Brevet FR2357807A1 — publié le 19780203

La présente invention a trait à un dispositif de télécommande pour pipe-line. Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif de télécommande d'organes situés le long d'un tronçon de canalisation de grande longueur du genre pipe-line constitué par un tube métallique sans solution de continuité électrique enrobé d'un-revêtement protecteur non conducteur électrique, ledit tronçon étant au moins partiellement immergé. I1 est de pratique courante par exemple de déplacer par flottage un tronçon de canalisation de grande longueur du genre pipe-line. Celui-ci est constitué d'un ou plusieurs tubes métalliques soudés ou assemblés l'un à l'autre de manière à former un long tube métallique sans solution de continuité électrique, ce long tube étant enrobé d'un revetement protecteur non conducteur électrique, du genre béton ou similaire. Ce tronçon de canalisation est soutenu par des flotteurs horizontaux espacés sous lesquels il est attaché. Plus généralement l'invention est applicable à tout pipe-line au moins partiellement immergé. Or il est nécessaire de télécommander des organes situés le long d'un tel tronçon de canalisation. L'un des domaines d'utilisation du présent système oonsiste à agir, notamment en cas de tempête, sur certaines caractéristiques des flotteurs, particulièrement de les amener en position verticale, et cela simultané- ment pour tous les flotteurs soutenant le tronçon de canalisation, également à agir flotteur après flotteur, ou enoore sur certains d'entre eux et de façon programmée. Les systèmes connus de télécommande présentent l'inconvénient d'être difficilement opérationnels, voire même inopérants dès que la houle ou les vagues deviennent fortes. Les câbles électriques sont arrachés, les antennes sont immergées ou brisées, les sons et ultrasons gravement perturbés par les turbulences, enfin les signaux lumineux sont occultés. La présente invention a pour but d'assurer,quelles que soient les conditions météorologiques, une télécommande fiable des dispositifs installés le long d'un tronçon de canalisation du genre pipe-line. Ces dispositifs sont de plusieurs types : servomécanismes, notament rivets explosifs, appareillages de controle, etc.. L'invention repose sur l'idée d'employer les milieux conducteurs présents et isolés l'un de l'autre, tels que le tronçon de pipe-line luimême et le milieu liquide assurant le transport par flottage, pour véhiculer des courants variables, et de se servir des champs magnétiques criés par ces derniers pour assurer la télécommande des organes et/ou des servomécanismes. Ainsi, selon l'invention, il a été réalisé un dispositif de télécommande caractérisé en ce qu'il comprend - un générateur de signaux électriques couplé à une extrémité du tube métallique - au moins deux électrodes plongeant dans le milieu liquide, l'une étant électriquement connectée au générateur, au moins une autre étant connectée à au moins une extrémité du tube métallique, de telle manière qu'un courant circule dans le tube et se ferme par l'intermédiaire du milieu liquide, créant autour dudit tube un champ magnétique. - des bobines d'induction réparties en divers points le long du tronçon de canalisation et à proximité de celui-ci, connectées chacune à une chaise de traitement des signaux induits dans celles-ci et/ou à des servomécanismes. Selon les cas le générateur ds signaux électriques est couplé au moyen d'une connexion isolée du milieu liquide, à une extrémité du tube métallique ou est couplé par induction au moyen d'un bobinage, au tube métallique. PDur des raisons de facilité de mise en oeuvre, on peut être amené à choisir la deuxième solution et lors deux électrodes plongeant dans le milieu liquide seront avantageusement connectées chacune à une extrémité du tube métallique. Afin d'obtenir le maximam d'efficacité du dispositif conforme à la présente invention, les bobines d'induction sont orientées suivant les lignes d'induction engendrées autour du tube métallique par le champ magnétique créé par les signaux issus du générateur et circulant dans le tronçon de canalisation. Pour assurer une télécommande sélective et/ou programmable des organes situés le long du pipe-line, il est avantageux que le générateur de signaux électriques délivre des signaux modulés et/ou codés et qu'au moins une chaîne de traitement des signaux induits comporte un élément décodeur de ces signaux. L'une des applications du dispositif de télécomnande conforme à la présente invention, consistant en l'immersion entre deux eaux d'un tronçon de pipe-line arrimé par cable à au moins un remorqueur et soutenu au moyen d'attaches rivetées aux deux extrémités de flotteurs espacés initialement horizontaux, et -devenant verticaux par libération d'une desdites extrémités d'avec l'attache par explosion du rivet) est caracté risée en ce que la sortie de la chaîne de traitement des signaux induits dans une bobine est reliée aux fils de mise a feu d'au moins un rivet explosif. Selon un mode de réalisation intéressant du dispositif conforme à l'inventionvles