| REVENDICATIONS 1. Système destiné à éviter le mélange de l'eau douce et de l'eau salée dans les résurgences sous marines visant à leur exploitation, concernant surtout les réseaux karstiques et caractérisé par l'aménagement des sorties des résurgences (2) avec l'installation d'un diaphragme souple ou rigide et transpercé par le plus grand nombre possible de conduits élémentaires constitués d'un tuyau rectiligne dont l'extrémité intérieure (entrée de l'eau) est un entonnoir hyperboloïde de révolution et l'extrémité extérieure (sortie de l'eau) est un entonnoir paraboloïde de révolution, en matière lisse, et d'un barrage (1) entourant (enfermant) la ou les sources, lequel barrage est ancré au fond de la mer de façon à ce que sa partie supérieure dépasse toujours la surface de la mer cette partie supérieure étant tenue au-dessus de la surface de l'eau par une construction rigide ou semi-rigide (couronne), le barrage étant pourvu dans sa partie inférieure de clapets mobiles permettant à l'eau salée de s'échapper, où le prélèvement de l'eau douce se fait par des pompes établies sur un dispositif flottant en surface et aspirant depuis la tranche supérieure de la masse d'eau, où l'installation est pourvu d'un système de contrôle du débit des sources en temps réel constitué de courantomètres installés à la sortie des sources et transmettant au centre de contrôle la vitesse du courant sortant en temps réel, où le barrage (bassin circulaire, elliptique ou section de cercle ou d'ellipse) est pourvu d'un système de contrôle et d'alarme constitué de tensiomètres établis sur la couronne et mesurant en permanence les tensions que subit celle-ci, installation capable de provoquer la mise hors service du barrage par ouverture ou immersion si les tensions en question dépassent un seuil prédéfini en fonction des conditions géographiques, atmosphériques et maritimes locales ; dans ce cas là, l'ensemble du dispositif flottant doit dans la même action être transporté à terre et mis en sécurité. 2. Système destiné à éviter le mélange de l'eau douce et de l'eau salée conformément à la revendication 1, caractérisé par le fait que les sorties naturelles des sources sont pourvues d'un diaphragme transpercé par des conduits rigides en matière lisse, conduits constitués d'une partie rectiligne qui aboutit à son extrémité l'intérieure (entrée) à un entonnoir hyperboloïde de révolution et à son extrémité extérieure (sortie) à un entonnoir paraboloïde de révolution, où ce système de diaphragme et conduits est installé à la sortie (exhaure) de la ou des sources (1), système destiné à éliminer les turbulences créées à la sortie des sources quelle qu'elle soit la géométrie de cette sortie des sources vers le bassin de collecte de l'eau. 3. Système destiné à éviter le mélange de l'eau de mer et de l'eau douce conformément à la revendication 1, caractérisé par le fait que le diaphragme qui ferme la sortie naturelle des sources a une convexité dont le rayon est fonction de la section de l'ouverture naturelle de l'exhaure karstique, du diamètre des conduits élémentaires et du nombre total de ces derniers, compte tenu du fait que la somme des sections des conduits élémentaires qui transpercent le diaphragme doit être égale ou supérieure à la section de l'ouverture naturelle originelle de la résurgence à aménager. 4. Système destiné à éviter le mélange de l'eau de mer et de l'eau douce conformément à la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi étanche du barrage de collecte de l'eau (3) peut s'accorder avec la membrane souple maintenue en surface par un dispositif flottant, où les clapets mobiles sont configurés grâce à des fentes verticales de la membrane souple, par des secteurs mobiles de technologie courante. 5. Système destiné à éviter le mélange de l'eau de mer et de l'eau douce conformément à la revendication 1, caractérisé par le fait que les clapets mobiles qui jouent le rôle de vannes de régulation peuvent être contrôlés et activés par un système d'automatisme asservi à des piézomètres donnant en temps réel la hauteur de la colonne d'eau à l'intérieur du barrage et la hauteur de la colonne d'eau à l'extérieur du barrage. 6. Système destiné à éviter le mélange de l'eau de mer et de l'eau douce conformément à la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il peut être conjugué avec l'existence en surface d'une couronne rigide faite de tuyaux en polyéthylène ou n'importe quel autre matériau analogue, maintenus en surface par des systèmes de flotteurs de technologie connue. 