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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR RAISING SEDIMENT FROM THE BOTTOM OF THE SEA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/061006
Kind Code:
A1
Abstract:
The device for raising marine sediment (1) comprises, arranged in such as way as to be submerged in a fluid at the time of use; a riser (10) comprising a suction head (30) at a first end; a cyclone separator (40) having a tangential inlet in fluidic communication with a second end of the riser, and a bottom outlet for marine sediment and a top outlet for fluid; propulsion means (42) for propelling the raised fluid to the top outlet of the cyclone; and a transfer system (50) for transferring marine sediment to transport means (2), this system comprising inlet means (51) connected to the bottom outlet of the cyclone separator, the transfer system further comprises buffer storage means (52) for storing the marine sediment.

Inventors:
TURCAUD JEAN-PAUL (FR)
Application Number:
FR2012/052480
Publication Date:
May 02, 2013
Filing Date:
October 26, 2012
Export Citation:
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Assignee:
ELTROVA (3 rue des Mardors, Couternon, F-21560, FR)
International Classes:
E02F3/90; E02F3/88; E02F5/00; E02F7/10; E21C50/00
Domestic Patent References:
WO2004045775A12004-06-03
Foreign References:
US3748248A1973-07-24
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
THINAT, Michel (Cabinet Weinstein, 56A rue du Faubourg Saint-Honoré, Paris, F-75008, FR)
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Claims:
R E V E N D I C A T I O N S

1. Dispositif de remontée de sédiments marins (1) d'un fond marin (F) caractérisé en ce qu'il comporte, agencés de sorte à être entièrement immergés dans un fluide lors d'une utilisation :

un tube de remontée (10) comprenant à une première extrémité une tête d'aspiration (30), la tête d'aspiration (30) étant agencée de sorte à être maintenue à une distance prédéterminée du fond marin (F), lors d'une utilisation ;

un cyclone séparateur (40) comprenant une entrée tangentielle en communication fluidique avec une deuxième extrémité du tube de remontée, et une sortie basse des sédiments marins, ainsi qu'une sortie haute du fluide ;

des moyens de propulsion (42) du fluide montés au niveau de la sortie haute du cyclone et agencés de sorte à établir un flux de fluide présentant un nombre de Reynolds supérieur à 3000 au moins dans le tube de remontée (10), créant ainsi un vortex au sein et le long du tube de remontée (10) ; et,

un système de transfert (50) vers des moyens de transport (2) des sédiments marins comprenant des moyens d'entrée (51) reliés à la sortie basse du cyclone séparateur, le système de transfert comportant en outre des moyens formant sas et des moyens de stockage tampon (52) des sédiments marins.

2. Dispositif de remontée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de remontée comporte sur une surface interne des moyens d'entretien et de renforcement d'un mouvement hélicoïdal du fluide chargé des sédiments marins sous forme de vortex.

3. Dispositif de remontée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'entrées du système de transfert comportent une vanne d'entrée.

4. Dispositif de remontée selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vanne d'entrée comprend un diaphragme sans recouvrement. 5. Dispositif de remontée selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diaphragme comporte au moins deux plans (511) articulés sur un côté.

6. Dispositif de remontée selon la revendication 5, caractérisé en ce que des arrêtes des plans en contact comportent des bourrelets de renfort (513) .

7. Dispositif de remontée selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la vanne d'entrée comporte des moyens d' actionnement (512) d'une ouverture et d'une fermeture de la vanne d'entrée.

8. Dispositif de remontée selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de stockage tampon comportent une cuve, des moyens de fluidification (54, 56) d'un contenu de la cuve et des moyens d'évacuation (55) du contenu de la cuve.

9. Dispositif de remontée selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de fluidification comportent une série de buses d'injection (56) de fluide disposées dans une paroi de fond de la cuve.

10. Dispositif de remontée selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que, le système de transfert comportant une vanne de sortie (57), les moyens d'évacuation comporte des moyens de génération d'un flux de fluide (55) dirigée vers la vanne de sortie.

11. Dispositif de remontée selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le tube de remontée est un tuyau souple destiné à être stocké en accordéon et déployé sur site.

12. Dispositif de remontée selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le tube de remontée comporte une gueuse (20) au voisinage de la première extrémité.

