WO2020043986A1 - Système de nettoyage d'un milieu aquatique, pour l'obtention d'un milieu aquatique dépollué d'éléments flottants - Google Patents

Système de nettoyage d'un milieu aquatique, pour l'obtention d'un milieu aquatique dépollué d'éléments flottants Download PDF

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WO2020043986A1
WO2020043986A1 PCT/FR2019/051971 FR2019051971W WO2020043986A1 WO 2020043986 A1 WO2020043986 A1 WO 2020043986A1 FR 2019051971 W FR2019051971 W FR 2019051971W WO 2020043986 A1 WO2020043986 A1 WO 2020043986A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
aquatic
floating
cleaning system
suction
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/051971
Other languages
English (en)
Inventor
Cyril THABARD
Original Assignee
Isalt
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Filing date
Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/06—Barriers therefor construed for applying processing agents or for collecting pollutants, e.g. absorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/32—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for collecting pollution from open water

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of systems for cleaning aquatic environments.
  • It relates more particularly to a cleaning system for collecting an aquatic environment polluted by floating elements at its surface (for example aquatic plants) and for obtaining an aquatic environment cleared of said floating elements.
  • a primary cause of this invasion is the large amount of nitrate supplied by rivers and streams, as well as by runoff sometimes loaded with nitrate, which promotes the development of aquatic plants such as algae. Overfishing and warming of the seas further potentiate this phenomenon.
  • the affected coastline is methodically cleaned, generally by mechanical collection of plants stranded on the coast.
  • Another control solution is to collect the aquatic plants, before they reach the coast.
  • these same floating aquatic vehicles can only be used at sea; they are not suitable for collecting aquatic plants that have already reached the coast.
  • the overall treatment of the affected areas then means increasing the equipment for collecting plants, at sea and on the coast.
  • the present invention provides a system for cleaning an aquatic environment, for collecting an aquatic environment polluted by floating elements at its surface (by example of aquatic plants) and for obtaining an aquatic environment cleared of said floating elements.
  • Said cleaning system comprises three modules:
  • a suction module comprising a suction mouth at which said polluted aquatic environment is intended to be sucked
  • extraction module includes:
  • a pumping module adapted to generate a circulation of said polluted aquatic medium from said suction mouth of said suction module to said extraction module
  • cleaning system comprises a network of pipes connecting said modules, for the circulation of said polluted aquatic medium between said modules.
  • Such a “module” structure of the cleaning system according to the invention has the advantage of offering flexibility of transport and implementation (sea and sea / beach).
  • the suction module is separate from the extraction module and the pumping module; preferably, the suction module is distinct from a couple extraction module / pumping module, or the three modules are distinct from each other;
  • the extraction module and the pumping module include a base, for installation on the ground or on a vehicle (terrestrial or aquatic);
  • the pumping module is packaged in a container
  • the pumping module consists of a module for the continuous suction of said polluted aquatic environment
  • the pumping module consists of a module for vacuum suction; the pumping module then advantageously comprises at least one vacuum pump, advantageously a pair of vacuum pumps;
  • the extraction module comprises a separating mat which has openings sized for the passage of the aquatic environment and for the retention of the floating elements; preferably, the extraction module comprises a tank opening at an upper opening and advantageously equipped with means for agitating the polluted aquatic environment (preferably bubbling means), and the separator belt comprises a strand inclined upper part of which an upstream part extends into said tank, and a downstream part extends outside said tank;
  • the network of pipes comprises an upstream pipe extending between a discharge outlet of the suction module and the pumping module, which upstream pipe has a floating wall to ensure the buoyancy of said upstream pipe at the surface of said medium aquatic ;
  • the network of pipes comprises an intermediate pipe, connected between the pumping module and the extraction module, and a downstream pipe, connected to the discharge mouth of the extraction module;
  • the suction module consists of a floating aquatic vehicle module, comprising a shell which carries means for the aquatic propulsion of said floating aquatic vehicle module, a water circuit comprising said suction mouth at which said polluted aquatic environment is intended to be sucked;
  • the floating aquatic vehicle module preferably also comprises ground propulsion means, forming an amphibious vehicle module;
  • the floating aquatic vehicle module comprises an operative part comprising at least one hydraulic actuator, and control means for piloting said at least one hydraulic actuator;
  • the control means comprise an electronic control unit, for controlling said at least one hydraulic actuator, and a user interface, for controlling said at least one hydraulic actuator via said electronic control unit;
  • the electronic control unit includes a computer program comprising program code means for controlling said at least one hydraulic actuator, when said computer program is executed by said electronic control unit;
  • Said cleaning system further comprises, downstream of the extraction module, means for grinding said floating elements and / or means for compacting said floating elements;
  • the cleaning system comprises means for the storage of said floating elements, downstream of the extraction module, advantageously interposed between the grinding means and the compacting means.
  • the invention also provides a method of implementing a cleaning system according to the invention.
  • This process includes:
  • the pumping module and the extraction module are installed on a bank of said polluted aquatic environment ("sea and beach” solution) or on a ship floating on said polluted aquatic environment (“sea” solution), and
  • FIG. 1 is a general and schematic view of the cleaning system according to the invention.
  • FIG. 2 shows, in perspective, an embodiment of the floating aquatic vehicle module in the form of a ship vehicle module
  • FIG. 3 and 4 show, in perspective, another embodiment of the floating aquatic vehicle module in the form of an amphibious vehicle module
  • FIG. 5 shows schematically the hydraulic circuit fitted to the aquatic vehicle module, associated with control means
  • FIG. 6 shows schematically, in perspective, a pumping module fitted to the cleaning system according to the invention
  • FIG. 7 and 8 shows schematically, in perspective, an extraction module fitted to the cleaning system according to the invention
  • FIG. 9 and 10 schematically represent two examples of implementation for the cleaning system according to the invention, respectively a "sea” solution and a “sea and beach” solution.
  • the cleaning system 1 according to the invention is suitable for cleaning an aquatic environment.
  • the cleaning system 1 is suitable for collecting an aquatic environment polluted by floating elements at its surface (for example aquatic plants) and for obtaining an aquatic environment cleared of said floating elements. .
  • this cleaning system 1 is suitable for collecting and extracting aquatic plants (not shown) which float at the level of the surface of an aquatic environment (sea, body of water, river , etc.).
  • aquatic plants includes in particular algae, advantageously algae which are at the origin of phenomena known as “tide of algae”, that is to say for example sargassum (or Sargassum) algae of the Ulva family (for example Ulva armoricana and Ulva rotundata).
  • the cleaning system 1 according to the invention advantageously forming a "kit”, includes three modules for this:
  • a suction module 2 preferably in the form of a floating aquatic vehicle module 2, intended to travel on the surface of the aquatic environment and to collect this aquatic environment polluted by the floating elements
  • an extraction module 3 intended to receive the polluted aquatic medium coming from the suction module 2 (preferably in the form of a floating aquatic vehicle 2) and to extract the floating elements to produce / release the depolluted aquatic medium, and
  • a pumping module 4 adapted to generate a circulation of the polluted aquatic medium from the suction module 2 (preferably in the form of a floating aquatic vehicle 2) to the extraction module 3.
  • the suction module 2 (preferably in the form of a floating aquatic vehicle 2) is separate from the extraction module 3 and from the pumping module 4.
  • the three modules 2, 3 and 4 can be distinct from each other.
  • the cleaning system 1 comprises two distinct parts or distinct groups:
  • the extraction module 3 / pumping module 4 couple thus forms a one-piece assembly or module.
  • This extraction module 3 / pumping module 4 couple is advantageously attached to a single base, for example in the form of a trailer for laying on the ground.
  • the cleaning system 1 also includes a network of pipes 5 connecting the modules 2, 3 and 4, for the circulation of the polluted aquatic medium between the modules 2, 3 and 4 "separate" under the action of the pumping module 4.
  • Suction module preferably floating water vehicle
  • the suction module 2 is thus intended to travel on the surface of the aquatic environment and to collect this aquatic environment polluted by the floating elements.
  • This suction module 2 comprises in particular a suction mouth 231 at which said polluted aquatic environment is intended to be aspirated.
  • the suction module 2 consists of a floating aquatic vehicle module 2 which advantageously takes the form of a boat vehicle ( Figure 2), or even an amphibious vehicle ( Figures 3 and 4) , meeting maritime conditions.
  • This floating aquatic vehicle module 2 comprises a shell 21 which carries:
  • a water circuit 23 for the collection and circulation of the polluted aquatic medium in the direction of the extraction module 3, and
  • an operating part 24 comprising at least one hydraulic circuit 241 comprising at least one hydraulic actuator (generally designated by the reference 242 in FIG. 5), and control means 25 for controlling said at least one hydraulic actuator 242.
