News013 02/07/15

RAMASSAGE DES ALGUES SARGASSES EN HAUTE MER 

La stratégie retenue consiste à récolter en mer les algues avant leur échouage sur les plages. Une cellule de détection et de suivi des nappes en amont de la Guadeloupe serait déjà fonctionnelle à l'ADIL  Détection des nappes et simulation par modèles de courants de surface pour prévoir les trajectoires probables et planifier les interventions de ramassage en mer. Tout est déjà prêt voir le site la NASA a développé un programme de surveillance en ligne depuis 2013

1.1 Ramassage industriel en haute mer.

La masse présente est très importante . Les mesures que j'ai effectuées ont donné les résultats suivants:


Un litre de ces mêmes algues non compressées mais égouttées par gravité pèsent 250g en moyenne ce qui donne 250kg au m3
5 kg au m2 de surface d'algues "libres" soit 50 tonnes à l'hectare. Les grandes nappes peuvent atteindre des centaines d'hectares. On voit de suite que les volumes et surtout les masses à déplacer sont impressionnants .
Un m2 prélevé dans une nappe libre, égoutté a une masse de 5kg en moyenne. Assez variable en fonction de sa promiscuité Avec une largeur de ramassage de 5m et un déplacement du ramasseur à 2 km/h on couvre une surface d'un hectare en une heure , on se retrouve avec 50 tonnes ou un volume non compacté de 200 m3 !

Objectif des expériences. Faire une étude comparative de solution de conditionnement à moindre frais des algues pour obtenir une matière première commercialisable qui occupe le volume le plus petit pour réduire les coûts du transport.

 Heureusement qu'on peut les compresser mais si le volume diminue la masse ne change pas !! Il faut donc prévoir un compactage en même temps que la collecte  pour réduire les volumes et faciliter leur manipulation leur transport et leur stockage.  On a 3 modes de conditionnement. Liquide, pâteux et séchées. J'ai fait des tests pour avoir une idée des faisabilités. Les 2 premiers sont accessible directement en mer le dernier sur terre uniquement. Il peut y avoir une valorisation intéressante pour chacune des formes. Il faut conditionner et vendre ce produit pour l'export vers des entreprises spécialisées dans la valorisation de cette matière première en particulier pour la fabrication à très grande échelle. 

2 Conditionnement sur site

2.1 Forme liquide: Essai par un précédé mécanique de broyage . J'ai fait un petit test avec le matos de cuisine pour avoir des ordres de grandeurs.

 
Pas passible en l'état ! Il a fallut ajouter 300 cm3 d'eau pour que ca prenne ! Un mélange bien dynamique au bout de 10 secondes On obtient un bol d'une bonne soupe homogène de 0,5 l

On vient de voir qu'il faut rajouter à 1 litre d'algues 300 cm3 d'eau au minimum avec un temps de coupe de 10 secondes pour obtenir 0,5 litres d'une soupe avec un comportement liquide. ( La granulométrie moyenne n'a pas été mesurée )  Je pense qu'en utilisant un découpeur broyeur industriel bien étudié on peut réduire de manière significative l'apport en eau et se retrouver avec une réduction de volume d'au moins 3. Dans mon essai on est voisin de 2  . Ce procédé de liquéfaction mécanique demande donc à être optimisé pour obtenir un rapport de réduction volumique le plus grand possible. Le hachage fin à sec ne permettrait pas d'obtenir un liquide. Le rendement énergétique global serait sans doute moins intéressant. On pourrait rajouter l'eau par la suite pour obtenir un comportement liquide avec la viscosité requise.  .En résumé ce procès de prétraitement ramène à 100m3 d'algues liquéfiées par hectare mais le plus intéressant est que la matière première peut être manipulée et transvasée stockée avec les technologies existantes dans l'industrie.

A ce stade il y a 2 choix possibles:

1  On veut s'en débarrasser : on rejette à la mer la sauce obtenue on ne se gène pas avec les boues de la giga dragueuse travaillant dans le port de PAP.  C'EST LA SOLUTION DANS L'IMMEDIAT . C'est valables pour toutes les formes d'algues flottantes ou échouées. On ne va pas attendre que des entreprises soient prêtes à valoriser . IL Y A URGENCE !

Elle coule assez lentement. Il faut tester si on fait un essaimage de nouvelles algues ou si le résidu va se déposer au fond de la mer. Si le lieu de ramassage est assez profond avec l'absence de soleil je pense que ca se rajouterais à la vase du fond . Autrement un bateau de transvasement la rejetterais à un endroit adapté ! Autre solution , faire un traitement aux UVC ou mélanger à l'ozone pour détruire en partie les cellules et empêcher une reproduction. Des essais sont à faire. Les technologies ozones et UVC sont disponibles et très utilisées en industrie en traitement non polluants des eaux usées par exemple.

2 On récolte : On transvase le contenu dans des tanker pour un usage de valorisation ultérieur . C'est la solution à long termes . On va livrer en exportation vers des centres industriels déjà spécialisés dans la valorisation des algues. Reste à définir le prix du baril et le coter en bourse ! Le traitement a sans doute changé des caractéristiques biochimiques mais fort à parier qu'on va développer des conservateurs ou autres aditifs pour garder leur fraicheur et empêcher la production anaérobie du fameux H2S qui nous asphyxie !

2.2 Forme pâteuse:

Filtration avec un égouttoir de maille de 1 mm Une belle pâte assez homogène au bout de 3 secondes 150 cm3 Cette fois une réduction de volume voisine de 7 !

