SYSTEME DE RECUPERATION D'UN CONTENU FLUIDE D'UN NAVIRE COULE
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne un système de récupération d'un contenu fluide d'un navire coulé.
Etat de la technique antérieure
Suite au naufrage du navire "Erika" le 11 décembre 1999 à proximité des côtes françaises, on s'est de nouveau rendu compte des énormes difficultés que cause la récupération d'un liquide polluant des cuves d'un navire coulé au fond de la mer. Le besoin d'un système simple de récupération du contenu fluide d'un navire coulé est plus que jamais d'actualité.
Un dispositif de récupération d'hydrocarbures ou autres produits chimiques des soutes d'un navire coulé est décrit dans le document EP-A-
0 550682. Ce dispositif comprend un corps flottant externe, qui est soutenu de manière lâche sur le pont du navire et relié à une première extrémité d'un tuyau de transport souple. Ce tuyau est enroulé sur un dévidoir qui est fixé sur le pont du navire et au corps flottant. L'autre extrémité du tuyau de transport souple est reliée au navire et sa partie terminale est située dans la soute dont le contenu fluide est à récupérer. Si le navire coule, le corps flottant devrait se maintenir à la surface (ce qui paraît peu probable, compte tenu de la violence avec laquelle le navire s'enfonce dans l'eau au moment du coulage et le poids d'un tel tuyau, 20 kg le mètre, 6 tonnes les 300 mètres) en dévidant le tuyau de transport souple de son dévidoir. Le document EP-A-0 550 682 prévoit que les sauveteurs raccordent alors l'extrémité du tuyau de transport souple remontée par le corps flottant à un deuxième tuyau souple, qui lui est raccordé à une pompe sur un navire de sauvetage en surface. Le document EP-A-0 550 682 ne précise pas comment la pompe sur le navire en surface va ensuite pouvoir remonter le contenu fluide de la soute du navire coulé. En conclusion, la faisabilité technique de la solution décrite dans le document EP-A-0 550 682 reste douteuse, étant donné qu'il est impossible selon les lois physiques de la mécanique des fluides, d'aspirer un liquide dans un tuyau, sur plus de dix mètres en vertical (10,33 m exactement). Il est aussi à préciser que la plupart
des navires coulés, viennent s'écraser sur le pont, (exemples : Erika, Levoli Sun, etc) là où sont installés lesdits dévidoirs, ce qui les rendraient complètement inutilisables.
Objet de l'invention
L'objet de la présente invention est de proposer une solution réelle au problème de récupération d'un contenu fluide d'un navire coulé.
Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un système de récupération d'un contenu fluide d'un navire coulé selon la revendication 1.
Exposé de l'invention
Un système de récupération selon l'invention est installé de façon préventive dans chacune des cuves latérales du navire dont il faudra assurer la récupération d'un contenu fluide après naufrage, c'est-à-dire lorsque le navire repose sur le fond d'une eau navigable.
Ce système comprend un compartiment étanche (nommé cylindre) fixé à la paroi extérieure desdites cuves latérales, contenant un élément flotteur capable d'être éjecté du navire coulé vers la surface, avantageusement, l'élément flotteur est connecté à une extrémité d'un tuyau d'évacuation par l'intermédiaire d'un câble de levage.
Les dimensions du câble de levage lui permettent de former une connexion mécanique entre l'élément flotteur flottant en surface et la deuxième extrémité du tuyau d'évacuation encore enroulé dans le navire coulé. Au moment opportun, ce câble de levage permet de treuiller aisément la deuxième extrémité du tuyau d'évacuation hors du compartiment étanche (cylindre).
Il est également proposé de connecter l'élément flotteur au câble de levage par l'intermédiaire d'un élément élastique dimensionné de façon à minimiser les contraintes de traction exercées sur le câble de levage par l'élément flotteur flottant en surface.
Le tuyau d'évacuation souple est relié à l'élément flotteur par un câble posté sur un enrouleur.
Ledit tuyau d'évacuation souple a une première extrémité reliée à un tuyau situé dans la cuve, une deuxième extrémité reliée à l'élément flotteur par le câble, et possède une longueur suffisante pour que sa deuxième
extrémité puisse se situer à distance convenable hors de la coque du navire vers la surface.
