Brevet FR2009249A1 — publié le 19700130

200924$ La présente invention se rapporte aux dispositifs de signalisation sous-marins conçus pour détoner à une profondeur prédéterminée. Les dispositifs de signalisation sous-marins fonctionnent ordinairement en provoquant une petite explosion dans l'eau 5 à une profondeur appropriée. Un dispositif classique de signalisation comprend un détonateur électrique et un élément électrique qui lui est connecté par l'intermédiaire d'un manocontact conçu pour se fermer lorsque la pression externe sur le dispositif atteint une certaine valeur. 10 Cependant, de tels systèmes présentent un certain nombre d'inconvénients. Par exemple, une spécification imposée à un dispositif de signalisation précise que même en cas de mauvais fonctionnement, par exemple dans le manocontact, il ne doit pas pouvoir exploser lorsqu'il est hors de contact avec l'eau. Il est 15 donc désirable d'inclure dans ce dispositif un second moyen assurant que la détonation ne peut se produire avant que le dispositif soit immergé. Une méthode qui a été proposée pour atteindre ce but est d'utiliser comme source de puissance électrique une pile à eau de mer, c'est-à-dire une pile électrolytique qui 20 ne produit un courant électrique que lorsqu'elle est immergée dans l'eau. Cependant, les piles à eau de mer exigent généralement de l'argent ou un composé d'argent comme électrode, ce qui augmente le prix de l'appareil. Leurs caractéristiques électriques peuvent également être indésirables, par le fait qu'elles donnent 25 un courant faible à l'origine et croissant ensuite, alors qu'il est préférable d'avoir un fort courant initial pour mettre à feu un détonateur qui pourrait sinon ne pas s'allumer du tout. Une autre caractéristique des dispositifs de signalisation sous-marins connus qui ne donnent pas satisfaction est le fait 30 que si, pour une raison quelconque, un dispositif n'atteint pas sa profondeur prédéterminée pour la détonation, par exemple en se logeant sur le dessus d'un sous-marin, ou en tombant sur un haut-fond, ou si le manocontact ne peut être actionné à la profondeur désirée, le dispositif n'explosera pas immédiatement, mais res-35 tera actif et pourra exploser par la suite avec les conséquences préjudiciables qui en découleront. La présente invention concerne un dispositif de signalisation sous-marin qui comprend un détonateur connecté en série avec une batterie, un manocontact; un commutateur à eau de mer qui 40 comprend une anode et une cathode, l'espace entre ces deux élec- 69 16786 2 2009249 trodes se remplissant d'eau de mer lorsque le dispositif est immergé dans la mer et/ou un commutateur de sécurité qui peut être connecté en série ou en parallèle avec la batterie et qui comprend deux contacts électriquement conducteurs qui, en position de fonc-5 tioimement, peuvent déconnecter ou court-circuiter la batterie selon le cas, ces contacts étant maintenus en position non. active contre l'action d'un ressort antagoniste par un champ magnétique produit par un aimant permanent électriquement isolé et maintenu en position par une cheville de blocage constituée par un Œaté-10 riau partiellement ou totalement soluble dans l'eau de façon telle que» le dispositif étant immergé dans l'eau, la cheville de maintien est humidifiée et se désagrège de sorte que l'aimant est déplacé "par gravité ou par un mécanisme à ressort pour ne plus agir sur lesdits contacts. 15 les commutateura à eau de mer et les commutateurs de sécuri té comme décrits ci-dessus, ainsi que les dispositifs de signalisation sous-marins comprenant l'un de ces commutateurs, soas également nouveaux et entrant daas le domaine de l'invention le commutateur à eau d® w.qt conforme à l'invention peut dGaa 20 rendre inactif un dispositif d© signalisation sous-marin lorsqu'il est hors de 1'eau par suit® de l'état non conducteur de 1'espaça rempli d'air entre l'anode et la cathode. Dès que le dispositif est immergé âaas l'eau de mer, ©et espace se remplit et permet la conduction par sait© de la nature électrolytique de 25 l'eau de mer. Le dispositif de sécurité de l'invention garantit qu'après l'immersion d'un dispositif d® signalisation sous-marin dans 15oau de mer, le circuit du détonateur n8est actif que pendant une certaine période, c1 est «-à-dire tant qu© la cheville de blocage est 30 intacte. La nature de cette cheville peut varier selon la durée active désirée du dispositif. Un certain nombre de métaux comme 18 aluminium ou le plomb peuvent être utilisés pour 15 anode du commutateur à eau de mer mais les métaux préférés sont les alliages de magnésium, notam-35 ment les alliages magnésium-sodium, magnésium-plomb ou magnésium-aluminium; le magnésium lui-même est utilisé