Brevet FR2349821A1 — publié le 19771125

Le secteur technique de l'invention est celui des saré- graphes. On connaît déjà des marégraphes immergés susceptibles d'enregistrer et même de transmettre à distance par câble les informations qu'ils enregistrent. Toutefois, de tels appareils ne peuvent être facilement adaptés à une utilisation sous immersions variées, à grandes distances de stations d'exploitation des mesures, et les indications transmises en cas de changement de site seraient entachées d'erreurs en nécessitant d'ailleurs des corrections de mesures aléatoires. La présente invention a principalement pour but de remédier à de tels inconvénients. Elle concerne à cet effet un marégraphe immergé capable d'un réglage automatique propre à le lettre en conditions de fonc- tionnement convenable à chaque profondeur d'ixmersion atteinte lors de son dépit au lieu choisi. L'invention comprend à cet effet un marégraphe à immer- sion dans lequel une chambre à gaz comprimé, dont la partie basse est reliée à l'extérieur, est alimentée pendant la plangée par une réserve de gaz comprimé à une pression supérieure à celle qui devra titre finalement subie de la part du fluide extérieur mais par l'intermédiaire d'un mano-détendeur qui règle progressivement la pression d'alimentation à une valeur juste supérieure à celle qui est subie de la part du fluide externe, au fur et à mesure que cette dernière varie. Des moyens sont également prévus pour limiter volontairement le débit d'alimentation, de manière.que la capacité de la réserve ne soit pass perdue, en cas de durée d'immersion supérieure à une limite de temps prédéterminée, par épuisement préea- turé. En cas de temps d'immersion inférieur au temps de débit du gaz de réserve, celui-ci est admis à fuir vers l'extérieur après stabilisation du marégraphe en repos sur le fond. Pour améliorer la constance de réponse de l'indicateur de pression à toute profondeur d'immersion, le volume de gaz à comprimer par le liquide extérieur, pénétrant dans l'enceinte contenant ledit gaz par une communication vibrée de la partie basse de ladite enceinte, est déterminé dans ladite enceinte que l'on divise en un compartiment de aesure, en communication par orifice non mouille avec une seconde chambre de réglage, de volume plus grand que celui dudit compartiment. En outre, cette chambre, qui reçoit le débit de la source de gaz comprimé, est de plus pourvue de moyens qui permettent d'en ajuster le volume gazeux. Ceci peut Titre fait au moyen d'un remplissage de liquide du fond de cette chambre, effectué à l'origine de la manoeuvre d'version en un lieu de profondeur connue, grtce à un jeu de robinets étagés qui permettent de déterminer le niveau de liquide intérieur, qui s'y trouve amené par un orfice pourvu d'un bouchon amovible étanche ou d'un niveau visible avec robinet d'échappement pour réglage de la hauteur de liquide. On peut ainsi rendre constant le rapport existant, à toute profondeur d'immersion, entre la mesure du déplacement du niveau dans le premier compartiment et le déplacement du niveau du liquide amb ant, de sorte que la mtme amplitude d'indication cor respondàune hauteur de marée en tous lieux etSrofondeurs d'im- mersion. L'invention comprend également des moyens d'enregistrement photographique des mesures, celui du temps, avec éventuel liement enregistrement des températures et salinités (prineipales causes de variations de densité, en général) et le cas échéant correction automatique par ces paramètres sur les mesures de hauteur de marée. Elle comporte aussi des moyens simples de mesure comprenant, par exemple, sur un flotteur déplaçable dans le premier compartiment, une tige crémaillère engrenant avec un pignon d'axe de tambour gradué, situé dans une chambre photographique, qui reste toujours sèche, sans que se pose là aucun problème de joint d'étanchéité. D'autres moyens peuvent titre envisagés, notamment pour la mesure de la hauteur d'eau atteinte dans ce premier compartiment, plus singulièrement un palpeur de surface programmé, un fil résistant dont on mesure la résistance sur sa partie émergée, un appareil de mesure à ultra-sons, ou tout autre moyen convenable. Pour la transmission, l'enregistrement ou les deux à la fois, des données, divers moyens peuvent aussi autre mis en oeuvre et, parmi ceux ci, hormis l'enregistrement photographique d'appareils indieateurs, on peut envisager un enregistrement sur bandes magnétiques de signaux codés correspondant aux données en cause, aussi bien que toute télé-transsission. L'ensemble est pourvu d'au moins une gueuse articulée d'ancrage avec attache temporaire - par boulon explosif ou elavette soluble, par exexpleJ - et d'un cible de liaison à un flotteur