bobines d'induction réparties en divers points le long du tronçon de canalisation sont attenantes aux flotteurs. I1 sera ainsi permis de récupérer les équipements (principalement les bobines d'induction et les composants elec- troniques et/ou électromécaniques y connectés) apyres usage. Par simplicité, il est préconisé de fixer l'une des électrodes sur la coque même du remorqueur et d'embarquer le gé- nérateur à bord de celui-ci. La présente invention sera mieux comprise a la lecture delta description suivante,faite à titre purement illustratif et non limitatif, en se référant au dessin annexé qui concerne l'un des modes d'applicFtion du dispositif de télécommande conforme à l'invention. Dans ce mode d'application, il s'agit de télécommander le positionnement vertical des flotteurs pour assurer l'immersion du tronçon de pipe-line entre deux eaux. La figure i représente le flottage, au moyen de flotteurs horizontaux, d'un tronçon de pipe-line arrimé par câble à un remorqueur sur lequel sont installés des appareillages de té- lécommande. La figure 2 illustre le même tronçon de pipe-line immer gé entre deux eaux. La figure 3 représente un élément assurant la,flottabi- lité, et la figure 4 est une coupe transversale de ce meme élé- ment suivant IV-IV. Enfin la figure 5 représente un mode de réalisation de la chaîne de traitement du signal induit dans les bobines d'induction. La figure 1 représente le flottage, au moyen de flotteurs i horizontaux d'un tronçon de canalisation du genre pipeline 2. Ce tronçon de pipe-line-est attaché aux flotteurs i au moyen d'attaches ou, par exemple, de brides de sustentation 5et est tiré par un remorqueur 3 au moyen d'un câble 4 arrimé audit remorqueur, La figure 2 illustre le meme tronçon de pipe-line 2, cette fois immergé entre deux eaux grâce à la libration d'une des extrémités de chaque flotteur d'avec une bride de sustentation 5. Le flotteur prend alors une position verticale. Dans ltopération considérée, on transporte sous l'eau un tronçon de pipe-line préfabriqué 2 de longueur relativement importante pour l'amener au bout d'une partie de la canalisation déjà posée et l'y -raccorder. En munissant ce tronçon de canalisation 2 d'un certain nombre de flotteurs 1 de soutien, réguliè- rement répartis de place en place le long du tronçon, et fixés à celui-ci par exemple par des brides dc sustentation 5, on peut acheminer ledit tronçon de pipe-line à destination quelle que soit la force des vagues ou de la houle agitant la surface de l'étendue d'eau (qui peut être une mer, un lac) où s'effectue le transport du tronçon-de pipe-line. On ne décrira pas plus en détails ce procédé de trans- port par flottage d'un tronçon depipe-line, ce procédé étant connu en soi, et ne faisant pas l'objet de la présente invention. Le pipe-line est généralement constitué d'une suite de tubes d'acier épais soudés l'un a l'autre, donc ne présentant pas de solution de continuité électrique. Puis on enrobe le long tube métallique 7 obtenu, d'une enveloppe continue 8 faite d'un matériau de protection, qui peut être du béton, des produits bitumeux, etc..., ce matériau constituant un isolement électrique dutube. Le flottage du tronçon de pipe-line considéré est assuré par des fbtteurs 1 qui sont souvent réalisés au moyen de sections de pipe-line étanches. Les brides ou colliers 5, qui peuvent être réalisés de différentes manières, enserrent le pipe-line. Chaque bride est fixée au flotteur au moyen d'au moins un rivet (ou boulon) explosif 6, à mise à feu électrique. Sur chaque flotteur 1 (ou un certain nombre d'entre eux, suivant le mode d'application du dispositif de télécommande conforme à la présente invention), est placée une bobine d'induction 9 reliée à une chaine de traitement du signal induit et/ou à des servomécanismes contenus par exemple daas une boite étanche 10. Les extrémités du tronçon de pipe-line 2 sont bouchées par des tapes Il et 12, qui peuvent etre soudées au tube métallique 7. A la tape 12, est connectée électriquement une surface conductrice immergée 14, constituant une électrodefixée au pipe-line, et assurant un bon contact électrique avec le milieu liquide où s'effectue le transport du pipe-line par flottage Cette électrode 14 sera, par exemple, constituée par un matériau conducteur fritté, au moins partiellement métallique. Sur la tape 11 se trouve une attache de traction i3 qui peut être normale ou isolante du point de vue électrique. Dans le cas où celte attache serait normale, ctest-à) dire conductrice de l'électricité, et où le caSble de d'g traction i serait lui aussi conducteur électrique, on pourra ruiler le câble de traction 4, arriné au remorqueur 3r a l'attache d traction 13 au moyen d'une partie non conductrice de: l'électricité, de telle sorte que le cible de traction 4 soit is'lé élect-iquement du tube métallique 7, donc du milieu liquide osoe s'effectue le transport du pipe-line par flottage en raison de la présence de l'électrode 14. On peut aussi envisager de revêtir le câble de traction 4 d'une gaine non conductrice de lt électricité. Auquel