Selon un aspect important de la présente invention, l'extrémité d'un tuyau venant d'un navire de secours en surface est susceptible de se connecter à l'extrémité du tuyau, lui-même descendu vers le navire coulé le long du câble, reliant ainsi les cuves latérales au navire de secours en surface, par le tuyau situé dans la cuve, le tuyau souple et le tuyau venant du navire de surface. Cedit tuyau comporte un câble pouvant se connecter au câble de levage et ainsi servir de monorail audit tuyau. Dans une seconde version, le tuyau est guidé par deux câbles.
Selon un aspect important de la présente invention, le tuyau situé dans la cuve elle-même est un tuyau souple et est relié au cylindre par une bague pivotante à 360°. Il est, dans son axe longitudinal, composé d'une partie flottante large et d'une partie lestée. Cette partie inférieure lestée comporte deux orifices d'aspiration et une pliure ou une articulation située juste au- dessus de l'un des orifices de manière à ce que cet orifice se situe au plus haut de la paroi de la cuve. Dans cet aspect innovant, la conjugaison de la bague pivotante et de la structure du tuyau, asymétrique du point de vue de la flottabilité, est destinée à maintenir le tuyau et les orifices d'aspiration dans la position voulue et au plus haut de la cuve, flottant à la surface du fluide, ceci quelle que soit la position de la cuve.
Selon un aspect important de la présente invention, le système de récupération comprend en outre un tuyau situé dans chaque cuve latérale, lesté, et dimensionné de telle façon que son extrémité puisse se diriger vers le point le plus bas de la cuve quelle que soit la position de celle-ci. L'autre extrémité de ce tuyau, remonte vers la surface via le tuyau d'évacuation souple et le tuyau provenant du navire de surface, accolé ou intégré à ces mêmes tuyaux. Ce tuyau situé dans une cuve est dimensionné de façon à pouvoir être utilisé pour injecter de l'eau sous pression, régulée par le navire de secours en surface.
Dans une seconde version ledit tuyau situé dans une cuve part du bas de la cuve et ne remonte que jusqu'à l'orifice d'éjection, permettant l'entrée de l'eau de mer qui se trouve à la pression hydrostatique due à la profondeur (par exemple 10 bars à 100 mètres de profondeur). Il est équipé, à son extrémité distale, située dans la cuve, d'un clapet, ouvrant vers l'intérieur de la
cuve sous l'effet d'une pression minimale et à son autre extrémité, située à l'orifice d'éjection du système, d'un clapet basculant latéralement.
Dans une réalisation avantageuse du système selon l'invention, un tuyau annexe peut être accolé ou respectivement intégré dans le tuyau d'évacuation. Ce tuyau annexe est dimensionné de façon à pouvoir être utilisé pour injecter un produit fluidifiant et chauffant dans le contenu fluide du navire coulé, étant donné la température très basse (environ 5°C) au fond de l'océan et ainsi rendre plus aisé le refoulement du contenu fluide vers la surface.
Dans une exécution préférentielle de l'invention, le compartiment étanche (cylindre) est prévu d'être fixé dans une des cuves latérales du navire afin d'y enrouler le tuyau d'évacuation. Ce compartiment étanche présente un orifice de sortie côté coque du navire. Avantageusement, ce compartiment étanche est formé par un boîtier monobloc, qui prend un minimum de place dans la cuve du navire. L'éjection de l'élément flotteur du système de récupération est avantageusement commandée par un moyen de déclenchement à retardement pour déclencher l'éjection dudit élément flotteur vers la surface avec un retard préprogrammé après détection d'un ou plusieurs paramètres caractéristiques d'un coulage du navire. Des paramètres caractéristiques d'un coulage du navire sont par exemple un choc d'une certaine violence ou une pression hydrostatique minimale. Il est aussi envisageable que l'éjection de l'élément flotteur soit commandée par un récepteur sonar consécutivement à la réception par le système d'un signal sonar. Une manette de déclenchement manuelle pour un déclenchement par un plongeur ou par un R.ON. (robot sous-marin télécommandé) peut être également prévue.
