Brevet FR2525516A1 — publié le 19831028

La présente invention concerne tous les matériels electroniques ou electriques , associés ou non à des dispositifs mécaniques ou optiques , que l'on désirerait faire fonctionner dans des milieux liquides ou gazeux susceptibles d'en altérer le fonctionnement ou de les détériorer , soit du fait de leur nature , soit en raison des pressions auxquelles pourrait etre soumise leur enceinte protectrice et des déformations qui en résulteraient . Elle vise plus particulièrement les matériels destinés a l'exploration , la prospection , ou l'exploitation des fonds sous-marins , quelque soit leur profondeur Les dispositifs actuellement utilisés dans ce domaine nécessitent des enceintes dont les parois sont soumises à des gradients de pression parfois très élevés . De ce fait , leur conception suppose des contraintes de forme , d'épaisseur , et de volume , et impose des choix de matériaux et des usinages particuliers . L'étanchéité des volets d'accès , des connections et des branchements de ces enceintes est assurée au moyen d'ajustages , de joints , et de dispositifs nécessitant , pour être fiables , une mise en oeuvre minutieuse .Il s'agit d'engins habitables ou non , autonomes ou non , dont le volume est souvent tel qu'il n est possible de les éprouver que dans les conditions prévues d'utilisation Le dispositif selon l'invention consiste à utiliser à la fois les propriétés physiques , mécaniques et electriques des liquides diélectriques , pour faire fonctionner les matériels électroniques ou électriques dans des enceintes à la fois étanches et conçues pour supprimer tout gradient de pression entre l'extérieur et l'intérieur des enceintes . De telles enceintes sont soit fabriquées en matériaux rigides , avec une ouverture ménagée dans une paroi , et occluse par une membrane fixée sur les bords de l'ouverture , soit fabriquées en totalité ou en partie en matériaux non rigides .Dans les deux cas présence d'une membrane , ou enceinte partiellement non rigide on choisit des matériaux tels qu'ils transmettent la pression exercée sur l'enceinte par le fluide environnant au liquide contenu dans l'enceinte . De ce fait , il s'établit sur la surface interne de l'enceinte une pression égale à celle que supporte la surface externe Les matériels électriques ou électroniques contenus dans les enceintes emplies de liquide sont en mesure de fonctionner n raison de qualités diélectriques du liquide chcisi De n-us ces matériels,batteries d'ancumulateur, pliez sèches ,bobinages composants électroniques , ou tous autres , ne sont pas suseet- -tibles de deformation s'ils sont soumis a une pression hydro- -statique, même importante, équi libroe de toute part . Cependant i tel étai t le cas pour quelques uns d'entre eux, in est aisé de les fabriquer ou de les concevoir pour qu'ils répondent à cette propriété Tous les liquides ayant les mêmes propriété mécaniques que celles qui nous intc-ressent , le choix du liquide diéleetr-- que est fonction du matériel qu'il baigne , pour en assurer le fonctionnement optimal. Le-choix des matériaux servant à la fabrication des en -ceintes , des membranes et des joints d'étanchéité prend seulement en considération leur résistance à l'écrasement du fait de leur cohésion , et leur résistance à ia corrosion tant du fait du liquide diélectrique choisi , que du fluide dans lequel le dispositif est destiné à fonctionner La forme et la dimension des enceintes sont selement subordonnées aux particularités des matériels qu'elles sont destinées à contenir et à protéger Il peut être intéressant, pour accroitre la sécurité de ces matériels, ou en cas d'utilisation de certains types de joints comme les joints toriques ,de maintenir une légère surpression à l'intérieur de l'enceinte, qui favoriserait en cas de fissure, ou de lâchage de joint, une fuite de liquide vers l'extérieur tout en évitant une irruption du fluide ambiant Dans le même esprit , on peut adjoindre à l'enceinte un réservoir de liquide diélectrique muni d'un dispositif permettant de compenser une légère fuite . Ce même reservoir , ou un autre distinct , peut être conçu et équipé de façon à servir d'échan -geur thermique pour réguler la température interne de l'enceinte principale si le fonctionnement des matériels qu'elle contient le nécessite On conçoit aussi la possibilité de brancher ex ou plusieurs enceintes les unes sur les autres de façon à transmettre et équilibrer les pressions hydrostatiques , ou bien a' permettre une circulation de liquide diéleetrique . La figure 1 représente , en perspective , un dispositif selon l'invention La figure 2 représente en coupe une variante permettant d'entretenir un gradient de pression légèrement positif à l'intérieur La figure 3 représente une variante par l'adjonction d'un réservoir annexe de liquide Selon la figure 1 , l'enceinte (1) continent le matériel électrique ou électronique à protéger . Celui-ci est accessible grace à un ou plusieurs volets (2) ménagés dans les parois Une valve de remplissage (3) et de purge (4) permet de remplir