cas, il faudra éviter de connecter dtune manière ou dlune autre la partie cnnductrice du câble de traction 4 au milieu liquide assurant le flottage du tronçon de pipe-line. Egalement, on peut utiliser un câble de traction 4 cn matériau non conducteur de l'électricité et présentant une bonne tenue mécanique. Auquel cas, le.problème de l'isolement clectri- que du câble de traction 4 ne se pose plus. Enfin, ainsi que représenté aux figures 1 et 2, le câble de traction 4 peut être constitué de deux parties: Une partie périphérique, présentant une bonne tenue mécanique et assurant la traction du pipe-line. Une deuxième partie conductrice de l'électricité, constituant l'âme du câble, et isolée électriquement de la susdite première partie périphérique. Nous verrons plus loin le pourquoi de l'usage d'un tel câble. A bord du remorqueur 3, est placé un générateur 15 de signaux électriques par exemple à fréquence industrielle. Ce générateur est couplé à une extrémité du tube métallique 7. Ce cuuplage peut être effectué soit au moyen d'une con nexion isolée du milieu liquide, soit par induction au moyen d'un bobinage, réalisant ainsi avec le pipe-line un ensemble du genre transformateur. Dans le premier cas, où le couplage est effectué au moyen d'une connexion, on reliera électriquement le générateur 15 d'une part au milieu assurant le transport par flottage au moyen d'une électrode 'imergée i6, et d' 'autre part à un conducteur isolé électriquement de ce dernier milieu, l'autre extrcmi- té dudit conducteur étant reliée électriquement au tube métallique 7. Ce conducteur isole connectant le générateur 15 au tube métallique 7 peu..t. etre un câble électrique isolé, relié par exemple à la tape 11. Egalement, ce câble conducteur électrique isolé pourrit entre inclus ainsi que représenté aux figures l et 2, dans le cale de traction 4, comme il a été dit plus haut. il suffira alors, si le câble de traction 4 est réalisé en matériau conducteur de l'électricité, d'isoler le câble conducteur d'avec le câble de traction. L'isolement, à cette extrémité du tronçon de pipe-line est complété par un capotage isolant souple 18, enrobant ladite extrémité. Quant à l'électrode immergée 16, elle peut être constituée par un matériau conducteur fritté ou par une plaque métallique, et peut être fixée sous la carême du navire remorqueur 3. Un conducteur isolé 17, représenté en pointillés sur les figures 1 et 2, relie le générateur 15 à l'électrode 16. Dans. le second cas, ou le couplage est effectué par induction au moyen l'un bobinage1 la mise en oeuvrc du dispositif conforme å l'invention sera plus aisée. En effet il ne sera plus nécessaire de disposer des éléments 16, 17 et 18. De plus le conducteur isolé connectant le générateur 15 au tube métallique 7, sera remplacé par un câble conducteur, comportant au moins deux conducteurs, et connectant le générateur 15 au bobinage. Ce bobinage sera situé proximité du tube métallique 7, et pourra être constitué d'un ou plusieurs enroulements. Un mode de réalisation de couplage inductif par bobinage, peut revêtir la forme d'un transformateur torique, isolé et insensible à l'humidité. Ainsi ce transformateur sera constitué d'un tore en matériau ferromagnétique, sur lequel sera enroulé le bobinage, constitué d'un ou plusieurs enroulements. Ce transformateur sera passé autour du pipe-line, à proximité d'une extrémité. Les signaux électriques issus du générateur 15 et appliqués au susdit bobinage, crééront dans le tube métallique 7 des courants induits qui se refermeront, par l'intermédiaire du du mi- lieu liquide assurant le flottage, au moyen de dcux électrodes situées aux deux extrémités du tube. Ces courants induits en crééront eux-mêmes d'autres, à travers les bobines induction 9 réparties en divers points le long du tronçon de canalisation. Ainsi, on pourra de cette façon, commander également divers organes situés le long du pipe-line, et cela de manière simple. En ce qui concerne le mode d'application ci-décrit, du dispositif conforme à 11 invention, la mise à feu des rivet explosifs 6 permet, ainsi que représenté figure 2,de libérer une extrémité d'un flotteur et laisse prendre à celui-ci une position verticale suivant laquelle il émerge à la surface de 11 eau. La figure 3 représente un élément flotteur 1 sous lequel est attaché le pipe-line et la figure i est une coupe transversale suivant IV-IV de ce même élément. On y retrouve les différents éléments précédents. On place de préférence les bobines d'induction 9 le plus près possible du pipe-line. Avantageusement, on orientera ces bobines de telle manière que les lignes d'induc- tion du champ magnétique, créé par le courant circulant dans le tronçon de pipe-line, traversent axialement les bobines. Ainsi, les axes des bobines sont orthogonaux å l'axe du pipe-line, et tangents concentriquement & celui-ci. La figure 5 représente un mode de réalisation de la chaîne de traitement 24 du signal induit dans les bobines 9. Cet équipement 24 peut être placé dans les boites étanches 10 prévues à cet effet. Dans une forme