DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention est relative à un procédé de collecte d'un (ou plusieurs) fluide(s) sous marin(s) léger(s), en particulier d'un jet sous marin contenant plusieurs phases dont la densité est inférieure à celle de l'eau de mer, et à un dispositif de collecte pour la mise en œuvre d'un tel procédé.

L'invention s'applique notamment à la collecte des hydrocarbures s'échappant d'un puits ou d'un conduit sous matin endommagé et situé à grande profondeur, ainsi qu'à la collecte d'une source sous marine d'eau douce comportant - ou mélangée à - une phase gazeuse.

Sauf indication explicite ou implicite contraire, dans la présente demande, les qualificatifs « léger(e) » et « lourd(e) » sont utilisés par référence aux propriétés de l'eau de mer ; ainsi, le terme « fluide léger » désigne un fluide dont la densité est inférieure à celle de l'eau de mer.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Le brevet EPI 644589 décrit un procédé et un dispositif de captage d'eau douce provenant d'une source sous-marine.

Le dispositif comporte un premier conduit dont l'extrémité inférieure entoure la source de manière étanche, un second conduit de diamètre inférieur à celui de la partie supérieure du premier conduit, et un réservoir à base ouverte recouvrant l'extrémité supérieure du premier conduit et emprisonnant de l'air.

L'extrémité inférieure du second conduit est immergée à l'intérieur de la partie supérieure du premier conduit, et l'extrémité supérieure du second conduit est située au dessus de l'interface eau-air à l'intérieur du réservoir, de façon à éviter la pollution de l'eau douce par l'eau de mer, et à limiter la surcharge hydraulique de la source.

Lorsque l'eau douce produite par la source contient une phase gazeuse, qui peut être dissoute dans une phase liquide, un tel dispositif ne permet pas de séparer la phase gazeuse de la phase liquide, les deux phases étant collectées et entraînées indistinctement dans le second conduit.

De nombreux dispositifs ont par ailleurs été proposés pour collecter des hydrocarbures s'échappant d'un puits ou d'un conduit sous marin endommagé.

La demande de brevet US2012/0125623A1 décrit un collecteur d'hydrocarbures prévu pour être raccordé à un bloc obturateur de puits (« blow out preventer » ou « BOP »).

Comme décrit notamment dans le document « A model for simulating deepwater oil and gas blowouts - Part I : Theory and model formulation », Li Zheng et al, Journal of Hydraulic Research, Vol. 41 , N°4, 2002, pages 339-351 , un jet sous-marin d'hydrocarbures forme un panache en s'élevant et en se mélangeant à l'eau de mer, puis forme un « nuage » de gouttelettes.

Lorsqu'un jet d'hydrocarbures s'échappe dans l'eau de mer à grande profondeur, la température basse et la pression élevée de l'eau de mer favorisent la formation d' « hydrates » qui rendent difficile la collecte du jet.

La demande de brevet US2012/0155964A1 décrit un dispositif de collecte d'un panache d'hydrocarbures à grande profondeur, qui comporte une cloche de collecte coiffant le panache, un réservoir séparateur disposé à proximité de la surface, et une colonne montante reliant la cloche au réservoir.

Un conduit reliant le réservoir à l'atmosphère permet l'échappement des gaz contenus dans le réservoir, tandis que la phase liquide est pompée et évacuée du réservoir par un autre conduit afin de maintenir le réservoir et la colonne montante en dépression, pour provoquer l'ascension du panache d'hydrocarbures mélangé à l'eau de mer, dans la colonne montante.

Afin de limiter la formation d'hydrates, la cloche et la colonne montante sont thermiquement isolées et initialement remplies d'azote et/ ou d'hélium. Un inconvénient d'un tel système de collecte est qu'il collecte une quantité importante d'eau de mer mélangée aux hydrocarbures et provocant la formation d'hydrates.

Un autre inconvénient de ce système est qu'il nécessite une colonne montante de grand diamètre et de grande longueur, résistant à la dépression et le cas échéant à la pression.

Un autre inconvénient de ce système est qu'il nécessite une pompe de grande capacité.

Les documents US4318442 et WO8101310 décrivent des dispositifs qui sont déposés sur le fond sous marin pour coiffer une tête de puits endommagée.

US4318442 décrit un appareil comportant un récipient lesté comportant une ouverture supérieure, une vanne de fermeture de cette ouverture, un conduit de transport de gaz permettant de maintenir un ciel gazeux dans le récipient, un conduit de transport de liquide débouchant sous le ciel gazeux, et des évents situés sous le départ de liquide pour compenser des variations du débit de fuite du puits et des débits de sortie des fluides liquide et gazeux.

Le récipient délimite ainsi une cavité maintenue en équipression avec l'eau de mer entourant l'appareil, et les hydrocarbures liquides s'élèvent dans le conduit de transport de liquide par effet gravitaire (ou « densitaire »), c'est-à-dire en raison de la plus faible densité des hydrocarbures liquides, par comparaison avec la densité de l'eau de mer environnante.