de repérage en surface. Ce cible et ce flotteur peuvent Aetre actifs sur le plan de la télé-communication des mesures, et témoigner aussi de la fin de ision en vue de la récupération. La description qui va suivre d'exemples non limitatifs de marégraphes conformes à l'invention permettra en regard des dessins annexés, de bien comprendre cornent l'invention peut Titre mise en pratique. La figure 1 montre une coupe schématique d'un tel maré- graphe. La figure 2 montre à une autre échelle l'aspect des affichages de mesures, en regard d'une caméra d'enregistrement photographique. La figure 3 montre un schéma d'appareil à palpeur de niveau programmé. La figure 4 en montre un schéma synoptique. La figure 5 montre un schéma d'appareil à fil résistant et à poste de transmission de signaux. Dans l'exemple représenté, le marégraphe comporte un corps creux 1, divisé par une cloison 2 pourvue d'un orifice supé- rieur 3 se@ en un compartiment de mesure 4 et une chambre de réglage 5. Au-dessus de ce compartiment 4 est située une chambre a'enregistrement 6 ou chambre photographique des résultats des mesures. Cette chambre 6 communique avec le compartiment 4 sousjacent par un passage 7, de tige-crémaillère 8, laquelle est solidaire d'un flotteur 9 dans le compartiment et engrène avec un pignon 10 d'axe 11 de tambour 12 gradué dans la chambre 6. L'axe 11 de tambour est monté sur paliers dont l'un 13 porte un support 14 index de référence, un afficheur de temps 15 à côté duquel figure un appareil 16 de mesure et d'affiehage de température et de salinité de l'eau, par exemple un simple thermomètre et un densimètre de toute disposition convenable connue. Les eadrans ou guichets de mesure, eo-planaires, apparaissent en regard de l'objectif 17a d'une caméra 17 automatique de prise de vue, dans le boitier de laquelle sont agencés un sys tère d'éclairage à entre 18, proche de l'objectif et une base de temps 19, qui commande les déclanchements des prises de vues périodiques, les avances de pellicules concomitantes, les éclairements temporaires des cadrans et guichets de mesure, ainsi que les avances des indications de l'afficheur de temps 15. Ce boitier de caméra 17 est associé avec une source de courant électrique de capacité suffisante - batterie de piles par exemple non représentée. Cette chambre 6 porte, sur la paroi supérieure, puisqu'elle apparatt comme superposée au compartiment 4, un anneau de levage 20, susceptible de recevoir un crochet ou anneau de cible de levage et de jonction à un flotteur de repérage en surface, le tout non représenté. De stme, ce etble pourrait comprendre un faisceau de conducteurs électriques isolés, entre relié à une traversée de paroi pour liaisons avec les bornes de sortie d'un télétransmetteur de données sous forme convenablement codée et en surface, à un émetteur de diffusion desdites données à distance pour utilisation immédiate des mesures, alors que les enregistrements photographiques restent toujours disponibles mais seulement exploitables après relevés périodiques - accompagnés d'opérations d'entretien et de réglage - comme cela apparaetra ei-après. Le compartiment 1 est relié par sa partie basse à 1'ex- térieur par un ajutage calibré ouvert 21 d'admission et d'échappement d'eau. Le fond du eorps creux 1 est pourvu d'une articulation 22 d'attache à un lest-23, formé d'une gueuse de fonte par exem p7ep Cette attache est susceptible outre rompue, pour permettre un relevage d'appareil sous un effet de flottement, par exemple. Cette rupture peut résulter notamment d'un élément explosible, actionné automatiquement en fonction du temps écoulé ou commandé par exemple à partir de la base de temps de caméra. I1 peut s'agir aussi d'un élément d'attache progressivement soluble dans l'eau, plus spécialement l'eau de mer. Dans ees conditions, en fin de mission, le lest ou gueuse 23 est abandonné au fond et l'appareil peut autre récupéré en surface, avec son flotteur de repérage à proximité. Sans cette disposition, un levage plus onéreux, à partir dudit flotteur, peut aussi entre envisagé. L'une des parois latérales de chambre 5 offre un jew de robinets superposés 24, de réglage de niveau. La paroi supérieure est munie d'un orifice de remplissage 25 à bouchon amovible étan che 26. Un niveau d eau visible peut aussi être prévu avec un robinet de vidange pour réglage précis du niveau. De te, à proximité, est branché sur cette paroi un mano-détendeur 27, réuni par un robinet d'arrtt 28 à une bouteille 29 ou au collecteur d'une batterie de bouteilles. Une seule est représentée. Le mano-détendeur 27 règle la pression d'échappement de 1'air depuis la bouteille vers la chambre 5 à une valeur juste un peu supérieure à celle de la