Brevet FR2402576A1 — publié le 19790406

La présente invention a pour objet un dispositif d'assistance logistique destiné à fournir à des plongeurs travaillant sous l'eau, les outils et les moyens qui leur sont nécessaires à proximité du lieu d'utilisation de ceux-ci. Le secteur technique de l'invention est celui des travaux sousmarins. Les plongeurs travaillant sous l'eau peuvent soit descendre de la surface avec un scaphandre autonome ou un scaphandre à casque, soit être amenés à proximité du chantier au moyen d'une tourelle ou d'un sousmarin auquel ils restent reliés par des câbles et des tuyaux, soit utiliser un scaphandre résistant à la pression. Le dispositif de la présente invention est destiné à servir de base logistique à ces diverses catégoriels de plongeurs. I1 comporte des aménagements particuliers dans le cas fréquent où les plongeurs sont amenés sur les lieux du travail par un sous-marin. Pour travailler sous l'eau, les plongeurs ont besoin d'un grand nombre d'outils ou d'appareils, par exemple des outils hydrauliques (clefs à choc, pompes, cisailles, vérins, dispositifs de manutention etc...), des outils alimentés électriquement (projecteurs, pompes, postes de soudure et de découpage, matériel de transmission d'informations etc...), des appareils à gaz (outils pneumatiques, chalumeau d'oxydécoupage, vérins etc...), des outils pyrotechniques (cisailles, charges de rupture ou de découpage etc...). Tous ces outils doivent être alimentés par des centrales hydrauliques, des réservoirs de gaz comprimés, des moteurs ou des pompes électriques, qui sont des équipements lourds, encombrants et certains de ces appareils doivent être alimentés en énergie. Iléme lorsque les plongeurs sont amenés sur le chantier par un sous-ma-rin ou par une tourelle, il est difficile et souvent impossible d'installer les outils et appareils nécessaires au travail sur le sousmarin ou sur la tourelle, à l'intérieur ou à l'extérieur de ceux-ci par suite de problèmes d'encombrement et de poids du matériel, ainsi que de fourniture d'énergie que les sousmarins ne peuvent assurer. Dans le cas d'un sous-marin, celui-ci ne peut pas s'immobiliser entre deux eaux pendant la sortie des plongeurs et il doit obligatoirement se poser avec une flottabilité négative sur un support et celui-ci doit être relativement voisin du lieu de travail, car les plongeurs ne peuvent pas s'éloigner au delà de quelques dizaines de mètres de leur base à laquelle ils sont reliés par un faisceau de tuyaux et de câbles. De plus, pour des raisons physiologiques, les plongeurs ne doivent pas aller au-dessus de leur base et donc celle-ci doit impérativement se situer au-dessus de leur lieu de travail. Le lieu de travail se situe souvent à une certaine hauteur audessus du fond de la mer. Tel est le cas par exemple pour des travaux effectués sur une épave de bateau échouée sur le fond ou sur une tête de puits sous-marin de pétrole. Dans ce cas, il n'est pas possible d'utiliser un sousmarin posé sur le fond. Si les plongeurs sont amenés par une tourelle, on peut immobiliser celle-ci au niveau du lieu d'intervention ou au-dessus, mais alors les plongeurs ne peuvent pas utiliser des outils posés sur le fond de la mer. Le temps de séjour au fond des plongeurs est limité par des conditions physiologiques. I1 est donc essentiel que ce temps soit utilisé le plus efficacement possible, en réduisant au maximum les contretemps dus à l'apparition, au fond, du besoin d'un outil non déjà en place ainsi que les pertes de temps dues aux trajets aller et retour nécessaires pour aller chercher un outil et pour le ramener. Enfin, si l'on utilise sur un même chantier une pluralité d'outils et d'équipements'dont chacun est relié à la surface par une liaison constituée par un câble et/ou un tuyau, le nombre de liaisons devient rapidement prohibitif. Pour résoudre ces problèmes, on a déjà proposé des engins d'assistance automoteurs qui comportent un certain nombre d'outils et d'équipements nécessaires au travail des plongeurs et qui s'immobilisent à proximité du changier immergé. Mais ces engins connus présentent plusieurs inconvénients. Ils ne présentent pas la stabilité hydrostatique nécessaire pour leur permettre de s'immobiliser longtemps à une certaine altitude au-dessus du fond. Ils doivent donc se poser, soit sur le fond, soit sur le chantier de travail mais la forme de celui-ci offre rarement une plate-forme pour recevoir ces engins. D'autre part, ces engins ne sont pas reliés à la surface. Ils comportent donc une réserve d'énergie limitée qui est celle des batteries d'accumulateur qui les équipent. Ils ne peuvent ni transmettre des informations vers la surface, ni en