  • the hull 21 of this floating aquatic vehicle module 2 advantageously consists of a hull with a flat bottom.
  • This flat-bottom shell 21 advantageously has dimensions chosen from the following pairs:
  • the propulsion means 22 are arranged at the rear part of the shell 21.
  • These propulsion means 22 here consist of at least one propeller 221 (one or two propellers) each associated with a hydraulic motor 222 ( Figure 3).
  • the propellers 221 consist for example of thrusters whose diameter is between 400 and 450 mm, with two to four blades; these thrusters have a maximum rotation speed of between 500 and 600 revolutions / minute.
  • Each propeller 221 is rotated by means of its hydraulic motor 222, via an appropriate mechanical transmission.
  • Each propeller 221 is also associated with a linear hydraulic actuator 223 making it possible to orient the floating aquatic vehicle module 2 during its work.
  • This linear hydraulic actuator 223 is controlled by an orbitrole (hydrostatic servo-control device) which is itself directed by a user interface of the control means 25 (for example a steering wheel).
  • an orbitrole hydrostatic servo-control device
  • Each propeller 221 can be lowered and raised by means of a hydraulic actuator 224 (in particular FIG. 4) also controlled via a user interface of the control means 25.
  • the stroke of the latter hydraulic actuator 224 is for example between 250 and 350 mm.
  • This characteristic has the advantage of allowing an adjustment in height of the propellers 221, in particular as a function of the depth of water available, so as to obtain optimum propulsion of the floating aquatic vehicle module 2.
  • the propulsion means 22 can also be associated with hydraulic actuators allowing their complete tilting in height (not shown).
  • This characteristic makes it possible in particular to unclog the propulsion means 22 in the event of a high density of aquatic plants, but also to approach a bank from the rear or possibly according to other configurations.
  • propulsion means 22 has the advantage of allowing great flexibility of use, in particular thanks to its various associated hydraulic actuators.
  • Such a structure also has the advantage of imparting a very interesting drive torque to the floating aquatic vehicle module 2.
  • the floating aquatic vehicle module 2 can also include land propulsion means 27, thus forming an amphibious vehicle module.
  • the means of propulsion of such a floating amphibious aquatic vehicle module 2 are as follows:
  • the amphibious vehicle 1 here comprises several associated hydraulic motors (not shown): - for some, by means of aquatic propulsion 22, and
  • the land propulsion means 27 are advantageously located at the lateral parts of the flat-bottomed hull 21.
  • the water circuit 23 includes:
  • the suction mouth 231 is intended to be immersed in the aquatic environment and to travel along its surface.
  • the suction mouth 231 consists of a generally funnel-shaped member which has a front inlet port 2311 and a rear outlet port 2312.
  • the front inlet port 231 1 has a generally rectangular shape (as illustrated in FIGS. 2 and 4), with for example a width between 500 and 4000 mm and a height between 50 and 500 mm.
  • the rear outlet port 2312 is connected to the discharge outlet 232 through conduits.
  • this suction mouth 231 can be equipped with the following means (not shown):
  • the flotation means consist for example of at least one float.
  • surface hold is meant a hold about 100 mm below the surface of the water.
  • the tilt adjustment means consist for example of conventional mechanical means per se.
  • suction mouth 231 is carried by the shell 21, by means of deployment in cantilever 235.
  • the operative part 24 of this floating aquatic vehicle module 2 advantageously comprises a hydraulic circuit 241 comprising hydraulic actuators 242, in particular the motors and jacks fitted to the aforementioned propulsion means 22 and 27 (FIG. 5).
  • Hydrophilic actuator means a driving element to transform hydraulic energy into mechanical energy.
  • Such hydraulic actuators include in particular hydraulic cylinders and hydraulic motors.
  • this floating aquatic vehicle module 2 comprises two auxiliary circuits:
  • a first auxiliary circuit connected to the hydraulic actuators 242 of the propulsion means 22 and 27, and
  • a second auxiliary circuit connected with the other means of the operative part 24, in particular for controlling their respective hydraulic actuators 242.
  • hydraulic circuit 241 is advantageously of the type known as "closed center” or “closed circuit”.
  • Such a circuit often also called a “load sensing system” or “load sensing”, is based on a distributor controlled by the pressure of the hydraulic circuit 241 and mounted between the pump unit and the distributors.
  • this operative part 24 is associated with control means 25 comprising:
  • a user interface 252 for controlling said at least one hydraulic actuator 242 by means of said electronic control unit 251.
  • the electronic control unit 251 advantageously consists of a current device of the digital computer type, designed to operate on mobile machines incorporating a hydraulic circuit and capable of withstanding vibrations as well as temperature variations.
  • This electronic control unit 25 also designated “on-board system” or “buried system” or “firmware”, comprises low energy consumption microprocessors or microcontrollers, associated with a memory part on which a computer program is recorded. .
  • the memory part generally consists of a read-only memory (ROM), EPROM, EEPROM, FLASH, etc.
  • This control unit 251 is advantageously further equipped:
  • the computer program recorded within this electronic control unit 251 is programmed to order.
  • This computer program comprises in particular program code means for controlling the various hydraulic actuators 252, when said computer program is executed by this electronic control unit 251.
  • the computer program comprises means of program codes for the implementation of acceleration and deceleration ramps, when said computer program is implemented by the electronic control unit 251.
  • acceleration and deceleration ramps are adjusted to suit each of the actuators, so as to optimize operating flexibility according in particular to user expectations and safety constraints.
  • the user interface 252 located within a cockpit and connected to the electronic control unit 251, includes electrical controls, namely for example:
  • control lever (synonymous with "joystick”), and / or
  • This user interface 252 allows the hydraulic circuit 241 to be controlled by the driver, via the electronic control unit 251.
  • the control means 25 may also include means 253 for their remote control by means of a remote control (not shown), advantageously of the radio control type by "radio wave” or radio wave.
  • the remote control means advantageously include:
  • a high frequency receiver module located between said antenna and the electronic control unit 251.
  • the radio control advantageously comprises:
  • a user interface consisting of at least one lever, a thumbwheel or a trigger
  • a high frequency transmitter module located between said antenna and said user interface, and
  • the suction module 2 can also be formed by an isolated / independent suction mouth 231, which is intended to be handled manually (for example by one or two people / operators).
  • This suction mouth 231 can for this be similar to that described above, namely a member in the general form of a funnel which comprises a front inlet port 231 1 and a rear outlet port 2312. This suction mouth 231 (and in particular its rear outlet orifice 2312) is then connected directly to an upstream pipe 51 extending to the pumping module 4.
  • the suction mouth 231 also advantageously comprises at least one grip handle, for its operation by one or two operators.
  • the suction mouth 231 can also be equipped with flotation means, allowing it to be maintained on the surface.
  • the pumping module 4 is advantageously packaged in a container 41 (for example a 40-foot container) to facilitate its transport and its implementation (represented in a translucent manner in FIG. 6).
  • a container 41 for example a 40-foot container
  • this pumping module 4 advantageously includes a base 41 1 for laying on the ground or on a vehicle (land or water), as shown in Figures 9 and 10 described below.
  • This base 411 can consist of a land-laying trailer (comprising, in a conventional manner in itself, a support plate equipped with a rear rolling chassis, a front coupling hook and front ground support).
  • the pumping module 4 advantageously consists of a module for the continuous suction of the polluted aquatic environment.
  • this pumping module 4 consists of a module for vacuum suction.
  • the suction force by vacuum is for example a vacuum of -0.5 to -1.5 bar, with a flow speed of 2 to 4 m / s.
  • the pumping capacity is advantageously between 100 and 1000 m 3 / h, more preferably between 300 and 700 m 3 / h.
  • such a pumping module 4 advantageously comprises a water circuit 42, 43, 44 equipped with:
  • inlet mouth 441 upstream - suction
  • outlet mouth 442 downstream - discharge
  • the vacuum pump 42 includes a motor to ensure its operation.
  • the pumping module 4 comprises two pairs of vacuum pump 42 / pumping tank 43, so as to obtain continuous (or at least substantially continuous) suction at the suction mouth 231.
  • this pumping module 4 can be associated with a generator group 45, electric or thermal hydraulic ( Figure 1).
  • the extraction module 3 comprises a chassis 31 equipped with different means:
  • the chassis 31 of this extraction module 3 comprises a base 31 1 for laying on the ground or on a vehicle (land or water) as shown in Figures 9 and 10.