pression qui règne à la profondeur atteinte dans le liquide ambiant. Le fonctionnement de cet ensemble est alors le suivant. Pour une immersion en un site donné à profondeur connue, par cartographie ou sondage sur place, au "Sonar" par exemple, on prépare la chambre 5 en y injectant une quantité d'eau connue, atteinte lorsque le robinet 24 choisi, délibérément ouvert, laisse écouler l'eau que l'on versépar l'orifice 25 dépourvu de son bouchon 26. Le niveau convenable établi, ce robinet est refermé et le bouchon 26 remis en place. La bouteille 29 étant branchée, la vanne 28 ouverte, le mano-détendeur laissé passer un débit d'air comprimé modéré, à une pression juste supérieure à la pression ambiante. L'ensemble est ainsi immergé jusqu a repos sur le fond. Au cours de la descente, la chambre 5, prise dans son volume sec, alimente au travers de l'orifice 3 le compartiment 4 et un faible débit d'air s'échappe par l'ajutage 21. Cet échap piment se produit durant un temps qui doit être supérieur à celui que demande l'immersion jusqu'au repos sur le fond choisi. Ce temps de débit est même choisi supérieur à la durée précitée au moins du temps nécessaire à la stabilisation en température de l'ensem- ble au fond.Alors que la bouteille est vide, le débit s'arrête et l'espace disponible sec de chambre 5 et de compartiment 4 forme chambre à air, susceptible entre comprimé par entrée d'eau par l'ajutage 25. On choisit le moment de fin de débit d'air à l'instant où se produit la plus marquée des marées basses ou pression hydrostatique minimale à mesurer pour la série des mesures à effectuer. L'appareil est dès lors prêt à fonctionner sur une longue durée, fonetion de la quantité de pellicule emmagasinée et de 'a fréquence de prise de vues, jusqu'à prochain relèvement pour dépouillement et utilisation des enregistrements. Pour une utilisation immédiate des mesures, la télé- transmission par tout moyen approprié peut être utilisée. On effectue à cet effet un codage des mesures et une télé-transmission par voie radio-électrique par exemple. L'émetteur peut être situé dans un flotteur de repérage du site d'immersion. Ces mesures peuvent aussi titre corrigées directement sur les hauteurs de marées ou variations de niveau analogues en intégrant aux mesures les corrections résultant des variations des paramètres densité et température. C'est ainsi que par une bilame thermométrique par exemple, un index 14 peut titre déplacé, de même qu'il peut l'être par transmissions conjuguées à la fois en fonction aes températures et salinité d'eau de mer, par exemple, pour lecture directe des graduations de tambour 12 face à l'index convenablement déplacé. Un minimum de frottement résulte de la liaison créxail- lère 8 pignon 10, avec compensation aisée de tout jeu d'engrènement par des moyens connus. L'aspect des relevés reflète l'ensemble d'affichage mon- tré sur la figure 2 où l'on voit la graduation du tambour 12 en hauteur de marées, face à un index 14 éventuellement affecté d'une mobilité de correction par température et salinité, puis colonne de température 16, regard de l'affichage 15 nusérique du temps avec heures et quantièmes du mois par exemple. Comme on le voit sur la figure 3, l'appareil peut titre pourvu d'un dispositif de mesure du niveau dans la chambre 4, à palpeur 30 coulissant et à mouvement motorisé programmé, sous l'faction d'un moteur 31, d'un train d'engrenage réducteur 32 de commande d'un pignon 33 de crémaillère 34 solidaire de la tige 35 de palpeur 30, ce dernier étant formé de deux électrodes qui, dès leur plongée dans liteau, établissent un circuit de commande, lesdites électrodes y étant comprises et formant avec l'eau où elles plongent un interrupteur. Un simple compte-tour 36 permet de me sur rer la course de la tige 35, ee dernier étant relié, par exemple, à l'arbre du moteur 31. Une base de temps 57 alimente, pour déclanchements successifs, une caméra 38 et un flash électronique 39, 11 objectif 40 de caméra étant faee au compte-tour 36 et à un afficheur de temps 41 tel que celui ci-dessus décrit.Cette base de temps alimente de mAeme un programmeur 42 qui assure aux moments opportuns, les mixes en route de moteur 31 en déclanchant ainsi la séquence opératoire, mise en marche, arrXt de descente de tige dès arrivée des électrodes 3O dans liteau, déclanchement de caméra et illumina- tion de flash, avec photographie de compte-tour 36 et afficheur de temps 41, entre autres mesures, avance de film, remontée de tige 35 jusqu'à un contact ae fin de course non représenté qui commande un réarmement de programmeur. Dans cette forme d'exécution, la première chambre 5a est à niveau d'eau 24a visible par tuoe transparent, avec robinet de vidange 24b