7. Système destiné à éviter le mélange de l'eau de mer et de l'eau douce conformément à n'importe laquelle des revendications ci-dessus, caractérisé par le fait qu'un système de conduits (1) en matière rigide et lisse, ayant la forme d'un conduit rectiligne reliant un entonnoir hyperboloïde de révolution à son extrémité intérieure (entré de l'eau) avec un entonnoir paraboloïde de révolution à son extrémité extérieure (sortie de l'eau) est installé à la sortie immédiate de la ou des sources (2) où les conduits en question traversent un diaphragme convexe qui obture la ou les sources de façon à éliminer les turbulences créées à la sortie des sources vers le bassin de collecte de l'eau. 8. Système destiné à éviter le mélange de l'eau de mer et de l'eau douce conformément l'une des revendications 1 ou 2 . caractérisé par le fait que le diaphragme convexe est pourvu de tensiomètres qui contrôlent et activent le mécanisme qui ouvre le diaphragme en cas de crue dépassant une limite définie d'avance selon les sources. 9. Système destiné à éviter le mélange de l'eau de mer et de l'eau douce conformément à n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le volume total à l'intérieur de la membrane (barrage de collecte) sera défini de la manière suivante : on devra pouvoir y inscrire un secteur sphérique délimité par la surface de l'eau et le fond, dont le rayon sera égal à dvo X 5 où dvo est la distance à partir du centre géométrique des sources à laquelle s'annule la vitesse du courant d'eau sortant, cette distance étant calculée au cas par cas conformément à l'étude préalable des sources. |
La présente invention concerne un système évitant le mélange de l'eau de mer et de l'eau douce, de façon à rendre possible la mise en valeur des résurgences sous marines.
Le but de l'invention est de rendre possible l'exploitation des sources qui proviennent surtout des réseaux karstiques et surgissent sous la surface de la mer.
I ntroduction
Le karst est un ensemble de cavités communiquant entre elles, existant dans les roches calcaires, qui proviennent de la dissolution du carbonate de calcium CaCO 3 par l'acide carbonique résultant de la teneur de l'eau des précipitations en CO 2 - Cette dissolution est un processus complexe, qui fait également intervenir de façon significative l'action bactérienne L'ensemble de ces cavités constitue un réseau karstique, dont la partie basse forme un important réservoir aquifère alimenté par les eaux des précipitations. La coupe théorique d'un tel réseau comprend une zone supérieure, appelée zone de percolation, où circulent en s'infiltrant les eaux de précipitation, une zone inférieure appelée zone de saturation ou d'imbibition générale, zone dont toutes les cavités et fissures sont pleines d'eau et, entre les deux, une zone mixte dont le niveau et la largeur est à chaque moment fonction du niveau des précipitations.
Pour des raisons liées à l'histoire et l'évolution géologique, les réseaux karstiques ont changé de position dans plusieurs régions de sorte qu'ils peuvent être immergés à plusieurs dizaines ou même centaines de mètres et leur niveau de base se situer actuellement à une profondeur significative sous le niveau actuel de la mer. Ainsi il est connu, depuis longtemps qu'il existe des sources d'origine karstique qui surgissent sous le niveau de la mer, notamment en Méditerranée - mais pas seulement. Cependant, l'eau douce et l'eau de mer, liquides de densité différente, ne se mélangent pas tant que l'écoulement des eaux reste laminaire et ne devient pas turbulente.
Des tentatives de récupération de l'eau douce des résurgences sous marines ont eu lieu, basées sur le principe d'un barrage ou cloison qui accumule l'eau douce laissant l'eau salée, plus lourde, s'accumuler près du fond. Telles sont, par exemple, les tentatives qui ont eu lieu à Port Miou près de Marseille (France), en Argolide (Grèce) ou à Tarente (Italie du Sud).
Ces réalisations ont eu lieu en forçant ou en empêchant l'hydraulique naturelle. Mais un réseau karstique est un système complexe et ouvert, avec une répartition aléatoire des conduits et des cavités. Toute tentative d'influencer l'équilibre naturel change les paramètres hydrauliques et peut, notamment, aboutir à une aggravation de la pollution par l'eau de mer. Ainsi, toutes les méthodes qui ont été proposées et qui se basent sur une installation sous marine provoquant une mise en charge du système hydraulique ne sont pas efficaces et sont, en tout cas, fondamentalement différentes de celle proposée ici.