Afin d'éviter l'échappement d'hydrocarbures par les évents, une pompe assiste le transport des hydrocarbures liquides dans le conduit de transport de liquide, de façon à entraîner de l'eau de mer.

WO8101310 décrit un appareil de collecte d'hydrocarbures comportant une colonne de séparation des phases liquide et gazeuse d'hydrocarbures, et une pompe servant à évacuer la phase liquide.

De tels systèmes ne sont pas adaptés à la collecte d'hydrocarbures à une profondeur supérieure à quelques centaines de mètres où la froideur de l'eau de mer mélangée aux hydrocarbures provoque la formation d'hydrates susceptibles de colmater le conduit de transport de liquide et/ ou l'appareil de collecte.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

Un objectif de l'invention est de proposer un dispositif de collecte d'un fluide sous marin ou d'un mélange de fluides sous-marins, en particulier d'une source sous marin(e) contenant une ou plusieurs phase(s) fluide(s), qui soit simple à mettre en œuvre.

Un objectif de l'invention est de proposer un dispositif de collecte d'un fluide sous marin ou d'un mélange de fluides sous-marins, en particulier d'une source sous marin(e) contenant une ou plusieurs phase(s) fluide(s), qui soit adapté aux grandes profondeurs, en particulier aux profondeurs au moins égales à 500 ou 1000 mètres, par exemple aux profondeurs situées dans une plage allant de 1000 mètres environ à 2000 ou 3000 mètres environ.

Un objectif de l'invention est de proposer un procédé de collecte d'un fluide sous marin léger ou d'un mélange de fluides sous-marins légers, et un dispositif de collecte pour la mise en œuvre d'un tel procédé, qui soient améliorés et/ou qui remédient, en partie au moins, aux lacunes ou inconvénients des procédés et dispositifs connus de collecte de fluides sous-marins.

Sauf indication explicite ou implicite contraire, les termes « enceinte(s) », « récipient(s) », et « réservoir(s) » sont considérés comme synonymes dans la présente demande, et sont donc utilisés indifféremment.

Sauf indication explicite ou implicite contraire, dans la présente demande, le substantif « fluide » désigne soit un fluide en phase liquide et/ ou gazeuse, soit une boue comportant une phase liquide et une phase solide, soit un mélange de fluides ou de phases gazeuse(s), liquide(s), et/ ou solide(s). Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de collecte sous-marine d'un fluide dont la densité est inférieure à celle de l'eau de mer, qui comporte :

- un premier réservoir pour recevoir le fluide, qui est muni d'une première ouverture et d'une seconde ouverture;

- un second réservoir coiffant la première ouverture, entourant une partie du premier réservoir, et muni d'une troisième ouverture mettant le second réservoir en communication avec le milieu entourant le dispositif - des moyens de liaison reliant les premier et second réservoirs ;

- un premier conduit débouchant dans le premier réservoir, pour le transport densitaire d'au moins une première phase du fluide vers la surface ;

- une structure de guidage et d'introduction du fluide dans le premier réservoir, qui s'étend dans le premier réservoir et sépare une première portion du premier réservoir dans laquelle est prévue la seconde ouverture, d'une seconde portion du premier réservoir dans laquelle s'étend l'extrémité débouchante du premier conduit; et

- une structure de collecte du fluide, qui s'étend à l'extérieur du premier réservoir, est solidarisée au premier réservoir, et entoure la seconde ouverture .

Le dispositif peut comporter un second conduit débouchant dans le second réservoir, pour le transport densitaire d'au moins une seconde phase du fluide vers la surface.

La structure de collecte du fluide, qui peut être en partie au moins réalisée en matière plastique ou en élastomère, est de préférence flexible ou déployable, de façon à passer d'une configuration ramassée adaptée au déplacement et à la mise en place du dispositif sous l'eau, à une configuration déployée adaptée à la collecte du fluide.

La structure de collecte du fluide peut être essentiellement constituée par une enveloppe de forme tubulaire ou tronconique (en forme de jupe) ; la surface de cette structure peut être ondulée /plissée. De préférence, le volume de l'espace délimité par la structure de collecte lorsque celle-ci est déployée, est au moins égale au volume du premier réservoir et/ou au volume de la cavité délimitée par les premier et second réservoirs.

Le dispositif peut comporter un troisième conduit comportant (ou formant) ladite structure de guidage et d'introduction du fluide ainsi que ladite structure de collecte du fluide ; dans ce cas notamment, une extrémité libre du troisième conduit servant à introduire le fluide dans le dispositif de collecte et de séparation, peut être équipée d'un dispositif de raccordement adapté à la structure (conduit ou « BOP » notamment) de laquelle s'échappe le fluide à collecter, par exemple un dispositif tel que décrit dans la demande de brevet US2012/0155965A1 susmentionnée.

