ARNAUDIS, Jérôme (90 rue de Monceau, Paris, Paris, F-75008, FR)
MASCHAS, Emmanuel (117 rue de l'Abbé Groult, Paris, Paris, F-75015, FR)
MALIGE, Jean-Luc (3 Place des Fauvelles, Courbevoie, Courbevoie, F-92400, FR)
ARNAUDIS, Jérôme (90 rue de Monceau, Paris, Paris, F-75008, FR)
MASCHAS, Emmanuel (117 rue de l'Abbé Groult, Paris, Paris, F-75015, FR)
| REVENDICATIONS 1 . Installation de dessalement d'eau, en particulier d'eau de mer, à l'aide de membranes d'osmose inverse disposées à l'intérieur de tubes de pression dans lesquels l'eau à traiter est introduite sous haute pression, plusieurs tubes (1 .1 , 1 .2,1 .3,1 .4) étant disposés en parallèle, chaque tube comportant un bouchon d'extrémité démontable (5) muni d' une sortie de perméat équipée d'un raccord (4), un collecteur (6) de perméat étant relié aux raccords des différents tubes par une tuyauterie flexible (7) dédiée à chaque raccord, caractérisée en ce que : - le collecteur (6) est situé au-delà des extrémités des tubes (1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4), en dehors de l'espace compris entre des plans (P1 , P2) passant par les faces extrêmes des tubes, - le collecteur (6) comporte, pour chaque tube de pression, une tubulure de connexion (8.1 , 8.2) tournée du côté opposé au tube de pression, et la tuyauterie flexible de liaison (7) entre le raccord (4) du tube de pression et la tubulure (8.1 , 8.2) décrit une boucle (B) d'au moins 180°. 2. Installation de dessalement d'eau, en particulier d'eau de mer, à l'aide de membranes d'osmose inverse disposées à l'intérieur de tubes de pression dans lesquels l'eau à traiter est introduite sous haute pression, plusieurs tubes (1 .1 , 1 .2,1 .3,1 .4) étant disposés en parallèle, chaque tube comportant un bouchon d'extrémité démontable (5) muni d' une sortie de perméat équipée d'un raccord (4), un collecteur (6) de perméat étant relié aux raccords des différents tubes par une tuyauterie flexible (7) dédiée à chaque raccord, caractérisée en ce que les tuyauteries flexibles (7) de sortie du perméat sont disposées de telle sorte que : - elles forment une boucle (B) d'au moins 180° ; - les boucles (B) sont disposées de telle sorte qu'il soit possible de dégager un bouchon d'extrémité (5) de tube, formant tête de pression, et d'enlever les membranes du tube de pression concerné, sans avoir à démonter d'autres tuyauteries flexibles. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la boucle décrite par la tuyauterie flexible est d'au moins 225°. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les tubes de pression (1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4) sont disposés suivant des nappes horizontales (R1 , R2, R3, R4) superposées, 5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque boucle (B) décrite par une tuyauterie flexible présente un plan moyen (U) qui est oblique par rapport au plan (G1 ) passant par l'axe géométrique du tube de pression (1 .1 ) et orthogonal au collecteur (6), de sorte que la tubulure (8.1 ) du collecteur (6) associée à un tube (1 .1 ) est décalée transversalement par rapport au raccord de sortie (4) de ce tube de pression. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la tubulure (8.1 ) du collecteur (6) est située sensiblement à égale distance de deux tubes voisins d'une même rangée. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les tubes de pression sont horizontaux parallèles, superposés en nappes, caractérisée en ce qu'un collecteur (6) est prévu pour deux nappes successives (R1 , R2), ce collecteur s'étendant parallèlement au plan de chaque nappe, dans une position intermédiaire, sensiblement à mi-distance de chaque nappe. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les tubulures du collecteur (8.1 ) prévues pour la nappe supérieure (R1 ) sont inclinées vers le haut, du côté opposé aux tubes tandis que les tubulures (8.2) prévues pour la nappe inférieure (R2) sont inclinées vers le bas du côté opposé aux tubes. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le raccord (4) prévu sur le bouchon d'extrémité de chaque tube comporte une sortie latérale (9), en particulier à angle droit, sur laquelle vient se brancher la tuyauterie flexible (7) pour le perméat, et une sortie axiale avec manchon (10) dans lequel est monté un flexible (1 1 ) de diamètre réduit pour une prise d'échantillon. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le flexible (1 1 ) de prise d'échantillon est monté coulissant parallèlement à l'axe du tube, de manière étanche, de sorte que des prises d'échantillon à différentes positions axiales à l'intérieur du tube puissent être effectuées. 1 1 . Raccord pour bouchon d'extrémité de tube de pression d'une installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une sortie latérale (9), en particulier à angle droit, pour le branchement d'une tuyauterie (7) d'évacuation du perméat et une sortie axiale avec manchon (10) dans lequel est monté coulissant un flexible (1 1 ) pour permettre la prise d'échantillon à l'intérieur du tube à différentes positions axiales. |
L'invention est relative à une installation de dessalement d'eau, en particulier d'eau de mer, à l'aide de membranes d'osmose inverse disposées à l'intérieur de tubes de pression dans lesquels l'eau à traiter est introduite sous haute pression, plusieurs tubes étant disposés en parallèle, en particulier suivant des nappes horizontales superposées, chaque tube comportant un bouchon d'extrémité démontable muni d' une sortie de perméat équipée d'un raccord, un collecteur de perméat étant relié aux raccords des différents tubes par une tuyauterie flexible dédiée à chaque raccord.