pour réglage fin du volume d'eau dans cette chambre 5a. Comme on le voit sur la figure 5, au lieu du palpeur précité, la chambre de mesure 4D peut aontenir un conducteur 43 résistant nu, formé en épingle et dont la boucle inférieure est shuntée par l'eau qui baigne cette boucle. La résistanee restante, mesurée par un ohmmètre 44 en surface, sur flotteur 45 relié à l'appareil lb immergé par un ctble actif 46 est codée pour émis -sion radio-électrique par émetteur 47 et antenne 48. Une batterie 48a alimente le tout. Un prograsteur 49 déelanche~les séquences brèves successives de mesure et de transmission en signaux con venablement codés. D'autres moyens de mesures pourraient aussi titre envisagés tels que les ultra-sons par sonar inversé. Il va de soi que, sans sortir du cadre de ltinvention, on pourra apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent entre décrites. C'est ainsi qu'on pourrait se passer de l'articulation entre corps a'appareil et lest si le palpeur est situé dans l'axe de la chambre de mesure correspondante. En outre, il faut noter que le volume intérieur de bouteille peut faire partie de celui où l'air est comprime de façon variable par les changements de niveau de 11 eau d'immersion, si le mano-détendeur reste ouvert à fin de débit d'air comprimé lors de l'isoersion. REVENDICATIONS 1.- Marégraphe à immersion, dans lequel une chambre à atmosphère gazeuse sous pression est reliée à l'entourage liquide par une communication basse, et dont les changements de niveau de liquide interne traduisent les variations du niveau du liquide d'immersion, caractérisé par le fait qu'il est associé à une réserve de gaz comprimé en communication avec ladite chambre grtce à des moyens de distribution qui déterminent la pression dtali- tentation de cette chambre à une valeur juste supérieure à celle qui résulte de la hauteur du liquide d'imxersion, au moins pendant le temps nécessaire à ladite version. 2.- Marégraphe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de distribution comprennent un mano-détendeur réglé par le liquide à la profondeur aetuelle d'ixeerEion et un limiteur de débit du gaz distribué. 3.- Marégraphe selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte une chambre en deux parties, l'une contenant un élément de mesure, lautre étant pourvue de moyens de remplissage à niveaux prédéterminés, ces deux parties étant reliées par une communication haute demeurant sèche. 4.- Marégraphe selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de remplissage comportent un bouchon amovible étanche et une série de robinets étagés ou un niveau de liquide visible avec un robinet de réglage. 5.- Marégraphe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément de mesure est un flotteur relié à une tige crémaillère qui actionne par un pignon, avec compensation des jeux d'engrènement, un tambour gradué, situé dans une chambre de mesure surmontant au moins la partie de mesure de la chambre à atmosphère gazeuse. 6.- Marégraphe selon 1 revendication 5, caractérisé /de mesure/ par le fait que la chambre/renferme, outre le tambour gradué et un index de rep érage correspondant, un thermomètre et un appareil de mesure de densité du liquide d'immersion. 7.- Marégraphe selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le thermomètre et le densimètre ont une action se répercutant de manière corrective automatique sur ledit index en le déplaçant corrélativement face au tambour. 8.- Marégraphe selon 1 t une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les mesures sont enregistrées automatiquement par une caméra photographique, contenue dans la chambre de mesure en particulier, caméra actionnée par base de temps à laquelle correspond un afficheur de temps situé aussi dans le champ de caméra. 9.- Marégraphe selon ltune quelconque des revendications 1 à 8, caraczérise par le fait que l'élément de mesure est constitué par un moyen appartenant à un groupe qui comprend les palpeurs de niveaux programmés, à électrodes de trempage notassent, les fils résistants d'immersion partielle, et les sonars inversés. 10.- Marégraphe selon l'une quelconque des revendications 1 à g, caractérisé par le fait que les mesures rythmiquement déclanchées, sont introduites dans un codeur de télé-transmission alimentant un transmetteur à distance, notamment émetteur associé par cible actif à un flotteur de surface destiné au repérage et à l'émission en cause. 11.- Marégraphe selon l'une quelconque des revendications 1 àlO, caractérisé par le fait qu'il est lesté par gueuse articu lée, pourvue en cas de besoin d'une liaison éclipsable appartenant à un groupe qui comporte des moyens explosifs et des moyens solubles, à commande ou automatiques.