13. Dispositif de remontée selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la tête d'aspiration (30) comporte des moyens de filtrage des sédiments marins.

14. Dispositif de remontée selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de filtrage sont sélectivement escamotables en fonction d'un flux de fluide dans le tube de remontée.

15. Dispositif de remontée selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la première extrémité du tube de remontée comporte des moyens de déplacement (31) de la tête d'aspiration.

Description:
"Dispositif de remontée de sédiments situés dans les fonds marins"

L'invention concerne un dispositif de remontée de sédiments marins situés au fond des mers ou des océans.

A ce jour, il est connu que les fonds marins contiennent des éléments de grande valeur économique. Ces éléments sont contenus dans des sédiments dits inconsolidés qui recouvrent le fond des océans. Parmi ces éléments, il y a l'étain, le titane, le platine, des métaux rares, du zircon ainsi que des lanthanides. Il est aussi possible de trouver de l'or ou des diamants dans ces fonds marins. A ce jour, il n'est pas possible de remonter de tels sédiments dans de grandes profondeurs à l'aide de pompes classiques qui sont de deux types :

celles fonctionnant par dépression et amorçage avec un maximum de pompage d'une profondeur de 10,33 mètres, et,

- celles fonctionnant à partir du fond, mais qui ne peuvent pas remonter de matériaux, car ces derniers les endommageraient .

Un but de l'invention est de fournir un dispositif qui soit capable effectivement de remonter des sédiments marins de type inconsolidés depuis de grandes profondeurs .

A cette fin, il est proposé, selon l'invention, un dispositif de remontée de sédiments marins d'un fond marin comportant, agencés de sorte à être entièrement immergés dans un fluide lors d'une utilisation : un tube de remontée comprenant à une première extrémité une tête d'aspiration, la tête d'aspiration étant agencée de sorte à être maintenue à une distance prédéterminée du fond marin, lors d'une utilisation ;

- un cyclone séparateur comprenant une entrée tangentielle en communication fluidique avec une deuxième extrémité du tube de remontée, et une sortie basse des sédiments marins, ainsi qu'une sortie haute du fluide ;

des moyens de propulsion du fluide montés au niveau de la sortie haute du cyclone et agencés de sorte à établir un flux de fluide présentant un nombre de Reynolds supérieur à 3000 au moins dans le tube de remontée, créant ainsi un vortex au sein et le long du tube de remontée ; et,

- un système de transfert vers des moyens de transport des sédiments marins comprenant des moyens d'entrée reliés à la sortie basse du cyclone séparateur, le système de transfert comportant en outre des moyens formant sas et des moyens de stockage tampon des sédiments marins.

Ainsi, l'ensemble du dispositif, fonctionnant complètement immergé dans le fluide, ne nécessite pas de pompage pour remonter les sédiments marins situés sur un fond marin, mais seulement l'établissement d'un flux de fluide au sein du dispositif depuis la tête d'aspiration jusqu'au cyclone, flux qui présente un nombre de Reynolds supérieur 3000, donc tourbi 11 onnai re , et qui entraîne donc les sédiments marins avec lui, et les moyens de propulsion du fluide étant placés en sortie haute du cyclone ne sont pas endommagés par les sédiments qui ne passent pas à travers lesdits moyens de propulsion du fluide . Avantageusement, mais facultativement, le dispositif selon l'invention comporte au moins l'une des caractéristiques suivantes :

- les moyens d'entrées du système de transfert comportent une vanne d' entrée ;

la vanne d'entrée comprend un diaphragme sans recouvrement ;

le diaphragme comporte au moins deux plans articulés sur un côté ;

- des arrêtes des plans en contact comportent des bourrelets de renfort ;

- la vanne d'entrée comporte des moyens d' actionnement d'une ouverture et d'une fermeture de la vanne d'entrée ;

- les moyens de stockage tampon comportent une cuve, des moyens de fluidification d'un contenu de la cuve et des moyens d'évacuation du contenu de la cuve ;

- les moyens de fluidification comportent une série de buses d'injection de fluide disposées dans une paroi de fond de la cuve ;

le système de transfert comportant une vanne de sortie, les moyens d'évacuation comporte des moyens de génération d'un flux de fluide dirigée vers la vanne de sortie ;

