Rideaux de bulles

Rideaux de bulles d’air aquatique aussi appelé barrière diphasique

Les rideaux de bulles d’air créés par le tuyau à bulle Tuyau Bulle® ont un potentiel énorme qui est encore à étudier et à découvrir pour assurer la protection des baigneurs ainsi que de la faune marine.

Les rideaux de bulle d’air sont connus sous plusieurs noms tels que : barrière diphasique, barrage à bulles d’air, barrière à bulles, barrière pneumatique à bulles d’air, barrage à air comprimé, barrage à pulsation d’air, barrière de bulles d’air, mur de bulles d’air, rideau antibruit, etc.

Comment fonctionne un rideau de bulles ?

L’intérêt des rideaux de bulles et de l’effet des bulles d’air dans l’eau ont été étudiés de façon détaillée lors de la période de la Seconde Guerre mondiale afin de bloquer les ondes sonores des sous-marins. Il a été aussi démontré que les bulles d’air dans l’eau réduisent la vitesse de dispersion des ondes sonores et perturbent la propagation des densités d’énergies qui serait normalement observée. L’efficacité des rideaux de bulles dépend principalement de la fréquence des ondes, du volume d’air injecté, de la dimension des bulles, du nombre de tuyaux utilisés et de la distance entre les bulles émanant du tuyau diffuseur.
Le principe de fonctionnement d’un rideau de bulles consiste à créer un mur plus ou moins dense, une barrière souple de bulle qui remonte de façon continue du fond de l’eau vers la surface.

Ce mur de bulles d’air est créé à l’aide d’un compresseur proprement adapté et capable de fonctionner en continu selon le volume d’air estimé. Ces rideaux de bulles serviront de zone tampon afin de réduire l’impact des ondes de choc et aussi des sons et fréquences se dispersant dans l’eau à partir d’une source (par exemple le martelage d’un poteau au fond de la mer). Le débit d’air injecté doit être assez grand pour former un rideau de bulle très dense et efficace. Selon les projets, nous suggérons régulièrement l’implantation de rideaux de bulles doubles ou triples afin de maximiser la quantité de bulles présentes. Dans le cas de rideaux doubles ou triples, les lignes de diffuseurs Tuyau Bulle® sont installées parallèlement les unes aux autres à une distance propre à chacun des projets. Le raisonnement est que chaque couche de bulle contribue à la réduction des impacts. En ajoutant des couches, il est possible d’augmenter la protection dans l’environnement aquatique.

Des études indépendantes plus poussées sont d’ailleurs en cours pour déterminer la capacité précise du Tuyau Bulle®. Le marché de l’atténuation du bruit et de la protection environnementale par barrière diphasique est en pleine évolution.

Quelles sont les diverses fonctions du rideau de bulles d’air avec le diffuseur Tuyau Bulle® ?

Atténuer les nuisances sur l’écosystème sous-marin du bruit et de l’effet de souffle provenant des opérations de déminage, de forage, des levées sismiques et notamment du battage de pieux en mer.

En tant que système d’atténuation du bruit sous-marin, les rideaux de bulles utilisent l’air pour réduire les ondes subaquatiques. Le Tuyau Bulle® lesté installé directement sur le fond marin, atténue la propagation des ondes de choc sonores. Il amortit les effets de souffle sous-marin qui peuvent nuire à la vie marine lors d’explosion et du battage et forage de pieux. Aussi appelées barrières diphasiques, les applications pour les rideaux de bulles sont nombreuses.

Le battage de pieux sur les grands chantiers de construction produit un bruit considérable et de hautes pressions acoustiques sous-marines. Celles-ci peuvent être mortelles pour les poissons et nocives pour les mammifères marins. Dans un effort pour réduire les bruits subaquatiques lors de travaux, certains projets utilisent maintenant des rideaux de bulles d’air. Ces rideaux de bulles d’air constituent une barrière efficace contre le bruit se propageant dans l’eau, en raison de la différence de densité entre l’air et l’eau.

Plusieurs lignes combinées de rideaux de bulles d’air peuvent accroître l’efficacité. Une série d’anneaux de Tuyau Bulle® de diamètre différent autour du pieu générera un rideau de bulles plus dense. Les rideaux de bulles constituent une stratégie potentielle en tant que mesure d’atténuation des effets acoustiques sur les mammifères marins dans la nouvelle feuille de route de la NOAA sur la stratégie relative au bruit dans l’océan.

Sources courantes des bruits à haut niveau de pression acoustique en mer :

• Opérations de déminage et dynamitage sous-marin
• Levés sismiques
• Battage de pieux. Les pilons hydrauliques qui servent à enfoncer par martelage les piles d’un quai ou d’un pont dans le fond marin figurent parmi les nuisances sonores les plus communes.
• Forage pour l’installation d’éoliennes en mer
• Opérations de prospection pétrolière (sismique)
• Sonars militaires ou sismiques
• Aménagements portuaires et du littoral

Protection des mammifères marins des nuisances sonores reliées au bruit et aux vibrations en continu provenant de l’exploitation des plates-formes pétrolières et des parcs éoliens en mer.