  • the base 31 1 comprises for example a trailer for laying on the ground (comprising, in a conventional manner per se, a support plate equipped with a rear rolling chassis, a front coupling hook and front ground support).
  • the extraction means 32 advantageously include:
  • the tank 321 here consists of a stainless steel tank, comprising in particular an upper opening 321 1 (open upwards).
  • This tank 321 includes the inlet mouth 33 and the discharge outlet 34 above.
  • the inlet mouth 33 of this extraction module 3 is connected to the suction module 2 via the pumping module 4.
  • This inlet mouth 33 is advantageously located at the high level of tank 321, via a flow damper.
  • the discharge outlet 34 is advantageously in the form of several outlets in the form of overflow; low outlets (under the separator belt 322) can also be provided to evacuate the sand through a regular opening forming a flush.
  • This tank 321 is advantageously equipped with means for agitating the polluted aquatic environment (preferably bubbling means).
  • the separator belt 322 consists of an openwork endless belt which has a plurality of openings adapted to the passage of water while retaining the aquatic plants.
  • This separator belt 322 in particular comprises an inclined upper strand 3221, extending on either side of the upper opening 321 1 of the tank 321 and with an ascending slope.
  • This separator belt 322 (and in particular its inclined upper strand) thus comprises two parts, which extend on either side of the upper opening 321 1 of the container 321:
  • the separator belt 322 is associated with a hydraulic actuator (not shown) for the routing of its inclined upper strand 3221, for example a hydraulic motor associated with one of its end drums.
  • the upper strand 3221 is thus intended to travel in an ascending direction, from the upstream part 322a to the downstream part 322b.
  • the network of pipes 5 connects modules 2, 3 and 4, for the circulation of the polluted aquatic medium between said modules 2, 3 and 4 under the action of pumping module 4.
  • the network of pipes 5 comprises an upstream pipe 51 extending between the suction module 2 (if necessary the discharge outlet 232 of the floating aquatic vehicle module 2) and the inlet mouth 441 of the pumping module 4.
  • This upstream pipe 51 advantageously comprises a floating wall 51 1 to ensure the buoyancy of this upstream pipe 51 at the surface of the aquatic environment.
  • this floating wall 51 1 comprises annular floating parts, attached to the floating wall 51 1, made for example of polyethylene.
  • the network of pipes 5 also comprises:
  • the cleaning system 1 may also comprise, downstream of the extraction module 3, additional means 6 (advantageously in the form of separate modules) which are useful for the treatment of the collected floating elements (shown very schematically in FIG. 1).
  • these additional means 6 are for example chosen from:
  • This cleaning system 1 may also include means 63 for storing the floating elements, downstream of the extraction module 3, advantageously interposed between the grinding means 61 and the compacting means 62.
  • the grinding means 61 consist for example of means for grinding the algae so as to obtain a material capable of being pumped by a conventional pump.
  • the compacting means 62 consist for example of compacting means with a worm system in a sieve.
  • These compacting means 62 advantageously ensure a reduction of at least 50% of the ground material, mainly by extraction of the water which is discharged into the aquatic environment.
  • the presence of the storage means 63 is particularly advantageous as a "buffer", in the case of a difference in yield between the grinding means 61 and the compacting means 62 (in particular a higher yield of the grinding means 61 relative to the compaction means 62).
  • the capacity of the storage means 63 is advantageously between 20 and
  • the storage means 63 can be installed directly downstream of the extraction module 3 (as illustrated diagrammatically in relation to FIG. 7), with a view to subsequent recovery.
  • a conveyor of the grasshopper type for example of at least 2 m, preferably still between 3 and 5 m.
  • the implementation of the cleaning system 1 according to the invention advantageously begins with an installation phase of this cleaning system 1.
  • a ship of the barge type is advantageously used, intended for the transport of loads, with a deck possibly equipped with at least one crane.
  • the pumping module 4 and the extraction module 3 are then arranged on the deck of this ship N.
  • the floating aquatic vehicle module 2 is separate from the ship N, in particular with their separate hulls.
  • the implementation is continued by a phase of collecting the polluted aquatic environment, and obtaining the depolluted aquatic environment from these floating elements F.
  • the floating aquatic vehicle module 2 is thus brought by the operator near the floating elements F which are grouped at the level of the water surface (for example a bench of aquatic plants), by adapted control of the aquatic propulsion means. 22 (or even ground propulsion means 27).
  • the suction mouth 231 is then deployed and arranged opposite the floating elements F to be collected.
  • At least one operator manipulates the suction mouth 231 opposite the floating elements F.
  • the pumping module 4 is then started to generate the circulation of the polluted aquatic medium (including floating elements F in the presence) from the suction module 2 (if applicable the floating aquatic vehicle module 2) to the module 3, via the network of pipes 5.
  • the extraction means 32 then extract the floating elements present in the aquatic environment, so as to release the depolluted aquatic environment through the discharge outlet 34.
  • the inclined upper strand 3221 of the separator belt 322 runs continuously, and in the same direction, to extract and drive the floating elements out of the tank 321.
  • the floating elements thus circulate to the downstream end of the separator belt 322 where they can drop within additional means 6 for storage / treatment.
  • the floating elements can be crushed by the crushing means 61, then can undergo a compaction treatment within the compaction means 62.
  • At least part of these crushed floating elements can be temporarily stored in the storage means 63, in particular so as to take account of the difference in processing speed between the grinding means 61 and the compacting means 62.
  • the crushed and compacted floating elements, coming from the compacting means 62, can be stored in containers, for example in large flexible bulk containers (FIBCs) or “big-bags”.
  • FIBCs large flexible bulk containers
  • big-bags big-bags
  • Such containers are advantageously made of resistant technical textile (often thick polypropylene) coated or not, provided with strap (s) to allow handling by means for example of a forklift or a crane hook; their unit capacity advantageously approaches one thousand liters.
  • the floating elements circulate as far as the downstream end of the separating belt 322 where they can fall within storage means 63 (for example in skips) for further processing (for example crushing and / or compaction).
  • the “module” structure of the cleaning system according to the invention has the advantage of offering flexibility in transport and implementation (sea and sea / beach).
  • the pumping module 4 and the extraction module 3 are advantageously installed on a ship N ("sea" solution) to collect the floating elements before they reach the coast.
  • the floating aquatic vehicle module 2 has the advantage of being handy for effectively reaching the floating elements. A small draft also allows it to come closer to the coast.
  • the pumping module 4 and the extraction module 3 can also be installed on the bank B of the polluted aquatic environment M (“sea and beach” solution) by means of a land vehicle transport.
  • the suction module 2 (if necessary the floating aquatic vehicle module 2) can then travel the coast to collect the floating elements destined for the extraction module 3.

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Abstract

L'invention concerne un système de nettoyage (1) d'un milieu aquatique, pour la collecte d'un milieu aquatique pollué par des éléments flottants au niveau de sa surface et pour l'obtention d'un milieu aquatique dépollué desdits éléments flottants. Le système de nettoyage (1) comprend trois modules : (a) un module d'aspiration(2),avantageusement un module véhicule aquatique flottant, (b) un module d'extraction (3), destiné à recevoir ledit milieu aquatique pollué provenant dudit module d'aspiration(2), et (c) un module de pompage (4), adapté à générer une circulation dudit milieu aquatique polluée / dépollué depuis ledit module d'aspiration (2) jusqu'au dit module d'extraction (3). Le système de nettoyage (1) comporte encore un réseau de canalisations (5) reliant lesdits modules (2, 3, 4), pour la circulation dudit milieu aquatique pollué entre lesdits modules (2, 3, 4).

Description

« Système de nettoyage d’un milieu aquatique, pour l'obtention d’un milieu aquatique dépollué d’éléments flottants »
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
La présente invention concerne de manière générale le domaine des systèmes pour le nettoyage des milieux aquatiques.
Elle concerne plus particulièrement un système de nettoyage pour la collecte d’un milieu aquatique pollué par des éléments flottants au niveau de sa surface (par exemple des végétaux aquatiques) et pour l’obtention d’un milieu aquatique dépollué desdits éléments flottants.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Le littoral de diverses parties du monde est aujourd'hui touché par un phénomène dit de « marée d’algues », qui se manifeste par d’importants dépôts d’algues sur les côtes.
Une cause première de cet envahissement est l’importance des apports en nitrate par les fleuves et rivières, ainsi que par les eaux de ruissellement parfois chargées en nitrate, qui favorise le développement des végétaux aquatiques tels que les algues. La surpêche et le réchauffement des mers potentialisent encore ce phénomène.