- le tube de remontée est un tuyau souple destiné à être stocké en accordéon et déployé sur site ;

- le tube de remontée comporte sur une surface interne des moyens d'entretien d'un mouvement hélicoïdal du fluide chargé des sédiments marins ;

- le tube de remontée comporte une gueuse au voisinage de la première extrémité ;

- la tête d'aspiration comporte des moyens de filtrage des sédiments marins ; les moyens de filtrage sont sélectivement escamotables en fonction d'un flux de fluide dans le tube de remontée ; et

- la première extrémité du tube de remontée comporte des moyens de déplacement de la tête d'aspiration.

D'autres caractéristigues et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description ci-après d'un mode préféré de réalisation non limitatif. Aux dessins annexés :

- la figure 1 est un schéma global d'un dispositif de remontée de sédiments marins selon l'invention installé à bord d'un navire ;

- la figure 2 est une vue schématigue d'une première étape de déploiement du dispositif de remontée de sédiments marins selon l'invention installé sur un navire ;

la figure 3 est un schéma illustrant le dispositif selon l'invention de la figure 2 déployé ;

la figure 4 est un schéma du dispositif selon l'invention de la figure 3 lors d'un fonctionnement ;

- la figure 5 est un schéma d'un des moyens de stockage tampon utilisé dans le dispositif de la figure 2 ; et,

- la figure 6 est un schéma de détail d'un élément formant vanne d'entrée de la figure 5.

En référence aux figures 1 à 4, un dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon 1 ' invention va être décrit. Le dispositif de remontée de sédiments marins 1 est, ici, illustré installé sur un navire N. Un ensemble de navires dits tampons 2 permet de récupérer, de stocker et d'évacuer les sédiments marins remontés par le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon 1 ' invention . Le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention comporte un tube de remontée 10 qui, une fois déployé, s'étendra depuis le navire N sous le niveau d'une ligne de flottaison S jusqu'à un voisinage d'un fond marin F. Ce tube de remontée 10 comporte, ici, un tuyau souple 11 comportant, espacés de manière régulière tout le long d'une longueur du tuyau souple 11, des colliers de renfort 12. Avant déploiement, le tuyau de remontée 10 est empilé en accordéon à bord du navire N au niveau d'un derrick 13 situé à la verticale du tuyau de remontée. En variante de réalisation, le tuyau de remontée 10 est formé à partir d'un ensemble de tubes rigides assemblés, par vissage par exemple, les uns aux autres en fonction de la profondeur du fond marin F à atteindre. D'autre part, au niveau des colliers de renfort 12 du tuyau souple 11 du tube de remontée 10, ou le long des surfaces internes des tubes rigides, des renflements internes sont aménagés. Ces renflements peuvent se présenter sous la forme de pales fixées rigidement (par soudage par exemple, sur une surface interne des coliers de renfort ou des tubes rigides. Ces renflements internes sont de forme hélicoïdale formant un pas de vis agencé de manière à générer, ou à renforcer, et àentretenir un mouvement hélicoïdal d'un flux ascendant, de sorte à obtenir un flux de fluide ascendant formant un vortex par un effet de rotation centripète. En variante de réalisation, les renflements sont remplacés par un tube rigide de forme hélicoïdale. Un tel mouvement hélicoïdal du flux sous forme d'un vortex va permettre

- d'homogénéiser une répartition granulométrique à l'intérieur des sédiments marins entraînés par le flux ascendant : les éléments les plus légers vont alors circuler à la périphérie tandis que les éléments les plus lourds vont demeurer au centre de la colonne montante ainsi formée au sein du tube de remontée 10 ; et, de limiter à la périphérie du flux sous forme de vortex, c'est-à-dire au niveau de la surface interne du tube de remontée, la résistance due à la présence d'un flux laminaire à ce niveau.

Cela vient en complément du flux tourbillonnaire, lui-même formant un vortex, généré par les moyens de propulsion 42 qui seront ultérieurement décrits.

