Brevet FR2473228A1 — publié le 19810710

La présente invention concerne un dispositif de pose de câbles sous-marins, tels que des lignes électriques ou télégraphiques. Un tel dispositif s'applique également à la pose de structures souples du meme genre telles que des tubes. De façon classique, les câbles sous-marins étaient simplement déposés au fond de la mer. On s'est toutefois aperçu qu'un tel procéde exposait le câble à diverses dégradations, dues par exemple aux courants marins, aux atteintes par les chaluts de peche, etc. On a alors pensé à enfouir le câble dans le fond de la mer. Pour ce faire, on procède habituellement en plusieurs étapes. On commence par creuser une tranchée, par exemple à l'aide d'un véhicule sous-marin, puis on déroule le câble à partir d'un navire, comme dans les techniques précédentes, de manière à le déposer aussi près que possible de la tranchée. Enfin, on place le câble convenablement dans la tranchée et l'on remblaie cette dernière. Un tel procédé est particulièrement long et onéreux. La présente invention vise à réaliser un dispositif permettant une pose beaucoup plus rapide et économique du câble. Suivant l'invention, le dispositif de pose de câbles sous-marins et de structures souples du même genre telles que des tubes comprend un véhicule habitable muni de moyens de propulsion pour progresser sur le fond de la mer et de moyens de creusement pour pratiquer une tranchée dans le fond en vue de recevoir un câble. I1 est caractérisé en ce qu'il comprend un système d'amenée et de guidage du câble à partir d'un navire pour le déposer dans la tranchée et des moyens pour remblayer la tranchée à mesure de la pose du câble. Ce dispositif permet de réaliser simultanément, en un seul passage sur le site, toutes les opérations relatives à la pose du câble, à savoir le creusement de la tranchée, la pose du câble et le remblayage final de la tranchée. Il en résulte une remarquable économie de temps et de moyens. Suivant une réalisation préférée idle l'invention, le système d'amenée et de guidage du câble comprend deux trains de pressage montés sur des rouleaux et sollici- tés l'un vers l'autre par des moyens élastiques pour enserrer le câble, et l'un des rouleaux au moins est muni de moyens moteurs pour actionner au moins l"nmm des deux trains et provoquer l'amenée du câble Le câble est amené régulièrement à partir d'un navire en surface et son dépôt dans la tranchée est convenablement contrôlé. De préférence, le système d'amenée et de guidage présente pour le câble un chemin incure,, sensi- blement vertical à l'entrée et sensiblement horizontal à la sortie, de manière à amener progressivement le câble de sa position verticale de descente à sa position horizontale de repos dans la tranchée. Dans sa partie horizontale correspondant à la sortie du câble, le système d'amenée et de guidage comprend avantageusement une série de rouleaux disposés au-dessus du câble en position de fonctionement pour appliquer le câble sur le fond de la tranchée Suivant une réalisation perfectionnée (de l'invention, il est prévu une liaison d'asservissement de la vitesse du rouleau moteur du système d'amenée et de guidage a la vitesse du véhicule sur le fond~ non peut ainsi conférer au câble une temsion sensiblement con@tante prédéterminée, malgré les variations éventuelles de vitesse du véhicule de pose. Complémentairement, le système d'amenée et de guidage est articulé sur le véhicule autour d'un axe horizontal transversal à la direction d'avance et des moyens moteurs sont prévus pour provoquer sa rotation autour de l'axe précité. Par cette rotation, on peut agir sur la tension du câble soit pour suppléer l'asservissement précité, soit pour le corriger éventuellement. A cette fin, le dispositif comprend avantageusement des moyens de détection de la position angulaire du système d'amenée et de guidage par rapport au véhicule, pour commander le rapport d'asservissement entre la vitesse du rouleau moteur et la vitesse d'avance du véhicule. Suivant une réalisation préférée de l'invention, les moyens de remblayage de la-tranchée comprennent des moyens de reprise des déblais dont le refoulement débouche à l'arrière du véhicule, au-dessus de la tranchée. Le remblayage-s'effectue en même temps que le creusement et-ne nécessite pas d'opération supplémentaire avec retour sur le site. Suivant une réalisation perfectionnée de l'invention, les moyens de creusement comprennent une roue de creusement surmontée d'une cloche étanche dont l'intérieur communique avec l'intérieur du véhicule par l'intermédiaire d'un sas. Cette disposition permet le remplacement facile et rapide, sur chantier, des outils de coupe usés. Suivant un autre perfectionnement, la roue de creusement est fixée sur un bâti articulé au véhicule, des moyens de commande étant prévus pour régler le niveau de la roue par rapport au fond. On peut ainsi non seulement régler la profondeur de la tranchée, mais également permettre le déplacement du véhicule sur le fond ou à l'air libre pour l'amener sur le site du chantier. