Brevet FR2259743A1 — publié le 19750829

La présente invention concerne une installation mobile de surveillance des eaux comportant des détecteurs de mesure, cette installation servant de façon très générale à surveiller les eaux La pollution des eaux par suite de 1'indus- trialisation croissante est arrivée à un degré tel qu'il est nécessaire de surveiller en continu les eaux pour trouver des moyens et des solutions, évitant non seulement toute aùgmenta- tion de la pollution, mais permettant dans la mesure du possible de ramener cette pollution à un degré naturel. Cette surveillance des eaux concerne l'oxygène dissous dans l'çau, la valeur du PH, la conductibilité, la température, l'opacité et d'autres valeurs à-définir dans le détail et pour lesquelles il existe maintenant des détecteurs te mesure ou sondes. Comme support pour ces sondes ou ces détecteurs, on a prévu des installations fixes ainsi que des bouées de mesure, qui sont soit ancrées au fond des rivières, soit maintenues à leur lieu d'utilisation par des flotteurs. Il serait souhaitable que les-suprorts des sondes ou détecteurs puissent être utilisés à diverses profondeurs, indépendamment de la vitesse d'écoulement de l'eau, pour permettre même des mesures dites de profils. Un autre problème est que les supports des organes de mesure qui les maintiennent à l'aide d'organes auxiliaires à l'endroit de l'utilisation, puissent se transporter facilement pour permettre un changement rapide du lieu d'utilisation, sans nécessiter de moyens importants. La présente invention a pour but de créer une telle installation mobile de surveillance des eaux. A cet effet, l'invention concerne une installation caractérisée en ce qu'elle comporte a) une bouée d'équipement munie demoyens pour créer de 1 énergie et pour accumuler l'énergie b) un caisson d'ancrage muni d'un galet tournant et ,revotant cj un organe flottant ralisé sous forme de bouée de détection ;; la bouée d'équipement é-tant couplée sous tension par une liaison passant par le galet de renvoi du caisson d'ancrage, à l'organe flottant, le corps flottant ainsi oue le caisson ?ancrage tant susceptibles d'être logos dans le contour extérieur de la bouée d'équipement de façon que l'ensemble de l'instállation puisse être transporté globalement par exemple sur un chassis de remorque La bouée d'équipement se compose avanta geuseent de deux flotteurs reliés par une plateforme de service et d'entretien 'a la manière d'un katamaran.La liaison entre la bouée d'équipement -et la bouée de détection est assurée de préférence par une châine passant sur un galet de renvoi en forme de roue à chaine, prévue sur le caisson d'ancrage, ainsi que par un cible électrique et d'alimentation supplémentaire . La bouée d'équipement comporte à cet effet un treuil à chaîne entraîné par un moteur électrique ; le treuil est de préférence monté élastiquerr.ent et le moteur électrique est commandé par un dispositif de mesure de pression, prévu sur la bouée de détection. Pour éviter les mouvements trop importants de la bouée d'équipement par suite des vagues, celle-ci peut comporter des plaques d'amortissement accrochées sous les flotteurs, lors de son utilisation. I1 est avantageux de prévoir en outre, entre la bouée deéquiperrìent et la bouée de détection, une seconde liaison constituée par un cable de traction que lion peut enrouler sur un second treuil prévu sur la bouée d équipement Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la plateforme reliant les deux flotteurs est réalisée sous la forme d'une surface entourant l'espace entre les deux flotteurs et supporte un chassis portant les treuils et lors du transport au sol, la bouée de détection vient s'encastrer dans le chassis au-dessus de la plateforme, le caisson d'ancrage venant entre les deux flotteurs, essentiel lement au-dessous de la r.latef orme De façon préférentielle, la bouée d'équipement est munie d'un émetteur-récepteur sans fil Le caisson d'ancrage est un corps creux qui peut s'immerger ou qui peut flotter, le caisson d'ancrage comportant un tube d'évacuation d'air pour régler la poussée