D'autre part, le pas de vis des renflements internes est choisi en fonction de l'hémisphère dans lequel le dispositif de remontée des sédiments marins 1 selon l'invention est mis en œuvre, afin d'exploiter les forces de Coriolis naturellement présentes alors. Dans la variante de réalisation du tube de remontée 10 à partir de tubes rigides, les renflements internes de forme hélicoïdales sont aménagés sur une surface interne des tubes rigides.

Au niveau d'une première extrémité, le tube de remontée comporte une tête d'aspiration 30. La tête d'aspiration 30 est de préférence rigide, réalisée dans un matériau métallique. Au niveau d'une ouverture de la tête d'aspiration 30, cette dernière comporte, selon un premier mode de réalisation, des lumières dont les dimensions correspondent au type de matériaux à aspirer compris dans les sédiments marins destinés à être remontés par le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention. De manière avantageuse, mais facultative, diverses têtes d'aspiration 30 peuvent être disponibles en fonction, d'une part, de la profondeur du fond marin F comprenant les sédiments marins à remonter et, d'autre part, du type de matériaux à remonter. Par exemple, pour de grandes profondeurs, la tête d'aspiration 30 est constituée d'un cône fixé rigidifié à un orifice inférieur par des barres radiales soudées et renforcées entre elles par des barres transversales, destinées à bloquer les matériaux de taille supérieure aux grilles ainsi ménagées par les différentes barres radiales et transversales. Dans une variante de réalisation, pour des opérations à faible profondeur, la tête d'aspiration 30 comprend une grille ainsi aménagée pouvant s'ouvrir sous l'effet d'une éventuelle circulation inverse d'un flux circulant au sein du tube de remontée 10 (le flux étant alors partant du cyclone vers la tête d'aspiration 30), dans le but d'affouiller la zone cible du fond marin F pour en dégager des sédimentations de surface qui ne présentent aucun intérêt, comme des boues sur le plancher marin, et qu'il est inutile de remonter en surface pour les séparer des sédiments marins intéressants. Dans cette variante de réalisation, la tête d'aspiration 30 comporte une grille formée de trois éléments ou clapets articulés selon trois axes aménagés à 120° les uns des autres et se recouvrant dans le cas d'un flux partant de la tête d'aspiration 30 vers le navire N. Une zone de butée est une partie circulaire du tube de remontée 10 sur laquelle viennent reposer les trois éléments articulés, qui peuvent être ramenés en position de fermeture par des moyens formant ressort de rappel. Il est à noter que, selon le dispositif de remontée de sédiments marin 1 selon l'invention, lors d'une utilisation, la tête d'aspiration 30 est maintenue à une distance prédéterminée du fond marin, une fois le déploiement du tube de remontée 10 effectué, afin que cette tête d'aspiration 30 ne soit pas en contact avec ledit fond marin et, par conséquent, avec les sédiments marins qui y reposent. C'est le flux de fluide, établi au sein du tube de remontée 10, qui entraine les sédiments marins en les « arrachant » du fond marin. Une valeur de ladite distance prédéterminée est comprise entre 1 m et 3 m environs, de préférence 1 m. Au voisinage de la première extrémité du tube de remontée 10, à distance de la tête d'aspiration 30, le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon 1 ' invention comporte une gueuse 20 , dite de stabilisation. Cette gueuse 20 permet d'amortir les éventuels mouvements parasites de la tête d'aspiration 30 lors d'une utilisation du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention. D'autre part, la gueuse 20 peut être déplacée par des moyens de déplacement 31 de la tête d'aspiration 30 afin de permettre un balayage d'une zone d'intérêt du fond marin F par la tête d'aspiration 30. Ces moyens de déplacement 31 peuvent être des robots indépendants contrôlés depuis le navire N. En surface, au niveau du navire N, sous la ligne de flottaison S, le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention comporte un cyclone séparateur 40 comprenant une entrée tangentielle en communication fluidique avec une deuxième extrémité du tube de remontée 10. Cette communication fluidique est assurée par un tuyau de connexion souple ou rigide 41. D'autre part, le cyclone séparateur 40 comporte une sortie haute située au niveau d'un couvercle du cyclone séparateur 40, sortie à laquelle sont reliés en communication fluidique des moyens de propulsion 42 du fluide. Les moyens de propulsion 42 sont, ici, des propulseurs agencés de sorte à établir un flux de fluide au sein du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention, et en particulier d'établir un flux de fluide dans le tube de remontée 10 relié en communication fluidique avec l'entrée tangentielle du cyclone séparateur 40, flux de fluide présentant un nombre de Reynolds supérieur à 3000 dans le tube de remontée 10, de sorte à ce que ce flux de fluide soit tourbillonnaire et forme ainsi un vortex. La génération d'un tel vortex par va faciliter la remontée des sédiments par un effet de rotation centripète. La conséquence va être, comme dans le fait d'une tornade, une concentration vers le centre dudit vortex des éléments les plus lourds et une limitation à la périphérie des résistances associées avec le flux laminaire en contact avec la surface interne du tube de remontée 10, du fait de la rugosité de la dite surface interne.