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif: - la fig. 1 est une vue en élévation d'un dispositif conforme à l'invention en cours de fonctionnement, - la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale de ce dispositif, - la fig. 3 est une vue en coupe transversale suivant III-III de la fig. 2, En référence à la fig. 1, un dispositif de pose 1 conforme à l'invention est représenté en progression sur le fond 2 de la mer. Ce dispositif comprend un habitacle 3 relié à l'atmosphère par un tube 4 aboutissant à un navire 5 qui accompagne le véhicule. Un câble sous-marin 6 à poser est stocké à bord du navire 5 sous la forme d'une bobine 7 d'où il se déroule pour être amené jusqu'au dispositif de pose 1, plus particulièrement aux systèmes d'amenée et de guidage 8 inclus dans ce dispositif pour être déposé dans une tranchée 9 creusée par le dispositif 1. Un conteneur 11 mobile guidé par des câbles 12 permet, grâce à un sas 13, les allées et venues du personnel entre l'habitacle 3 et le navire 5, ainsi que le transport de matériel. On va maintenant décrire plus en détail le dispositif de pose, en référence aux fig. 2 et 3. L'habitacle 3 repose sur deux trains à chenille 14 dont un tambour moteur 15 est commandé par un moteur hydraulique non représenté. Le moteur, ainsi que tous les moteurs du même genre qui seront mentionnés plus loin, est relié à une centrale hydraulique (non représentée) placée dans l'habitacle et alimentée ellemême en énergie électrique par des câbles (non représentés) passant par le tube 4. L'habitacle 3 repose encore sur deux trains à chenille 32 situés vers l'avant, par l'intermédiaire de deux bras 32a. Un module de creusement 16, qui sera décrit plus loin en détail, est articulé sur l'habitacle 3 par l'intermédiaire d'un axe 17 et relié en outre à cet habitacle par unXvérin hydraulique 18 qui permet de régler le niveau du module 16 par rapport à l'habita- cle 3. A l'arrière du véhicule, le système 8 d'amenée et de guidage du câble 6 est articulé de manière analogue sur l'habitacle 3 par l'intermédiaire d'une articulation 19. Le dispositif 8 est en outre relié à l'habitacle par un vérin hydraulique 21 prévu pour fonctionner à la traction et donc, comme on le comprend aisément, pour tendre le câble 6 reposant dans la tranchée 9. Le dispositif 8 comprend deux trains de pressage 22, 23 montés sur un bâti 24 et constitués chacun d'un tapis. 25 monté sur des rouleaux, le roulement inférieur 26 étant moteur et actionné par un moteur hydraulique (non représenté) à partir de la centrale hydraulique précitée. La vitesse de rotation des rouleaux 26 est asservie à la vitesse de rotation des tambours 15 des trains à chenille 14, dans un rapport déterminé tel que la vitesse d'amenée du câble corresponde théoriquement d la vitesse d'avance de l'habitacle 3. Les trains 22, 23 sont maintenus presses l'un contre l'autre par des ressorts (non représenté-s) de manière à enserrer convenablement le câble et à exercer sur lui une traction suffisante pour l'amener En outre, ces trains sont incurvés de manière à être sensiblement verticaux au voisinage de leur extrémité d'entre du câble 6, et obliques à leur autre extrémité, de manière à conférer au câble 6 une trajectoire arquée, pour passer progressivement de sa direction -verticale de descente à sa direction horizontale dans la tranchée 9. Le bâti 24 se prolonge vers l'arrière par une partie courbée prolongeant la courbure des trains 22, 23 et munie de rouleaux de guidage 27 qui obligent le câble à se conformer à cette courbure. A sDn extremité arrières le bâti 24 présente un profil sensiblement horizontal. A la partie supérieure du bâti 24 du dispositif 8 est articulée une tige 28 liée au tiroir d'-un distri-buteur hydraulique 29 alimenté en fluide