Avantageusement, un navire comprend un premier système de récupération selon l'invention qui présente un orifice de sortie du tuyau d'évacuation côté bâbord et un deuxième système de récupération selon l'invention qui présente un orifice de sortie du tuyau d'évacuation côté tribord et ceci par tranche transversale de deux à trois cuves selon la conception du navire qui comporte plusieurs tranches transversales, partant de l'arrière du navire jusqu'à la proue. On couvre ainsi toutes les positions envisageables de coulage du navire.
Dans une exécution avantageuse et inventive du procédé, on installe dans la cuve centrale un système de liaison avec chacune des cuves latérales. Ce système de liaison est assuré par deux fois quatre tubes, deux en
haut, deux en bas, situés aux quatre coins de chacune des deux parois séparant la cuve centrale des deux cuves latérales. Ces tubes de liaison sont équipés de clapets ne s'ouvrant qu'à une pression minimale régulée. On couvre ainsi toutes les cuves. Dans une autre version, l'ouverture des clapets est commandée volontairement par un système de câbles dont la commande est située vers l'orifice d'éjection.
Un procédé de récupération d'un contenu fluide d'un navire coulé à l'aide du système selon l'invention comprend :
- le déclenchement de l'éjection de l'élément flotteur, - le repérage et la récupération de l'élément flotteur par le navire de secours,
- le treuillage du câble de levage attaché à l'élément flotteur à l'aide d'un treuil du navire de secours,
- le remontage de la deuxième extrémité du tuyau d'évacuation à courte distance hors du navire coulé,
- la connexion du câble de levage et d'un câble inclus dans un tuyau relié à un navire de surface,
- le coulissement du tuyau relié au navire de surface du câble relié à ce navire au câble de levage, vers le fond marin, guidé par un orifice central placé dans l'axe médian à l'intérieur de ce même tuyau,
- la connexion de l'extrémité du tuyau d'évacuation émanant du navire coulé à l'extrémité du tuyau venant du navire de surface de secours qui, lui-même, est relié à une installation de récupération du contenu fluide dans les cuves du navire de secours, - et enfin le démarrage du système de refoulement par l'injection de l'eau sous pression régulée, par le navire de surface, via les tuyaux situés dans les cuves latérales du navire coulé.
Brève description des Figures
D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent :
Fig. 1 : une vue schématique d'un navire reposant sur le fond de la mer après déclenchement du système selon l'invention ; Fig. 2 : une vue schématique en coupe d'un système installé dans une cuve de navire ;
Fig. 3 : vue en coupe de la structure du tuyau d'évacuation et du tuyau de liaison, ces deux tuyaux étant composés d'éléments identiques ;
Fig. 4 : une vue schématique d'un navire reposant sur le fond de la mer lors du treuillage d'un câble extirpant l'extrémité du tuyau d'évacuation hors du navire coulé. Fig. 5 : une vue à échelle agrandie du système de connection du câble venant du navire de secours au câble venant du navire coulé. Fig. 6 : une vue à échelle agrandie du raccordement entre les tuyaux venant du navire coulé et du navire de secours en surface. Fig. 7 : une vue à échelle agrandie des deux extrémités de ces tuyaux au moment de leur connexion. Fig. 8 : une vue schématique du système après raccordement des tuyaux, le système étant prêt pour l'injection de l'eau sous pression et le refoulement du fluide.
Fig. 9 : une vue schématique du système après raccordement des tuyaux, avec mise en place sur le navire de secours d'une pompe d'aspiration intermédiaire pouvant être immergée à une profondeur voulue pour compenser les pertes de charge. Fig. 10 : une vue schématique des différentes positions pouvant être adoptées par le navire échoué. Fig. 11 : une vue en coupe transversale d'un navire comportant une cuve centrale et deux cuves latérales. Fig. 12 : une vue du système à l'intérieur d'une cuve. Fig. 13 : une vue à échelle agrandie de l'équipement d'une cuve. Fig. 14 : une vue du tuyau de liaison guidé par deux câbles.