Une sortie des propulseurs formant les moyens de propulsion 42 est située sous la ligne de flottaison S. Afin de protéger les moyens de propulsion 42 du fluide, la sortie haute du cyclone comporte des moyens formant grille de sécurité permettant de maintenir d'éventuelles particules sédimentaires qui seraient aspirées au niveau de ladite sortie haute du cyclone séparateur 40. Un tel agencement des moyens de propulsion 42 permet que lors d'un fonctionnement du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention, aucune particule sédimentaire ne passe par lesdits moyens de propulsion 42 et, donc ne détruise pas ou ne mette pas en péril l'intégrité de ces derniers. Par exemple, les moyens de propulsion 42 comprennent un dispositif d' entraînement de fluide comportant une turbine de forme tronconique de révolution ou de forme hyperboloïde de révolution comprenant une vis d'Archimède d' entraînement d'un fluide présentant un pas de vis variant. La turbine et la vis d'Archimède sont réalisées avec des matériaux communs et résistants, comme de l'acier, afin de pouvoir entraîner d'éventuels sédiments marins ayant passés à travers les moyens formant grille de sécurité. De plus, un tel dispositif d' entraînement permet de ne pas avoir de cavitation en fonctionnement, cavitation préjudiciable au bon fonctionnement du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention. Au surplus, un tel dispositif d' entraînement est décrit plus en détail dans la demande française déposée sous le numéro 11 62 547 appartenant à la Demanderesse, et à laquelle il est possible de se référer pour de plus amples informations.

Le cyclone séparateur 40 comporte de plus une sortie basse des sédiments marins située au niveau d'un fond du cyclone séparateur 40. Cette sortie basse permet d'évacuer les sédiments marins collectés dans le cyclone séparateur 40. Pour cela, le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon 1 ' invention comporte un système de transfert vers les moyens de transport 2 des sédiments marins qui va maintenant être décrit en relation avec les figures 5 et 6.

Le système de transfert 50 comporte des moyens d'entrée 51 reliés à la sortie basse du cyclone séparateur 40. Ces moyens d'entrée 51 permettent d'amener les sédiments marins collectés par le cyclone séparateur 40 dans des moyens de stockage tampon 52 du système de transfert 50. Les moyens d'entrée 51 consistent en une vanne d'entrée permettant d'assurer la transition entre la sortie basse du cyclone séparateur 40 et les moyens de stockage tampon 52. Cette vanne d'entrée forme un diaphragme sans recouvrement du fait que ladite vanne d'entrée se ferme et s'ouvre sur un flux continu de sédiments marins saturés en fluide. Elle est formée ici de trois plans triangulaires 511 articulés au niveau d'axes 514 situés radialement extérieurement. Chaque plan articulé est manipulé par un vérin articulé 512. La continuité en sortie basse du cyclone séparateur 40 est assurée en pression par un carter cylindrique 515 dit de recouvrement dans lequel l'ensemble de la vanne d'entrée se loge. Le carter 515 se referme au niveau de la partie basse du cyclone au voisinage de la sortie basse du cyclone séparateur 40. Pour améliorer l'étanchéité de la vanne d'entrée et sa durée de vie, les plans articulés 511 présentent, au niveau de leurs arêtes de contact, des bourrelets de protection qui peuvent être métalliques ou souples en caoutchouc. Ces bourrelets sont remplaçables en fonction de leur degré d'usure. De manière alternative, des surfaces souples déformables peuvent être placées sur des surfaces internes de jointure entre les différents plans articulés.