L'invention s'applique notamment à la collecte d'un hydrocarbure liquide, d'un mélange d'hydrocarbures liquide(s) et gazeux, d'un mélange d'hydrocarbure(s) gazeux et d'une boue comportant un (des) hydrocarbure(s) liquide(s) mélangé(s) à des hydrates, ainsi qu'à la collecte d'eau douce mélangée à un (des) gaz qui peu(ven)t être dissous dans l'eau douce.

L'invention permet de séparer les phases du fluide collecté - ou du mélange de fluides - dans les récipients.

L'invention permet d'absorber des variations du débit, de la pression, et/ou de la composition du fluide /mélange admis en entrée du dispositif, et/ou des variations du débit d'échappement de la (ou des) phase extraite(s) du fluide/ mélange, ces variations pouvant se traduire par des variations des niveaux des interfaces respectives entre les première et seconde phases - i.e. dans le premier récipient -, et entre la seconde phase et l'eau de mer - i.e. dans l'espace s'étendant entre les premier et second récipients et communicant avec le milieu sous marin entourant le dispositif -.

L'invention permet de transporter les phases séparées par le dispositif, dans des conduits sensiblement maintenus en équipression avec le milieu marin qui les entoure, ce qui permet d'utiliser des conduits présentant une faible résistance mécanique et/ ou des conduits flexibles.

Les enceintes/ récipients du dispositif étant également sensiblement maintenues en équipression avec le milieu marin, peuvent également présenter une faible résistance mécanique et/ ou une structure flexible.

Les conduits et/ ou les récipients peuvent notamment comporter une structure déployable, qui peut être réalisée en matière plastique ou en élastomère, en particulier une structure « gonflable » comportant une double paroi susceptible de contenir de l'eau de mer.

De telles structures flexibles peuvent contribuer à limiter l'adhésion d'hydrates à leurs surfaces respectives, et par conséquent limiter le risque de colmatage du dispositif.

L'invention permet de limiter la formation d'hydrates en évitant - ou limitant - le contact entre les hydrocarbures liquides et l'eau de mer, et en limitant la surface de contact entre les hydrocarbures gazeux et l'eau de mer.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de collecte sous-marine d'un fluide comportant au moins une première phase dont la densité est inférieure à celle de l'eau de mer, et le cas échéant au moins une seconde phase dont la densité est inférieure à celle de l'eau de mer et à celle de la première phase, dans lequel :

- on provoque l'introduction du fluide dans une cavité communicant avec le milieu sous marin de sorte que la cavité est maintenue en équipression avec ce milieu, cette cavité étant délimitée par deux réservoirs : i) un premier réservoir muni d'une première ouverture et d'une seconde ouverture; et ii) un second réservoir coiffant la première ouverture, entourant une partie au moins du premier réservoir, lié au premier réservoir et communicant avec celui-ci, et muni d'une troisième ouverture communicant avec le milieu sous marin ; par le transport du fluide dans une structure de collecte qui s'étend à l'extérieur du premier réservoir, qui est solidarisée au premier réservoir et entoure la seconde ouverture, et par le guidage du fluide par une structure de guidage qui s'étend dans le premier réservoir et sépare une première portion du premier réservoir dans laquelle est prévue la seconde ouverture, d'une seconde portion du premier réservoir dans laquelle s'étend l'extrémité débouchante d'un premier conduit (21) débouchant dans le premier réservoir, en favorisant l'écoulement de la première phase dans le premier réservoir, le cas échéant la séparation des phases dans la cavité et l'écoulement de la seconde phase dans le second réservoir ;

- on récupère la première phase s'écoulant (s'élevant) par différence de densité dans le premier conduit; et, le cas échéant, on récupère la seconde phase s'écoulant (s'élevant) par différence de densité dans un second conduit débouchant dans le second réservoir.

Selon des modes de réalisation de l'invention :

- le dispositif peut comporter un quatrième conduit débouchant dans le second réservoir et équipé d'un organe de sectionnement (ou d'obturation) tel qu'une vanne, ce conduit permettant l'introduction d'un fluide « de rinçage » - ou fluide de « chasse » - servant à évacuer (chasser) une partie au moins de l'eau de mer contenue dans le dispositif, avant l'introduction, dans les réservoirs, du fluide à collecter ;

- dans ce cas, on peut utiliser un fluide de rinçage sous forme liquide ou gazeuse et dont la densité (i.e. la masse volumique) peut être inférieure à celle de la phase de plus faible densité du fluide à collecter ; on peut par exemple utiliser de l'azote ;

- ce fluide de rinçage peut être stocké dans un - et provenir d'un - troisième réservoir sous pression raccordé au second réservoir par le quatrième conduit ;

- une partie au moins de la paroi du second réservoir, en particulier la partie de cette paroi s'étendant autour du premier réservoir, peut comporter une isolation thermique de façon à limiter le refroidissement des phases du fluide à collecter, par l'eau de mer entourant le dispositif de collecte ; dans le même but, le premier et/ ou le second conduit peu(ven)t également comporter une isolation thermique ;