ascentionnelle lors de la remontée Le galet de renvoi comporte un moyen de blocage qui peut se déclencher par exemple électromagnétiquement. Les dispositifs de mesure logés dans la bouée de détection sont reliés par un tuyau muni d'une pompe qui envoie 1 eau à examiner. Dè façon avantageuse, la bouée de détection comporte également un dispositif de prise d'échantillon qui se met en oeuvre par le dispositif de mesure lui-meme et/ou par une télécommande.Pour la stabilisation en position, la bouée d'équipement et la bouée de détection comporalfdes surfaces de stabilisation. Il est avantage x, lorsque le dispositif est utilisé dans des eaux à directions d'écoulement variables, que l'arrière de la bouée d'équipement, celui de la bouée de détection et la fourche formant palier du galet de renvoi sur le caisson d'ancrage soient reliés par un câble auxiliaire sous tension, pour créer de cette façon des variations deposition pour la bouée d'équipement et la bouée de détection, dans le meme sens de rotation. Comme détecteurs de mesure, on peut utiliser des dispositifs connus pour la bouée de détection. l'installation mobile de surveillance des eaux selon l'invention, présente l'avantage que ces trois éléments à savoir : la bouée d'équipement, la bouée de détection et le caisson d'ancrage peuvent flotter séparément etpeuvent également être immergés séparément. bu fait que la bouée de détection et le caisson d'ancrage peuvent se loger dans le contour de la bouée d'équipement, l'ensemble de l'installation peut se transporter facilement, globalement, par exemple sur un chassis de roulement tel qu'une remorque de voiture de tourisme ; à l'aide de cette remorsque on peut également amener facilement l'ensemble dans l'eau.A cet effet, on amène le chassis de roulement, et l'installation de surveillance.qui le porte, dans l'eau que l'on teut-examiner, jusou'àce que l'installation de surveillance flotte par sa par sa propre poussée. Dans ces conditions, on ouvre la liaison entre le chassis et l'installation de surveillance et on amène l'installation de surveillance au point d'utilisation, en la faisant flotter A l'aide des moyens générateurs d'énergie et d'accumulation d'énergie de la bouée d'équipement, il est possible de faire fonctionner toute l'installation de façon autonome, pendant les durée prolongées, les valeurs de mesure déterminées étant transmises par une installation d'démission sans fil à un poste au sol A l'aide d'une installation complémentaire de l'installation décrite cidessus, il est évidemment possible de commander l'ensemble par transmission sans fil. La présente invention sera décrite sché matinuement à l'aide d'un exemple de réalisation'représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 représente schéma-tiquement l'installation de surveillance, à l'état d'utilisation - la figure 2 représente l'installation de surveillance en position de transport, sur un chassis de remorque ; - la figure 3 est une coupe longitudinale de la bouée de détection - la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3 - la figure 5 est un schéma bloc de l'installation pour la prise d'échantillons - la figure 6 est un schéma bloc de la commande de profondeur de la bouée de détection - la figure 7 est une coupe partielle du moyen de fixation du galet de renvoi sur le caisson d'ancrage ;; - la figure 8 est un schéma bloc de.l'équipement électronique et électrique de l'installation. La figure 1 montre la bouée d'équipement 1, la bouée de détection 2 et le caisson d'ancrage 3, à l'état d'utilisation. la bouée d'équipement 1 se compose de deux flotteurs 4 sous lesquels sont accrochées des plaqués d'amortissement 5. Les deux flotteurs 4 sont reliés l'un à l'autre par une plateforme 6, portant un bâti 7 et un garde-fou d. le chassis 7 est muni d'un treuil à chaîne 9 pour la chaîne 71 reliant la bouée d'équipement 1 à la bouée de détection 2, en passant par le galet de renvoi 10 réalisé sous forme de roue à chaîne. Le galet de renvoi 10 est monté élastiquement sur les ressorts 12, et son entraînement est assuré par un moteur électrique non représenté.Le bati 