Description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux de l'invention
Sur les figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La FIG. 1 montre un navire 12 échoué au fond de la mer 80 après le déclenchement d'un système de récupération selon l'invention, qui est globalement repéré par la flèche 10. Sur la FIG. 1 la partie visible de ce système 10 comprend un élément flotteur 14 qui flotte en surface 20 et est relié au navire 12 par un câble de levage Kl L'élément flotteur 14 est constitué, par exemple, d'une sorte de bouée gonflable 14 qui est reliée au câble de levage K1 par l'intermédiaire d'un élément élastique 22. La fonction de ce dernier est de minimiser les contraintes de traction exercées sur le câble de levage K1 par l'élément flotteur 14 subissant le mouvement des vagues et les très forts courants dus aux tempêtes.
Consécutivement au naufrage du navire 12, le système de récupération selon l'invention est actionné, ce qui revient à éjecter d'abord l'élément flotteur 14, hors de sa position initiale à l'intérieur de la coque 18 du navire (cf. FIG. 2), vers la surface 20 de la mer. Cette éjection doit se produire uniquement après que le navire 12 ait pris sa position finale sur le fond de la mer 80. Elle est déclenchée par un système de déclenchement à retardement, lui-même activé après détection d'un ou plusieurs paramètres caractéristiques du naufrage du navire 12. Des paramètres caractéristiques du naufrage du navire sont par exemple un choc suffisamment violent, enregistré par un ou plusieurs capteurs de choc lorsque le navire 12 heurte le sol, et/ou une pression hydrostatique minimale détectée par des capteurs de pression disposés sur le navire. Un récepteur sonar 84 est également disposé sur le navire 12 de sorte que, suite à la réception d'un signal sonar envoyé par des secours, l'éjection de l'élément flotteur 14 puisse être assurée. La pluralité des systèmes de déclenchement augmente naturellement la sécurité du système. Toutefois, au cas où aucun de ces systèmes de déclenchement ne fonctionne, une manette de déclenchement manuelle 86, qui est prévue sur la coque 18 du navire à proximité de l'élément flotteur 14 (FIG. 2), permettra à un plongeur ou à un R.O.V. de déclencher le système manuellement 86. II est à noter que la position suivant laquelle le navire 12 peut s'échouer au fond de la mer 80 doit être prise en compte dans le choix de
l'emplacement de l'élément flotteur 14 à éjecter. Si le navire 12 s'échoue dans le fond marin sur la coque côté bâbord, et que la bouée gonflable 14 se situe également côté bâbord, celle-ci ne pourra être éjectée du navire. Ainsi, il est souhaitable de placer sur un navire, comme le montre la FIG. 11, deux éléments flotteurs 14A et 14B par tranche transversale de trois cuves de bâbord à tribord sur la coque 18, l'un à bâbord et l'autre à tribord, de sorte que, quelle que soit la position du navire 12 au fond de l'eau, l'une au moins des bouées 14A, 14B puisse être éjectée vers la surface 24 de l'eau. Cet agencement des bouées gonflables 14 garantit aussi l'éjection d'au moins une bouée 14A, 1 B par tranche transversale lors d'un naufrage du navire 12 sur le pont et couvre donc toutes les positions de navire coulé.
L'éjection de l'une des bouées 14 du système de récupération 10 vers la surface 20 est accompagnée, comme le montre la FIG. 1 , du déroulement du câble de levage K1 , installé dans un boîtier à enrouleur 87, le câble K1 ayant une longueur suffisante pour permettre à l'élément flotteur 14 d'atteindre la surface 20.