- le premier conduit peut par exemple être agencé (notamment dimensionné) pour faciliter un écoulement de la première phase dans ce conduit avec une vitesse moyenne située dans une plage allant de 0,001 (10 ³ ) mètre par seconde (m/ s) environ à dix (10) m/ s environ;

- le second conduit peut par exemple être agencé (notamment dimensionné) pour faciliter un écoulement de la seconde phase dans ce conduit avec une vitesse moyenne située dans une plage allant de 0,001 (10 ³ ) mètre par seconde (m/ s) environ à dix (10) m/ s environ;

- le premier récipient peut être agencé (notamment dimensionné) pour permettre un stockage temporaire de la première phase dans ce récipient ; à cet effet, la capacité de ce premier réservoir peut par exemple être au moins égale à la quantité de la première phase du mélange qui est collectée pendant une durée située dans une plage allant de 0, 1 (10 ¹ ) seconde (s) environ à cent (10 ² ) secondes (s) environ;

- le second récipient peut être agencé (notamment dimensionné) pour permettre un stockage temporaire de la seconde phase dans ce récipient ; à cet effet, la capacité de ce second réservoir peut par exemple être au moins égale à la quantité de la seconde phase du mélange qui est collectée pendant une durée située dans une plage allant de 0, 1 (10 ^_1 ) seconde (s) environ à cent (10 ² ) secondes (s) environ;

- l'un au moins des premier et second réservoirs, qui sont - au moins partiellement - imbriqués l'un dans l'autre, peut présenter une forme générale de révolution, en particulier une forme sensiblement cylindrique ou une forme de calotte sphérique ; dans le cas où ces deux réservoirs présentent une enveloppe de révolution, les axes de révolution respectifs de ces enveloppes peuvent être sensiblement confondus ;

- l'un au moins desdits premier, second, et troisième conduit peut être équipé d'au moins un organe de sectionnement (ou d'obturation) tel qu'une vanne ou un obturateur ; - en particulier, le dispositif peut comporter un obturateur disposé à l'entrée - ou au voisinage de l'entrée - du second conduit, cet obturateur comportant un organe mobile - tel qu'une bille ou boule - dont la densité présente une valeur intermédiaire entre celle de la première phase du mélange et celle de la seconde phase du mélange, de sorte que cet organe mobile peut flotter sur la première phase et interdire l'introduction de cette première phase dans le second conduit ;

- le dispositif de collecte peut comporter des organes de liaison assurant une liaison rigide - ou faiblement déformable - entre les premier et second récipients/ réservoirs ;

- le dispositif de collecte peut comporter des moyens de positionnement des réservoirs assurant le maintien des premier et second récipients/ réservoirs à proximité du lieu ou de la structure d'où s'échappe le mélange à collecter ; ces moyens de positionnement peuvent par exemple comporter des câbles fixés au fond sous marin par des ancres ou par des masses reposant sur le fond ;

- le dispositif de collecte peut comporter des moyens de séparation de phase, en particulier des parois déflectrices ou séparatrices, qui sont agencé(e)s dans le premier récipient/ réservoir notamment, pour favoriser la séparation mutuelle des première et seconde phases à l'intérieur des premier et second récipients, pour éviter ou limiter le passage de la seconde phase dans le premier conduit, et pour éviter ou limiter le passage de la première phase dans le second conduit ;

- le dispositif de collecte peut comporter (au moins) deux modules séparateurs assurant une séparation de phases en équipression avec le milieu sous marin environnant, qui sont reliés par (au moins) une colonne montante ;

- le procédé de collecte peut comporter les opérations suivantes : immersion d'un dispositif de collecte jusqu'à proximité d'un jet ou d'une source de fluide à collecter ;

positionnement stable du dispositif de collecte par rapport à la structure d'où s'échappe le fluide à collecter, par ancrage au fond de la mer et/ ou par établissement de liaisons mécaniques entre le dispositif de collecte et cette structure ;

introduction d'un fluide de rinçage dans les premier et second réservoirs pour en évacuer l'eau de mer ;

déploiement de la structure de collecte autour de la structure d'où s'échappe le fluide à collecter.

D'autres aspects, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante qui se réfère aux figures annexées et illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un dispositif de collecte d'un fluide sous marin léger selon un mode de réalisation de l'invention.

Les figures 2 à 4 illustrent, en vue en coupe longitudinale schématique, des étapes d'un procédé de collecte d'un fluide polyphasique à l'aide du dispositif illustré figure 1 :

La figure 2 correspond à une étape d'immersion et de positionnement du dispositif de collecte à proximité de la structure d'où s'échappe le fluide à collecter ;

La figure 3 correspond à une étape de rinçage du dispositif de collecte par un fluide introduit dans la partie supérieure du second récipient ;

La figure 4 correspond à une étape de séparation des phases du fluide collecté par le dispositif de collecte raccordé à la structure d'où s'échappe le fluide.

La figure 5 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un dispositif de collecte d'un fluide sous marin selon un autre mode de réalisation de l'invention.

