D.A.P.G (Dépollution, Active, des Polluants flottants, Généraux)
Preambule
Afin d’amoindrir les coûts, aussi bien en terme de recherche et de développement, de certains éléments qui constituent cette installation, j’ai opté pour divers matériels existants dans le commerce.
Mon expérience professionnelle, m’a permis de sélectionner certains éléments pour leur fiabilité, et de pouvoir intégrer ce matériel à ce type d’application.
Plusieurs facteurs ont étés étudiés, et m’ont guidé dans mes recherches.
1.Trouver un type de pompe permettant d’absorber rapidement les polluants. Les pompes sélectionnées doivent avoir un débit variable en fonction : – Du type de produit à traiter, ou de sa compacité. – Des coditions climatiques rencontrées. – Des débits importants à absorber rapidement. – Des pressions importantes à avoir pour traiter ces produits. – Prévoir les tuyauteries de refoulement les plus courtes possibles pour éviter les pertes de charges.
2.Pouvoir stopper la pollution, le plus rapidement possible.
3.Eviter de faire des transferts de cuves ou de caissons, pénalisant les travaux car pendant ces transferts, la dépollution est stoppée.
4.Traiter un maximum de produit dans un minimum de temps.
5.Déterminer un type de matériel, peu encombrant au stockage, et pouvant contenir en toute sécurité.
6.Faire évacuer les colis par d’autres navires comme des chalutiers, des bateaux étant dans la région ou spécialement prévus pour aider.
7.Récupérer les colis sans aucune gêne pour la station.
8.Repérer les colis rapidement, tout en sélectionnant les plus menaçants pour les côtes.
9.Les matières, une fois conditionnées doivent pouvoir être récupérées dans leur état et doivent autoriser un stockage au sol (avec un minimum de précautions par mesure de sécurité), en attendant leur transfert dans les raffineries.
10.Pouvoir utiliser des camions standard pour véhiculer ces colis.
11.Déterminer une forme précise de la station de traitement, de façon à ne pas se présenter aux vagues dans des conditions qui risqueraient de la mettre en péril.
12.Ne pas être obligé de vidanger proche d’une raffinerie, et surtout ne pas risquer de recréer une pollution au lieu de déchargement.
13.Rendre une certaine polyvalence de la machine, pour un grand nombre de polluants, flottants à la surface.
14.Pouvoir utiliser un type de stockage des polluants, maintenu dans l’eau suffisamment longtemps sans modifier ses caractéristiques mécaniques.
15.Réalisation en un temps record de cette station, car une grande partie des éléments la constituant, vient du commerce, donc pas de fabrication et d’essais.
Objectifs
Les boues pétrolières, plus légères que l’eau, se trouvent à la surface des mers, et dérivent avec les courants.
L’idée est de contenir, canaliser, pomper, stocker ces boues et surtout, arrêter la pollution avant qu’elles ne viennent s’échouer sur les côtes, perturbant ainsi l’Ecosystème, et touchant une économie locale à plus ou moins longs termes. Les navires qui font transiter ces produits, ne sont pas forcément tous en état de prendre la mer, pour des raisons multiples.
Nous sommes tous conscients que les navires à doubles coques ne peuvent pas remplacer la flotte actuelle, et malgré ce type de coque, un accident ne peut éviter une pollution. Le fait d’épandre une substance chimique sur ces boues, afin de les alourdir pour les couler au fond, n’est pas forcément la solution.
Économiquement, la seule alternative, reste celle de traiter de façon curative et rapide, dès qu’une catastrophe est annoncée, et de pouvoir absorber rapidement ces matières au stade où elles sont présentes physiquement.
IMPERATIFS :
Traiter 56000 Tonnes de pétrole brut en 72 Heures.
Stockage sans ravitaillement mini 70000 unités.
L’idée m’est venue de développer une installation de dépollution pétrolière de la surface des Océans, avec des moyens techniques moindres et un matériel fiable. Totalement sûre de constituer un barrage rapide qui fige la progression, cette installation gère la totalité des déchets flottants, même par gros temps.