hydraulique sous pression. Ce distributeur est agencé pour que le débit hydraulique qu'il contrôle soit proportionnel à 1-a course du tiroir à partir d'une position centrale correspondant à un débit nui. Ce distributeur alimente le mot-eur hydraulique actionnant le rouleau 26. De ce fait, ce moteur va tourner dans un sens ou dans l'autre suivant sue la course du tiroir aura lieu de part ou d'autre d sa position centrale, et à une vitesse proportionnelle à la course du distributeur à partir de cette position centrale. Pour éviter tout risque de détérioration du câble par suite d'une panne du système précédent, des contacts de fin de course sont montés sur le vérin 21. Leur ouverture détermine l'arrêt 'e la progression des chenilles. On va maintenant décrire en détail, en référence aux fig. 2 et 3, le module de creusement 16 et ses annexes. Ce module comprend un bâti 31 articulé en 17 sur l'habitacle comme indiqué plus haut. Ce bâti porte, par l'intermédiaire de roulements 33, un arbre 34 sur lequel est claveté un manchon 35 portant le voile 36 d'une roue de creusement 37. Le diamètre de cette roue est tel, par rapport au niveau du bâti 24 en position moyenne, qu'elle puisse creuser dans le fond 2 de la mer une tranchée d'une profondeur prédéterminée. Sur la périphérie du voile 36 sont fixés des porte-outils 38 en V (fig. 3), portant chacun un certain nombre d'outils de coupe 39. Les porte-outils sont en outre réunis par des joues annulaires latérales 41. Sur l'arbre 34 sont calées des roues dentées 43 engrénant avec des pignons 44 montés en bout d'arbre de moteurs hydrauliques 45. Ces mécanismes sont logés dans des coffrages étanches 46, et des garnitures d'étanchéité 47 sont prévues pour le passage de l'arbre 34. Une cloche 48 est fixée sur le bâti 31 pour envelopper la roue 37 et ménager une bulle d'air qui peut communiquer avec l'habitacle 3 par un sas souple 49, de manière à former, pour le personnel, un accès à la périphérie de la roue en vue de changer éventuellement les outils de coupe. Les déblaies produits par le module de creusement 16 sont repris par un dispositif qui peut être conforme à celui décrit dans la deuxième demande divisionnaire de la présente demande. Ils sont transférés par une canalisation 54 qui se termine par une goulotte 55 située à l'arrière et s'ouvrant au-dessus de la tranchée 9, dans une zone où le câble 6 a été posé. On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif de pose qui vient d'être décrit. Le dispositif, transporte par un moyen quelconque tel qu'un véhicule routier, éventuellement après démontage partiel, est mis en place en bord de mer avec le module de creusement 16 relevé au moyen du vérin 18 de manière que la roue de creusement 37 se situe entièrement au-dessus du niveau inférieur des trains à chenille 14 et 32. On le fait ensuite avancer dans la mer jusqu'au point de départ de la tranchée destinée à recevoir le câble. Une fois ce point atteint, on abaisse le module de creusement 16 au moyen du vérin 18 d'une quantité prédéterminée correspondant à la profondeur que lton désire donner à la tranchée. En même temps, on fait descendre le câble 6 du navire accompagnateur 5 et l'on engage son extrémité dans le système d'amenée et de guidage 8, grâce à des plongeurs sous-marins. On met alors en route le dispositif de pose qui progresse sur le fond grâce à ses trains à chenille, la roue de creusement exécutant la tranchée. Le câble 6, pris entre les trains de pressage 22, 23, est tiré par les tapis 25 actionnés par les rouleaux inférieurs 26, et déposé convenablement au fond de la tranchée par les rouleaux de guidage 27. Les déblais produits par le creusement sont acheminés par la conduite 54 jusqu'à la goulotte 55 qui les répand pour remblayer la tranchée. La vitesse des rouleaux 26 étant asservie à la vitesse des trains à chenille, la vitesse d'amenée du câble correspond à la vitesse d'avance du dispositif de pose. Grâce au vérin 21 qui fonctionne à la traction et qui tend à faire tourner le système d'amenée 8 dans le sens anti-horaire (sur la fig. 2), on peut donner au câble 6 une tension prédéterminée. L'asservissement est réalisé par le distributeur 29 à ouverture proportionnelle commandé par la tige 28. La position centrale de ce distributeur correspond à un débit nul c'est-à-dire à l'arrêt du rouleau 26. Elle est liée à une position médiane du bâti 31 ou, ce qui revient au même, du vérin 21. Un