Les conséquences sont de plusieurs natures : socioéconomiques (image, impact sur le tourisme), aménitaires (mauvaises odeurs, paysages dégradés), sanitaires (intoxications liées à l’alimentation, voire par l’air) et écologiques (dégradations des écosystèmes, effets éco- toxicologiques).
Pour réduire localement l’impact de ce phénomène, le littoral affecté est nettoyé méthodiquement, généralement par ramassage mécanique des végétaux échoués sur les côtes.
L’utilisation d’engins mécaniques terrestres pour effectuer ce ramassage est souvent complexe à mettre en œuvre et présente de nombreux inconvénients :
- l’accès à la plage doit s’effectuer en dehors des heures de baignades (c’est-à-dire souvent à l’aurore),
- cet accès à la plage peut être difficile, voire impossible, et
- une telle intervention génère une pollution, notamment sonore,
- l’accès par ces engins mécaniques détériore les plages (avec les problèmes de zones de ponte pour les tortues).
Une autre solution de lutte consiste à collecter les végétaux aquatiques, avant qu’ils n’atteignent la côte.
Il convient pour cela d’utiliser des véhicules aquatiques flottants qui sont adaptés à collecter les végétaux flottant au niveau de la surface du milieu aquatique.
Mais les véhicules aquatiques flottants actuels ne sont pas adaptés aux quantités d’algues à collecter, en augmentation exponentielle.
De plus, ces mêmes véhicules aquatiques flottants sont utilisables seulement en pleine mer ; ils ne sont pas adaptés à collecter les végétaux aquatiques ayant déjà atteints la côte.
Il est également nécessaire de s’adapter aux conditions et aux sites géographiques, certaines côtes n’étant pas accessibles par la voie terrestre (les mangroves par exemple).
Le traitement global des zones touchées oblige alors à multiplier les équipements pour le ramassage des végétaux, en mer et sur la côte.
Il existe par conséquent un besoin de nouveaux systèmes de nettoyage qui pourraient faire face à l’évolution de ce phénomène, offrant en plus une polyvalence d’usage en mer et sur la côte.
OBJET DE L’INVENTION
Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose un système de nettoyage d’un milieu aquatique, pour la collecte d’un milieu aquatique pollué par des éléments flottants au niveau de sa surface (par exemple des végétaux aquatiques) et pour l’obtention d’un milieu aquatique dépollué desdits éléments flottants.
Ledit système de nettoyage comprend trois modules :
(a) un module d’aspiration comprenant une bouche d’aspiration au niveau de laquelle ledit milieu aquatique pollué est destiné à être aspiré,
(b) un module d’extraction, destiné à recevoir ledit milieu aquatique pollué provenant dudit module véhicule aquatique flottant,
lequel module d’extraction comprend :
- des moyens pour l’extraction desdits éléments flottants depuis ledit milieu aquatique, et
- une sortie de refoulement dudit milieu aquatique dépollué, et
(c) un module de pompage, adapté à générer une circulation dudit milieu aquatique polluée depuis ladite bouche d’aspiration dudit module d’aspiration jusqu’audit module d’extraction, et
lequel système de nettoyage comporte un réseau de canalisations reliant lesdits modules, pour la circulation dudit milieu aquatique pollué entre lesdits modules.
Une telle structure en « modules » du système de nettoyage selon l’invention a l’intérêt d’offrir une souplesse de transport et de mise en oeuvre (mer et mer / plage).
D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du système de nettoyage conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le module d’aspiration est distinct du module d’extraction et du module de pompage ; de préférence, le module d’aspiration est distinct d’un couple module d’extraction / module de pompage, ou les trois modules sont distincts les uns des autres ;
- le module d’extraction et le module de pompage comportent un piètement, pour une pose sur le sol ou sur un véhicule (terrestre ou aquatique) ;
- le module de pompage est conditionné dans un conteneur ;
- le module de pompage consiste en un module pour l’aspiration en continu dudit milieu aquatique pollué ;
- le module de pompage consiste en un module pour l’aspiration par dépression ; le module de pompage comprend alors avantageusement au moins une pompe à vide, avantageusement un couple de pompes à vide ;
- le module d’extraction comprend un tapis séparateur qui comporte des ouvertures dimensionnées pour le passage du milieu aquatique et pour la retenue des éléments flottants ; de préférence, le module d’extraction comporte un bac s’ouvrant au niveau d’une ouverture supérieure et avantageusement équipé de moyens pour l’agitation du milieu aquatique pollué (de préférence des moyens de bullage), et le tapis séparateur comporte un brin supérieur incliné dont une partie amont s’étend dans ledit bac, et une partie aval s’étend en-dehors dudit bac ;
- le réseau de canalisations comprend une canalisation amont s’étendant entre une sortie de refoulement du module d’aspiration et le module de pompage, laquelle canalisation amont comporte une paroi flottante pour assurer la flottabilité de ladite canalisation amont au niveau de la surface dudit milieu aquatique ;
- le réseau de canalisations comprend une canalisation intermédiaire, raccordée entre le module de pompage et le module d’extraction, et une canalisation aval, raccordée à la bouche de refoulement du module d’extraction ;
- le module d’aspiration consiste en un module véhicule aquatique flottant, comprenant une coque qui porte des moyens pour la propulsion aquatique dudit module véhicule aquatique flottant, un circuit hydrique comprenant ladite bouche d’aspiration au niveau de laquelle ledit milieu aquatique pollué est destiné à être aspiré ; le module véhicule aquatique flottant comporte de préférence encore des moyens de propulsion terrestre, formant un module véhicule amphibie ;
- le module véhicule aquatique flottant comprend une partie opérative comprenant au moins un actionneur hydraulique, et des moyens de commande pour le pilotage dudit au moins un actionneur hydraulique ; les moyens de commande comprennent un boîtier électronique de commande, pour le pilotage dudit au moins un actionneur hydraulique, et une interface utilisateur, pour le pilotage dudit au moins un actionneur hydraulique par l’intermédiaire dudit boîtier électronique de commande ; de préférence, le boîtier électronique de commande comporte un programme d’ordinateur comprenant des moyens de code de programme pour le pilotage dudit au moins un actionneur hydraulique, lorsque ledit programme d’ordinateur est exécuté par ledit boîtier électronique de commande ; - ledit système de nettoyage comprend encore, en aval du module d’extraction, des moyens pour le broyage desdits éléments flottants et/ou des moyens pour le compactage desdits éléments flottants ;
- le système de nettoyage comporte des moyens pour le stockage desdits éléments flottants, en aval du module d’extraction, avantageusement intercalés entre les moyens de broyage et les moyens de compactage.
L’invention propose également un procédé de mise en œuvre d’un système de nettoyage selon l’invention.
Ce procédé comprend :
(a) une phase d’installation dudit système de nettoyage, au cours de laquelle :
- le module de pompage et le module d’extraction sont implantés sur une berge dudit milieu aquatique pollué (solution « mer et plage ») ou sur un navire flottant sur ledit milieu aquatique pollué (solution « mer »), et
- le module d’aspiration est mis à l'eau sur ledit milieu aquatique pollué,
(b) une phase de collecte dudit milieu aquatique pollué, et d’obtention dudit milieu aquatique dépollué desdits éléments flottants.
DESCRIPTION DETAILLEE D’UN EXEMPLE DE RÉALISATION
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 est une vue générale et schématique du système de nettoyage selon l’invention ;
- la figure 2 représente, en perspective, une forme de réalisation du module véhicule aquatique flottant sous la forme d’un module véhicule navire ;
- les figures 3 et 4 représentent, en perspective, une autre forme de réalisation du module véhicule aquatique flottant sous la forme d’un module véhicule amphibie ;
- la figure 5 représente schématiquement le circuit hydraulique équipant le module véhicule aquatique, associé à des moyens de commande ;
- la figure 6 représente schématiquement, en perspective, un module de pompage équipant le système de nettoyage selon l’invention ;
- les figures 7 et 8 représente schématiquement, en perspective, un module d’extraction équipant le système de nettoyage selon l’invention ;
- les figures 9 et 10 représentent schématiquement deux exemples de mise en œuvre pour le système de nettoyage selon l’invention, respectivement une solution « mer » et une solution « mer et plage ».
Le système de nettoyage 1 selon l’invention, illustré de manière générale sur la figure 1 , est adapté au nettoyage d’un milieu aquatique.
De manière générale, le système de nettoyage 1 est adapté à la collecte d’un milieu aquatique pollué par des éléments flottants au niveau de sa surface (par exemple des végétaux aquatiques) et à l’obtention d’un milieu aquatique dépollué desdits éléments flottants.