de réalisation de la présente invention, il peut être constitué par des composants électroniques tels qu'un préamplifrateur 19, un filtre 20, un amplificateur intermédiaire 21, un décodeur 22, et un amplificateur de puissance 23. Une source de courant continu autonome incluse dans la boite 10 fournira de l'énergie électrique pour cet équipement 24, à la tension +V. Quand le O 1serateur 15 est mis en action, un courant variable parcourt le tube 7 sur toute sa longueur puis se referme par le milieu liquide, grâce aux électrodes 14 et 16, engendrant un champ magnétique variable homologue, dont les lignes d'induction se fermeront suivant des parcours circulaires ayant le tube pour centrc. Les bobines 9 à circuit ouvert, placées dans ce champ, recueilleront ses variations et les appliqueront aux équipements 24 qui les traiteront par les procédés classiques de lté- lectronique, afin d'obtenir une puissance suffisante en S pour la mise à feu des rivets (ou boulons) explosifs ou pour la com :lande de toutes sortes de servomécanismes. Si le générateur 15 fournit une puissance suffisante, on pourra se passer des équipements 24 et directement commander à partir des bobines 9 des servomécanismes. Le générateur 15 peut fournir également des signaux modulés suivant des codes. De cette maniere grâce aux décodeurs 22réglés sur des codes différents, il est possible de programmer des commandes de servomécaSimes, ou des opérations dif- férentes selon les flotteurs. Bien que l'on n'ait décrit ici qu'un mode d'application du système de télécommande conforme à l'invention, il est clair que de nombreuses modifications pourraient y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. On peut citer la commande d'appareillages de contrôle (caméras, etc...9. De même, les formes de réalisation du présent système de télécommande sont multiples. Les bobines d'induction et les équipements électroniques peuvent être situés en d'autres endroits que ceux précédemment envisagés. REVENDICATIONS s 1. Dispositif de télécommande d'organes situés le long dtun tronçon de canalisation de grande longueur du genre pipe-line constitué par un tube métallique sans solution de continuité électrique enrobé d'un revetement protecteur non conducteur électrique, ledit tronçon étant au moins partiellement immergé, caractérisé en ce qu'il comprend - un générateur de signaux électriques couplé à une extrémité du tube métallique - au moins deux électrodes plongeant dans le milieu liquide, l'une étant électriquement connectée au générateur, au moins une autre étant connectée à au moins une extrémité du tube métallique, de telle manière qu'un courant circule dans le tube et se ferme par ltintermédiaire du milieu liquide, créant autour dudit tube un champ magnétique, - des bobines dtinduction réparties en divers points le long du tronçon de canalisation et à proximité de celui-ci, connectées chacune à une chaine de traitement des signaux induits dans celles-ci et/ou à des servomécanismes. 2. Dispositif de télécommande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de signaux électriques est couplé au moyen d'une connexion isolée du milieu liquide, à une extrémité du tube métallique. 3. Dispositif de télécommande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de signaux électriques est couplé par induction au moyen d'un bobinage, au tube métallique. 4. Dispositif de télécommande selon -l revendication 3, caractérisé en ce que deux électrodes plongeant dans le milieu liquide sont connectées chacune à une extrémité du tube métallique. 5. Dispositif de télécommande selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les bobines d'induction sont orientées suivant les lignes d'induction engendrées autour du tube métallique par le champ magne- tique créé par les signaux issus du générateur et circulant dans le tronçon de canalisation. 6. Dispositif de télécommande selon l'une des revendications 1 à5, caractérisé en ce que le générateur de signaux électriques délivre des signaux modulés et/ou codés et en ce qu'au moins une channe de traitement des signaux induits comporte un élément décodeur de ces signaux. 7. Application du dispositif de télécommande selon l'une des revendications 1 à 6, à l'immersion entre deux eaux d'un tronçon de pipe-line arrimé par câble à au moins un remorqueur et soutenu au moyen dartaches rivetées aux deux extrémités de flotteurs espacés, initialement horizontaux, et devenant verticaux par libération d'une desdites extrémités d'avec l'attache par explosion du rivet, caractérisée en ce que la sortie de la chaîne de traitement des signaux induits dans une bobine est reliée aux fils de mise à feu d'au moins un rivet explosif. Dispositif de télécommande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les bobines d'induction. réparties en divers points le long du tronçon de canalisation sont attenantes aux flotteurs. 9. Dispositif de télécommande selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'une des électrodes est fixée sur la coque même du remorqueur et le générateur embarqué à bord de celui-ci.