7 comporte un second treuil 13 qui est relié par un cable de traction 14 également à la bouée de détection 2, pour permettre par exemple le relevage de la bouée de détection 2 hors de l'eau en vue de son entretien. tes deux flotteurs 4 reçoivent les équipements électroniques dans la mesure où ces équipements ne se trouvent pas déjà dans la bouée de détection ; les flotteurs 4 comportent également des générateurs d'énergie et des moyens d'accumulation d'énergie, non représentés dans le détail ; ces moyens sont connus ; il s'agit par exemple d'une batterie d'alimentation et d'une batterie tampon. le générateur d'énergie est par exemple un groupe génératrice-moteur dont le carburant est par exemple stocké dans le réservoir 25 Eour stabiliser la position dans les eaux en mouvement, les deux flotteurs 4 comportent des ailerons de stabIlisation 15 Pour alimenter en courant la bouée de détection 2 et pour transmettre les valeurs de mesure des détecteurs de mesure prévus dans la bouée de détection 2, et amener ces valeurs à l'équipement électronique de la bouée d'équipement 1, on a prévu un crible de courant et de mesure 16. le caisson- d'ancrage 7 est réalisé sous forme de corps creux 17', qui peut flotter ou être immergé ; le volume creux 17 est relié à un tuyau d'air comprimé 18 pour recevoir de l'air comprime. Au fond du caisson d'ancrage, on a prévu des nervures 17 qui assurent l'accrochage avec le fond les nervures venant s'y enfoncer. On peut prévoir des poids complémentaires 20 dans les poches laterales du caisson d'ancrage. A l'intérieur du volume creux 17, on a prévu un tube d'évacuation d'air 2t qui communique avec l'extérieurr te réglage du tube d'évacuation d'air 21 permet de déterminer la poussée de remontée du caisson d'ancrage lorsque celui-ci reçoit de l'air par le tuyau lb'. La bouée de détection 2 peut évidemment avoir une poussée ascentionnelle considérable et son réglage en profondeur se commande par la chaîne 11 ; la bouée 2 a une forme extérieure. aérodynamique et à l'arrière 4 elle possède des ailerons de stabilisation 22.La position stable en flottement de la bouée est déterminée par le choix adéquat du point d'attaque de la chaîne d'ancrage 11 la position du centre de gravité et la position du centre de remontée (méa- centrez Sur a figure 2, on a representé l'lnstal- lation de surveillance de l'-eau en position de transport sur la terre ferme. Dans cette figure, on a utilisé les mêmes références que sur la figure 1 pour désigner les mêmes éléments. On remonte la bouée de détection 2 à laide du câble de traction 14 et du treuil manuel 3 ; puis on met la bouée à l'intérieur du chassis 7, le caisson ancrage 3 étant remonté suffisamment par l'enroulement~de la chaîne 11, pour qu'il vienne entre les deux flotteurs 4, où il est fixé à des chaînes de retenue 23'. I enserble de l'lnstallation réunissant ces trois éldments forme un tout qui repose sur un chassis de roulement 24 permettant le transport sur terre ferme. La bouée de détection 2 (figure 3) se compose d'une partie centrale 31 pour recevoir l'équipement électrique et électronique nécessaire à la bouée de détection tel quepar exemple un amplificateur de mesure. La bouée est munie de parties avant et arrière 32, 33, constituées par exemple de capuchons en matière synthétique. Dans la partie avant, on a logé une partie des détecteurs de mesure 34 qui sont recouverts par des capuchons de protection 35 et sont reliés l'un à l'autre par une conduite 36 munie d'une pompe 37. Cette conduite tubulaire 36 permet d'envoyer l'eau à vérifier aux détecteurs 34.Dans la partie arrière 37 on peut loger d'autres détecteurs comme par exemple un dispositif de mesure de conductibilité 380 La figure 4 représente à titre d'exemple la répartition des divers détecteurs de mesure sur la cloison 39 entre la partie centrale 31 et la partie avant 32 La conduite tubulaire 36 relie un dispositif de mesure de température 40, un dispositif de mesure d'opacité 41, un pH-mètre 42 et un dispositif de mesure 43 pour l'oxygène dissout dans l'eau. Une seconde conduite44 est reliée au dispositif de mesure