Le câble de levage K1 et la bouée 14 sont embarqués sur le navire 12 où ils sont logés, ensemble avec un tuyau souple d'évacuation K, dans un compartiment étanche 24 représenté sur la FIG. 2. Ce compartiment étanche 24 est avantageusement un boîtier monobloc, fixé à l'intérieur des cuves latérales du navire, à la paroi extérieure de celles-ci. Une surface 26 du boîtier monobloc 24, accolée à la coque 18 du navire, est percée d'un orifice de sortie 28. Cet orifice de sortie 28 est clos par une écoutille étanche 85, tant que le système 10 n'est pas encore déclenché. Le câble de levage K1 est enroulé dans un boîtier 87 à l'intérieur du compartiment étanche 24. Une extrémité du câble de levage K1 est reliée à une extrémité 34 d'un tuyau d'évacuation K. Une surface 36 du compartiment étanche 24 est percée d'un orifice 38 permettant au tuyau K d'être relié à un tuyau B de refoulement située dans une des cuves latérales du navire 12. Le tuyau d'évacuation K est enroulé à l'intérieur du compartiment étanche 24. Pour en faciliter le déroulement, le compartiment étanche 24 peut être rempli d'un liquide.
Il est à noter que le compartiment étanche 24 doit être protégé lors du naufrage en renforçant, par exemple, sa surface extérieure avec des barres de protections anti-chocs. Il est également avantageux de placer le compartiment étanche 24 au centre de la paroi de la cuve FIG. 11 pour
prévenir tout risque d'endommagement de ce dernier lors d'un naufrage sur le pont.
Le compartiment étanche peut, également, être situé en partie haute de la cuve, afin que l'orifice de sortie 85 fermé par une écoutille 28, soit situé au-dessus de la ligne de flottaison. Le compartiment étanche est relié à la partie centrale de la cuve par un tuyau intégrant le système d'évacuation du fluide.
Déclencher le système de récupération 10 selon l'invention revient dès lors à éjecter l'élément flotteur 14 de l'orifice de sortie 28 du compartiment étanche 24. En remontant vers la surface 20 l'élément flotteur 14 entraîne une extrémité du câble de levage K1 vers la surface 20. Une fois la surface 20 atteinte par l'élément flotteur 14, un feu à éclats le rend visible pour un navire de secours. La bouée 14 embarque également un émetteur GPS et/ou un émetteur radio de façon à minimiser le temps nécessaire à son repérage et permettre une intervention rapide d'un navire de secours 44.
Dès lors qu'un navire repère l'élément flotteur 14 et le récupère à son bord, les opérations de récupération du contenu fluide du navire coulé 12 commencent. La première tâche d'un navire de secours 44 est, comme le montre la figure 4, de connecter l'extrémité du câble de levage K1 , amenée à la surface 20 par la bouée 14, à un treuil 46. Le treuil 46 permet de remonter l'autre extrémité du câble de levage K1 hors du compartiment étanche, entraînant avec elle l'extrémité 34a du tuyau d'évacuation K hors du navire.
Il est à noter que l'acheminement de l'extrémité 34a du tuyau d'évacuation K hors de son compartiment par la seule bouée 14 est très délicat du fait du poids important du tuyau K. L'emploi dans le système 10 selon l'invention du câble de levage K1 , léger, très résistant et adaptable à un treuil 46, est dès lors très avantageux.
L'extrémité 34a du tuyau K d'évacuation est treuillée par le navire de secours 44 hors du compartiment 24 du navire coulé, le câble K1 est accroché au câble L1 placé à l'intérieur du tuyau L, formant ainsi un monorail sur lequel vient glisser le tuyau L, lui permettant de passer du câble L1 au câble K1 ; il ne reste plus qu'à laisser coulisser le tuyau L vers le tuyau K, guidé en son centre par le câble K1 servant ainsi de monorail, jusqu'à l'emboîtement des deux extrémités des tuyaux K et L. L'autre extrémité du tuyau L est connectée aux installations de récupération du navire de secours 44 au moyen d'un raccord standardisé.
Comme indiqué précédemment, le tuyau d'évacuation K est contenu dans le compartiment étanche 24.
Avantageusement, un tuyau P ayant une extrémité lestée est situé à la position la plus basse des cuves latérales, ceci quelle que soit la position du navire sur le fond de la mer. Il permet d'injecter de l'eau sous pression régulée par le navire de surface 44, sous le fluide à refouler vers le navire de secours 44 via les tuyaux B, K et L.