Une fois les boues collectées, celles-ci ne présentent aucun risque de pollution post-traitement, même en stockage temporaire.
Ces déchets peuvent êtres véhiculés sans danger, et ne nécessite aucun matériel spécifique, que ce soit au chargement ou au transport.
Le but de cette station de traitement, consiste à minimiser les conséquences d’un naufrage, tout en sachant que nous ne pourrons pas du jour au lendemain, neutraliser tous les bâtiments à risques qui naviguent sur toutes les mers du globe.
Je recherche activement un ou des financiers intéressés par ce type de projet, et je serais surtout très heureux de pouvoir participer à une avance technologique, préservant l’Ecosystème et surtout l’Economie.
Ces actions de dépollution permettront de réaliser des bénéfices non négligeables lors d’une catastrophe en comparaison des sommes dépensées après un naufrage.
Déplacement du matériel
La station de traitement démarre de son port d’attache en direction des nappes de pétrole à traiter.
De part sa conception, cette machine est autonome et ne nécessite aucune assistance pour ses déplacements.
Le système de propulsion AZIPODE, composé de trois moteurs d’une puissance de 10 mégawatts chacun (un sur la proue de la coque centrale, et les deux autres sur la poupe des deux flotteurs latéraux), assure un déplacement rapide, avec une vitesse d’environ 25 nœuds.
Repérage des nappes de pétroles
Avec la technologie des satellites, ou part le biais d’une surveillance aérienne locale, le repérage nous indiquera les nappes de pétrole les plus menaçantes pour les côtes.
La station de dépollution se dirigera vers celles-ci afin de pouvoir commencer le ramassage.
Avec le recoupement et les superpositions des cartes marines, des relevés du satellite, ainsi que les moyens techniques embarqués, la précision de repérage sera confirmée et garantie.
Approche de la station sur la nappe de pétrole
L’instrumentation de détection des polluant doit permettre d’accroître le rendement et la traçabilité des opérations de dépollution de la surface.
En complément des données de localisation des polluants élaborées par repérage aérien ou satellitaire, les procédés acoustiques du navire fourniront une information quantitative, qualitative et tactique au navire.
L’équipage disposera alors:
– D’une information de localisation des nappes à longue et moyenne distance (1000 à 4500m*), permettant de gérer la trajectoire globale du navire et de collecte et d’élaborer la stratégie à adopter ainsi que les priorités à donner.
– D’une information de localisation et de classification des nappes courte portée (800 à 0 m*), permettant de conduire la manoeuvre finale d’approche des polluants, tout en contrôlant leur densité et éventuellement le risque d’avarie lié à des corps flottant indésirables,
– D’une Classification qualitative, estimation quantitative, et traçabilité les polluants situés en entrée directe du colimaçon de ségrégation, d’une évaluation de l’efficacité de la collecte par « analyse avale » de la surface, (* Selon les conditions de propagation.) Ce type de matériel détecte non seulement les nappes en surface mais aussi celles, entre deux eaux.
Avec la propulsion AZIPODE, lors de l’approche sur la nappe, les manœuvres précises du navire permettront une plus grande rapidité d’action pour commencer la dépollution.
Mise en place de la station de traitement
Arrivée sur site, la partie avant de la coque centrale s’ouvre de façon à réaliser un entonnoir qui canalise la nappe de pétrole. La station se présente face à cette nappe.
Ces deux segments de coque viennent se verrouiller en ouverture contre les deux flotteurs latéraux.
Ils représentent un barrage qui guide et permet ainsi de recentrer ce pétrole et faciliter son introduction dans le colimaçon de ségrégation. La cadence d’absorption du polluant n’est gérée que par la station de traitement.
Même avec une faible vitesse, la nappe monte sur le plateau de pompage pour être absorbée. Avec le système AZIPODE, la machine se déplace dans tous les sens sans problèmes, et se sert de son moyen de propulsion pour venir à la rencontre de la nappe de pétrole.
Motorisation de l'ensemble type Diesel Electrique
Pour une meilleure maniabilité de cet ensemble ainsi que pour sauter d’une nappe sur une autre, l’équipement prévu est un système AZIPODE de chez ABB Marine.