En particulier, ce système de nettoyage 1 selon l’invention est adapté à la collecte et à l’extraction de végétaux aquatiques (non représentés) qui flottent au niveau de la surface d’un milieu aquatique (mer, plan d’eau, rivière, etc.).
La notion de « végétaux aquatiques » englobe en particulier les algues, avantageusement les algues qui sont à l’origine de phénomènes dits de « marée d’algues », c’est-à-dire par exemple la sargasse (ou Sargassum) et les algues de la famille Ulva (par exemple Ulva armoricana et Ulva rotundata).
Système de nettoyage
Le système de nettoyage 1 selon l’invention, formant avantageusement un « kit », comprend pour cela trois modules :
(a) un module d’aspiration 2, de préférence sous la forme d’un module véhicule aquatique flottant 2, destiné à cheminer à la surface du milieu aquatique et à collecte ce milieu aquatique pollué par les éléments flottants,
(b) un module d’extraction 3, destiné à recevoir le milieu aquatique pollué provenant du module d’aspiration 2 (de préférence en forme de véhicule aquatique flottant 2) et à extraire les éléments flottants pour produire / libérer le milieu aquatique dépollué, et
(c) un module de pompage 4, adapté à générer une circulation du milieu aquatique polluée depuis le module d’aspiration 2 (de préférence en forme de véhicule aquatique flottant 2) jusqu’au module d’extraction 3.
Le module d’aspiration 2 (de préférence en forme de véhicule aquatique flottant 2) est distinct du module d’extraction 3 et du module de pompage 4.
Dans ce cadre, les trois modules 2, 3 et 4 peuvent être distincts les uns des autres.
De manière alternative, le système de nettoyage 1 comprend deux parties distinctes ou groupes distincts :
- un premier groupe formé par le module d’aspiration 2, et
- un second groupe formé par le couple module d’extraction 3 / module de pompage 4, constituant ainsi un module d’extraction / pompage.
Le couple module d’extraction 3 / module de pompage 4 forme ainsi un ensemble monobloc ou module. Ce couple module d’extraction 3 / module de pompage 4 est rapporté avantageusement sur un piètement unique, par exemple sous la forme d’une remorque de pose à terre.
Par « distinct », on entend en particulier qu’un premier module est séparé nettement d’un deuxième module, de sorte à être transportés / déplacés / implantés indépendamment l’un de l’autre.
Le système de nettoyage 1 comporte encore un réseau de canalisations 5 reliant les modules 2, 3 et 4, pour la circulation du milieu aquatique pollué entre les modules 2, 3 et 4 « distincts » sous l’action du module de pompage 4.
Module d’aspiration, de préférence véhicule aquatique flottant
Le module d'aspiration 2 est ainsi destiné à cheminer à la surface du milieu aquatique et à collecte ce milieu aquatique pollué par les éléments flottants.
Ce module d’aspiration 2 comprend en particulier une bouche d’aspiration 231 au niveau de laquelle ledit milieu aquatique pollué est destiné à être aspiré.
Selon un mode de réalisation préféré, le module d’aspiration 2 consiste en un module véhicule aquatique flottant 2 qui se présente avantageusement sous la forme d’un véhicule bateau (figure 2), voire d’un véhicule amphibie (figures 3 et 4), répondant aux conditions maritimes.
Ce module véhicule aquatique flottant 2 comprend une coque 21 qui porte :
- des moyens 22 pour la propulsion aquatique de ce module véhicule aquatique flottant 2,
un circuit hydrique 23, pour la collecte et la circulation du milieu aquatique pollué en direction du module d’extraction 3, et
- avantageusement, une partie opérative 24 comprenant au moins un circuit hydraulique 241 comportant au moins un actionneur hydraulique (désigné de manière générale par le repère 242 sur la figure 5), et des moyens de commande 25 pour le pilotage dudit au moins un actionneur hydraulique 242.
La coque 21 de ce module véhicule aquatique flottant 2 consiste avantageusement en une coque à fond plat.
Cette coque à fond plat 21 comporte avantageusement des dimensions choisies parmi les couples suivants :
- une longueur de 4000 à 5000 mm, pour une largeur comprise entre 1500 et 2000 mm ;
- une longueur comprise entre 4000 et 5000 mm pour une largeur comprise entre 2250 et 2750 mm ; et
- une longueur comprise entre 4000 et 5000 m pour une largeur comprise entre 2200 et 2300 mm.
Les moyens de propulsion 22 sont ménagés au niveau de la partie arrière de la coque 21.
Ces moyens de propulsion 22 consistent ici en au moins une hélice 221 (une ou deux hélices) associées chacune à un moteur hydraulique 222 (figure 3).
Les hélices 221 consistent par exemple en des propulseurs dont le diamètre est compris entre 400 et 450 mm, avec deux à quatre pales ; ces propulseurs ont une vitesse maximale de rotation comprise entre 500 et 600 tours/minute.
Chaque hélice 221 est entraînée en rotation par le biais son moteur hydraulique 222, via une transmission mécanique appropriée.
Chaque hélice 221 est associée également à un actionneur hydraulique linéaire 223 permettant d’orienter le module véhicule aquatique flottant 2 au cours de son travail.
Cet actionneur hydraulique linéaire 223 est contrôlé par un orbitrole (dispositif de servocommande hydrostatique) qui est lui-même dirigé par une interface utilisateur des moyens de commande 25 (par exemple un volant).
Chaque hélice 221 peut être abaissée et relevée par le biais d’un actionneur hydraulique 224 (notamment figure 4) commandé également via une interface utilisateur des moyens de commande 25.
La course de ce dernier actionneur hydraulique 224 est par exemple comprise entre 250 et 350 mm.
Cette caractéristique a pour avantage de permettre un ajustement en hauteur des hélices 221 , notamment en fonction de la profondeur d’eau disponible, de sorte à obtenir une propulsion optimale du module véhicule aquatique flottant 2.
Les moyens de propulsion 22 peuvent encore être associés à des actionneurs hydrauliques permettant leur basculement complet en hauteur (non représentés).
Cette caractéristique permet notamment de désengorger les moyens de propulsion 22 en cas de densité élevée en végétaux aquatiques, mais également d’accoster une berge par l’arrière ou éventuellement selon d’autres configurations.
Une telle structure de moyens de propulsion 22 a pour avantage de permettre une grande souplesse d’utilisation, notamment grâce à ses différents actionneurs hydrauliques associés.
Une telle structure présente aussi l’avantage de conférer un couple d’entraînement très intéressant au module véhicule aquatique flottant 2.
Selon un mode de réalisation particulier représenté sur les figures 3 et 4, le module véhicule aquatique flottant 2 peut encore comporter des moyens de propulsion terrestre 27, formant ainsi un module véhicule amphibie.
Les moyens de propulsion d’un tel module véhicule aquatique flottant 2 amphibie se composent ainsi :
- des moyens de propulsion terrestre 27, à savoir par exemple deux chenilles associées chacune à un jeu de roues, et
- des moyens de propulsion aquatique 22 tels que décrits ci-dessus en relation avec les figures 2 à 4, à savoir au moins une hélice 221.
Le véhicule amphibie 1 comporte ici plusieurs moteurs hydrauliques (non représentés) associés : - pour les uns, aux moyens de propulsion aquatique 22, et
- pour les autres, aux moyens de propulsion terrestre 27,
par l’intermédiaire de moyens de transmission appropriés.
Les moyens de propulsion terrestre 27 se situent avantageusement au niveau des parties latérales de la coque à fond plat 21.
Par ailleurs, le circuit hydrique 23 comprend :
- la bouche d’aspiration 231 (amont), ou bec d’aspiration, au niveau de laquelle le milieu aquatique pollué est destiné à être aspiré, et
- une sortie de refoulement 232 (aval), destinée à être raccordée au couple module d’extraction 3 / module de pompage 4.
La bouche d’aspiration 231 est destinée à être plongée dans le milieu aquatique et à cheminer au niveau de sa surface.
La bouche d’aspiration 231 consiste en un organe en forme générale d’entonnoir qui comporte un orifice avant d’entrée 2311 et un orifice arrière de sortie 2312.
L’orifice avant d’entrée 231 1 a une forme générale rectangulaire (comme illustré sur les figures 2 et 4), avec par exemple une largeur comprise entre 500 et 4 000 mm et une hauteur comprise entre 50 et 500 mm.
L’orifice arrière de sortie 2312 est raccordé à la sortie de refoulement 232 par le biais de conduits.