A titre d'exemple, le brevet français n° FR 2 701 974 décrit une installation immergée comprenant une enveloppe creuse orientée vers le bas et recouvrant la source, où l'eau douce est piégée à la partie haute du dispositif grâce à sa densité plus faible que celle de l'eau de mer. L'installation reste ouverte en partie basse de façon à laisser s'échapper le surplus et en particulier l'eau de mer, laissant fonctionner le système karstique et en pompant l'eau douce en partie haute par une ensemble de pompage à débit variable. L'installation de pompage est caractérisée par un système qui assure un débit de pompage toujours légèrement inférieur au débit instantané des sources. L'installation en question vise à prélever l'eau douce sans induire un déséquilibre et sans provoquer des obstacles au fonctionnement du réseau karstique, facilitant un caractère laminaire à l'écoulement ce qui évite le mélange avec l'eau de mer. Toutefois, ce système induit par son existence même et avant pompage une mise en charge du réseau et un déséquilibre hydraulique ayant comme conséquence l'apparition de turbulences secondaires avec accroissement du taux de mélange des deux eaux.
II faut souligner que, dans chaque cas de mise en contact des deux eaux, douce et maritime, il faut que soit assuré l'équilibre isostatique qui est défini par la formule bien connue
Hd/Hs = Ds/Dd
Où Hd est la hauteur de la colonne d' eau douce, Hs la hauteur de celle d'eau salée, Ds la densité de l'eau salée et Dd celle de l'eau douce.
Ces quatre paramètres, constants au début, ne le sont plus à partir du moment où le mélange des deux eau est entravé et où la procédure de leur séparation est entamée, et ceci jusqu'au moment où le nouvel équilibre sera atteint. Mais même après (le captage) leur rapport restera instable. Nous sommes donc en présence, dans la réalité, d'une équation à quatre variables qui ne peut être résolue que de façon empirique.
En conséquence, dans le cas de captage par système fermé situé sous la surface de la mer, le contrôle de cet équilibre n'est pas possible. En même temps, une telle installation induit des turbulences secondaires après la sortie de l'eau du karst, qui ont comme résultat l'aggravation de la pollution par l'eau salée.
Le brevet français n° FR 2 785 001 décrit une installation qui propose une amélioration permettant une simplification importante du système de captage ainsi qu'une réduction également importante du coût de réalisation. Cette installation est constituée d'une surface imperméable de préférence souple (membrane), formant barrage qui isole la source. Cette installation est ancrée au fond et remonte jusqu'à la surface où elle est supportée par un dispositif flottant permettant la mise à l'air libre permanente du dispositif. L'installation comprend aussi un système de clapets en partie basse de la membrane permettant à l'eau salée de s'échapper. Le prélèvement de l'eau douce est réalisé par des pompes installées sur un dispositif flottant (radeau) à la surface.
Toutefois, les résultats de l'installation correspondant au brevet français n° FR 2 785 001 sont, dans une grande part, aléatoires. Des données nouvelles et des observations (p. ex. aux installations grecques d'Anavalos à Kivéri) ont mis en évidence ces problèmes.
Le brevet n° de demande internationale WO/2007/017703 a comme objet la solution des problèmes de fonctionnement de ce type d'installations et de leur méthode d'application. Plus particulièrement, ce type d'installation doit être pourvu d'un système de contrôle du débit des sources en temps réel. Un tel système peut être réalisé avec un ou plusieurs compteurs mesurant la vitesse du courant à la sortie des sources net la transmettant en temps réel au poste de contrôle central. Connaissant le diamètre du conduit, le débit en est déduit instantanément.
Le volume interne (capacité) du bassin défini par le barrage doit suivre la formule
V = Q h /2 ou V > Q h /2
ou V est le volume total du bassin et Q le débit horaire moyen des sources.