Aujourd’hui, il y a beaucoup de préoccupations au sujet de forage et de l’exploration pétrolière au large des côtes et ses effets sur l’écosystème. Les technologies d’atténuation du bruit sous-marin provenant de la construction maritime, de l’exploration pétrolière et du bruit en continu provenant des opérations quotidiennes reliées à l’extraction de pétrole et à l’exploitation de l’énergie éolienne en haute mer sont nécessaires.

Dans l’océan, les baleines et autres mammifères marins utilisent des impulsions sonores douces pour communiquer entre eux pour l’alimentation, l’accouplement et pour se regrouper. Mais comme nous sondons de plus en plus les océans, cette pollution sonore des travaux reliés à l’exploration, aux développements et à la construction, transmet de puissantes vagues sonores qui peuvent confondre, désorienter et même blesser ces mammifères marins tout en détériorant leurs organes sensitifs.

La réduction des sons sous-marins est donc une préoccupation croissante. Un des moyens prometteurs de confiner et réduire la vitesse de déplacement et l’intensité du son pour préserver l’environnement marin est les rideaux de bulles d’air.

Entourer les opérations sous-marines actives avec des murs de bulles permet de modifier la forme des ondes sonores. Quand une onde sonore frappe une bulle d’air, elle va comprimer la bulle et de l’énergie sera diffusée et dispersée. Le son se propage plus vite dans l’eau que l’air, mais va ralentir s’il frappe les bulles d’air. Les bulles freinent donc la propagation du son, et par le fait même l’onde de choc.

Il a été établi que les sons en continu ou en coups répétés supérieurs à 160 décibels pourraient perturber le comportement des mammifères marins. Même si le bruit constant provenant de l’exploration et de l’extraction de pétrole est différent des éclats saccadés émis par le battage de pieux, le plus gros problème pour la vie sous-marine vient des moteurs et des machines à bord des navires.

Les bulles d’air sont alors un moyen de réduire le bruit émis par des sources fixes. En entourant une plate-forme ou un navire avec des bulles d’air, le niveau de bruit peut être réduit.

Sources courantes de bruits et vibrations en continu en mer :

• Projets de fermes éoliennes « off-shore » et vibration des pales qui se propagent dans le sol par le mât central
• Travaux maritimes
• Exploitation des plates-formes pétrolières
• Exploitation des énergies marines renouvelables (éolien, hydrolienne, énergie thermique des mers …)

Contenir les déversements de pétrole dans une zone donnée

Une autre préoccupation importante face au forage et à l’exploration d’hydrocarbures est le risque de déversement de pétrole et son impact sur l’environnement. Les déversements de pétrole lors de transport maritime fluvial sont également un risque.

Les murs de bulles peuvent agir comme une mesure d’endiguement dans le cas d’un déversement pétrolier par exemple pour la protection des plateformes de forage et autres installations en eaux calmes telles qu’une marina ou un port de mer.

L’installation comprend une canalisation (le Tuyau Bulle®), immergée sur les fonds marins. En injectant de l’air comprimé en quantité et en pression suffisantes, il se produit un effet de courant d’eau qui crée une barrière souple, mais difficilement pénétrable par des éléments flottants comme des molécules de pétrole. Les hydrocarbures se trouvent ainsi retenus derrière la ligne de bulles. On contient ainsi l’expansion de la nappe d’huile le temps de mettre en place des méthodes de décontamination.

Système d’évitement et de redirection des poissons dans les cours d’eau tels que les rivières

Il y a une demande croissante pour la cohabitation humaine et la protection de la vie marine de la vie marine dans le monde entier. Les rideaux de bulles d’air submergés forment une barrière linéaire pour contrôler le mouvement et diriger des petits poissons et organismes marins loin des prises d’eau, des barrages hydro-électriques ou des zones contaminées.

Au Danemark, RS Coast Care a démontré durant l’été 2014 que l’usage de rideaux de bulles peut être efficace pour la protection des plages, des ports et du littoral contre les algues, les méduses et autres débris flottants.

Certaines installations hydro-électriques ou d’irrigation doivent s’assurer qu’ils protègent les saumons et autres poissons migrateurs d’être victime de leurs activités et installations. Ces compagnies nous contactent pour se procurer notre Tuyau Bulle® et l’intégrer dans leurs systèmes complets comportant différentes composantes d’évitement ou de contournement. Le Tuyau Bulle® crée un rideau de bulle dissuadant les poissons à les traverser. En installant le Tuyau Bulle® à un endroit stratégique d’un barrage, d’une prise d’eau ou autres installations d’ingénierie, on peut rediriger les poissons vers un escalier spécialement aménagé pour eux. Des lumières stroboscopiques et des sons à basse fréquence peuvent être intégrés au système pour rediriger les poissons vers des lieux sûrs ou les empêcher de passer dans les prises d’eau qui sont souvent fatales pour eux.