recevoir. Notamment, ils ne peuvent pas transmettre des télécommandes. De plus, ces engins posent des problèmes de devis de poids total de l'engin et du matériel, puisque le poids apparent dans l'eau doit être nul. Un objectif de la présente invention est de fournir aux diverses catégories de plongeurs, une base d'assistance logistique fixe, qui se situe à proximité immédiate du chantier de travail et sensiblement au niveau de celui-ci, sur laquelle sont réunis tous les outils et équipements nécessaires à leurs interventions ainsi que les alimentations de ceux-ci Un autre objectif de la présente invention est de procurer, de plus, une base d'assistance logistique comportant une structure d'accueil sur laquelle un sous-marin qui transporte les plongeurs, peut se poser avec un certain poids apparent. Un autre objectif de 1 invention est de procurer une base d1as- sistance logistique qui puisse être reliée à la surface pour en recevoir une alimentation en énergie et pour transmettre des informations et qui puisse rester en place tout en étant reliée à la surface, après que les plongeurs ont quitté le chantier, pour permettre d'assurer une surveillance du chantier ou de télécommander certaines opérations, Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un dispositif d'assistance logistique pour des travaux sous l'eau qui comporte - une base d'ancrage posée sur le fond de la mer, qui contient des équipements lourds;; - et une tête, ayant une flottabilité positive, qui est reliée à ladite base par une liaison mécanique, de longueur ajustable, qui permet de positionner ladite tête sensiblement au niveau d'un chantier sous-marin, laquelle tête porte une panoplie d'outils et d'appareils portatifs, nécessaires au travail des plongeurs. De préférence, la tête comporte, en outre, une structure d'accueil d'un sous-marin de transport de plongeurs et elle a une flottabilité suffisante pour supporter le poids apparent dudit sous-marin lorsqu'il est posé sur ladite structure. Un dispositif d'assistance selon l'invention est relié à un navire de surface par un câble par l'intermédiaire duquel il reçoit l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des équipements du dispositif et il échange des informations avec le navire. La base d'ancrage d'un dispositif selon l'invention contient notamment les équipements destinés à fournir les fluides nécessaires au fonctionnement des outils tels que centrale hydraulique, réservoir de gaz comprimés, transformateur, éléments de circuits et de relais électriques et électroniques etc..., et la base est reliée à la tête par des liaisons de longueur ajustable qui amènent les divers fluides aux outils et appareils portatifs portés par la tête. La tête porte notamment des dispositifs d'éclairage orientables et des dispositifs d'éclairage portatifs, des caméras de télévision, des hydrophones, des téléphones, des outils portatifs hydrauliques, pneumatiques, électriques et pyrotechniques. Chaque outil portatif nécessitant une alimentation en fluide ou en courant électrique est relié à la tête par une liaison flexible de longueur suffisante pour atteindre les lieux d'utilisation sur le chantier sous-marin. L'invention a pour résultat un nouveau dispositif permettant d'assister les plongeurs dans leurs travaux sous-marins. Un avantage d'un dispositif selon l'invention réside dans le fait que la tête du dispositif présente à la disposition des plongeurs et à proximité de leur lieu de travail, tous les outils et appareils qui leur sont nécessaires, d'où une réduction du temps perdu en trajets pour aller chercher un outil et pour le ramener et une plus grande efficacité des plongeurs. Un autre avantage réside dans le fait que le niveau de la tête peut être ajusté dans chaque cas pour amener celle-ci approximativement au niveau du chantier. Un autre avantage d'un dispositif selon l'invention réside dans le fait que, les éléments lourds du système étant situés dans une partie (la base d'ancrage) distincte de la tête flottante, celle-ci a des dimensions relativement limitées et une flottabilité suffisante pour supporter le poids apparent du sous-marin lorsqu'il est posé sur la structure solidaire de la tête flottante. Un dispositif selon l'invention comportant une structure d'accueil dtun sous-marin, permet d'amener les plongeurs à proximité immédiate du chantier et au niveau de celui-ci et limite donc la longueur de déroulement du cordon ombilical qui relie les plongeurs au sous-marin, ce qui accroît la sécurité des travaux. La tête d'un dispositif selon l'invention peut supporter des projecteurs orrentables qui éclairent les abords de la tête et le chantier, ce qui facilite les travaux. Un autre avantage