la plupart du temps de préférence. Cette utilisation présente deux avantages particuliers découlant du caractère extrêmement électropositif du métal. Donc premièrement, par suite du potentiel élevé d'électrode 40 du magnésium, la chute de tension aux bornes de l'interface anode- BAD ORIGINAL 69 16736 3 2009249 électrolyte pendant le passage du courant est faible, de sorte que la résistance de la batterie est minimale, la seconde caractéristique intéressante est qu'après remplissage du commutateur et avant le passage du courant, les atomes de magnésium provenant 5 de l'anode ont une forte tendance à entrer en solution sous forme d'ions provoquant ainsi la formation d'une double couche électrique autour de l'anode. Cette double couche fonctionne de la même façon qu'un condensateur électrique qui se décharge à travers le circuit externe lorsque le manocontact se ferme. De cette façon, 10 une impulsion d'énergie de brève durée et à forte intensité passe initialement à travers le détonateur. Ceci est le type de décharge le plus convenable, pour une mise à feu. le passage du courant par le commutateur se produit par suite de 1*électrolyse de l'eau de mer entre les électrodes. Comme 15 de l'hydrogène est évacué à la cathode, il est désirable que la surface de celle-ci soit celle d'un métal à faible surtension d'hydrogène de façon à augmenter au maximum la conductibilité, les cathodes de nickel ou d'argent, ou plaquées avec ces métaux, sont particulièrement utiles à ce point de vue et sont utilisées 20 dans le mode de construction préféré de la pile. la forme, l'agencement et l'écartement des électrodes ne sont pas critiques mais, pour augmenter au maximum la conductibilité de la pile, on utilisera généralement des électrodes dont la surface active est aussi grande que possible et placées aussi 25 près que possible l'une de l'autre. Il est recommandé de construire le boîtier du commutateur de façon à faciliter un remplissage rapide lorsqu'il est immergé. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de mode de réalisation du dispositif 30 suivant l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexé sur lequel : - Fig. 1 représente une coupe verticale d'un commutateur suivant l'invention et, - Fig. 2 représente une coupe verticale du mode de réalisa-35 tion préféré d'un commutateur de sécurité. l'appareil représenté sur la fig. 1 comprend un boîtier en matière plastiquel définissant une cavité cylindrique comportant une ouverture 2 à la base, et fermé par un couvercle en matière plastique 3 portant une ouverture 4. Une tige 5 en matériau élec-40 triquement conducteur et plaquée d'argent traverse le couvercle 3 69 16786 4 2009249 et pénètre à l'intérieur du boîtier. La tige est coaxiale au boîtier et est noyée dans la base de ce dernier. La tige 5 est reliée à un conducteur 6 qui, dans le dispositif, est connecté à un manocontact (non représenté) et, de là, par l'intermédiaire d'un détonateur, à la borne négative d'une batterie. Un enroulement hélicoïdal de magnésium 7 est également disposé dans le boîtier 1 coaxialement à ce dernier, et se trouve à une certaine distance de la tige 5 (environ deux mm) et des parois intérieures du boîtier. La bobine 7 est connectée par un conducteur 8 qui traverse le couvercle 3 à la borne positive d'une batterie (non représentée). Lorsque l'appareil est utilisé, la tige 5 sert de cathode, et la bobine de magnésium 7 sert d'anode. A l'immersion dans l'eau de mer, la présence des ouvertures 2 et 4 permet à l'eau de mer de refouler l'air se trouvant dans le boîtier et de fermer le manocontact qui ferme également le circuit électrique du commutateur à eau de mer. \ Ce dernier commutateur procure donc une sécurité contre l'activation indésirable du détonateur;due à la fermeture accidentelle du manocontact, par exemple par suite d'un mauvais fonctionnement ou par. la chute du dispositif. Dans tous ces cas, le détonateur ne pourra être allumé car le commutateur à eau de mer est ouvert jusqu'à ce qu'il soit rempli d'eau. L'utilisation d'un champ magnétique pour maintenir le contact entre les contacts dans le dispositif de sécurité de l'invention est particulièrement intéressant parce qu'il permet le scellement de ces contacts dans une enceinte étanche à l'air et à l'eau, par exemple dans un boîtier en verre scellé. Le risque de détérioration du dispositif par corrosion ou par déplacement mécanique accidentel du système peut donc être essentiellement éliminé. Toute méthode de chargement par ressort, suffisante pour maintenir les contact dans leur position active lorsqu'on retire le champ magnétique peut être utilisée. Dans ce but, on a trouvé commode d'utiliser comme contacts les extrémités de lames métalliques, ces lames étant scellées dans le boîtier de telle façon qu'une ou les deux se trouvent en état de tension lorsqu'elles sont en position non active sous l'influence du champ magnétique. Un tel système est semblable au commutateur à lame utilisé en téléphonie. Dès que le champ est supprimé, la force de rappel suffit pour actionner les contacts. 