Les moyens de stockage tampon 52 du système de transfert 50 du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon 1 ' invention sont ici une cuve de stockage dont la capacité est supérieure à un volume de stockage du cyclone séparateur 40. D'autre part, les moyens de stockage tampon 52, ici sous la forme d'une cuve de stockage, permettent une évacuation des sédiments marins vers les navires-tampon 2. Afin de permettre une évacuation optimisée, la cuve de stockage permet un débit d'évacuation sensiblement supérieur à un débit de remplissage du cyclone séparateur 40 dont le contenu en sédiments marins est transféré dans la cuve de stockage à travers les moyens d'entrée 51. A cette fin, le système de transfert 50 comporte une série de buses d'injection de fluide 56 aménagées dans un fond de la cuve de stockage formant les moyens de stockage tampon 52. Les buses d'injection 56 sont fluidiquement connectées à des moyens d'injection de fluide 54 qui vont injecter, ici, l'eau de mer dans les buses d'injection 56. Le rôle de la série de buses d'injection 56 est de fluidifier la masse sédimentaire stockée dans la cuve de stockage formant les moyens de stockage tampon 52. Un débit de la série de buses d'injection 56 est contrôlé par des systèmes de capteurs placés dans le fond de la cuve de stockage formant les moyens de stockage tampon 52. Ainsi, l 'efficacité de la fluidification de la masse sédimentaire stockée ainsi réalisée est optimale.

D'autre part, le système de transfert 50 comporte des moyens d'évacuation du contenu de la cuve de stockage formant les moyens de stockage tampon 52 comprenant eux- mêmes des moyens de génération d'un flux de fluide 55, ici sous la forme d'un propulseur puisant de l'eau de mer que le propulseur injecte directement au sein de la cuve de stockage afin de générer le flux d'évacuation C au sein de la cuve de stockage 52 formant les moyens de stockage tampon 52.

De plus, les moyens de stockage tampon 52 comportent des moyens de sortie situés ici au niveau d'un côté opposé des moyens de stockage tampon 52 à un côté comportant les moyens d'entrée 51. Ces moyens de sortie comportent une vanne de sortie 57, ici de type à clapet simple actionné par un vérin et se positionnant sur un siège constitué d'un bulbe cylindrique. Un mouvement de fermeture de la vanne de sortie 57 s'opère dans le sens du flux d'évacuation C. Ainsi, l'étanchéité est parfaite sur le siège de réception du fait qu'aucune interférence avec les sédiments ainsi évacués ne peut s'établir. Dès lors, le flux d'évacuation C est dirigé vers le navire- tampon 2 à l'aide d'un conduit 53 reliant la vanne de sortie 57 au navire-tampon 2. La présence de vannes au niveau des moyens d'entrée 51 et de sortie des moyens de stockage tampon 52 permet à ces moyens de stockage tampon 52 de remplir un rôle supplémentaire de moyens formant sas pour le système de transfert 50 du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention. L'une des vannes d'entrée et de sortie des moyens formant sas ne s'ouvre qui si l'autre des vannes d'entrée et de sortie des moyens formant sas est fermé. Ainsi, de tels moyens formant sas permettent de décharger le cyclone 40 tout en protégeant le milieu cyclonique au sein du cyclone 40 du milieu ambiant entourant le cyclone 40.

En variante de réalisation des moyens d'entrée 51, ces derniers comporte un sas dont le volume est suffisant pour recevoir le contenu du cyclone 40. La vanne d'entrée précédemment décrite forme la vanne d'entrée des moyens formant sas et une vanne de sortie similaire à cette vanne d'entrée est aménagée en sortie des moyens formant sas.