Le barrage (bassin circulaire ou semi-circulaire) doit être pourvu d'un système d'alarme et de contrôle automatique capable de provoquer l'ouverture et la mise hors fonctionnement du système dès que le débit cumulé instantané des sources captées dans le barrage dépasse une certaine valeur, définie pour chaque installation après étude au cas par cas. En effet, le débit des systèmes karstiques actifs peut varier du simple au centuple entre périodes d'étiage et de crue.
Un tel système améliore de façon importante le rendement du captage mais reste asservi au régime des sources : il ne résout pas le problème fondamental du contrôle du mélange de l'eau douce et de l'eau salée qui est celui de l'écoulement turbulent ; il reste donc applicable sur un nombre limité de cas où l'écoulement à la sortie est par nature peu turbulent. Nous avons vu, en effet, que les deux eaux ne se mélangent pas tant que l'écoulement reste laminaire : le mélange s'installe progressivement quand l'écoulement devient turbulent.
La demande de brevet grec n° 20070100401/22-6-2007 résout fondamentalement le problème de l'écoulement turbulent au niveau de la sortie du karst vers la mer, sous réserve que la géométrie des conduits soit favorable, chose qui, à cause de la complexité de la nature se produit de façon aléatoire et dans un nombre limité de cas.
Description de la nouvelle invention
La présente invention a comme objet de proposer une solution entièrement nouvelle qui tient compte des contraintes évoquées ci-dessus. Elle est fondée sur de nouveaux calculs et sur la réalisation de modèles physiques à une échelle appropriée.
Principes et calculs
Quand l'eau douce vient au contact de l'eau de mer les deux eaux, liquides de densité, viscosité et pression osmotique différente, ne se mélangent pas, tout au moins pas facilement. Ainsi, dans le cas général du contact des deux eaux le long d'une côte et dans le cas où se contact se fait dans un milieu (formation géologique) poreux et à perméabilité d'interstices continue (p. ex. sable) la surface de contact prend la forme d'une parabole dont I' angle que fait sa tangente avec l'horizontale est fonction de la hauteur de la colonne d'eau douce. L'eau douce, moins dense, est superposée à l'eau de mer. En plus, comme la surface libre de l'eau douce est située d'habitude au-dessus de la surface de la mer ce qui lui assure un potentiel hydraulique supérieur, l'eau douce a tendance à repousser l'eau de mer.
Or, dans le cas des réseaux karstiques, nous sommes en présence d'un milieu différent, perméable en grand et de façon discontinue, et le contact des deux eaux se fait selon des surfaces multiples à l'intérieur de plusieurs conduits. Jusqu'à ce jour, le problème a été abordé par l'ensemble des spécialistes selon un angle statique, utilisant les lois de l'hydrostatique Toutefois, à partir du moment où la vitesse d'écoulement dépasse le cm/sec et la section des conduits n'est plus submillimétrique mais centimétrique jusqu'à hectométrique, les lois qui régissent le contact des deux eaux sont les lois de l'hydrodynamique et la présente invention est la première qui se fonde sur une analyse de cette nature. En ce qui concerne l'écoulement des deux eaux, les pertes de charge obéissent au théorème de Bernoulli et, par conséquent, le caractère de l'écoulement, laminaire ou turbulent, découle du théorème en question et de l'analyse dynamique sur sa base.
Nous avons vu que l'on observe, d'habitude, une pollution de l'eau douce des résurgences par l'eau de mer, qui rend le mélange plus ou moins saumâtre. En effet, le mélange des deux eaux est attribué, classiquement, à deux phénomènes :
• Les deux eaux commencent à se mélanger quand l'écoulement cesse d'être laminaire et devient turbulent. Plus l'écoulement est turbulent plus le mélange s'accentue.
• L'eau de mer peut apparaître à des niveaux plus élevés que la surface de la mer, aspirée dans les conduits par le phénomène de Venturi et redescendre vers les sources les polluant per descensum. Ce phénomène intervient dans des cas où l'eau douce circule rapidement dans un conduit large et que l'eau de mer circule dans un conduit plus étroit, situé au-dessous du premier et communiquant avec celui-ci. Le phénomène est fonction de la différence de section entre les deux conduits et de la vitesse d'écoulement dans le conduit large.