Pour un positionnement optimal en surface, cette bouche d’aspiration 231 peut être équipée des moyens suivants (non représentés) :
- des moyens de flottaison, permettant le maintien en surface de cette bouche d’aspiration 231 et/ou
- des moyens pour ajuster l’inclinaison de cette bouche d’aspiration 231 par rapport à l’horizontal.
Les moyens de flottaison consistent par exemple en au moins un flotteur.
Par « maintien en surface », on englobe un maintien à environ 100 mm en-dessous de la surface de l’eau.
Les moyens d’ajustement d’inclinaison consistent par exemple en des moyens mécaniques classiques en soi.
En l’espèce, la bouche d’aspiration 231 est portée par la coque 21 , par le biais de moyens de déploiement en porte-à-faux 235.
La partie opérative 24 de ce module véhicule aquatique flottant 2 comprend avantageusement un circuit hydraulique 241 comportant des actionneurs hydrauliques 242, notamment les moteurs et vérins équipant les moyens de propulsion 22 et 27 précités (figure 5).
Par « actionneur hydraulique », on entend un élément moteur pour transformer l’énergie hydraulique en énergie mécanique.
De tels actionneurs hydrauliques englobent notamment les vérins hydrauliques et les moteurs hydrauliques.
De préférence, ce module véhicule aquatique flottant 2 comporte deux circuits auxiliaires :
- un premier circuit auxiliaire connecté aux actionneurs hydrauliques 242 des moyens de propulsion 22 et 27, et
- un second circuit auxiliaire connecté avec les autres moyens de la partie opérative 24, notamment pour le pilotage de leurs actionneurs hydrauliques 242 respectifs.
De manière générale, le circuit hydraulique 241 est avantageusement du type dit à « centre fermé » ou à « circuit fermé ».
Un tel circuit, souvent appelé encore « système de détection de charge » ou « load sensing », repose sur un distributeur commandé par la pression du circuit hydraulique 241 et monté entre le groupe motopompe et les distributeurs.
Il agit avantageusement sur un vérin d’inclinaison d’un plateau du groupe motopompe (pompe à cylindrée variable) et régule ainsi le débit de ce groupe motopompe en fonction de la pression du circuit.
Selon un mode de réalisation préféré représenté sur la figure 5, cette partie opérative 24 est associée à des moyens de commande 25 comprenant :
- un boîtier électronique de commande 251 , pour le pilotage dudit au moins un actionneur hydraulique 242, et
- une interface utilisateur 252, pour le pilotage dudit au moins un actionneur hydraulique 242 par l’intermédiaire dudit boîtier électronique de commande 251.
Le boîtier électronique de commande 251 consiste avantageusement en un dispositif courant du genre calculateur numérique, conçu pour fonctionner sur les engins mobiles intégrant un circuit hydraulique et apte à résister aux vibrations comme aux variations de températures.
Ce boîtier électronique de commande 251 , désigné encore « système embarqué » ou « système enfoui » ou « firmware », comprend des microprocesseurs à basse consommation d’énergie ou des microcontrôleurs, associés à une partie mémoire sur laquelle est enregistré un programme d’ordinateur.
La partie mémoire consiste généralement en une mémoire morte (ROM), EPROM, EEPROM, FLASH, etc.
Ce boîtier de commande 251 est avantageusement équipé encore :
- d’entrées analogiques ou d’entrées numériques, destinées à être connectées notamment à des capteurs et à l’interface utilisateur 252 ;
- de sorties puissance, permettant de piloter directement des distributeurs proportionnels ainsi que des servocommandes de pompes.
Le programme d’ordinateur enregistré au sein de ce boîtier électronique de commande 251 est programmé à façon. Ce programme d’ordinateur comporte en particulier des moyens de code de programme pour le pilotage des différents actionneurs hydrauliques 252, lorsque ledit programme d’ordinateur est exécuté par ce boîtier électronique de commande 251.
En particulier, le programme d’ordinateur comporte des moyens de codes de programme pour la mise en oeuvre de rampes d’accélération et de décélération, lorsque ledit programme d’ordinateur est mis en œuvre par le boîtier électronique de commande 251 .
Ces rampes d’accélération et de décélération sont ajustées à façon pour chacun des actionneurs, de manière à optimiser la souplesse de fonctionnement selon notamment les attentes des utilisateurs et les contraintes de sécurité.
L’interface utilisateur 252, implantée au sein d’un poste de pilotage et connectée au boîtier électronique de commande 251 , comprend des commandes électriques, à savoir par exemple :
- un volant de commande, et/ou
- au moins un levier de commande (synonyme de « joystick »), et/ou
- au moins un pédalier de commande, et/ou
- au moins un bouton de commande.
Cette interface utilisateur 252 permet le pilotage du circuit hydraulique 241 par le conducteur, via le boîtier électronique de commande 251.
Les moyens de commande 25 peuvent encore comporter des moyens 253 pour leur pilotage à distance par le biais d’une télécommande (non représentée), avantageusement du genre radiocommande par « onde hertzienne » ou onde radio.
Pour cela, les moyens de pilotage à distance comportent avantageusement :
- au moins une antenne de réception et
- un module récepteur haute fréquence, implanté entre ladite antenne et le boîtier électronique de commande 251.
De son côté, la radiocommande comporte avantageusement :
- une interface utilisateur consistant en au moins un levier, une molette ou une gâchette,
- au moins une antenne d’émission,
- un module émetteur haute fréquence, implanté entre ladite antenne et ladite interface utilisateur, et
- une batterie.
De manière alternative, non représenté, le module d’aspiration 2 peut aussi être formé par une bouche d’aspiration 231 , isolée / indépendante, qui est destinée à être manipulée manuellement (par exemple par une ou deux personnes / opérateurs).
Cette bouche d’aspiration 231 peut pour cela être similaire à celle décrit ci-dessus, à savoir un organe en forme générale d’entonnoir qui comporte un orifice avant d’entrée 231 1 et un orifice arrière de sortie 2312. Cette bouche d’aspiration 231 (et en particulier son orifice arrière de sortie 2312) est alors raccordée directement à une canalisation amont 51 s’étendant jusqu’au module de pompage 4.
La bouche d’aspiration 231 comporte encore avantageusement au moins une poignée de préhension, pour sa manœuvre par un ou deux opérateurs.
La bouche d’aspiration 231 peut aussi être équipée de moyens de flottaison, permettant son maintien en surface.
Module de pompage
Le module de pompage 4 est avantageusement conditionné dans un conteneur 41 (par exemple un conteneur 40 pieds) pour faciliter son transport et sa mise en œuvre (représenté de manière translucide sur la figure 6).
Plus généralement, ce module de pompage 4 comporte avantageusement un piètement 41 1 pour une pose sur le sol ou sur un véhicule (terrestre ou aquatique), comme représenté sur les figures 9 et 10 décrites ci-après.
Ce piètement 411 peut consister en une remorque de pose à terre (comprenant, de manière classique en soi, un plateau support équipé d’un châssis roulant arrière, d’un crochet d’attelage avant et d’appui au sol avant).
Encore de manière générale, le module de pompage 4 consiste avantageusement en un module pour l’aspiration en continu du milieu aquatique pollué.
Selon une forme de réalisation préférée, ce module de pompage 4 consiste en un module pour l’aspiration par dépression.
La force d’aspiration par dépression est par exemple une dépression de -0,5 à -1 ,5 bar, avec une vitesse du flux de 2 à 4 m/s.
La capacité de pompage est avantageusement comprise entre 100 et 1000 m3/h, de préférence encore entre 300 et 700 m3/h.
Pour cela, tel que représenté sur les figures 1 et 6, un tel module de pompage 4 comprend avantageusement un circuit hydrique 42, 43, 44 équipé de :
- au moins une pompe à vide 42,
- au moins une cuve de pompage 43, et
- des bouches entrée / sortie 44, avec au moins une bouche entrée 441 (amont - aspiration) destinée à être raccordée au module d’aspiration 2 et au moins une bouche sortie 442 (aval - refoulement) destinée à être raccordée au module d’extraction 3 (figure 1 ).
La pompe à vide 42 comporte un moteur pour assurer son fonctionnement.
La mise en route de la pompe à vide 42 crée un vide en aspirant l’air de la cuve de pompage 43. La pression dans la cuve de pompage 43 devient inférieure à la pression atmosphérique, provoquant une dépression dans cette cuve de pompage 43 et une aspiration du milieu aqueux. En l’espèce, le module de pompage 4 comprend deux couples pompe à vide 42 / cuve de pompage 43, de manière à obtenir une aspiration continue (ou au moins sensiblement continue) au niveau de la bouche d’aspiration 231.