d'un dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'il peut séjourner au fond, même lorsque les plongeurs ont quitté le chantier, et qu'il continue à être relié à la surface, ce qui permet de continuer à surveiller le chantier par exemple au moyen de caméras de télévision et d'hydrophones et de télécommander certaines opérations. Un autre avantage d'un dispositif selon 1 invention réside dans le fait que la flottabilité positive de la tête est relativement élevée du fait que les équipements lourds sont placés dans la base d'ancrage et il en résulte que la liaison entre la tête et la base est tendue et que la tête reste toujours sensiblement à l'aplomb de la base même dans le cas où il existe des courants sousmarins. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un dispositif d'assistance logistique selon l'invention. is figtres I t 2rep-ésentent, schématiquement, un exemple d'utilisation d'un dispositif d'assistance selon l'invention. Dans cet exemple, il s'agit d'un chantier sous-marin situé à une certaine distance au-dessus du fond 1 de la mer, par exemple à une dizaine de mètres. Les plongeurs sont amenés à proximité du chantier par un sousmarin de transport 2 qui contient des réservoirs d'un mélange gazeux respiratoire. Après être sortis du sous-marin, les plongeurs 3 restent reliés à celui-ci par un conduit ombilical 4 par l'intermédiaire duquel ils peuvent respirer. En surface, au-dessus du chantier, se trouve un bâtiment d'accompagnement 5 qui porte notamment une source d'énergie électrique et un pupitre de contrôle des opérations. La représentation figurée sur le dessin est schématique et les échelles relatives ne sont pas respectées notamment en ce qui concerne le navire 5. Un dispositif d'assistance logistique selon l'invention appelé module logistique, comporte deux parties principales 6 et 7. La première partie 6, appelée base d'ancrage, est posée sur le fond de la mer. Elle est représentée sur le dessin schématiquement sous la forme d'un volume parallé lépipédique. Bien entendu, cette base peut présenter des formes diverses. Cette base a un poids apparent suffisant pour assurer l'ancrage de l'ensemble du module. Elle peut être munie de dispositifs tels que : ballasts non résistants, ballasts résistants (régleurs), lests largables...., permettant de faire varier le poids apparent jusqu'à obtenir une flottabilité de l'ensemble du module permettant de le récupérer en surface. A titre d'énumération non limitative, la base peut être équipée des éléments suivants - un ou plusieurs transformateurs électriques 23 et éventuellement des batteries d'accumulateurs; - une ou plusieurs centrales hydrauliques 24 destinées à fournir un liquide sous pression; - un ou plusieurs postes de soudure électrique; - des réserves de gaz 22, par exemple des bouteilles d'oxygène, d'acétylène; - des matériels électriques divers tels que des éléments de circuits et des relais électriques et électroniques, des matériels de transmission ou d'enregistrement d'informations; - d'une ou plusieurs caméras de télévision 26 destinées à faciliter la mise en place de la base 6. Certains de ces matériels, qui ne peuvent pas être mis en contact avec l'eau de mer, peuvent être enfermés dans des conteneurs étanches, indi- viduels ou non, placés sur une structure noyée, qui peut être enveloppée par un carénage perforé. Ces conteneurs, dans lesquels l'eau de mer ne peut pénétrer, peuvent être à la pression atmosphérique ou bien en équipression avec l'extérieur pour éviter des problèmes de résistance mécanique si la profondeur d'immersion est relativement élevée. La deuxième partie 7 du module logistique, que l'on appelle la tête, est un flotteur ayant une flottabilité positive. Elle est reliée à la base 6 par une liaison 8, qui peut être au moins en partie rigide. Cette liaison comporte des câbles électriques, des canalisations souples, pneumatiques et/ou hydrauliques 11 et une liaison mécanique antigiratoire 10, qui est maintenu tendu par la force ascensionnelle du flotteur et qui maintient donc la tête amarrée à la base. Des moyens sont prévus, par exemple un treuil mû par un moteur hydraulique, ou tout autre moyen équivalent, pour faire varier la longueur de la liaison 8, ce qui permet de regler la hauteur de la tête et de placer celle-ci approximativement au niveau du chantier de travail qui est, par exemple de l'ordre d'une dizaine de mètres au-dessus du fond. Lorsque la longueur de la liaison 8, est réduite à néant (figure 2) le dispositif d'assistance logistique peut être utilisé pour un chantier situé sur le fond. Cette configuration (figure 2), peut être utilisée lors de la manutention, la mise à l'eau et la récupération