Trois Azipodes sont installés :
– Le premier, sous la coque centrale en avant de la station. Il assure une bonne giration de la partie avant, et crée un phénomène de succions de la nappe pour la montée du pétrole.
– Les deux autres Azipodes sont installés sur la poupe des flotteurs latéraux. Ils assurent la bonne giration de la partie arrière.
La puissance des Azipodes est de 10 Mégawatts par moteur. La vitesse de déplacement de la station est d’environ de 25 Nœuds.
Concentration des bouées
Type de la station
L’ensemble constitue un gigantesque trimaran.
L’empattement des flotteurs est d’environ 60 mètres, la longueur de la station est de 85 mètres.
Un tel empattement assure une stabilité générale de la machine, et nous permet de dépolluer dans une mer avec des conditions climatiques difficiles (force 7).
Sa forme et son empattement, lui assure une parfaite stabilité. Dans la coque centrale le stockage de Bigs-Bags en soute, tourne autour de 70000 pièces soit environ 56000 tonnes de pollution de surface brute à traiter, sans avoir à ravitailler.
Elle peut affronter toutes les situations climatiques difficiles.
Des ballasts règlent la hauteur de prise de pétrole, afin d’optimiser le rendement, et d’éviter de repasser plusieurs fois au même endroit.
Le système des deux demi coques forme une sorte de barrage et le colimaçon de ségrégation permet de capter une grande largeur dans la nappe de pétrole.
Les deux flotteurs latéraux assurent une meilleure stabilité de l’ensemble.
Ils servent de local de repos pour le personnel intervenant.
Avec le système de motorisation AZIPODE, la station pourra se déplacer en crabe sans avoir à effectuer de manœuvres pour se présenter face à la nappe voisine.
Empilage du matériel dans la station de traitement
Niveau inférieur.
Ce niveau intègre le local des moteurs diesel ainsi que les alternateurs fournissant l’électricité nécessaire. Le restant de la surface est constitué de ballast nécessaire au bon maintient dans l’eau, de la station en cours de dépollution.
Niveau de la soute.
Ce niveau permet le stockage des bigs-bags et des élévateurs pour alimenter en sacs le local de remplissage. En rouge, sont représentés des racks à bigs-bags. Niveau des pompes antipollution.
Le local des pompes est placé sous le colimaçon de ségrégation. Les tuyauteries de pompes sont prévues les plus courtes possible afin d’éviter les pertes de charge. Sur ce niveau est situé le réservoir de carburant général de la station. Niveau du couloir de ségrégation.
Ce niveau se situe environ à un mètre, un mètre et demi sous le niveau de la mer. Niveau des remplisseuses de la mise au stock et d’éjection.
Ce niveau se situe au niveau de la mer, il permet l’éjection des sacs sans efforts. Niveau des potences et moyens de levage.
Placé juste au dessus du niveau des remplisseuses de la mise au stock et d’éjection, il facilite l’éjection des sacs pleins. Niveau du poste de commandement.
Placé au dessus des potences, il supervise l’entrée des matières, les remplissages et les éjections des sacs.
Forme générale de la station
Entrée des matières dans les pompes
Cette installation est prévue pour travailler dans des conditions difficiles de récupération.
Les vagues qui portent le pétrole font entrer de l’eau dans les pompes. Un système, asservi la hauteur des vagues à un tube télescopique mû par un vérin hydraulique.
Un capteur spécifique à chaque pompe, donne l’information de la hauteur de vague et retransmet la correction à effectuer pour minimiser la prise d’eau non désirée dans la pompe.
Ce système a été pensé pour éviter de charger un surplus d’eau qui pénaliserait les possibilités de la machine à dépolluer rapidement avant que la pollution gagner le continent.
En bout du tube télescopique une partie évasée augmente le diamètre de captation. Ainsi la surface de récupération concernant le pompage dans le colimaçon est plus importante. Sur cet appareillage est montée une aube de turbine, qui tourne doucement et aide le pétrole à s’engouffrer dans ce tube, pour gaver la pompe.
