie débouchante du fourreau correspondant (21) .
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque paire de fourreaux (18, 21) recevant un tube de prélèvement (15) et un câble électrique (22) débouche dans une chambre étanche (19) définie dans le corps tubulaire immergé (4), au niveau de l'ouverture de prélèvement correspondante (16), par une cloison (20), par exemple en matériau mousse, solidaire de la paroi du corps tubulaire immergé (4) en regard de l'ouverture de prélèvement (16) .
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps tubulaire immergé (4) comprend au moins deux manchons (35) fixés autour du corps tubulaire (4) au niveau des deux ouvertures de prélèvement
(16) de ce corps et comportant chacun un orifice (37a) communiquant avec l'ouverture de prélèvement correspondante
(16) ainsi qu'une crépine (38) de fermeture de l'orifice (37a) .
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque manchon (35) précité comprend une partie fixe
(36) solidaire du corps solidaire immergé (4) et une partie
(37) de support de la crépine (38) fixée amoviblement à la partie fixe (36) .
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fourreaux (18, 21) de réception des tubes de prélèvement (15) et des câbles électriques (22) sont disposés hélicoïdalement le long du corps tubulaire immergé (4) .
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fourreaux (18, 21) précités sont maintenus dans le corps tubulaire immergé (4) par des cales (26) , de préférence en matériau mousse, disposées le long du corps (4) entre les fourreaux (18, 21) et le fourreau central (25) .
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les fourreaux (18, 21) précités sont maintenus dans le corps tubulaire immergé (4) par un matériau mousse (27) garnissant l'espace libre intérieur du corps (4) autour du fourreau central (25) .
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les manchons (35) précités sont en matériau offrant le maximum de flottabilité, tel qu'un matériau mousse à faible densité et la partie non utilisée
(24) des fourreaux (18, 21) sont remplis d'un tel matériau ou d'air afin d'éviter le ragage du corps tubulaire immergé
(4) au fond marin.
13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du corps tubulaire immergé (4) est fixée à une pièce intermédiaire relativement lourde (8) dans laquelle les fourreaux (18, 21) contenant les tubes de prélèvement (15) et les câbles électriques (22) sont séparés du câble d'amarrage (2) fixé dans la pièce intermédiaire (8) qui est reliée de façon articulée à une plaque rigide triangulaire (9) fixée au corps de support (1) par deux chaînes de fixation (10) .
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les fourreaux (18, 21) précités sont acheminés de la pièce intermédiaire (8) au corps de support (1) à l'intérieur d'une gaine de protection (29) traversant un puits (31) du corps de support (1) auquel la gaine (29) est fixée amoviblement.
15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen hydraulique précité est un distributeur hydraulique multivoies (17) monté sur le corps de support (1), relié entre les tubes de prélèvement (15) et la pompe hydraulique (42) et commandé par une centrale de contrôle (33) de façon à sélectionner périodiquement pendant des durées déterminées correspondant à des phases de prélèvement de liquide une série de paires différentes de tubes parmi les tubes disponibles (15) du corps tubulaire (4), l'un des tubes sélectionné de chaque paire constituant un tube de prélèvement (15) et l'autre tube de cette paire constituant un tube de refoulement (15) .
16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble d'amarrage (2) est en matière synthétique telle qu'ara ide, les gaines de protection (4 ; 29), les fourreaux (18, 21, 24) et les tubes de prélèvement (15) sont réalisés en PVC.
17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les câbles électriques (22) sont reliés à la centrale de contrôle (33) précitée.
18. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit hydraulique comprenant en série un tube de prélèvement (15) , un conduit interne d'aspiraton (72) d'une cellule de mesure (41) des paramètres physico-chimiques du liquide, la pompe hydraulique (42), un conduit interne de refoulement de la cellule de mesure (41) et un tube immergé de refoulement
(15) , comprend de plus deux moyens chlorateurs (40, 43) montés également en série dans le circuit hydraulique respectivement en amont de la cellule de mesure (41) et en aval de la pompe d'aspiration (42) .
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que chaque moyen chlorateur (40, 43) est commandé par une tension continue fournie par la centrale de contrôle (33) de façon à produire un taux de chlore optimal nécessaire pour la protection du circuit hydraulique.
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