écart angulaire de ce bâti par rapport à sa position médiane va s'accompagner d'un mouvement du distributeur 29 à ouverture proportionnelle et va conduire, en bout de chaîne d'asservissement, à une vitesse de rouleau 26 proportionnelle à cet écart. Une variation de la vitesse des chenilles s'accompagne d'abord d'une variation de la position angulaire du bâti 31, puis d'une variation de la vitesse du rouleau 26 dans le même sens. Pendant la pose du câble, le personnel logé dans l'habitacle 3 maintenu à la pression atmosphérique grâce au tube 4 surveille les obstacles éventuels, la bonne exécution de la pose et l'état d'usure des outils de coupe 39. S'il s'avère nécessaire de les remplacer, le personnel passe dans la cloche 48 par le sas 49 et procède facilement à leur remplacement. En cas d'incident sur le câble, il est toujours possible d'effectuer une marche arrière après avoir relevé le module de creusement 16. Un avantage essentiel de l'invention est de réaliser en un seul chantier toutes les opérations de pose du câble: creusement de la tranchée, dépose du câble, remboyage. Enfin, autre avantage non négligeable, le personnel travaille à la pression atmosphérique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit mais couvre également toute variante technologique des moyens décrits. Elle s'applique- non seulement a la pose des dâtles mais égalemen de toute structure souple du même genre telle que des tubes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de pose de câbles sous-marins et de structures souples du même genre telles que des tubes, comprenant un véhicule habitable muni de moyens de propulsion pour progresser sur le fond de la mer et de moyens de creusement pour pratiquer une tranchée dans le fond en vue de recevoir un câble, caractérisé en ce qu'il comprend un système (8) d'amenée et de guidage du câble (6) à partir d'un navire (5) pour le déposer dans la tranchée (9) et des moyens (51, 54, 55) pour remblayer la tranchée (9) à mesure de la pose du câble. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le système (8) d'amenée et de guidage du câble comprend deux trains de pressage (22, 23) montés sur des rouleaux et sollicités l'un vers l'autre par des moyens élastiques pour enserrer le câble, l'un (26) des rouleaux au moins étant muni de moyens moteurs pour actionner au moins l'un des deux trains (22, 23) et provoquer l'amenée du câble (6). 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que le système (8) d'amenée et de guidage présente pour le câble (6) un chemin incurvé, sensiblement vertical à l'entrée et sensiblement horizontal à la sortie. 4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que, dans sa partie horizontale correspondant à la sortie du câble (6), le système (8) d'amenée et de guidage comprend une série de rouleaux (27) disposés au-dessus du câble (6) en position de fonctionnement pour appliquer le câble (6) sur le fond de la tranchée (9). 5. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison d'asservissement de la vitesse du rouleau moteur (26) du système (8) d'amenée et de guidage à la vitesse du véhicule (3) sur le fond (2). 6. Disppsitif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le système (8) d'amenée et de guidage est articulé sur le véhicule (3) autour d'un axe (10) horizontal transversal à la direction d'avance, des moyens moteurs (21) étant prévus pour provoquer sa rotation autour de l'axe précité. 7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (28, 29) de détection de la position angulaire du système (8) d'amenée et de guidage par rapport au véhicule (3), pour commander le rapport d'asservissement entre la vitesse du rouleau moteur (26) et la vitesse d'avance du véhicule (3). 8. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 de reprisse des déblais reliés par une conduite (54) à une goulotte de refoulement (55) débouchant à l'arrière du véhicule, au-dessus de la tranchée (9). 9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de creusement comprennent une roue de creusement (37) surmontée d'une cloche étanche (48) dont l'intérieur communique avec l'intérieur du véhicule (3) par l'intermédiaire d'un sas (49). 10. Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que la roue de creusement (37) est fixée sur un bâti (31) articulé un véhicule (3), des moyens de commande (18) étant prévus pour régler le niveau de la roue (37) par rapport au fond (2).