Barrillet de chargement
Avec ce processus de ramassage il est nécessaire de faire évacuer le train de bigs-bags avec tous les sacs pleins.
Un barillet est positionné juste au dessus des remplisseuses. Les tuyauteries des pompes arrivent sur le dessus de ce barillet.
Pour optimiser les chargements et minimiser la quantité d’eau incluse dans le pétrole, il est nécessaire d’effectuer une deuxième phase de décantation. Cet appareil a deux fonctions importantes.
– La première fonction est de concentrer dans cette cuve tout ce qui a été pompé. Car pour la même fonction, le travail des pompes est différent. Il est certain que les deux premières pompes d’entrée dans le colimaçon auront plus de travail que la dernière.
– La deuxième fonction est d’effectuer une seconde ségrégation d’eau par rapport au pétrole. En effet malgré l’appareillage concernant l’entrée des matières dans les pompes nous ne pourrons garantir un pompage du pétrole à 100%.
Des chasses d’eau sont effectuées à intervalles réguliers en partie basse du barillet.
L’eau exempte d’hydrocarbures, étant plus lourde que le pétrole, se trouve dans de fond de la cuve.
Récupération des trains de bigs-bags
Récupération des trains de sacs
Les trains de bigs-bags éjectés, sont récupérés, et remorqués jusqu’au port le plus proche. Des navires, autres que des remorqueurs, peuvent être utilisés pour tracter les trains de bigs-bags.
(Petits cargos, chalutiers, etc.)Si les conditions climatiques empêchent la récupération, les trains peuvent dériver, la pollution étant arrêtée, aucun risque n’est à prévoir.
La gestion par liaison U.H.F ainsi que le G.P.S accroché aux trains de bigs-bags informe de leur position, ils pourront êtres remorqués vers le large, évitant ainsi qu’ils s’échouent sur les côtes. De plus avec cette gestion nous pourrons laisser les trains dériver.
Ainsi nous pourrons profiter des courants et utiliser ceux-ci pour aider à l’approche des côtes, et diversifier les sites de récupération.
Manutention et transport
La manutention et le transport nécessitent peu de précautions, ni de matériels spécifiques. La garantie d’une étanchéité parfaite des sacs tourne autour de trois années.
Les Bigs-Bags peuvent être directement sortis de l’eau pour être chargés en camion benne standard. Cela laisse suffisamment de temps pour évacuer ces déchets.
La récupération s’effectue avec une grue traditionnelle. Dans le cas de grandes pollutions, un stockage tampon sans risque peut être effectué, stockés à même le sol, sur un film plastique. Aucun risque de pollution n’est à craindre.
Manutention et transports
La manutention et le transport nécessitent peu de précautions, ni de matériels spécifiques.
Les Bigs-Bags peuvent être directement sortis de l’eau pour être chargés en camion benne standard.
Cela laisse suffisamment de temps pour évacuer ces déchets.
La récupération s’effectue avec une grue traditionnelle.
Dans le cas de grandes pollutions, un stockage tampon sans risque peut être effectué, stockés à même le sol, sur un film plastique.
Aucun risque de pollution n’est à craindre.
Dimensions de l'ensemble et divers
| Longueur des flotteurs latéraux | 85 mètres |
| Longueur de la station | 65 mètres |
| Diamètre du colimaçon | 15 mètres |
| Longueur dével.moy. du couloir ségrégant | 43 mètres |
| Empattement Général | 60 mètres |
| Nombre de personnes travaillant à bord | 20 |
Colimaçon de ségrégation
Ce système permet de capter sur une grande largeur (environ 8 mètres).
Au fur et à mesure de son rétrécissement, il favorise une concentration de la nappe de pétrole en épaisseur, et assure un pompage homogène.
Un système d’injection d’air sur les parties latérales est installé.
Le fond du colimaçon est légèrement incliné en remontant (environ 3 %), ce qui facilite le pompage par palier et évite la stagnation de la nappe dans le colimaçon
Premier étage de pompage
Les deux premières pompes à l’entrée du colimaçon, créent un phénomène de succion, en absorbant la surface de la nappe.