Le rapport de réduction volumique est bien plus intéressant . On passe de 100m3 à 28m3 à l'hectare ! Mais c'est moins pratique à manipuler que la forme liquide. et ca demande plus d'énergie .Les technologies industrielles des transferts des matières premières pour les formes pâteuses sont disponibles. Pour le transport maritime à longues distance cela reviendrait beaucoup moins chers sous cette forme. Les 2 formes sont  réversibles pour leur usage ultérieur. La filtration se ferait en mer sur le bâtiment ramasseur. L'eau rejetée traitée ( ou pas ) à l'ozone pour les raisons citées précédemment. Il y a, bien sur, d'autres moyens de réduction de volume par compactage haute pression mais je pense qu'il serait difficile d'usage  pour un fonctionnement embarqué et beaucoup plus énergivore. C'est sous cette forme que le futur mode déshydraté sera obtenu et transporté.

En résumé. Les chiffres sont ramené au litre d'algue recueillies sur une nappe ou pour 1 m2 ou 1 hectare de surface flottante.

Conditionnement Masse au litre en gr Masse par m2 en kg Masse à l'hectareTon Volume au m2 litrs Volume à l'hectare m3
Algues flottantes libres 250 5 50 20 200
Algues liquéfiées 550 11 110 10 100
Algues pâteuses 280 5,6 56 2,8 28

 

En résumé la fonction du navire pour les modes liquide et pâteux serait la suivante :

 

Mise en œuvre des fonctions du procédés sur la cahier de charge                                                                                                                                                        

Tout existe dans l'industrie, il suffit d'assembler et adapter du matos déjà existant. Il faut soumettre des dossiers aux constructeurs . Certains vendent déjà des ensembles de plus petite taille testés et performants. La Martinique a été touchée avant nous et a lancé des initiatives. Cette partie développe un ramasseur industriel en eaux internationales. Cette ressource doit être renouvelable donc on élimine le rejet traité au UV. Au contraire l'essaimage est souhaitable.

3 Navire de ramassage à débit constant.

La forme la plus adaptée serait  celle d'un catamaran. L'eau circulant facilement entre les deux flotteurs. Il faut installer un panier déflecteur pour arriver à une largeur de 5m. Le convoyeur va remonter les algues et alimenter la déchiqueteuse située plus en arrière .

3.1 Tapis de ramassage convoyeur;

En bout du panier de dérivation . La forme du cata permet aussi de réduire le tangage préjudiciable à l'efficacité du convoyeur. Il faudra définir les conditions de houle limite pour l'usage de cette technologie. La nappe des algues fait effet de filtre passe bas et limite les mouvement du bâtiment La solution du panier flottant gonflable peut être retenu. Les formes et la dimension des fourches est à définir. Une forme en L de 200mm serait suffisante.

bande de convoyage à fourches Système de ramassage exemplaire US de petit format pour eaux calmes

3.2 Déchiqueteur embarqué

Le cahier de charge est le suivant 50t/h , construction marine alimentation par le haut . Reste à choisir la technologie , broyeur à lames, marteau ou meules. C'est pas les constructeurs qui manquent ! Reste a voir quelle est la proportion d'eau à rajouter pour obtenir un bon résultat. Le summum serait qu'à la sortie il n'y ai que de la pâte .

système à lames le plus proche du mixer débit 60t/h broyage par écrasement à tester

Transvasement forme liquide s'il y a lieu

Utilisation de pompe centrifuge de transfert avec flexible pour le transvasement dans les navettes de transport. Le navire est équipé d'une petite grue qui permet cette opération. Matériel facilement disponible à dimensionner en fonction des débits et des viscosités.

3.3 Séparateur égouttage transvasement

A la sortie du hacheur La forme pâteuse est déplacée avec des pompes à vis. Lors du déplacement la pâte est égouttée et légèrement comprimée.

Suivant le débit on peut utiliser 2 vis de chaque coté du bateau. Cela permet d'alimenter 2 navettes de transfert ou d'améliorer leur gestion.
La vis hélicoïdale est alimentée par le hacheur dans la partie ouverte puis tourne dans un cylindre troué pour l'égouttage. L'eau recueillie est rejetée.

4 Schéma du bâtiment 

En gros on obtient un bâtiment à l'allure suivante. Je pense qu'il faut rajouter un  réservoir tampon d'au moins 50 m3 pour faciliter la noria des bateaux navette.

 


Prête à avaler la nappe qui n'attend que cela ! On remarque que la nappe agit comme un filtre passe bas et atténue les mouvements de tangage et roulis.
 

4.1 Bateaux navettes

Les algues sont sous forme de pâte, c'est sous cette forme que le transport sera le moins cher. La capacité devra être calculée en fonction de la distance et de la rentabilité globale. Sur la base d'un bateau par 24 h on obtient un volume traité de 700 m3. Beaucoup de navire de ce genre sont exploités dans le transport des boues. Il y en a dans la rade de Pointe à Pitre.

     
Transporteur bâche retirée  pompage à l'arrivée à l'usine de valorisation ou en pleine mer  principe utilisé pour les bateaux de dragage 
 

5 Conclusion:

On est devant une manne d'or brun extraordinaire de plusieurs millions de tonnes. Elle sera probablement exploitée, j'espère, de manière industrielle en premier par les USA pour la production de carburant, gaz et matériaux à forte valeur ajoutée. Espérons que ce ne sera pas encore une source de tension car ce sera une ressource stratégique. L'évolution du changement climatique ne va pas se modifier !  Les derniers estimatifs de la NASA sont de 41000 km2 d'algues à la dérive avec une augmentation régulière !! Ca fait 4,1 Mh soit 230 millions de tonnes !!!!  Les premiers résultats de transformation en bio-fuel donnent un rendement de 20% !  On a raté quelque chose ?

Pour la Guadeloupe il faudra se contenter des petites nappes échappée dans les eaux territoriales. Les volumes seront à ce moment là plus raisonnables et si le phénomène perdure exploitables localement.

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