69 16786 5 2009249 L'aimant qui fournit le champ magnétique est maintenu en position par une cheville réalisée en matériau partiellement ou totalement soluble dans l'eau. La nature et les dimensions de cette cheville de blocage peuvent être choisies de façon à permettre 5 la désintégration de la cheville, sous l'action de l'eau de mer dans la période de temps désirée. Il est préférable d'utiliser dans ce but des halogénures de métal alcalin, par exemple du bromure de potassium. Le déplacement de l'aimant peut être provoqué par l'action 10 de la pesanteur, et, dans ce cas, les caractéristiques de flotta-bilité du dispositif de signalisation doivent être telles qu'on ait l'assurance qu'à l'immersion la cheville de blocage est essentiellement verticale au-dessous de l'aimant. Cependant, de préférence, l'aimant est déplacé par la dilatation d'un ressort. 15 Une version préférée de commutateur de sécurité est repré sentée sur la figure 2. Le dispositif représenté comprend un boîtier en matière plastique 9 divisé par une cloison centrale 10 en deux compartiments isolés 11 et 12. Le compartiment 11 contient deux lames élastiques électri-20 quement conductrices 13 et 14 scellées dans une gaine de verre 15. Les conducteurs 13 et 14 se touchent par leurs contacts d'extrémité 13a et 14a et traversent la gaine 15 et le boîtier en matière plastique 9 pour être connectés extérieurement à un circuit électrique. Les conducteurs 13 et 14 sont montés dans la 25 boîte en matière plastique 9 de façon à être sous tension mécanique lorsqu'ils se touchent. Le compartiment 12 contient un aimant 16 placé de telle façon que son champ attire les contacts 13a et 14a dans le compartiment voisin 11. L'aimant 16 est monté entre un bloc de bromure 30 de potassium 17 reposant sur une extrémité du compartiment 12 et un ressort comprimé 18 reposant contre l'autre extrémité du compartiment. Des trous 19 et 20 sont percés dans la paroi externe du boîtier 9 près du bloc de bromure de potassium 17. Un trou plus grand 21 est percé dans le fond du boîtier en matière plas-35 tique 9 au-dessous du bloc de bromure de potassium. Lorsque le mécanisme est immergé, l'eau pénètre par les trous 19 et 20 et dissout partiellement le bloc de bromure de potassium 17. Le ressort 18 tend alors à se dilater, poussant l'aimant 16 contre le compartiment et poussant le bloc partiellement dissous 17 à 40 travers le trou 21. L'influence du champ magnétique sur les 69 16786 6 2009249 contacts 13a et 14a est donc supprimée et ces contacts s'écartent par suite du retour des conducteurs 13 et 14 dans leur position de repos. En fonctionnement, les conducteurs 13 et 14 peuvent être connectés extérieurement et en série à un circuit série comprenant une 'batteries, un détonateur, un manocontact et un commutateur à eau de mer, ainsi qu'il a été décrit plus haut. 69 16786 7 2009249 - aEVEMDIOÀlIONS - 1. Dispositif de signalisation sous-marin comportant un détonateur, une batterie et un manocontact caractérisé en ce qu'il comprend en outre un commutateur à eau de mer comprenant 5 une anode et une cathode, l'espace entre ces deux électrodes pouvant se remplir d'eau de mer par immersion du dispositif dans l'eau et/ou un commutateur de sécurité qui peut être connecté en série ou en parallèle, de préférence en série, avec la batterie et qui comprend deux contacts électriquement conducteurs qui, en 10 position active, déconnectent ou court-circuitent, de préférence déconnectent, la batterie selon le cas, ces contacts étant maintenus en position de non fonctionnement contre un ressort antagoniste par un champ magnétique provenant d'un aimant permanent électriquement isolé maintenu en position par une cheville de 15 blocage en matériau entièrement ou partiellement soluble dans l'eau, de préférence du bromure de potassium, de façon que lorsque le dispositif est immergé dans l'eau, la cheville soit humidifiée et se désagrège de façon à déplacer l'aimant sous l'action de la pesanteur, ou de préférence d'un mécanisme à ressort pour 20 qu'il n'exerce plus d'influence sur lesdits contacts. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur de sécurité dans lequel les contacts sont constitués par les extrémités de lames métalliques qui sont contenues dans un boîtier en verre scellé et sont en état de ten- 25 sion lorsque les contacts ne sont pas en position active.