Principes appropriés pour éviter le mélange des deux eaux
Nous avons esquissé ci-dessus les causes de pollution de l'eau douce des résurgences par l'eau de mer. Nous soulignons que les phénomènes qui interviennent dans le processus de mélange concerne surtout et même exclusivement le caractère turbulent de l'écoulement et voient s'impliquer Cinq paramètres : le potentiel hydraulique, la vitesse d'écoulement, le diamètre des conduits, leur géométrie (plus particulièrement au niveau de leur sortie vers la mer) et la rugosité hydraulique des parois des dits conduits. Il est évident que nous ne pouvons pas intervenir dans le diamètre des conduits et dans la rugosité de leurs parois Mais nous pouvons intervenir dans la configuration des trois autres Pour ce faire, il faut adapter (aménager) la sortie ou les sorties des sources et, bien entendu, réaliser un bassin artificiel de collecte de l'eau, tenant compte les lois fondamentales intervenant dans le processus et qui sont évoquées ci-dessous
• L'équilibre hydraulique à l'intérieur du bassin est assuré par le respect d'un équilibre dynamique entre les deux eaux en aval de l'exhaure karstique. Pour ce faire, il faut et il suffit d'assurer, au profit de l'eau douce, la relation : D d / D m = H m / H d où D d est la densité de l'eau douce, D m la densité de l'eau de mer, H m la hauteur de la colonne de l'eau de mer et H d la hauteur de la colonne d'eau douce. La formule paraît simple mais sa réalisation est difficile. En effet, les quatre paramètres, relativement stables au départ, assimilables à des constantes, deviennent des variables dès que l'on intervient dans le processus.
• Nous avons vu que la cause majeure de mélange des deux eaux est l'apparition de turbulences dans leur écoulement. Or, la théorie des turbulences n'est pas formalisée et appartient à la physique statistique. Toutefois, on sait que l'apparition de l'écoulement turbulent correspond à la dissipation d'énergie cinétique ; en particulier, dans le cas de systèmes de conduits, il correspond à des pertes brutales de charge. Ces pertes de charge peuvent être dues à des frottements, à des changements de diamètre des conduits etc.
• Le lieu principal d'apparition de turbulences dans le cas qui nous intéresse correspond à la sortie des conduits vers la mer. ' Non seulement c'est l'endroit où nous pouvons intervenir, mais en plus il s'agit d'un cas majeur pour les raisons exposées ci- dessous. Or, nous avons là un champ dynamique qui, en tant que tel, plus il se renforce plus il s'étend vers l'aval et vers l'amont et inversement. C'est ainsi qu'en le minimisant on minimise d'autant les turbulences à l'intérieur des conduits sur une distance variable mais significative vers l'amont. • A la sortie de chaque résurgence nous avons, en fait, la transition d'un conduit de diamètre quelconque, souvent même inconnu ou mal connu mais dans tous les cas fini, vers un "conduit" (la mer) à section et diamètres infinies. C'est une cause majeure d'apparition de turbulences. • Le calcul des pertes de charge dans le cas d'un évasement de conduit se fait d'après la formule de Lorenz : Δh = {4/3tgα/2}V 2 où Δh est la perte de charge, α l'angle d'évasement et V la vitesse moyenne d'écoulement dans le conduit avant l'évasement. Mais dans le cas de la résurgence naturelle depuis une paroi ou un fond de mer rocheux, l'angle d'évasement à la sortie est un angle droit ou assimilable à un angle droit et sa tangente tend vers l'infini ce qui veut dire que la formule en question devient absurde.
• Le problème difficile consiste en l'élimination des turbulences à la sortie du conduit vers la mer. En effet, l'observation nous montre que ces turbulences sont très importantes. Il est connu que le point critique d'apparition de turbulences est défini par le nombre de Reynolds : Re = DWv où D est le diamètre du conduit, V la vitesse d'écoulement et v la viscosité cinétique (qui est égale à μ/p où μ est le coefficient de viscosité et p la masse volumique du liquide). Les turbulences apparaissent quand Reynolds est supérieur à 1 et s'installent à partir de valeurs égales à 10 5 .Mais, dans la pratique, les turbulences qui nous intéressent sont dues à deux facteurs : la rugosité - très importante - des parois et la sortie abrupte en mer ouverte. Ce dernier fait a comme résultat la perte brutale de charge (voir supra la différence de sections) et également une perte de charge par un "freinage" des molécules d'eau par leur "collision" contre la masse immobile représentée par l'eau de mer.