du module logistique. Dans le cas de la figure 1, la tête 7 est équipée d'une structure d'accueil 9 du sous marin 2. Cette structure a, par exemple la forme d'une plate-forme. De préférence, la structure 9 présente une forme qui épouse celle de la zone d'appui du sous-marin, de façon à assurer une bonne tenue de celui-ci lorsqu'il se pose sur la structure 9. Afin d'accroître la stabilité hydrostatique de la structure 9, la partie supérieure 10 de la liaison 8, peut être rigide. La flottabilité de la tête 3 est suffisante pour supporter le poids apparent du sous-marin 2 lorsqu'il est posé sur la structure 9. Elle est également suffisante pour maintenir la liaison 8 tendue et sensiblement verticale malgré la présence éventuelle de courants. Cette flottabilité peut, par exemple, être obtenue par des capacités flottantes 20 ou des mousses syntactiques 28. Dans le cas où les plongeurs sont descendus à proximité du chantier au moyen d'une tourelle, la structure d'accueil 9 est inutile de même que lorsque les plongeurs descendent depuis la surface en scaphandre autonome. Dans le cas où les plongeurs sont équipés d'un saphandre à casque ou d'un scaphandre résistant à la pression, la structure 9 peut être remplacée par une plate-forme de dimensions réduites sur laquelle les scaphandriers peuvent se tenir. La tête 7 est représentée schématiquement sous la forme d'un volume parallélépipédique, mais elle peut évidemment prendre des formes diverses. La tête 7 supporte une panoplie d'outils et d'appareils portatifs 12 que les plongeurs doivent utiliser dans leur travail et, dans le cas où ces outils sont branchés à une conduite d'alimentation, par exemple a un câble électrique ou à un tuyau, l'outil reste relié à la tête 7 par cette conduite. La figure 1 représente un plongeur qui tient un outil 13 qui reste relié à la base par une liaison flexible 14 qui se déroule à mesure que le plongeur s'éloigne de la tête. Sur la tête 7 se trouvent, par exemple, à la disposition des plongeurs - des projecteurs ou autres appareils d'éclairage orientables pour éclairer les abords de la tête et également des appareils d'éclairage portatifs munis d'un cordon électrique qui les relie à la tête et qui est alimenté par celle-ci; - des outils portatifs hydrauliques divers : clefs à choc, pompes, cisailles, vérins, treuils 12, etc...; - des outils portatifs électriques divers : torche de soudure électrique ou de découpage, perceuses etc. - des outils pyrotechniques 19, mis en place par les plongeurs 3 et dont la mise à feu est télécommandée depuis la surface lorsque les plongeurs se sont éloignés; - des outils portatifs pneumatiques tels que:burins, marteaux piqueurs ou perforateurs etc...; - des appareils de transmission d'information tels que caméras de télévision 18, hydrophone 29 ou téléphone sous-marin à fil; - des prises sur lesquelles peuvent être branchés des conducteurs permettant de télécommander des servo-moteurs 21 depuis la surface, etc.... Cette énumération n'est évidemment pas limitative. La tête 7 est reliée au navire de surface par un câble multiconducteur 15 qui sert à transmettre des informations et éventuellement des ordres de télécommande entre le bateau et la tête. Ce câble peut etre électroporteur et, dans ce cas, il se prolonge jusqu' à la base 6 en passant à l'intérieur de la liaison il pour alimenter en énergie le transformateur, et entrer dans le conteneur où se trouvent la transmission des données et les relais situés dans la base. En variante, la base 6 peut être reliée directement au navire 5 par un câble électroporteur. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte, en outre, des moyens 16 permettant d'orienter en gisement la tête 7 par rapport à la base 6. Ces moyens peuvent être situés sur la base 6 comme représenté ou à l'intérieur de celle-ci. Ces moyens peuvent être motorisés et télécomman- dés depuis la surface. De préférence, le câble 15 est équipé d'une bouée 17 qui flotte à la surface. Cette bouée permet au bateau de surface de s'éloigner temporairement du chantier et d'y revenir plus tard. On voit qu'un module logistique selon l'invention est totalement indépendant du sous-marin 2 ou d'une tourelle de plongée de sorte qutil reste en place lorsque le sous-marin ou la tourelle s'éloigne du chantier et, lorsque les plongeurs reviennent, ils retrouvent sur la tête tous les outils qui leur sont nécessaire. Afin de permettre au sous-marin et aux plongeurs de retrouver facilement le module, la tête est équipée de dispositifs acoustiques et/ou optiques, par exemple d'une balise acoustique 27. Le fait d'utiliser un module logistique composé à la fois d'une tête flottante et d'une base posée sur le sol, présente par rapport à un module qui serait entièrement posé sur le sol, l'avantage de placer les outils et appareils au niveau du chantier et à proximité immédiate de leur lieu d'utilisation et de procurer une structure d'accueil du sous-marin de transport également au niveau du chantier. Par rapport à un module flottant unique qui serait amarré à un ancrage fixé dans le sol, le module en deux parties selon l'invention présente l'avantage dereduire considérablement les dimensions de la tête flottante grâce au gain de poids et d'encombrement des équipements lourds qui sont placés dans la base. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les divers élé- ments constitutifs du dispositif qui vient d'être décrit à titre d'exemple pourront être remplacés par des éléments équivalents remplissant les mêmes fonctions. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'assistance logistique pour des travaux sous l'eau, caracté risé en ce qu'il comporte - une base d'ancrage posée sur le fond de la mer, qui contient des équipements lourds; - et une tête, ayant une flottabilité positive, qui est reliée à ladite base par une liaison mécanique de longueur ajustable, qui permet de positionner ladite tête sensiblement au niveau d'un chantier sous marin, laquelle tête porte une panoplie d'outils et d'appareils porta tifs, nécessaires au travail des plongeurs. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tête peut être rendue solidaire de ladite base lors des opérations de mise à l'eau, de manutention et de repêchage. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite tête comporte, en outre, une structure d'accueil d'un sousmarin de transport de plongeurs et a une flottabilité suffisante pour supporter le poids apparent dudit sous-marin lorsqu'il est posé sur ladite structure. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite struc ture d'accueil est amovible et est supprimée lorsque le module logistique est utilisé avec une tourelle de plongée ou tout autre moyen de mise en oeuvre des plongeurs ne comportant pas de sousmarins. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif est relié à un navire de surface par un câble, par l'intermédiaire duquel il reçoit l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des équipements du dispositif et il échange des infor mations avec ledit navire. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite base d'ancrage contient notamment les équipements desti nés à fournir les fluides nécessaires au fonctionnement des outils tels que centrale hydraulique, réservoirs de gaz comprimés, transformateur, armoires de circuits et de relais électriques et électroniques etc..., et est reliée à la tête par des liaisons de longueur ajustable qui amè nent les divers fluides aux outils et appareils portatifs portés par la tête. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque outil et appareil portatif, nécessitant une alimentation en fluide ou en cou rant électrique, est relié à la tête par une liaison flexible de longueur suffisante pour atteindre les lieux d'utilisation sur le chantier sous marin. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractéri sé en ce que la liaison entre la tête et la base comporte des moyens permettant d'orienter la tête en gisement par rapport à la base. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite tête porte, notamment, des dispositifs d'éclairage fixes et portatifs, des caméras de télévision, des hydrophones, des télé phones, des outils portatifs hydrauliques, pneumatiques, électriques et pyrotechniques. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendicntions 3 et 49 am & 1e , sé en ce que ladite structure d'accueillfiest constituée par une plate forme qui épouse la forme de la surface d'appui du sous-marin de trans port des plongeurs. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caracté risé en ce que, dans le cas d'une utilisation avec sous-marin de transport de plongeurs, la partie supérieure au moins de la liaison mécanique entre la tête et la base d'ancrage est rigide et/ou ladite structure d'accueil est reliée à cette partie supérieure afin d'accroi tre la stabilité hydrostatique de la tête et de la structure d'accueil. 12 - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les parties rigides de la liaison mécanique peuvent être démontées dans le cas d'une utilisation avec tourelle de plongée, ou tout autre moyen de mise en oeuvre des plongeurs ne comportant pas de sous-marin. 13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la tête est équipée de dispositifs acoustiques, par exemple une balise acoustique, et/ou optiques permettant aux plongeurs de la retrouver plus facilement.