L’avance de la station de traitement, ainsi que l’étranglement dû aux deux demi coques ouvertes, favorisent la montée du pétrole, et aident au maintien d’un matelas d’eau sous la nappe, dans le colimaçon de ségrégation.
Le pétrole non pompé est donc véhiculé ainsi vers le deuxième palier de pompage
Deuxième étage de pompage
Ce deuxième palier de pompes, avec la même technique, canalise les boues non absorbées vers le palier de la dernière pompe.
Le fond, du tronçon de couloir à bords parallèles est moins incliné, de façon à faciliter la montée des eaux, et privilégier la dernière concentration des boues.
Troisième étage de pompage
Cette dernière pompe, à l’entrée du couloir aux bords parallèles, est munie d’un déshuileur.
Celui-ci, constitue un barrage pour contenir le pétrole concentré, et assure un pompage homogène.
Ultime ségrégation
En sortie du couloir, un deuxième déshuileur est disposé afin de réaliser l’ultime ségrégation.
En effet, dans les eaux qui continuent le circuit, une majeure partie de ce qui n’a pas été pompé est encore chargé d’hydrocarbures en surface.
Les eaux non polluées, repartent à la mer.
Quant aux dépôts restants, ils sont guidés par ce déshuileur, vers l’entrée de la station, créant ainsi un circuit fermé dans le colimaçon de ségrégation.
L’utilisation de ce système de déshuileur, permet de traiter exclusivement des pétroles avec une faible concentration d’eau.
Il permet ainsi de minimiser la quantité de Bigs-Bags à sortir, donc de traiter des nappes plus importantes, sans que la station ne soit obligée de se ravitailler. Elle conserve ainsi une grande capacité en autonomie de traitement.
Pompage du polluant
Le type de pompe utilisé est similaire à celui employé pour la mise en œuvre des bétons.
Ce matériel est fait pour travailler en toute sécurité, à des pressions importantes, et correspond parfaitement à cette application difficile.
La multiplication des pompes permet d’avoir des débits importants, mais surtout que le pompage de ces produits plus ou moins visqueux, voir compact, est modulable, soit en fonction des conditions climatiques rencontrées, soit en fonction des débits importants à absorber rapidement.
Cinq pompes sont utiles dans cette configuration. L’énergie électrique fournie par les alternateurs, assure ainsi une parfaite autonomie pour leur fonctionnement, peu importe la diversité des produits à traités, et les difficultés rencontrées.
Transfert du pétrole
Les pompes renvoient le pétrole par des tuyaux métalliques dans les remplisseuses.
Un collecteur général des pompes, positionné au-dessus des remplisseuses, équilibre les chargements dans les bigs-bags et rétablit le déséquilibre en fonction du taux de travail des pompes.
En effet, la dernière pompe n’aura jamais le même taux de travail que les pompes en entrée, car suivant le processus de conditionnement, il ne faut pas que le train de bigs-bags sorte avec des sacs à moitié pleins voir presque vides.
Présence oiseaux mazoutés et objets flottants
À l’entrée de chaque pompe, une grille est installée pour éviter aux oiseaux mazoutés de se trouver aspirés.
Une plate forme équipée permet leur récupération.
Il en est de même pour des objets flottants qui risquent de perturber les pompages.
Les oiseaux peuvent êtres dépollués sommairement sur la station, avant d’être pris en compte sur le continent.
Un emplacement est prévu à cet effet afin qu’ils puissent être rassemblés et emballés.
Caractéristiques du conditionnement
Les bigs-bags étanches permettent un stockage à long terme (environ 3 années).
Les enveloppes internes aux bigs-bags, servent de combustible de substitution, pour des industries comme les cimenteries.
Après leurs vidanges, les bigs-bags sont réutilisés, seules les enveloppes d’étanchéité ne servent qu’une fois.
Le fait de les récupérer, baisse le coût de mise en oeuvre. Le big-bag sert de sac protecteur armé grâce à sa structure, et offre une résistance suffisante aux agressions externes.
Il est envisageable avec le fournisseur d’effectuer des échanges de bigs-bags neufs n’ayant jamais servit au bout de deux années afin de garantir le niveau de sécurité maximum, car il faut pouvoir partir en campagne de dépollution avec du matériel fiable.