L'osmose inverse consiste à faire pénétrer de l'eau salée dans des tubes de pression, contenant des membranes semi-perméables d'osmose inverse, sous une pression supérieure à la pression osmotique de telle sorte qu'une fraction de l'eau traverse la membrane pour donner le perméat qui ne contient pratiquement plus de sel, tandis que les sels dissous restent dans l'autre partie de l'eau, désignée par le terme "concentrât". Le perméat qui sort des tubes de pression se trouve à une pression réduite, sensiblement la pression atmosphérique.
La pression d'introduction de l'eau à traiter peut être de l'ordre de
80 bars, en raison de la pression osmotique élevée. Les tubes de pression sont généralement réalisés en résine renforcée de fibres de verre, pour des raisons de coût et de résistance à la corrosion par l'eau de mer. Sous l'effet de cette pression élevée, les tubes se dilatent alors que les tuyauteries qui collectent le perméat sont maintenues par une structure ou charpente, généralement métallique, et sont fixes.
Du fait de l'expansion des tubes sous l'effet de la pression, l'extrémité d'un tube comportant la sortie perméat peut se déplacer de plusieurs millimètres selon que de l'eau à traiter sous pression est introduite ou non dans le tube de pression. Il convient donc de prévoir, entre la sortie du perméat et le collecteur fixe, un dispositif de raccordement qui permet d'absorber les déplacements de l'extrémité du tube de pression relativement au collecteur. Ainsi, on a prévu d'utiliser soit des tuyauteries rigides ou semi- rigides, de faible diamètre, parfois dotées de raccords autorisant un certain déplacement, ou bien de mettre en place des tuyauteries flexibles.
L'implantation de telles tuyauteries flexibles est relativement compliquée et délicate car il faut pouvoir ouvrir l'extrémité de chaque tube de pression pour changer les membranes d'osmose inverse lorsque cela est nécessaire. Lors de ces opérations, ainsi que lors du fonctionnement de l'installation, il faut éviter de pincer les tuyauteries flexibles, sinon leur durée de vie s'en trouve considérablement diminuée. Il est souhaitable que l'implantation des tuyauteries flexibles ne provoque pas une augmentation sensible de l'encombrement des tubes de pression, dont le nombre peut être de plusieurs milliers, disposés en nappes horizontales superposées dans une installation importante.
Pour résoudre ce problème, et faciliter le montage des tubes en assurant une durée de vie satisfaisante des tuyauteries flexibles, selon l'invention, une installation de dessalement d'eau, du genre défini précédemment est caractérisée en ce que :
- le collecteur est situé au-delà des extrémités des tubes, en dehors de l'espace compris entre des plans passant par les faces extrêmes des tubes,
- le collecteur comporte, pour chaque tube de pression, une tubulure de connexion tournée du côté opposé au tube de pression, et la tuyauterie flexible de liaison entre un raccord de tube de pression et une tubulure décrit une boucle d'au moins 180°.
Selon une autre présentation de l'invention, les tuyauteries flexibles de sortie du perméat sont disposées de telle sorte que :
- elles forment une boucle d'au moins 180° ;
- les boucles sont disposées de telle sorte qu'il soit possible de dégager un bouchon d'extrémité de tube, formant tête de pression, et d'enlever les membranes du tube de pression concerné, sans avoir à démonter d'autres tuyauteries flexibles.
L'angle décrit par la boucle est défini comme l'angle formé entre les tangentes aux extrémités de la tuyauterie flexible branchées sur le raccord du tube et sur la tubulure.
De préférence, la boucle décrite par la tuyauterie flexible est d'au moins 225°.