Cette aspiration continue permet d’éviter une fragmentation de la nappe de végétaux aquatiques (contrairement à une aspiration discontinue qui aurait tendance à générer des à- coups sur la nappe et à générer une séparation des algues entrelacées). Ainsi, lorsqu’une partie de la nappe d’algues est captée par la bouche d’aspiration 231 , celle-ci tend à entraîner le reste de la nappe.
Pour son fonctionnement, ce module de pompage 4 peut être associé à un groupe générateur 45, électrique ou thermique hydraulique (figure 1 ).
Module d’extraction
Deux formes de réalisation du module d'extraction 3, similaires l’une par rapport à l’autre, sont représentées sur les figures 7 et 8.
Le module d’extraction 3 comprend un châssis 31 équipé de différents moyens :
- des moyens 32 pour l’extraction des éléments flottants depuis le milieu aquatique,
- une bouche d’entrée 33, pour l’alimentation des moyens d’extraction 32 avec le milieu aquatique pollué (figure 1 ), et
- une sortie de refoulement 34, pour l’évacuation du milieu aquatique dépollué, avantageusement pour son renvoi vers la mer (figure 1 ).
Le châssis 31 de ce module d’extraction 3 comporte un piètement 31 1 pour une pose sur le sol ou sur un véhicule (terrestre ou aquatique) comme représenté sur les figures 9 et 10.
Le piètement 31 1 comprend par exemple une remorque de pose au sol (comprenant, de manière classique en soi, un plateau support équipé d’un châssis roulant arrière, d’un crochet d’attelage avant et d’appui au sol avant).
Les moyens d’extraction 32 comprennent avantageusement :
- un bac 321 , destiné à recevoir le mélange éléments flottants / eau qui est issu du module de pompage 4, et
- un tapis séparateur 322, destiné à extraire les végétaux aquatiques par rapport au milieu aquatique.
Le bac 321 consiste ici en un bac inox, comportant notamment une ouverture supérieure 321 1 (ouverte vers le haut).
Ce bac 321 comporte la bouche d’entrée 33 et la sortie de refoulement 34 précitées.
La bouche d’entrée 33 de ce module d’extraction 3 est raccordée au module d’aspiration 2 via le module de pompage 4.
Cette bouche d’entrée 33 se situe avantageusement au niveau haut de bac 321 , via un amortisseur de flux.
La sortie de refoulement 34 se présente avantageusement sous la forme de plusieurs sorties sous la forme de trop plein ; des sorties basses (sous le tapis séparateur 322) peuvent également être prévues pour évacuer le sable par une ouverture régulière formant chasse d’eau.
Ce bac 321 est avantageusement équipé de moyens pour l’agitation du milieu aquatique pollué (de préférence des moyens de bullage).
Le tapis séparateur 322 consiste quant à lui en un tapis sans fin ajouré qui comporte une pluralité d’ouvertures adaptées au passage de l’eau tout en retenant les végétaux aquatiques.
Ce tapis séparateur 322 comporte en particulier un brin supérieur 3221 incliné, s’étendant de part et d’autre de l’ouverture supérieure 321 1 du bac 321 et avec une pente ascendante.
Ce tapis séparateur 322 (et en particulier son brin supérieur incliné) comporte ainsi deux parties, qui s’étendent de part et d’autre de l’ouverture supérieure 321 1 du bac 321 :
- une partie amont 322a qui s’étend dans le bac 321 , sous la surface de l’eau présente dans ce bac 321 , pour la collecter des éléments flottants, et
- une partie aval 322b qui s’étend en-dehors dudit bac 321 , pour le relargage de ces éléments flottants.
Le tapis séparateur 322 est associé à un actionneur hydraulique (non représenté) pour le cheminement de son brin supérieur incliné 3221 , par exemple un moteur hydraulique associé à l’un de ses tambours d’extrémité.
Le brin supérieur 3221 est ainsi destiné à cheminer dans un sens ascendant, depuis la partie amont 322a vers la partie aval 322b.
Réseau de canalisations
Le réseau de canalisations 5 relie les modules 2, 3 et 4, pour la circulation du milieu aquatique pollué entre lesdits modules 2, 3 et 4 sous l’action de module de pompage 4.
En l'espèce, le réseau de canalisations 5 comprend une canalisation amont 51 s’étendant entre le module d’aspiration 2 (le cas échéant la sortie de refoulement 232 du module véhicule aquatique flottant 2) et la bouche entrée 441 du module de pompage 4.
Cette canalisation amont 51 comporte avantageusement une paroi flottante 51 1 pour assurer la flottabilité de cette canalisation amont 51 au niveau de la surface du milieu aquatique.
Par exemple, cette paroi flottante 51 1 comporte des parties flottantes annulaires, rapportées sur la paroi flottante 51 1 , réalisées par exemple en polyéthylène.
Selon un mode de réalisation préféré, le réseau de canalisations 5 comprend encore :
- une canalisation intermédiaire 52, raccordée entre la bouche sortie 442 du module de pompage 4 et la bouche d’entrée 33 du module d’extraction 3, avantageusement flottante, et
- une canalisation aval 53, raccordée à la sortie de refoulement 34 du module d’extraction 3.
Moyens additionnels pour le traitement des éléments flottants
Le système de nettoyage 1 peut encore comprendre, en aval du module d’extraction 3, des moyens additionnels 6 (avantageusement sous la forme de modules distincts) qui sont utiles au traitement des éléments flottants collectés (représentés très schématiquement sur la figure 1 ).
A cet égard, ces moyens additionnels 6 sont par exemple choisis parmi :
- des moyens 61 pour le broyage des éléments flottants, et/ou
- des moyens 62 pour le compactage des éléments flottants.
Ce système de nettoyage 1 peut également comporter des moyens 63 pour le stockage des éléments flottants, en aval du module d’extraction 3, avantageusement intercalés entre les moyens de broyage 61 et les moyens de compactage 62.
Les moyens de broyage 61 consistent par exemple en des moyens pour broyer les algues de façon à obtenir une matière apte à être pompée par une pompe conventionnelle.
Les moyens de compactage 62 consistent par exemple en des moyens de compactage avec système de vis sans fin dans un tamis.
Ces moyens de compactage 62 assurent avantageusement une réduction d’au moins 50% du broyât, principalement par extraction de l’eau qui est rejetée dans le milieu aquatique.
La présence des moyens de stockage 63 est en particulier intéressante en tant que « tampon », dans le cas d’une différence de rendement entre les moyens de broyage 61 et les moyens de compactage 62 (en particulier un rendement supérieur des moyens de broyage 61 par rapport aux moyens de compactage 62).
La capacité des moyens de stockage 63 est avantageusement comprise entre 20 et
300 m3.
De manière alternative, les moyens de stockage 63 peuvent être implantés directement en aval du module d’extraction 3 (comme illustré schématiquement en relation avec la figure 7), en vue d’une valorisation ultérieure.
Pour le transfert des éléments flottants depuis le module d’extraction 3 jusqu’aux moyens de stockage 63, il peut être intercalé un convoyeur du type sauterelle, pour obtenir une hauteur de déchargement par exemple d’au moins 2 m, de préférence encore entre 3 et 5 m.
Procédé de mise en œuyre du système de nettoyage
La mise en oeuvre du système de nettoyage 1 selon l’invention commence avantageusement par une phase d’installation de ce système de nettoyage 1.
Cette phase d’installation comprend avantageusement deux étapes :
- une première étape au cours de laquelle le module de pompage 4 et le module d’extraction 3 sont implantés soit sur un navire N flottant sur le milieu aquatique pollué M (solution « mer »), tel que représentée sur la figure 9,
soit sur une berge B du milieu aquatique pollué M (solution « mer et plage »), tel que représenté sur la figure 10,
puis
- une seconde étape au cours de laquelle le module d’aspiration 2 (le cas échéant le module véhicule aquatique flottant 2) est mis à l’eau sur ce milieu aquatique pollué M.
Dans le cas d’un navire N, on utilise avantageusement un navire du type barge, prévu pour le transport de charges, avec un pont éventuellement équipé d’au moins une grue.
Le module de pompage 4 et le module d’extraction 3 sont alors agencés sur le pont de ce navire N. Dans ce cas, le module véhicule aquatique flottant 2 est distinct du navire N, avec notamment leurs coques distinctes.
La mise en œuvre est poursuivie par une phase de collecte du milieu aquatique pollué, et d’obtention du milieu aquatique dépollué de ces éléments flottants F.