Comme on le voit sur la vidéo ci-dessous, les rideaux de bulles d’air de notre Tuyau Bulle® sont déjà en usage pour empêcher les méduses d’entrer et de bloquer les tuyaux des prises d’eau en mer au Royaume-Uni.

• Voyez comment notre Tuyau Bulle® contrôle le mouvement de méduses sur notre page YouTube
• Voyez comment les rideaux de bulles d’air peuvent contrôler le mouvement des débris, plantes, sédiments, etc.

Contrôle du mouvement et de la direction des débris flottants

Les chaines hôtelières et autres entreprises touristiques vivant sur les côtes en bordure de la mer sont aux prises avec un problème grandissant d’algues marines. À l’extrême, il existe aussi la sargasse (sargassum) qui est poussée sur les plages par les vagues et qui s’accumule parfois jusqu’à une épaisseur de trois mètres ! Les coûts reliés à la machinerie et aux employés attitrés au ramassage de ces algues chaque jour sont prodigieux. La présence grandissante des sargasses dans la mer est due à l’augmentation de nutriments dans l’eau, à l’augmentation de la température et aux courants marins et vents. L’industrie du tourisme est touchée par cette problématique dans les régions telles que l’île de Saint-Martin, la Guadeloupe, le Mexique et la Martinique. D’autres types d’algues marines se retrouvent aussi sur les côtes des plages en Europe et ailleurs dans le monde.
Beaucoup d’autres débris peuvent se retrouver flottants à la surface de l’eau tels que les bouteilles, les sacs de plastique et autres matières plastiques. Installer un rideau de bulle peut être une solution pour contenir les débris flottants et algues afin de les ramasser avant qu’ils arrivent sur les côtes. Il est aussi possible d’installer un rideau de bulles pour empêcher les débris flottants d’entrer dans un canal. Positionné au large des plages, de façon stratégique, le rideau de bulles crée un courant qui repoussera les algues et débris vers une zone moins sensible.

Actuellement, des projets pilotes sont à l’étude pour collecter et réduire les émissions de déchets flottants qui émanent de rivières en milieu urbain et qui se déversent dans les océans. Les modèles indiquent clairement le potentiel de ceux-ci, il reste à démontrer à grande échelle ce qui peut se faire avec le Tuyau Bulle®.

Barrière de rétention de limon et rideaux de turbidité

Les rideaux de bulles comblent également un besoin dans des applications de barrières de confinement des sédiments en suspension dû à des travaux. Lors de travaux dans une rivière, un fleuve ou un lac, les compagnies de construction marine et de dragage doivent souvent installer des barrières de rétention de limon et des rideaux de turbidité.

Ces barrières ne laissent pas le libre passage aux bateaux et équipement de travail. L’ajout d’une porte en rideau de bulle permet ceci tout en retenant les sédiments et autres matières en suspension. Dans ce cas-ci, un rideau de bulle installé à partir du fond atténuera la migration du limon et autres sédiments mis en suspension.

Notre Tuyau Bulle® s’est avéré très efficace pour bloquer les sédiments lors de ces applications. Également dans cet article, « Des bulles d’air pour que les fleuves restent navigables », des recherches sont en cours pour valider l’efficacité des rideaux de bulle à modifier les courants d’eau dans les courbes extérieures des lits de rivières et fleuves. Les sédiments tendent à s’accumuler à l’extérieur des courbes puisque la vélocité du courant diminue. Avec le temps, un banc de sable peut se créer sur toute la largeur de la rivière rendant le transport maritime impossible sans dragage. En installant un rideau de bulle dans cette courbe extérieure, cela crée un courant suffisant pour éviter l’accumulation des sédiments.

Voilà quelques applications, mais il existe encore plus de cas spéciaux dont notre équipe a eu la chance de discuter avec des ingénieurs, intervenants, environnementalistes et gestionnaires. Si votre idée ou votre projet ne s’y retrouve pas, contactez-nous pour en discuter !

Qui peut avoir besoin de créer une barrière de bulles ?

• Les autorités portuaires
• Les compagnies de constructions navales
• Les spécialistes en réduction acoustique
• Les firmes environnementales
• Les chaines hôtelières
• Les gestionnaires de plateforme pétrolière
• Les compagnies spécialisées en dragage
• Les compagnies de construction marine
• Les gestionnaires de barrage hydro-électrique
• Les compagnies se spécialisant en barrière pour poissons
• Les bases navales
• Les firmes d’ingénieries environnementales
• Les villes pour récupérer les déchets dans les canaux et rivières
• Les compagnies de récupération des déchets flottants
• Les groupes écologistes et les associations citoyennes