l'enceinte (1) du liquide diélectrique choisi , de façon à ce qu il n'y ait aucun gaz résiduel .Une membrane (5) soli -daire de (1) permet la transmission intégraie de la pression du fluide ambiant à l'intérieur de l'enceinte (1) Une alimentation (6) et une sortie (7) sont figurées pour mémoire Une enceinte telle que tout ou partie des parois serait réalisé en matériau non rigide qui tiendrait lieu de membrane n'est pas figurée ici Selon la figure 2 un étrier (8) est fixé à l'extérieur de l'enceinte (1) et supporte une vis (9) qui comprime un res -sort spirale (10) . Celui-ci agit sur la membrane (5) pour maintenir à l'intérieur de l'enceinte (1) la surpression qui a été choisie . Le dispositif selon la figure 2 n'est pas limitatif. On peut concevoir tout autre dispositif agissant ou non sur la membrane (5) qui entretiendrait une légère surpression a l'in -térieur de l'enceinte (1) Selon la figure 3 on propose l'adjonction l'un réservoir annexe (11) de liquide diélectrique , pour permettre en cas de fuite la récupération du matériel avant qu'il ne soit endommage Ce réservoir (11) peut être aussi équipé et conçu de façon a servir d'échangeur thermique Ne sont pas figurées ici , parce qu'allant de soi l'interconnection de deux ou plusieurs enceintes telles qu'elles sont décrites , ni l'association 'enceintes rigides , non pourvues de membrane , à au moins une enceinte , pourvue de membrane ou déformable , qui assurerait l'éq.ilible des pressions hydrostatiques entre le fluide ambiant et l'intérieur de l'ensemble des enceintes , ainsi que la possibilité d'une circulation du liquide diélectrique En ce qui concerne l'utilisation définie en préambule , à savoir l'exploration , la prospection et l'exploitation des fonds sous-marins , utilisation non limitative , par des engins autonomes ou non , habités ou non , le présent dispositif présente les avantages suivants sur les dispositifs actuels -utilisation des matériels déjà cxistant,électriques , électroniques et optiques qui peuvent être aisément adaptés à ces conditions : fonctionnement dans un liquide diélectrique soumis à une pression égale ou légèrement supérieure a' celle de l'environnement.Selon la nature des liquides diélectriques ces dispositifs peuvent aussi bien convenir aux sources d'énergie qu'aux moteurs nécessaires aux différentes fonctions , comme la propulsion de l'engin ou la mobilité des appareillages, mais aussi à tous les équipements électroniques annexes , sans que cela exclue la présence d'un habitacle qui , lui , resterait conçu de la façon actuelle -en raison de la simplicité de conception , de manipulation et de fabrication des enceintes décrites , possibilité de les multiplier sur le même engin par autant de fonctionsdifférenciées . Cela permet d'éprouver en laboratoire le fonctionnement de chaque enceinte dans les conditions de pression et de température ou il est prévu de les faire fonctionner sans mettre en oeuvre des moyens considérables Le présent dispositif trouve naturellement des applications dans la recherche océanographique , en biologie , en géologie et en sismologie , dans l'industrie minière , dans la prospection et l'exploitation pétrolière , et dans l'industrie spatiale REVE1;DICATIOi;S 1) Dispositif permettant de faire fcnctionner es matériels électriques , électroniques , associés ou non à des dispositifs optiques ou mécaniques , dans des fluides susceptibles d'en altérer le fonctionnement , caractérisé par une enceinte (1) protectrice , enfermant ces matériels , dont les ouvertures sont rendues étanches par des joints appropriés , remplie de liquide diélectrique , et pourvue d'une membrane (5) de nature à trans -mettre à l'intérieur de l'enceinte (1) la pression du fluide ambiant 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par une enceinte dont les parois seraient en partie ou en totalité non rigides et tiendraient lieu de membrane 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 , carac -térisé par l'adjonction d'un dispositif permettant d'établir une pression à l'intérieur de l'enceinte (1) supérieure à celle qu exerce le fluide ambiant 4) Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé par le branchement sur l'enceinte (1) d'un réservoir de liquide diélectrique conçu de façon à compenser une éventuelle fuite vers l'extérieur 5) Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé par le branchement sur l'enceinte (1) d'un réservoir de liquide diélectrique conçu comme échangeur thermique afin d'exercer une régulation thermique à l'intérieur de l'enceinte (1). 6) Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé par le branchement de deux ou plusieurs enceintes (1) de façon à faciliter l'équilibre des pressions hydrostatiques à l'intérieur des enceintes , ou bien une circulation du liquide diélectrique 7) Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé par une ou plusieurs enceintes rigides , non pourvues de membrane (5) , branchées sur une enceinte pourvue d'une membrane qui permet d'équilibrer les pressions hydrostatiques à l'intérieur de l'ensemble du dispositif