Sachant que, dans un navire-citerne, les trois cuves transversales sont séparées par une paroi mitoyenne, il n'est donc nécessaire de placer le système de récupération 10 selon l'invention que dans deux de ces cuves, celle de bâbord 97b et celle de tribord 97c.
Comme le montre la FIG. 11, dans la cuve centrale 97a se trouve un système de liaison avec chacune des deux cuves latérales 97b et 97c. Ce système de liaison est assuré par deux fois quatre tubes 98 abcd, deux en haut, deux en bas, situés aux quatre coins de chacune des deux parois mitoyennes 96 et 95 séparant la cuve centrale des deux cuves latérales.
Le système de récupération 10 selon l'invention est installé uniquement dans les cuves 97b et 97c, vers lesquelles convergent les contenus des deux autres cuves 97 du navire 12 si le navire se couche sur la coque bâbord ou tribord. Dans le cas où le navire se couche sur le pont ou sur la quille du navire, le fluide contenu dans la cuve centrale est refoulé par l'eau injectée sous pression régulée et se dirige, via les tubes 98, vers les cuves latérales où se trouve le système d'éjection. Ce placement avantageux selon un procédé inventif de cette invention permet de couvrir toutes les positions pouvant être adoptées par le navire coulé au fond de l'eau et permet aussi de vider les cuves de tous leurs contenus.
Consécutivement à un naufrage d'un navire 12 équipé d'un dispositif de récupération 10 du contenu fluide d'un navire coulé selon l'invention, les opérations de récupération se déroulent comme suit. En heurtant le fond de l'eau 80, les systèmes de déclenchement, ou tout au moins l'un d'entre eux, véhiculent l'information du naufrage au système. Après un retard préprogrammé, qui permet au navire coulé de se positionner au fond de l'eau, l'ordre d'éjection de l'élément flotteur 14 est donné. L'orifice du compartiment étanche 24 est alors ouvert, permettant à l'élément flotteur 14 d'entraîner dans sa remontée vers la surface 20 une extrémité du câble de levage K1 au travers de l'orifice de sortie 28 comme le
montre la FIG. 1. Une fois la surface 20 atteinte, l'élément flotteur 14 est repérable par un navire de secours 44 grâce au feu à éclats, à l'émetteur GPS ou à l'émetteur radio qu'il embarque. Après que le navire de secours 44 ait repéré la bouée 14, celui-ci doit la remonter à son bord afin d'en dissocier le câble de levage K1 et fixer l'extrémité de celui-ci à son treuil 46. L'extrémité 34a du tuyau d'évacuation K reliée à l'extrémité encore immergée du câble de levage K1 est alors treuillée à son maximum hors du navire coulé 12, le navire de secours 44 fait descendre le long du câble K1 un tuyau L à embout femelle 34b vers l'extrémité à embout mâle 34a du tuyau K d'évacuation du navire coulé 44 (FIG. 3 à 7). L'extrémité 34c du tuyau d'évacuation L est connectée par le raccord standardisé à la pompe 94 en surface 24 qui refoule le fluide vers les cuves du navire de secours 44 destinées à la récupération du contenu fluide des cuves 97abc du navire 12. Une substance fluidifiante est introduite dans un tuyau annexe N prévu à cet effet. L'eau sous pression régulée est injectée dans la cuve via le tuyau P. Le contenu fluide de la cuve est alors refoulé par l'eau sous pression régulée, à travers les tuyaux d'évacuation B, K et L et la pompe 94 dans les cuves du navire de secours 44. Il est à noter que, suivant une possibilité, le tuyau L venant du navire de secours 44 est équipé de résistances chauffantes intégrées dans sa structure, alimentées en électricité par le navire de secours, pour fluidifier le liquide à évacuer. Il est possible d'équiper les cuves de capteurs de température et de capteurs de viscosité du fluide qu'elles contiennent avec transmission de ces informations par le câble relié au ballon, en vue de déterminer la température et la nature du fluide à injecter dans les cuves. En variante, il est possible de ne plus utiliser un tuyau annexe N pour réaliser l'injection de fluide caloporteur, mais d'utiliser le tuyau d'évacuation du fluide, ce qui constitue une simplification important et peut permettre la suppression de la bague tournante (93).