La figure 6 est une vue en coupe transversale schématique du dispositif de collecte illustré figure 5, et est une vue selon VI-VI de la figure 5. La figure 7 illustre schématiquement un dispositif de collecte selon un autre mode de réalisation, qui comporte deux modules séparateurs tels que ceux illustrés figures 1 et 5.

La figure 8 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un dispositif de collecte d'un fluide sous marin selon un autre mode de réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Sauf indication explicite ou implicite contraire, des éléments ou organes - structurellement ou fonctionnellement - identiques ou similaires sont désignés par des repères identiques sur les différentes figures.

Par référence aux figures 1 et 5 notamment, le dispositif 10 de collecte est essentiellement constitué de deux récipients ou réservoirs ouverts 1 1 , 12, de deux ou trois conduits 21 à 23 débouchant dans ces réservoirs, ainsi que d'une structure de collecte s'étendant sous le premier réservoir 1 1.

Dans le mode de réalisation correspondant aux figures 1 à 4 et 7, le premier réservoir 11 comporte une paroi latérale 14 de forme cylindrique s'étendant selon un axe 30 de révolution, et une paroi 15 de fond obturant une première extrémité longitudinale de la paroi 14, et percée d'un orifice 233 de passage du fluide collecté.

La seconde extrémité longitudinale 16 de la paroi 14, qui n'est pas obturée, forme une ouverture supérieure pour le réservoir 1 1.

Dans ce mode de réalisation, le second réservoir 12 comporte une paroi latérale 17 de forme cylindrique s'étendant selon le même axe 30 de révolution, et une paroi 18 de fond obturant une première extrémité longitudinale de la paroi 17.

La seconde extrémité longitudinale 19 de la paroi 17, qui n'est pas obturée, forme une ouverture inférieure pour le réservoir 12.

On peut observer figure 1 et 8 notamment que le fond 15 du premier réservoir 11 s'étend sensiblement dans le même plan que l'ouverture 19 du second réservoir, de sorte que le premier réservoir 11 s'étend sensiblement en totalité à l'intérieur de la cavité cylindrique délimitée par le second réservoir 12.

A contrario, dans le mode de réalisation correspondant aux figures 5 et 6, le premier réservoir 1 1 s'étend en partie seulement à l'intérieur de la cavité en forme de portion de sphère délimitée par le second réservoir 12.

Dans ce mode de réalisation, les premier et second réservoirs 1 1 , 12 comportent chacun une double paroi en forme de portion de sphère s'étendant selon le même axe 30 de révolution et le même centre 40.

Dans les modes de réalisation représentés, les réservoirs 1 1, 12 s'étendent selon un axe 30 commun.

Dans les modes de réalisation représentés, l'ouverture supérieure 16 du premier réservoir 1 1 s'étend en regard du fond 18 du second réservoir 12, tandis que la paroi latérale 17 et l'ouverture 19 du second réservoir 12 s'étendent autour du premier réservoir, à distance de celui- ci, délimitant avec la paroi latérale 14 du premier réservoir 1 1, un espace périphérique 50.

Cet espace périphérique 50, qui est de forme annulaire dans le mode de réalisation des figures 1 à 4 et 8, et de forme toroïdale dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, débouche (communique) avec le milieu dans lequel est placé le dispositif 10, par l'ouverture inférieure 19 du réservoir 12, et débouche (communique) avec la cavité délimitée par le réservoir 1 1, à son extrémité supérieure ceinturant l'ouverture supérieure 16 du réservoir 1 1.

L'espace périphérique 50 permet ainsi la circulation 51 de l'eau de mer pénétrant dans - ou sortant de - cet espace par l'ouverture 19.

Comme illustré figures 1 et 5 notamment, les récipients 1 1 et 12 sont rigidement liés entre eux par l'intermédiaire de barres 58 reliant les parois latérales 14, 17 respectives des récipients 1 1 et 12, et s'étendant - sans l'obturer - dans l'espace périphérique 50.

Dans le mode de réalisation illustré figures 1 à 4, le dispositif 10 de collecte comporte un troisième conduit 23, qui s'étend au travers de l'ouverture 233 du fond 15 du réservoir 1 1 , est ouvert à son extrémité inférieure 230 s'étendant à l'extérieur du réservoir 11 , pour permettre l'introduction 52, dans le dispositif 10, du mélange à collecter.

Le troisième conduit 23 est également ouvert à son extrémité supérieure (interne) 232 s'étendant à l'intérieur du réservoir 11, pour permettre l'introduction 53, dans le dispositif 10, du mélange qu'il transporte.

On peut observer figure 1 à 4 que l'extrémité inférieure (externe) 230 du conduit 23 est équipée d'un organe 231 de raccordement adapté à la structure 20 d'où s'échappe (cf. les flèches 200 figures 2 et 3) le fluide/ mélange à collecter.

Cet organe 231 de raccordement est schématiquement représenté sous forme d'une bride adaptée à une bride 201 complémentaire équipant le conduit 20, mais peut prendre diverses autres formes.