Nous allons maintenant décrire une utilisation et un fonctionnement du système de transfert 50 du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention. Lorsque le cyclone séparateur 40 est rempli par les sédiments marins remontés, la vanne de sortie 57 du système de transfert 50 se ferme, les moyens de génération d'un flux de fluide 55 sont arrêtés ainsi l'injection de fluide par les buses d'injection 56. Ensuite, la vanne d'entrée des moyens d'entrée 51 du système de transfert 50 est ouverte, ce qui permet de vider le cyclone séparateur 40 de sa charge de sédiments marins remontés. Une fois cette opération effectuée, la vanne d'entrée des moyens d'entrée 52 est refermée, la vanne de sortie 57 est ouverte, le flux généré par les buses d'injection 56 est réinstallé et les moyens de génération d'un flux 55 remis en route. Ceci permet de reprendre le chargement d'un navire-tampon 2 par évacuation d'une partie de la masse sédimentaire alors stockée dans les moyens de stockage tampon 52 du système de transfert 50. En variante de réalisation, le système de transfert

50 comporte une noria de bacs de transport aptes à se déplacer le long d'un rail incliné par rapport à l'horizontal, par exemple de 30 ou 40°. Le bas de rail permettrait d'amener les bacs au niveau de la sortie basse du cyclone séparateur 40 d'une part, et d'autre part, d'amener les mêmes bacs une fois chargés au-dessus des navires tampon afin de transférer le contenu du bac dans ledit navire tampon 2. A cette fin, les bacs peuvent être aménagés à la manière d'un funiculaire, ou encore à la manière des sièges d'une remontée mécanique.

Au surplus, afin de maintenir la distance prédéterminée, en utilisation, entre la tête d'aspiration 30 et le fond marin F, le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention est relié au navire par des moyens formant glissière (non représentés) . Ces moyens formant glissière permettent une compensation de la houle que subit le navire N. Ainsi la distance entre la tête d'aspiration et le fond n'est pas perturbée par la houle existant en surface où est positionné le navire N. De tels moyens formant glissière sont connus en soi sur des plateformes de forage en haute mer et ne nécessitent pas d'installation supplémentaire particulière pour relier le dispositif de remontée des sédiments marins 1 selon l'invention et le navire N.

De nouveau en référence aux figures 2 à 4, nous allons décrire une utilisation du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention. Il est à noter que le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention est installé, ici, sur un navire N. En variante de réalisation, cette installation est réalisée sur une plate-forme flottante. Dans un premier temps, le navire N est amené à la verticale d'une zone d'intérêt du fond marin F, zone d'intérêt comportant des sédiments marins à remonter à la surface. Dès lors, le tube de remontée est déployé dans une direction Dl, la tête d'aspiration 30 étant amenée au niveau de la zone d'intérêt du fond marin F. Ce déploiement s'effectue jusqu'à ce que l'ouverture de la tête d'aspiration 30 vienne en regard de la zone d'intérêt du fond marin F, sans venir en contact avec le fond marin F en étant située à une distance prédéterminée du fond marin F. Ensuite, l'entrée tangentielle du cyclone séparateur 40 est connectée à la deuxième extrémité du tube de remontée à l'aide du tube de connexion souple 41. Ensuite, le système de transfert 50 est installé sous le cyclone séparateur 40, lui-même connecté à un premier navire tampon 2. Dès lors, les moyens de propulsion d'un fluide 42 sont mis en œuvre, ce qui permet d'établir un flux ascendant R au sein du tube de remontée 10. Le flux ascendant R ainsi généré entraîne au niveau de la tête d'aspiration un flux suffisant pour entraîner les sédiments marins inconsolidés de la zone d'intérêt du fond marin F.

Arrivant de manière tangentielle dans le cyclone séparateur 40, le flux ascendant chargé de sédiments marins subit une séparation du fait des forces centrifuges et de gravité régnant au sein du cyclone séparateur 40. Les sédiments marins se stockant dans le fond au niveau de la sortie du cyclone séparateur 40 alors que le fluide est évacué dans la mer par les moyens de propulsion du fluide 42. Ensuite, il est procédé à l'utilisation du système de transfert 50 comme précédemment décrit.