Lors de cette phase de collecte, un opérateur intervient sur l’interface utilisateur 252 du module véhicule aquatique flottant 2, provoquant un pilotage des différents actionneurs hydrauliques 241 précités par l’intermédiaire du boîtier électronique de commande 251 .
Le module véhicule aquatique flottant 2 est ainsi amené par l’opérateur à proximité des éléments flottants F qui sont regroupés au niveau de la surface de l’eau (par exemple un banc de végétaux aquatiques), par un pilotage adapté des moyens de propulsion aquatique 22 (voire des moyens de propulsion terrestre 27).
La bouche d’aspiration 231 est alors déployée et agencée en regard des éléments flottants F à collecter.
De manière alternative, dans le cas d’un module d’aspiration 2 « manuel », au moins un opérateur (éventuellement partiellement immergé) vient manipuler la bouche d’aspiration 231 en regard des éléments flottants F.
Le module de pompage 4 est alors mis en marche pour générer la circulation du milieu aquatique polluée (y compris des éléments flottants F en présence) depuis le module d’aspiration 2 (le cas échéant le module véhicule aquatique flottant 2) jusqu’au module d’extraction 3, via le réseau de canalisations 5.
Lors de cette circulation, les éléments flottants, en suspension dans l’eau, passent par le module de pompage 4 et ressortent au niveau du bac 321 du module d’extraction 3.
Dans ce module d’extraction 3, les moyens d’extraction 32 extraient alors les éléments flottants en présence dans le milieu aquatique, de sorte à relarguer le milieu aquatique dépollué par la sortie de refoulement 34.
Pour assurer cette extraction, le brin supérieur incliné 3221 du tapis séparateur 322 chemine en continu, et dans un même sens, pour extraire et entraîner les éléments flottants hors du bac 321. Les éléments flottants circulent ainsi jusqu’à l’extrémité aval du tapis séparateur 322 où ils peuvent chuter au sein des moyens additionnels 6 pour le stockage / traitement.
Par exemple, les éléments flottants peuvent être broyés par les moyens de broyage 61 , puis peuvent subir un traitement de compactage au sein des moyens de compactage 62.
Au moins une partie de ces éléments flottants broyés peut être stockée temporairement dans les moyens de stockage 63, notamment de manière à tenir compte de la différence de vitesse de traitement entre les moyens de broyage 61 et les moyens de compactage 62.
Les éléments flottants broyés et compactés, issus des moyens de compactage 62, peuvent être stockés dans des contenants, par exemple dans de grands récipients vrac souples (GRVS) ou « big-bag ».
De tels récipients sont avantageusement réalisés en textile technique résistant (souvent en polypropylène épais) revêtu ou non, muni de sangle(s) pour permettre la manutention au moyen par exemple d’un chariot élévateur ou d’un crochet de grue ; leur capacité unitaire avoisine avantageusement mille litres.
De manière alternative, les éléments flottants circulent jusqu’à l’extrémité aval du tapis séparateur 322 où ils peuvent chuter au sein de moyens de stockage 63 (par exemple en bennes) en vue d’un traitement ultérieur (par exemple broyage et/ou compactage).
De manière générale, la structure en « modules » du système de nettoyage selon l’invention a l’intérêt d’offrir une souplesse de transport et de mise en œuvre (mer et mer / plage).
En ce sens, le module de pompage 4 et le module d’extraction 3 sont avantageusement implantés sur un navire N (solution « mer ») pour collecter les éléments flottants avant qu’ils n’atteignent la côte.
Le module véhicule aquatique flottant 2 a l’intérêt d’être maniable pour atteindre efficacement les éléments flottants. Un faible tirant d’eau lui permet également de venir au plus près de la côte.
Pour collecter les éléments flottants ayant atteints la côte, le module de pompage 4 et le module d’extraction 3 peuvent également être implantés sur la berge B du milieu aquatique pollué M (solution « mer et plage ») au moyen d’un véhicule terrestre de transport.
Le module d’aspiration 2 (le cas échéant le module véhicule aquatique flottant 2) peut ensuite sillonner la côte pour collecter les éléments flottants à destination du module d’extraction 3.
Dans cette solution « mer et plage » autorisée par l’invention (en plus de la solution « mer »), le rendement pourrait être très largement supérieur car il serait possible d’effectuer un pompage continu (à la différence de la configuration « mer » qui nécessite une vidange régulière du navire). De plus, le coût de revient de la solution « mer et plage » serait significativement inférieur par rapport au coût de revient de la solution « mer ».

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de nettoyage d’un milieu aquatique, pour la collecte d’un milieu aquatique pollué par des éléments flottants au niveau de sa surface et pour l’obtention d’un milieu aquatique dépollué desdits éléments flottants,
caractérisé en ce que ledit système de nettoyage comprend trois modules :
(a) un module d’aspiration (2) comprenant une bouche d’aspiration (231 ) au niveau de laquelle ledit milieu aquatique pollué est destiné à être aspiré,
(b) un module d’extraction (3), destiné à recevoir ledit milieu aquatique pollué provenant dudit module véhicule aquatique flottant (2),
lequel module d’extraction (3) comprend :
- des moyens (32) pour l’extraction desdits éléments flottants depuis ledit milieu aquatique, et
- une sortie de refoulement (34) dudit milieu aquatique dépollué, et
(c) un module de pompage (4), adapté à générer une circulation dudit milieu aquatique polluée depuis ladite bouche d’aspiration (231 ) dudit module d’aspiration (2) jusqu’audit module d’extraction (3), et
lequel système de nettoyage comporte un réseau de canalisations (5) reliant lesdits modules (2, 3, 4), pour la circulation dudit milieu aquatique pollué entre lesdits modules (2, 3, 4).
2. Système de nettoyage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le module d’aspiration (2) est distinct du module d’extraction (3) et du module de pompage (4).
3. Système de nettoyage selon la revendication 2, caractérisé en ce que :
- le module d’aspiration (2) est distinct d’un couple module d’extraction (3) / module de pompage (4), ou
- les trois modules (2, 3, 4) sont distincts les uns des autres.
4. Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le couple module d’extraction (3) / module de pompage (4) ou, le module d’extraction (3) et le module de pompage (4) distincts, comportent un piètement (311 , 411 ) pour une pose sur le sol ou sur un véhicule.
5. Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le module de pompage (4) est conditionné dans un conteneur (41 ).
6. Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le module de pompage (4) consiste en un module pour l’aspiration par dépression.
7. Système de nettoyage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de pompage (4) comprend au moins une pompe à vide (42), avantageusement un couple de pompes à vide (42).
8. Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le module d’extraction (3) comprend un tapis séparateur (322) qui comporte des ouvertures dimensionnées pour le passage du milieu aquatique et pour la retenue des éléments flottants.
9. Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le réseau de canalisations (5) comprend une canalisation amont (51 ) s’étendant entre une sortie de refoulement (232) du module d’aspiration (2) et le module de pompage (4),
laquelle canalisation amont (51 ) comporte une paroi flottante (511 ) pour assurer la flottabilité de ladite canalisation amont (51 ) au niveau de la surface dudit milieu aquatique.
10. Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le réseau de canalisations (5) comprend :
- une canalisation intermédiaire (52), raccordée entre le module de pompage (4) et le module d’extraction (3), et
- une canalisation aval (53), raccordée à la bouche de refoulement (34) du module d’extraction (3).
1 1 . Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le module d’aspiration (2) consiste en un module véhicule aquatique flottant (2), comprenant une coque (21 ) qui porte :
- des moyens (22) pour la propulsion aquatique dudit module véhicule aquatique flottant (2),
- un circuit hydrique (23) comprenant ladite bouche d’aspiration (231 ) au niveau de laquelle ledit milieu aquatique pollué est destiné à être aspiré.
12. Système de nettoyage selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que le module véhicule aquatique flottant (2) comporte encore des moyens de propulsion terrestre (27), formant un module véhicule amphibie.
13. Procédé de mise en œuvre d’un système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend :
(a) une phase d’installation dudit système de nettoyage (1 ), au cours de laquelle :
- le module de pompage (4) et le module d’extraction (3) sont implantés sur une berge (B) dudit milieu aquatique pollué ou sur un navire (N) flottant sur ledit milieu aquatique (M) pollué, et
- le module d’aspiration (2) est mis à l’eau sur ledit milieu aquatique (M) pollué,
(b) une phase de collecte dudit milieu aquatique (M) pollué, et d’obtention dudit milieu aquatique (M) dépollué desdits éléments flottants.
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