• Un autre phénomène générateur de turbulences secondaires, spécifique au captage, est la collision des molécules d'eau sortante contre n'importe quelle paroi représentée par un barrage ou membrane qui, obligatoirement, sera installé autour de la résurgence en tant que collecteur.
Les éléments fondamentaux de la nouvelle invention avec l'ensemble des installations qui les accompagnent et les garantissent sont les suivants :
• Aménagement des sorties des résurgences karstiques avec l'installation et adaptation à leur embouchure d'un diaphragme imperméable, en matériel souple ou rigide.
• Ce diaphragme est traversé par le plus grand nombre possible d'"entonnoirs" doubles en matière lisse : ces entonnoirs ont un profil d'hyperboloïde de révolution en amont (du coté où l'eau entre) et de paraboloïde de révolution du coté aval (du coté de la sortie).
• Ii est évident que la somme des sections des conduits élémentaires (entonnoirs) installés doit être égale ou supérieure à la section de l'exhaure initial (naturel) du conduit, afin d'éviter la mise en charge du système hydraulique du karst en amont Pour que ceci devienne possible, il faut que la surface du diaphragme en question soit plus grande que celle de la section initiale, c'est à dire courbe, de préférence convexe vers l'aval.
• En même temps, plus le nombre de ces entonnoirs sera grand, plus leur diamètre peut être petit, de façon que le nombre de Reynolds soit minoré pour chacun d'entre eux. • Par cet aménagement, nous réalisons une installation qui vise à éliminer les turbulences créée par la brutale perte de charge à la sortie des conduits vers la mer.
• Les deux parties inversées de chaque entonnoir (hyperboloïde et paraboloïde de révolution) sont réunies par une courte partie rectiligne qui aura le profil "antiturbulence" disponible sur le marché.
• Mise en place d'un collecteur ("barrage") en matériau de préférence souple, qui atteint la surface de la mer et la dépasse selon une valeur définie ci-dessous, qui ve enfermer et définir un volume utile qui sera fonction de la vitesse moyenne du courant à la sortie des sources : si d v o est la distance depuis le centre géométrique des sources à laquelle la vitesse du courant sortant s'annule, le bassin de collecte doit pouvoir inclure (voir inscrit) un secteur sphérique délimité par la surface de la mer et par le fond, dont le rayon sera égal à d v0 x 5 afin de tenir compte des grandes variations de débit et de charge qui caractérisent les réseaux karstiques.
Les schémas joints sont donnés en tant qu'exemples non limitatifs de modes de réalisation de l'objet de l'invention.
Le schéma I présente un parmi les conduits élémentaires ("entonnoirs") à profil d'entrée d'hyperboloïde de révolution et profil de sortie de paraboloïde de révolution, apte à éliminer ou à minimiser les turbulences à la sortie du karst.
Le schéma II présente le système d'aménagement dans le cas d'une côte rocheuse, avec le conduit karstique et le diaphragme percé d'une multitude de conduits constitués d'entonnoirs doubles asymétriques.
Le conduit élémentaire tel qu'il est représenté au schéma I est fait d'une partie rectiligne à section spéciale apte à réduire les turbulences (existant sur le marché) qui traverse le diaphragme 3. Ce même conduit aboutit à son entré, donc en amont, à un entonnoir 2 en forme d'hyperboloïde de révolution et de l'autre coté, à la sortie vers la mer vers l'aval, à un "entonnoir" en forme de paraboloïde de révolution dont la longueur devrait être dans la mesure du possible égale à 5 fois le diamètre de la partie rectiligne du conduit.