Le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention permet d'effectuer la remontée de sédiments marins inconsolidés non pas à travers une logique de pompage mais à travers une logique d'entraînement cinétique par l'établissement au sein du dispositif et en particulier au niveau de la tête d'aspiration 30 d'un flux de fluide, ici l'eau de mer, suffisant pour entraîner avec lui lesdits sédiments marins inconsolidés. Pour cela, il est nécessaire d'établir, d'une part, un flux de fluide tourbillonnaire au sein du tube de remontée 1, c'est-à-dire un flux de fluide dont le nombre de Reynolds est supérieur à 3000, et, d'autre part, une vitesse du flux de fluide suffisante pour assurer une flottabilité des sédiments marins qui sont ainsi remontés. Il est évident que, dans l'application décrite, le point de départ est situé dans des zones de haute pression et le point d'arrivé situé sous la ligne de flottaison S est situé dans une zone de basse pression, à densité constante de l'eau de mer. La pression très élevée régnant au niveau des fonds marins engendre un phénomène de succion maintenant les sédiments au fond, phénomène de succion qui est alors largement compensé par l'établissement du flux ascendant R au niveau de la tête d'aspiration. Le flux ascendant R, accéléré dans les zones de basse pression par les moyens de propulsion du fluide 42, peut atteindre des vitesses ascensionnelles dans le tube de remontée 10 de l'ordre d'une dizaine, voire de plusieurs dizaines de mètres par seconde. Par exemple, une vitesse ascensionnelle de l'ordre de 40m/s permet d'assurer la flottabilité de nodules d'or qui est l'un des métaux les plus denses qui peut se trouver dans les sédiments marins. D'autre part, le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention permet cette remontée par un processus amont continu réalisé par l'ensemble tête d'aspiration 30, tube de remontée 10, tube de connexion souple 41, cyclone séparateur 40 et des moyens de propulsion 42 du fluide. La capacité limitée du cyclone séparateur 40 et la nécessité d'évacuer les sédiments ainsi remontés vers le navire-tampon 2 impose un processus aval discontinu. Le système de transfert 50 du dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention permet d'empêcher toute interférence entre le flux montant continu R venant du tube de remontée 10 et la zone de basse pression sous le navire N et le navire-tampon 2. Le système de transfert 50 permet de jouer le rôle d'un sas de grand volume entre le cyclone séparateur 40 et le navire-tampon 2. De plus, l'ensemble tête d'aspiration 30, tube de remontée 10, tube de connexion souple 41, cyclone séparateur 40 et des moyens de propulsion 42 du fluide est complètement immergé dans le fluide. Le flux de fluide est donc réalisé dans un milieu unique et homogène que forme ledit fluide. Dans le cadre des sédiments marins, le fluide est l'eau de mer et il n'y a donc aucune liaison entre le fluide formé d'eau de mer et l'atmosphère au-dessus de la mer (atmosphère formée d'un autre fluide qu'est l'air formant un autre milieu différent de celui de l'eau de mer) . Ainsi, une fois la vitesse ascensionnelle désirée pour le fluide dans le tube remontée atteinte, l'énergie dépensée au niveau des moyens de propulsion 42 pour obtenir cette vitesse est constante et indépendante de la profondeur de la zone d'intérêt du fond marin.

En variante de réalisation, par mesure de sécurité, une trappe guillotine peut être placée au-dessus de la vanne d'entrée formant des moyens d'entrée 52 du système de transfert 50, pour parer au cas où un incident du type de blocage de ladite vanne d'entrée ou bourrage dû à une mauvaise gestion de l'évacuation de la masse sédimentaire contenue dans les moyens de stockage tampon 52. Dans un tel cas, il est nécessaire de maintenir le flux ascendant R tout en supprimant la remontée de sédiments marins inconsolidés. Pour ce faire, le tube de remontée 10 est soulevé d'environ deux à trois mètres à l'aide du derrick 13 du navire N. Cette liberté de mouvement est assuré par la souplesse de la liaison entre la deuxième extrémité du tube de remontée 10 et l'entrée tangentielle du cyclone séparateur 40 réalisée à l'aide du tuyau souple de connexion 41.

Bien que le dispositif de remontée de sédiments marins 1 selon l'invention ait été décrit dans le cadre d'une utilisation en plein mer, ce dernier peut être tout à fait utilisé comme dispositif de drague de fonds situés à plus de 10,33 m de profondeur, comme les lacs de rétention des barrages hydrauliques afin de réduire leur envasement .

De plus, il est entendu par sédiments marins tout sédiment pouvant se trouver au fond de la mer, allant des nodules polymétalliques aux hydrates de méthane, sans que cela soit exhaustif, mais aussi tout sédiment se trouvant dans les étendues d'eau douce, comme les rivières et les lacs .

Bien entendu, il sera possible d'apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.