Constitution du train de bigs-bags
Les sacs sont accrochés ensembles par lot de vingt, avec trois sangles largement dimensionnées, équipées de mousquetons reprenant les oreilles de levage.
La sangle qui se trouve dans le milieu des sacs est accrochée par un mousqueton.
Une balise spécifique, fournie par les Etablissements Bleu Ciel est fixée à ce train, pour facilite la récupération, même par mauvais temps ou de nuit.
Stockage avant éjection
Schémas de manutention de sortie de remplisseuse
Au premier remplissage, pont côté remplisseuses.
Au premier stockage, pont côté stockage.
Au remplissage suivant, pont côté remplisseuses.
Au stockage suivant, pont côté stockage, avec l’éjection à la mer.
Stock tampon avant éjection
Un train de bigs-bags est stocké avant son éjection.
Des flotteurs leur sont adjoints, pour une meilleure stabilité dans l’eau, et pour éviter leur retournement dans les vagues.
En effet en fonction du produit à traiter il risque d’y avoir des différences de densité.
Stockage en soute
Stockage des Bigs-Bags
Les lots de bigs-bags sont pressés, et constituent des ballots cerclés.
Il faut compter environ cinquante sacs complets pour faire une hauteur de ballot de 80 centimètres.
L’encombrement au sol représente un mètre carré. Tous ces ballots sont entreposés dans la soute prévue à cet effet.
Les ballots sont entreposés en hauteur, par groupe de trois.
Ces groupes sont juxtaposés de façon à remplir la soute complètement soit environ 70000 bigs-bags.
Dépotage des ballots
Un système automatique en continu, de l’alimentation en bigs-bags, concernant les élévateurs est prévu.
Un système de pinces latérales va chercher une hauteur de trois ballots.
Dès que ceux-ci sont saisis le mécanisme des pinces se retourne de 180° pour pouvoir alimenter le rack tampons des élévateurs.
Cinq élévateurs sont positionnés judicieusement et gavent les cheminées des remplisseuses.
La commande de montée des élévateurs est manuelle, et à la demande des opérateurs. Il sont seuls à savoir les besoins en sacs Seul le dépotage des ballots pour l’accrochage des bigs-bags sous les remplisseuses est manuel.
Le rack tampon qui intéresse les élévateurs est pensé de façon à pouvoir charger en ballots dans des emplacements qui ne perturbent nullement l’ascension vers les remplisseuses.
Un ensemble de dix cases est monté sur châssis frontal. Le fait de déplacer ce châssis vers la gauche ou la droite permet le chargement sans perturber les ascensions.
A chaque chargement deux plaques latérales sont pincées pour éviter d’avoir des ballots qui tombent avec le mauvais temps.
Ces pinces seront libérées lors du transfert du rack de la position remplissage à l’élévation.
De même concernant l’élévation, des grilles en partie avant bloqueront les ballots afin d’éviter qu’ils ne basculent.
Positionnement des élévateurs à fourches
Chaque élévateur est inscrit dans sa cheminée respective.
Chaque puit de cheminée remonte jusqu’au plancher des remplisseuses. Chaque cheminée alimente quatre remplisseuses.
Puits de chargement de Bigs-Bags en soute
Deux puits de chargement des racks permettent de remplir les soutes en ballots de bigs-bags.
Une potence descend ces racks afin qu’ils soient rangés dans les soutes. Une aire de positionnement des racks est prévue dans le rayon d’action de la potence, l’alimentation se fait par une grue automotrice à quai.
Une trappe de fermeture ainsi qu’une grille anti-chute de personnel repliable en cas de non utilisation sert de garde-corps.
Stockage des ballots de Bigs-bags dans la station de traitement
Les ballots sont entreposés sur toute la surface de la cale en prenant soin de laisser un endroit libre pour laisser de la place pour le retournement du système de chargement des ballots dans le rack tampon.
La gestion du système automatique sera minutieusement gérée afin de ne pas perturber le débit de traitement de la station.