Le schéma II présente le système dans son ensemble (cas d'une côte rocheuse). Il s'agit d'un diaphragme 1 qui obture la ou les résurgences 2 et qui est percé par le plus grand nombre possible de conduits élémentaires qui sont constitués d'un tuyau rectiligne traversant le diaphragme et comportant, à son extrémité intérieure un entonnoir en forme d'hyperboloïde de révolution et à son extrémité extérieure un entonnoir en forme de paraboloïde de révolution. L'eau sortant de ce dispositif est collectée dans un barrage de préférence en matériau souple, ancré au fond de la mer de façon à ce qu'il renferme toujours l'exhaure de la résurgence aménagée 2, arrivant jusqu'à la surface 3 et même la dépassant d'une hauteur significative de façon à ce que la partie supérieure de la membrane ("barrage") se trouve toujours émergée et protégée de l'entrée d'eau de mer (embruns ou même déferlement de vagues). La partie inférieure de cette membrane ("barrage") est pourvue de sections libres qui constituent autant de clapets ou échappements Testés de façon appropriée ou contrôlés par automatisme et qui permettent à l'eau salée 5. plus dense et plus lourde, de s'échapper sous la pression de l'eau douce 6 qui jaillit de la résurgence.
Le prélèvement de l'eau douce se fait au moyen de pompes établies de préférence en surface sur un dispositif flottant. Dans tous les cas, les pompes doivent prélever uniquement depuis la tranche superficielle de la massé hydrique.
Les dimensions de l'ensemble sont nécessairement fonction des conditions de chaque cas particulier ; cependant, elles doivent être suffisamment grandes pour que la vitesse de la masse d'eau au contact avec les parois de la membrane ("barrage") soit nulle, préservant un volume (potentiel hydraulique d'inertie) capable d'absorber les variations souvent violentes du débit du réseau karstique. Autrement dit, le dimensionnement de l'ensemble doit obéir à la nécessité de garder une distance satisfaisante entre les sources et les parois du barrage de façon à éviter toute turbulence secondaire provoquée par la collision de tout ou partie de l'eau sortante avec les dites parois. La nature souple de la membrane ("barrage") en question est également un facteur favorable tendant à réduire ce type de turbulences secondaires.
Le schéma II présente le cas où la résurgence a lieu sur une côte rocheuse : si le forme de la ligne de côte s'y prête, si, par exemple l'arrivée d'eau douce a lieu au fond d'une crique de dimensions appropriées, la membrane de collecte ("barrage' 1 ) pourra se limiter à la fermeture de la corde de la dite crique entre les deux promontoires qui la délimitent, avec tous les avantages économiques qui en découlent d'une telle disposition. Dans ce cas, la station de pompage pourra être installée à terre, avec simplement un dispositif flottant soutenant les crépines des pompes, le prélèvement devant impérativement se faire par la tranche supérieure de la masse d'eau.
La méthode de captage décrite ci-dessus peut également faire appel à des matériaux en dur (maçonnerie, béton, métal ou autres). Cependant, outre le coût associé à une telle installation, ce type de réalisation a l'inconvénient, contrairement à l'installation souple, de favoriser dans une certaine mesure la naissance de turbulences secondaires.
L'installation de la membrane souple ("barrage") 1 est pourvue d'un système de contrôle du débit des sources en temps réel. Ce système pourra être de façon préférentielle un ensemble de compteurs de vitesse d'écoulement (courantomètres) qui, installés au niveau des exhaures transmettent au centre de contrôle la vitesse du courant sortant. Connaissant les dimensions de la section de chaque conduit, le débit en est déduit automatiquement. Dans le cas de crue du réseau dépassant un seuil prédéfini, le centre de contrôle provoquera l'ouverture du barrage ou son tassement au fond selon les cas, de façon à éviter la destruction de l'installation par les masses d'eau.
Le barrage collecteur (bassin circulaire ou semi-circulaire ou elliptique selon les cas délimité par la membrane souple formant barrage) devra être pourvu d'un système automatique d'alarme et de contrôle capable de provoquer la mise hors service et en position de protection de l'ensemble dès que les tensions sur la couronne émergée de la membrane dépassent une valeur prédéfinie (cas de crue subite ou de tempête avec vents exceptionnels et houle). Ce système de contrôle sera constitué par des tensiomètres installés sur la couronne et mesurant en continu les tensions exercées sur elle. Cette mise hors service du barrage et sa protection pourra être une ouverture "en drapeau" ou une immersion totale et plaquage contre le fond le choix de la méthode sera imposé par les conditions locales (géographie du lieu, vents dominants, amplitude maximale de la houle, profondeur du fond etc.).