Avantageusement, chaque boucle décrite par une tuyauterie flexible présente un plan moyen qui est oblique par rapport au plan passant par l'axe géométrique du tube de pression et orthogonal au collecteur, de sorte que la tubulure du collecteur associée à un tube est décalée transversalement par rapport au raccord de sortie de ce tube de pression. L'accès à l'intérieur du tube de pression, lors d'un démontage du bouchon, se trouve ainsi dégagé.
Avantageusement, chaque tubulure du collecteur est située sensiblement à égale distance de deux tubes voisins d'une même rangée. En général, les tubes de pression sont horizontaux parallèles, superposés en nappes, un collecteur est prévu pour deux nappes successives, ce collecteur s'étendant parallèlement au plan de chaque nappe, dans une position intermédiaire, sensiblement à mi-distance de chaque nappe. Les tubulures du collecteur prévues pour la nappe supérieure sont inclinées vers le haut, du côté opposé aux tubes, tandis que les tubulures prévues pour la nappe inférieure sont inclinées vers le bas du côté opposé aux tubes.
De préférence, le raccord prévu sur le bouchon d'extrémité de chaque tube comporte une sortie latérale, en particulier à angle droit, sur laquelle vient se brancher la tuyauterie flexible pour le perméat, et une sortie axiale avec manchon dans lequel est monté un flexible de diamètre réduit pour une prise d'échantillon. Le flexible de prise d'échantillon peut être monté coulissant parallèlement à l'axe du tube, de manière étanche, de sorte que des prises d'échantillon à différentes positions axiales à l'intérieur du tube puissent être effectuées.
L'invention concerne également un raccord pour bouchon d'extrémité de tube de pression d'une installation telle que définie précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte une sortie latérale, en particulier à angle droit, pour le branchement d'une tuyauterie d'évacuation du perméat et une sortie axiale avec manchon dans lequel est monté un flexible de diamètre réduit, pour permettre la prise d'échantillon à l'intérieur du tube à différentes positions axiales.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ce dessin :
Fig. 1 est une vue partielle schématique en élévation d'une installation de dessalement d'eau selon l'invention, et
Fig. 2 est une vue partielle de gauche par rapport à Fig. 1 de l'installation.
En se reportant au dessin, on peut voir une installation de dessalement d'eau, en particulier d'eau de mer, à l'aide de membranes d'osmose inverse (non visibles) disposées à l'intérieur de tubes de pression 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4 généralement réalisés en matériaux composites constitués d'une résine renforcée de fibres de verre. Les tubes 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4 sont disposés en rangées formant des nappes horizontales R1 , R2, R3, R4. Quatre nappes seulement ont été représentées pour simplifier, mais leur nombre n'est pas limité. Les axes géométriques des tubes d'une même nappe sont parallèles et situés dans un même plan horizontal. La distance verticale déterminant l'espace libre entre deux nappes est désignée par la lettre E. Les tubes 1 sont supportés par une structure non représentée avec possibilité d'expansion, essentiellement suivant la direction longitudinale.
L'eau à traiter est introduite en un point 2 vers une extrémité de chaque tube sous haute pression, notamment d'environ 80 bars, supérieure à la pression osmotique des membranes du tube. Plusieurs membranes d'osmose inverse, généralement enroulées en spirales, sont disposées à l'intérieur de chaque tube 1 .1 ...1 .4. La sortie perméat des membranes est connectée à une canalisation axiale interne 3 qui est reliée à une sortie munie d'un raccord 4, prévue à l'extrémité du tube opposée à l'entrée 2. Le perméat sort pratiquement à la pression atmosphérique. Le raccord 4 est monté sur un bouchon d'extrémité 5 démontable, schématiquement représenté, permettant d'accéder à l'intérieur du tube 1 pour un remplacement de membranes si nécessaire.
Le perméat est recueilli par un collecteur 6 relié à chaque raccord de sortie 4 d'un tube par une tuyauterie flexible 7. Le collecteur 6 est généralement constitué d'une conduite disposée dans un plan parallèle aux nappes, selon une direction orthogonale aux axes géométriques des tubes. Le collecteur 6 est maintenu fixe sur la structure porteuse de l'installation ; dans ces conditions, les déplacements des extrémités des tubes 1 .1 ...1 .4, provoqués par la haute pression d'injection, entraînent des déplacements des raccords 4 par rapport au collecteur 6, déplacements que la tuyauterie 7 doit pouvoir absorber. Les sels dissous restent dans l'autre partie de l'eau qui forme le concentrât évacué par une sortie non représentée sur le dessin.
Une installation de dessalement d'eau de mer peut comporter plusieurs milliers de tubes 1 .1 ...1 .4 disposés en de nombreuses nappes horizontales et l'encombrement de l'ensemble dépend, notamment, de la distance E entre deux nappes superposées qui doit être aussi réduite que possible.