Dans le mode de réalisation illustré figures 1 à 4, la partie supérieure 234 du troisième conduit 23, qui s'étend à l'intérieur du réservoir 1 1 , forme une structure de guidage et d'introduction du fluide dans ce réservoir, tandis que la partie inférieure 235 du troisième conduit 23, qui s'étend à l'extérieur du réservoir 1 1 , forme une structure de collecte du fluide.

Dans le mode de réalisation illustré figure 8, le troisième conduit 23, qui s'étend en totalité à l'intérieur du réservoir 1 1 , forme la structure de guidage et d'introduction du fluide dans ce réservoir, tandis que la structure de collecte du fluide comporte une enveloppe 92 qui s'étend sous le premier réservoir 1 1 auquel elle est solidarisée, et qui entoure la seconde ouverture 233 prévue dans le fond du réservoir 11.

L'enveloppe 92 de collecte du fluide peut comporter une couche de matière plastique ou d'élastomère, ainsi qu'une structure de renfort telle qu'une structure métallique filiforme conformée en hélice s'étendant selon l'axe 30 de symétrie générale du dispositif.

Une telle structure de collecte peut ainsi passer d'une configuration ramassée adaptée au déplacement et à la mise en place du dispositif sous l'eau, qui est illustrée figure 5, à une configuration déployée adaptée à la collecte du fluide, qui est illustrée figure 8.

Dans le mode de réalisation illustré figure 5, la structure de guidage et d'introduction du fluide dans le réservoir 1 1 est essentiellement constituée par la paroi 64.

Dans les modes de réalisation représentés, le dispositif 10 comporte un premier conduit 21 , qui s'étend au travers du fond 18 du réservoir 12, est ouvert à son extrémité inférieure (interne) 210 s'étendant à l'intérieur du réservoir 1 1 , pour permettre l'introduction 54, dans le conduit 21, de la phase la plus dense du mélange collecté - i.e. de la première phase - qui s'est écoulée et le cas échéant accumulée dans le réservoir 1 1.

Le conduit 21 forme - ou est prolongé par - une colonne montante pouvant s'étendre jusqu'à la surface de la mer et permettant le transport gravitaire de la première phase provenant du premier réservoir.

Dans les modes de réalisation représentés figures 1 à 7, le dispositif 10 comporte un second conduit 22, qui s'étend également au travers du fond 18 du réservoir 12, est ouvert à son extrémité inférieure 220 par laquelle il débouche à l'intérieur du réservoir 12, au dessus du réservoir 1 1, pour permettre l'introduction 55, dans le conduit 22, de la phase la plus légère du mélange collecté qui s'est séparée du mélange par gravité et s'est le cas échéant accumulée dans le réservoir 12.

Le conduit 22 forme - ou est prolongé par - une colonne montante pouvant s'étendre jusqu'à la surface 94 de la mer et permettant le transport gravitaire de la seconde phase provenant du second réservoir.

A contrario, dans le mode de réalisation illustré figure 8, le dispositif 10 de collecte comporte seulement un « embryon » de conduit 22 qui est équipé d'une vanne et qui débouche dans le milieu sous marin pour servir d'évent, afin d'évacuer un éventuel excès de la phase accumulée dans le ciel du réservoir en cloche 12.

On peut observer figure 1 que le premier réservoir comporte une paroi 60 s'étendant au dessus de l'orifice 232 de sortie du conduit 23, et dans le prolongement de ce conduit, de sorte que cette paroi 60 peut dévier un jet 53 du mélange collecté sortant du conduit 23, ce qui provoque ou facilite la séparation des phases du mélange ; il en est de même concernant le courant 53 de fluide collecté sortant du conduit périphérique 65, figure 5.

Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, le premier réservoir comporte une paroi déflectrice 64 en forme de portion de calotte sphérique dont le centre 40 est sensiblement confondu avec celui des parois 14, 15, 17, 18 des réservoirs 1 1 et 12.

Les parois 14, 15 et 64 délimitent ainsi, à l'intérieur du réservoir

1 1 , un espace ou conduit 65 en forme de lame sphérique épaisse et/ou de corolle, à l'extrémité inférieure duquel débouche le conduit 23 transportant le mélange collecté, et qui débouche dans le réservoir 1 1 , sous l'ouverture 16 de ce dernier.

Le mélange sortant du conduit 23 circule alors dans ce conduit 65 où sa vitesse et sa pression peuvent diminuer, et où les phases peuvent se séparer, jusqu'à la sortie supérieure de ce conduit 65 où les phases du mélange s'écoulent dans les cavités 70, 71 respectivement délimitées par les réservoirs 1 1 , 12.

Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, les réservoirs 1 1 , 12 et les conduits 21 à 23 présentent une symétrie de révolution selon l'axe 30, les conduits 21 à 23 s'étendant selon cet axe commun, le conduit 21 s'étendant à l'intérieur du conduit 22.