de profondeur 45. la figure 5 représente schématiquement l'installation servant à la prise d'échantillon ; on suppose que la prise d'échantillon he se fait que lorsqu'une valeur extrême est dépassée. les détecteurs 34 prévus dans la partie avant et/ou la partie arrière de la bouée de d-étection sont reliés par une conduite 51 aux amplificateurs correspondants 52 dont la sortie est reliée par le conducteur 53 du câble de mesure 16, aux parties d'équipement électroniques logées dans la bouée d'équipement. Lorsque des valeurs de mesure prédétermnées sont dépassées, l'amplificateur 52 envoie par une seconde ligne de sortie 54 une impulsion au commutateur de valeurs extrêmes 55 qui transmet par une ligne 56, un signal de commutation à la soupape magnétique 57. La soupape magnétique conduite une vanne à trois voies 58 de la conduite 36. Sur la troisième sortie 59 de la vanne à trois voies 58, il est prévu un réservoir 60. En plus le commutateur de valeurs extrêmes ou valeurs de seuil peut également déclencher un signal d'alarme pour le poste qui est à terre. Le schéma bloc de la figure > 6-montre la commande en profondeur de la bouée de détection. Un commutateur de progrrmme 61 commande un générateur de valeur de consigne 62 relié à un étage de comparaison comparateur 63. Ce comparateur reçoit également le signal fourni par le généralteur de valeur réelle 65 commandé par le dispositif de mesure de contrôle 64. 1eScomparateur 63-commande le moteur électrique qui entraîne le treuil à chaîne 660 Lorsque la bouée de détection dévie par rapport à la profondeur de consigne, le générateur de valeur réelle 65 et le comparateur 67 assurent la mise en oeuvre du moteur électrique entraînant le treuil à chaîne 66 dans le sens d 'un réglage amenant la profondeur à la valeur de consigne. la figure 7 représente la fixation du galet de renvoi 10 sur le caisson d'ancrage 3. le- fourche formant palier 71 pour le galet de renvoi 10 (non représenté dans cette figure) est monté pivotant autour de l'axe 72. L'axe 72 est lui-m8me fixé dans un support 73 en forme de calotte, qui est vissé dans une coupelle 74 formant rotule, fixée au caisson. Le schéma bloc de la figure 8 représente un exemple d'équipement électrique de l'installation de surveillance. l'alimentation en courant est assuréepar une génératrice couplée a un moteur, cet ensemble ainsi qu'unie batterie tampon étant logés dans la bouée d'équipement. b batterie alimente les détecteurs de mesure logés- dahs la bouée de détection, le .cas -échéant, avec les pré-amplificateurs. Le canal de mesure relie ces appareils de mesure à des appareils de traitement de signaux correspondanis, ainsi qutaux amplificateurs de sortie, qui sont logés avec un émetteur, également dans la bouée d'équipement.L'émetteur permet une transmission sans fil des résultats de mesure à un récepteur prévu à terre. Ce récepteur peut à son tourstransmettre les signaux en passant par un amplificateur à bande large, pour les transmettre par exemple à une imprimante à plusieurs canaux. Les appareils prevus à terre sont évidemment, le cas échéant, alimentés par le courant électrique du réseau. Comme décrit ci-dessus, pour mettre en oeuvre l'installation de surveillance dteau, on amène cette installation en la transportant à terre jusqu'à son point d'emploi et de là on la met à l'eau. Après ancrage à la position prévue, ce qui se fait en abaissant le caisson dtancrage, on met en oeuvre les appareils de mesure et le programme de mesure commandé soit par un calculateur programmé au préalable ou analogue Il est également possible de commander le programme de mesure, par transmission sans fil, à l'aide d'un récepteur logé dans la bouée d'équipement. Du fait que l'installation est munie d'une alimentation en courant, autonome, on permet une utilisation prolongée de l'installation, sans que cela nécessite d'entretien. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REV ICATIONS 10) Installation de surveillance des eaux, mobile, munie de sondes de mesure, installation caractérisée en ce qu'elle comporte a) une bouée d'équipement (1) munie de moyens pour créer de l'énergie et pour-accumuler l'énergie b) un caisson d'ancrage (3) muni d'un galet tournant et pivotant (10) ;; c) un organe flottant réalisé sous forme de bouée de détection (2) la bouée d'équipement (1) étant couplée sous tension par une liaison ( passan-t par le galet de renvoi (10) du causson d'ancrage (3), à l'organe flottant (2), le corps flottant (2) ainsi que le caisson d'ancrage (3) étant susceptibles d'hêtre logés dans le contour extérieur de la bouée d'équipement (1) de façon que l'ensemble de l'installation puisse être transporté globalement par exemple sur un chassis de remorgue (24X0 25) Installation mobile suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la bouée d'équipement (1) se compose de deux flotteurs (4) reliés à la manière d'un katamaran par une plateforme de service et d'entretien (6). 3 ) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la liaison (1t) entre la bouée d'équipement (1) et la bouée de détection (2) se compose d'une chaîne, le galet de renvoi (10)- du caisson d'ancrage (3) étant réalisé sous forme de roue à chaîne et un cible d'alimentation en courant et de mesure (16) équipant l'ensemble 40) Installation mobile selon la revendi cation 3, caractérisée en ce que la bouée d'équipeLent (1) est munie d'un treuil à chaîne (9) entraîné par un moteur éleetrique, de préférence monté élastiquement. 50) Installation mobile selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moteur électrique est commandé par un dispositif de mesure de pression (45) logé dans la bouée de détection (2) 60) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la bouée d'équipement (1) est munie, lorssuielle est mise en oeuvre, de plaques d'amortissement (5) suspendues sous les corps des flotteurs (4). 70) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la bouée d'équipement (1) est reliée à la bouée de détection (2) par un câble de traction (14) qui peut être enroulé ou déroulé sur un second treuil (3) prévu sur la bouée d'équipement. 80) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que la plateforme (6) reliant les deux flotteurs (4) est réalisée sous la forme d'une surface entourant-l'espace entre les deux flotteurs (4) et supporte un chassis (7) portant les treuils (9, 13) et lors du transport au sol, la bouée de détection (2) vient-s'encastrer dans le chassis (7) au-dessus de la plateforme (6), le caisson d'ancrage (3) venant entre les deux flotteurs (4) essentiellement au-dessous de la plateforme (6). 90) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la bouée d'équipement (1) est munie d'un poste émetteur et récepteur sans filo 100) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le caisson d'ancrage (3) est un corps creux susceptible d'être immergé ou de flottera 110) Installation mobile selon la revendication 10 caractérisée en ce que le caisson d'ancrage (3) est muni d'un orifice d'évacuation d'air (21). 120) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisée en ce que le galet de renvoi (10) peut se bloquer 130) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée- en ce que la bouée de détection (2) est munie d'un grand nombre de dispositifs de mesure (34) logés dans le boîtier de la bouée, cette bouée étant reliée par un tuyau (36) équipé d'une pompe (37) pour envoyer l'eau à examiner. 140) Installation mobile selon la revendication 13, caractérisée en ce que la bouée de détection (2) est munie d'un dispositif de prise d'échantillon (figure 5). 150) Installation mobile selon la revendication 14, caractérisée en ce que le dispositif de prise d'échan tillon est commandé par le dispositif de mesure. 160) Installation mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que la bouée d-'équipement (1) et la bouée de détection (2) comportent des surfaces de stabilisation (15, 22). 170) Installation mobile selon la revendication 16, caractérisée en ce que l'arrière de -la bouée d'équipement (1), l'arrière de la bouée de detection (2) et la fourche de palier (71) recevant le galet de renvoi sur le caisson d'ancrage (3) sont reliés par un câble auxiliaire mis sous tension.