Selon l'invention, pour dégager la zone comprise entre les nappes, le collecteur 6 est situé au-delà des extrémités des tubes munies des bouchons 5, en dehors de l'espace compris entre des plans P1 , P2 passant par les faces extrêmes , généralement coplanaires, des tubes.
En outre, le collecteur 6 comporte, pour chaque tube de pression, une tubulure de connexion 8.1 , 8.2 tournée du côté opposé au tube de pression, et la tuyauterie flexible 7 de liaison entre le raccord 4 du tube de pression et la tubulure 8.1 , 8.2 décrit une boucle B d'au moins 180°.
Le parcours angulaire de la boucle B est défini comme l'angle formé entre les tangentes t1 et t2 aux extrémités de raccordement de la tuyauterie flexible 7 respectivement avec le raccord 4 et avec la tubulure 8.1 , 8.2. Comme visible sur Fig. 1 , la tangente t1 tourne de plus de 180° pour passer dans la position t2.
Avec une telle disposition, la tuyauterie flexible 7 peut avoir un grand rayon de courbure et une longueur suffisamment importante pour éviter des pincements du flexible lors des déplacements du tube, ce qui facilite le montage et démontage du bouchon d'extrémité 5.
De préférence, la tubulure 8 est orientée du côté opposé au tube suivant un angle a d'au moins 45° par rapport à la verticale, de sorte que la boucle B décrit un parcours d'au moins 225°.
Le raccord 4 comporte une sortie latérale 9, à angle droit par rapport à l'axe géométrique du tube, pour le perméat et un manchon axial 10 pour le montage d'un flexible 1 1 de diamètre réduit permettant une prise d'échantillon à l'intérieur du tube 1 .1 ...1 .4.
La prise d'échantillon permet d'effectuer une mesure de conductivité pour apprécier l'efficacité de la filtration assurée par les membranes du tube.
De préférence, le flexible 1 1 est relié à son autre extrémité, à un panneau d'échantillons centralisés. L'opérateur peut ainsi identifier si un tube délivre une eau ayant une conductivité trop élevée.
Lorsqu'un tube défaillant est identifié, le flexible 1 1 est déconnecté du manchon 10, et il est remplacé par un adaptateur permettant l'introduction d'une canne relativement rigide, elle-même reliée à un analyseur de conductivité portatif ; la canne est introduite progressivement à différentes positions axiales correspondant à différentes membranes logées à l'intérieur du tube 1 .1 ...1 .4.. Lorsque la conductivité redevient normale, c'est que l'élément comportant la fuite est dépassé ; la fuite est donc localisée.
Avantageusement, chaque collecteur 6 est prévu pour recueillir le perméat de deux nappes de tubes, par exemple R1 , R2. Le collecteur 6 est décalé en hauteur par rapport à chacune des nappes, et est situé sensiblement à mi-distance de chaque nappe, c'est-à-dire qu'il est plus bas que la nappe supérieure R1 et plus haut que la nappe inférieure R2.
Les tubulures 8.1 prévues pour les tubes 1 .1 de la nappe supérieure R1 sont obliques vers le haut tandis que les tubulures 8.2 prévues pour la nappe inférieure R2 sont obliques vers le bas.
En outre, comme visible sur Fig. 2, la tubulure 8.1 destinée à un tube 1 .1 est décalée transversalement par rapport au plan G1 vertical passant par l'axe géométrique du tube associé. De la sorte, le plan moyen U de la boucle B est oblique par rapport au plan G1 qui est orthogonal à l'axe géométrique du collecteur 6. De préférence, la tubulure 8.1 se trouve sensiblement à mi-distance entre les plans verticaux G1 , G2 de tubes 1 .1 voisins d'une même nappe.
De la sorte, lorsque le bouchon d'extrémité d'un tube tel que 1 .1 est démonté, la tuyauterie flexible 7 peut pendre en étant retenue par la tubulure 8.1 et en supportant le bouchon d'extrémité, sans gêner l'accès à un bouchon d'extrémité de tube inférieur, ni son démontage. L'accès à l'intérieur du tube 1 .1 se trouve entièrement libéré.
Les boucles B de raccordement de tous les tubes présentent ainsi une inclinaison, comme illustré sur Fig. 2, suivant le même angle par rapport à la verticale. Les opérations de maintenance se trouvent facilitées, d'autant que les flexibles 1 1 de prise d'échantillons sont rendus solidaires des flexibles 7 de sortie de perméat, ce qui contribue également à faciliter ces opérations de maintenance.