Cet article est une ébauche concernant la plongée sous-marine, l’archéologie et la mer.
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Une suceuse ou un aspirateur à sédiment est une drague fonctionnant par aspiration, c'est-à-dire un engin permettant d'aspirer les sédiments sous l'eau.
Usages
La suceuse est utilisée par exemple pour dégager des vestiges archéologiques sous-marins, faciliter le prélèvement de coquillages (couteaux), étudier les micro-organismes du fond marin, récolter du sable.
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement d’une suceuse à sédiment repose sur l’effet venturi dans un tube d’eau.
Une motopompe est reliée à un embout de lance à incendie afin de créer un courant puissant dans le tube rigide où celle-ci est imbriquée. Ce courant, par applications des équations de la mécanique des fluides, génère une aspiration importante dans le tube souple raccordé. Ceci permet ainsi d’aspirer les sédiments en bout du tube souple et de pouvoir ensuite les rejeter en dehors du tube rigide. Ce genre d’aspirateur à sédiment présente l’avantage de pouvoir enlever de gros volume de sédiments et fonctionner à des profondeurs importantes. Cependant il nécessite une source d’eau sous pression (motopompe).
Il n'est pas encore déterminé si l’aspiration est effectivement due à un effet venturi important ou si cela est simplement causé par le déplacement de la masse d’eau dans le tube rigide : On utilise l’équation de Bernoulli couplée à l’équation de continuité afin d’obtenir la formule suivante décrivant l’effet Venturi : .
On observe donc que la pression est la plus faible là où la section est la plus petite et ainsi cette différence de pression crée une aspiration qui attire les sédiments dans le tuyau. Il est probable que l’aspiration soit effectivement due à un effet venturi important et au déplacement de la masse d’eau dans le tube rigide.
Différent types d'aspirateur à sédiment
Nous pouvons lister, de manière non-exhaustive, toutes les possible formes qui ont été étudiées et documentées concernant l'aspirateur à sédiment. Nous introduirons alors comme notation la suceuse en "Y", dénomination faisant référence à son architecture particulière.
Les suceuses en "Y"
Les suceuses à sédiments (utilisée par exemple par l’association de fouille archéologique sous-marine ARESMAR) sont des suceuses-dévaseuses hydrauliques complètes équipées de manches souples permettant de travailler jusqu'à 30 m de profondeur.
Ce type d'aspirateur composé d’un canon rigide et lourd, pour reposer au sol, est très courant dans l’archéologie sous-marines.
Les suceuses en "Y alternative"
Ce genre de suceuses à sédiment conserve la forme architecturale en "Y", mais présente une inversion manche / aspirateur.
Ici, l’aspirateur est connecté au corps du canon, et le manche s’insère dans le canon en Y. Il y a une inversion par rapport aux suceuses en "Y" classique.
Les suceuses en "double Y"
Les suceuses à sédiments que nous appelons en "double Y" sont les suceuses à sédiments qui présentent deux aspirateurs reliés au canon central.
L’avantage de cette solution est d’avoir 2 postes d’aspirations distincts, permettant à 2 opérateurs d’aspirer séparément. De plus, il pourrait être possible d’avoir des diamètres d’aspirations différents entre les 2 aspirateurs, suivant le cas d’utilisation. Le débit d’aspiration, à moto pompe fixée, doit être cependant moins important en sortie des 2 aspirateurs comparé à un aspirateur en Y simple.
Nous pouvons identifier ici 2 tubes aspirants, ce qui nous laisse penser à une suceuse à double Y. Cependant l’architecture pour l’aspiration d’eau semble être différente des cas déjà présentés. Le manche est injecté dans le canon par une entrée d’eau de diamètre très réduit. Ceci est peut être dû à une nécessité physique pour assurer un débit d’aspiration suffisant pour 2 aspirateurs.
Les aspirateurs à air comprimé
Cette solution d’aspirateur de sédiments repose sur une solution technologique différente de celles présentées précédemment. Ces aspirateurs utilisent l'injection d'air comprimé pour créer un flux ascendant dans un tube immergé, ce qui entraîne les sédiments vers la surface. L'air est injecté à la base du tube, crée des bulles qui remontent rapidement et entraînent les sédiments.
L’intérêt de cette solution est qu’elle est très efficace pour les fouilles à grande profondeur et présente une bonne capacité de transport des matériaux lourds et volumineux. Cependant elle nécessite une source d'air comprimé (donc un compresseur) et est moins précise dans le contrôle du débit d'aspiration.
Les aspirateurs hydraulique
Ce dernier type d’aspirateur utilise la motopompe pour directement générer un flux d’eau aspirant les sédiments. Le tuyau d'aspiration est relié directement à la pompe, qui génère un flux continu d'eau pour transporter les sédiments. La différence ici est que les sédiments passent par la motopompe. L’avantage de cette solution est qu’elle permet un contrôle facile du débit d'eau mais nécessite une pompe plus puissante.
Les motopompes
Comme nous l'avons observé depuis le début, les motopompes sont indispensables au bon fonctionnement des suceuses à sédiments. Cependant, leur utilisation présente certaines contraintes. La motopompe a une puissance d'aspiration limitée et nécessite une alimentation en énergie, qu'elle soit électrique ou via un moteur thermique.
De plus, le site de fouille pour l'excavation des sédiments dépend de la mobilité de la motopompe. Celle-ci peut être placée sur la terre ferme, embarquée sur un bateau, ou encore installée sur une plateforme flottante afin de rester au plus proche du site d'excavation.
Ainsi, le choix de la motopompe est très important et ne doit pas être sous-estimé.
Effet environnementaux et nuisances sonores
L'utilisation des suceuses à sédiments est bénéfique pour de nombreux domaines, notamment l'archéologie sous-marine et l'excavation d'échantillons marins. Cependant, leur utilisation présente certains impacts qu'il est crucial de considérer.
Les suceuses déplacent l'eau et les sédiments des fonds marins, ce qui peut affecter les environnements sensibles et fragiles si ces déplacements ne sont pas contrôlés. De plus, les motopompes thermiques génèrent beaucoup de bruit, perturbant tant les humains que la faune sous-marine. Enfin, l'utilisation de moteurs thermiques émet du CO2, un gaz à effet de serre très néfaste pour l’environnement.
Une solution intéressante pourrait être de passer à des moteurs électriques, qui sont silencieux. Cependant, cela poserait le défi de l'alimentation électrique et si la puissance souhaitée est atteignable.