Dans tous les modes de réalisation, la séparation des phases du fluide /mélange sortant du conduit 23, 65, 234 s'opère notamment par gravité dans la cavité 70 délimitée par le réservoir 1 1 et dans la portion 71 de la cavité délimitée par le réservoir 12 qui s'étend au dessus de la cavité 70.

L'interface 72 entre ces deux phases, qui est sensiblement horizontale, s'étend normalement dans la cavité 70 du réservoir 1 1 , tandis que l'interface 73 entre la phase la plus légère présente dans le ciel du réservoir 12, et l'eau de mer entourant le dispositif, s'étend normalement dans la cavité 50 périphérique séparant les parois respectives des réservoirs 11 , 12.

La séparation des phases du mélange est notamment favorisée par le fait que l'extrémité inférieure 210 du conduit 21 , par laquelle s' « échappe » la phase « lourde » recueillie dans le réservoir 1 1 , est située sous l'extrémité supérieure 230 du conduit 23, 65, 234 par laquelle le fluide est introduit dans les cavités 70, 71 , et à une distance significative de cette extrémité 230.

Par référence aux figures 1 à 4 notamment, le dispositif 10 comporte un quatrième conduit 24 débouchant dans le second réservoir 12 et équipé d'une vanne 80 d'isolement, et un troisième réservoir 13 raccordé au réservoir 12 par le conduit 24 et contenant un fluide de rinçage sous pression servant à évacuer de l'eau de mer contenue dans le dispositif, après son immersion.

Par référence à la figure 8, le dispositif 10 comporte un cinquième conduit 25 débouchant dans le second réservoir 12 et équipé d'une vanne 800 d'isolement, et un quatrième réservoir 130 raccordé au réservoir 12 par le conduit 25 et contenant un fluide inhibiteur, par exemple du méthanol, servant à limiter ou éviter la formation d'hydrates dans l'espace périphérique 50.

Les conduits 21 à 23 et les parois 14, 15, 17, 18 des premier et second réservoirs peuvent être réalisés dans un matériau résistant à la corrosion marine, en particulier en métal ou dans une matière plastique ou un élastomère, et peuvent comporter une double paroi susceptible d'être remplie d'eau de mer.

Une partie au moins de la paroi périphérique 17 du second réservoir peut être ainsi - ou autrement - dotée d'une « barrière » thermique limitant le refroidissement des fluides présents dans la cavité 50 par l'eau de mer entourant le second réservoir.

A contrario, une partie au moins de la paroi périphérique 14 du premier réservoir, en particulier la partie de cette paroi s'étendant en regard de l'interface 73, peut être réalisée en métal, par exemple, afin de former un « pont » thermique favorisant le réchauffement des fluides présents dans la cavité 50 par le fluide contenu dans le premier réservoir.

Par référence aux figures 1 à 4 notamment, le dispositif 10 comporte un obturateur disposé au voisinage de l'entrée 220 du second conduit 22.

Cet obturateur comporte un organe mobile 81 en forme de boule, dont la densité présente une valeur intermédiaire entre celle de la première phase du mélange et celle de la seconde phase du mélange.

L'obturateur comporte en outre un guide 82 pour l'organe 81 , en particulier une cage s'étendant dans le réservoir 12, dans' le prolongement du conduit 22, et dans laquelle la boule 81 peut se déplacer.

Ainsi, la boule est maintenue par gravité en partie inférieure du guide 82, tant qu'elle n'est pas entourée par un fluide de densité supérieure à la sienne, et peut alors laisser la première phase contenue dans le ciel et la cavité 71 du réservoir 12, s'échapper (cf. les flèches 55) du réservoir 12 par le conduit 22, jusqu'à la surface de la mer.

A contrario, si le niveau de la première phase dans le réservoir 12 atteint ou dépasse l'extrémité inférieure du guide 82 supportant la boule 81, la boule 81 flotte alors sur la première phase, et peut s'élever dans la cage 82 jusqu'au contact de l'extrémité 220 du conduit 22, obturant le conduit 22 et interdisant alors l'introduction de la première phase - ainsi que de la seconde phase - dans ce conduit.

Selon d'autres modes de réalisation, une vanne d'isolement, un obturateur, et/ ou un organe de réglage du débit de matière transportée peu(ven)t par ailleurs équiper les conduits 21 à 23, comme représenté figure 8 concernant le tronçon de conduit 22.

Par référence aux figures 2 à 4 en particulier, pour la collecte d'un mélange 200 de deux phases de densités distinctes et inférieures à celle de l'eau de mer, qui s'échappe d'une structure 20 sous-marine, au voisinage du fond 90 sous marin, on peut réaliser successivement les opérations suivantes :

- on immerge le dispositif 10 à proximité du fond 90 et de la structure 20 et on stabilise la position du dispositif de collecte par son ancrage au fond 90 à l'aide de câbles 91 , et/ ou par établissement d'une liaison mécanique entre le dispositif 10 et la structure 20, comme illustré figure 2, de sorte que l'axe 30 soit sensiblement vertical, que l'ouverture 16 s'étende dans un plan sensiblement horizontal en partie supérieure du réservoir 1 1 , et que l'ouverture 19 s'étende dans un plan sensiblement horizontal en partie inférieure du réservoir 12 ;

- on ouvre ensuite la vanne 80 pour introduire dans les réservoirs 1 1 , 12 le fluide de rinçage contenu dans le réservoir 13, pour évacuer la majeure partie au moins de l'eau de mer « emprisonnée » dans les réservoirs 1 1 , 12 lors de l'immersion du dispositif, comme illustré figure 3; puis

- on raccorde, de façon la plus étanche possible, l'extrémité inférieure 230 du conduit 23 à la structure 20.

On procède de façon similaire lorsqu'on utilise un dispositif de collecte tel que ceux illustrés figures 5 et 8, dont la structure de collecte 92 comporte une membrane déployable : cette structure de collecte est d'abord positionnée au dessus du point d'émergence du fluide à collecter, puis est déployée vers le bas en entourant la zone ou la structure d'où s'échappe le fluide à collecter, sensiblement jusqu'au fond 90 sous marin, sur lequel la base de cette structure peut reposer par l'intermédiaire de boudins 93 remplis d'une composition plus dense que l'eau de mer, par exemple remplis de sable.

Il en résulte l'introduction du jet 200 de mélange dans les cavités 70, 71, 50 du dispositif qui communiquent avec le milieu sous marin de sorte que ces cavités sont maintenues en équipression avec ce milieu.

La configuration décrite ci avant des réservoirs 1 1, 12 et des conduits 21 à 23 notamment, favorise alors la séparation des phases contenues dans le mélange, l'écoulement de la phase la plus « lourde » dans le premier réservoir, et l'écoulement de la phase la plus « légère » dans le second réservoir.

On peut ainsi récupérer la phase lourde s'écoulant par différence de densité dans le premier conduit 21, ainsi que la phase légère s'écoulant également par différence de densité dans un second conduit 22, comme illustré figure 4.

Dans un régime stable de fonctionnement du dispositif de collecte, l'interface 72 s'établit entre la cote - mesurée selon l'axe 30 - de l'ouverture 16 et celle de l'extrémité 210 du conduit 21 , tandis que l'interface 73 s'établit à une cote intermédiaire entre celle de l'ouverture 16 et celle de l'ouverture 19.

La hauteur - i.e. la longueur mesurée selon l'axe 30 - séparant l'ouverture 16 du récipient 1 1 et l'ouverture inférieure 210 du conduit 21 , détermine la variation maximale du niveau de l'interface 72 séparant les deux phases séparées : si cette interface s'élève au dessus de l'ouverture 16, la phase lourde peut alors se déverser à l'extérieur du réservoir 1 1 , dans l'espace 50 délimité par les parois des réservoirs 11 , 12, et le cas échéant jusqu'à l'extérieur du réservoir 12 et du dispositif 10.

Cette hauteur détermine, avec le diamètre - ou diamètre équivalent

- de la paroi 14 du réservoir 11, la capacité utile de ce réservoir.

Par ailleurs, si cette interface 72 s'abaisse en dessous de l'ouverture 210 du conduit 21 , celui-ci peut se désamorcer et le relèvement gravitaire de la phase lourde dans le conduit 21 peut être interrompu.

De façon similaire, la hauteur mesurée selon l'axe 30 et séparant les ouvertures respectives 16, 19 des récipients 1 1 , 12, détermine la variation maximale du niveau de l'interface 73 séparant la phase légère et l'eau de mer dans l'espace périphérique 50: si cette interface s'élève au dessus de l'ouverture 16, l'eau de mer peut alors se déverser à l'intérieur du réservoir 11, tandis que si cette interface 73 s'abaisse en dessous de l'ouverture 19 du réservoir 12, la (ou les) phase(s) du mélange contenu dans l'espace 50 peuvent s'échapper à l'extérieur du réservoir 12 par l'ouverture 19.

Par référence à la figure 7, le dispositif comporte deux modules 101 , 102 de séparation de phase et un conduit 300 reliant ces deux modules.

Chacun des modules 101, 102 est identique au dispositif de collecte et de séparation illustré figures 1 à 4 ; dans d'autres modes de réalisation non représentés, l'un au moins de ces modules peut être identique ou similaire au dispositif illustré figures 5 et 6, ou peut présenter d'autres formes et configurations.

On observe figure 7 que le conduit 300 relie la sortie du conduit 21 du module inférieur 101 , qui sert à transporter la phase lourde délivrée par ce module, au conduit 23 d'entrée du module supérieur 102.

Ce dispositif modulaire permet ainsi de provoquer successivement deux séparations de phases : une première séparation du mélange collecté, dans le premier module 101 , et une seconde séparation de plusieurs phases transportées par le conduit 21 du module 101 , dans le second module 102.