Brevet FR2537538A1 — publié le 19840615

La présente invention a pour objet un appareil individuel de plongée sous-marine. On connaltles engins propulseurs en forme de torpille tractant les plongeurs. Bien qu'ils soient de conception et de réalisa- tion simples et fiables, ces engins sont manoeuvrés "à bout de bras" ce qui a pour conséquences des inconvénients non négligeables: une indisponibilité des bras; une gêne de la visibilité (position de l'engin dans le champ, flux de l'hélice); un déplacement non instinctif du plon- geur; l'engin étant tenu à bout de bras, c'est l'orienta- tion du propulseur qui entraîne le plongeur De plus, l'engin propulseur étant en flottaison positive, dès que le plongeur l'abandonne il est obligé de le maintenir au fond par un moyen quelconque, afin de pouvoir le récupérer ultér ieurement; -: :t O; t prd$ente enton remd'i O à ces inconvénients et vise un appareil ndïXvduel dé pongde sous-marine caractérise en cequ'i I àinprend, à-la fois, des moyens de propl&sion -et des moyens de respiration, de telle sorte qu'il constitue un appareil autonome de propulsion et de respiration. La technique des matériaux composites a servi à l'évolution de nombreux domaines et entre autres celui des bouteilles de gaz comprimé constituées d'une coque interne en alliage léger renforcée par un bobinage externe en fibre de verre par exemple. Cette technique permet d'obtenir un récipient de stockage de l'air très résistant (la pression d'utilisation pouvant être par exemple de 300 bars au lieu des 200 bars en usage actuellement avec les bouteilles acier) et une économie de poids importante. L'invention développe plus avant l'application de la technique des matériaux composites aux bouteilles de gaz comprimé en visant, outre l'économie de poids, une économie de volume extérieur de bouteilles pour con- tribuer à concilier, sur un même appareil de plongée sous- marine, l'existence de moyens de respiration et de moyens de propulsion. L'appareil selon l'invention comprend un module respiratoire etun module propulseur séparables à volonté, le module propulseur pouvant être largué sans modification de l'équilibre poids/volume. De plus, certains éléments de ces modules peu- vent être avantageusement prévus dans le prolongement les uns des autres sans nuire à la longueur hors tout de l'appareil. De toute manière, l'organisation de l'ensemble des deux modules est prévue pour que son encombrement général soit conciliable avec des performances de plongée satisfaisantes, son poids restant au plus égal au poids d'un scaphandre usuel dit "bi-acier" tout en gardant une autonomie respiratoire au moins égale à celle de ce sca- phandre. L'invention vise plus particulièrement mais non exclusivement, des bouteilles réalisées à partir d'une âme métallique, de préférence en alliage d'aluminium, cette Sme étant frettée au moyen d'une stratification par enroulement filamentaire, fibre de verre ou fibre de car- bone, suivant le niveau de performance recherché. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins-annexés, sur lesquels: la figure 1 est uhe vue en élévation latérale d'un appareil selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan, par le dessus, de ce même appareil; la figure 3 en est une vue en coupelongitudi- nale; la figure 4 représente deux demi-coupes sui- vant les lignes A-A et B-B de la figure 1; la figure 5 est une vue partielle et en coupe de l'appareil selon l'invention, suivant la ligne CC de la figure 1; la figure 6 est une vue en perspective d'une commande manuelle du moteur du module de propulsion, des éléments-intérieurs à cette commande étant également représentés; les figures 7, 8 et 9 montrent la commande disposée sur la main du plongeur, de manière à permettre uneaction par le pouce de la main, suivant un mouvement se situant dans le plan du profil de la main; et les figures 10, 11 et 12 montrent le déplace- ment sous l'eau d'un plongeur équipé d'un appareil indi- viduel de plongée sous-marine selon l'invention. Dans la forme de réalisation représentée, un appareil selon l'invention comprend deux modules pouvant être séparés à volonté: Un module respiratoire (MR) comprenant un berceau ( 1), un dosseret ( 2) et deux bouteilles à air ( 3) reçues dans deux douilles ( 1 A) fixées au berceau. Un module propulseur (MP), comprenant un moteur ( 4) à hélice ( 4 A) et son carénage ( 5)i un container ( 6) pour une source autonome d'énergie électrique (batte- ries d'accumulateurs secs) et une commande autonome ( 7) (figures 6 à 9). Le container ( 6) est double et vient avantageu- sement dans le prolongement des douilles (l A) Une telle disposition rend les mains libres et ne change pas les habitudes de plongée. Elle préserve la sécurité du plongeur, le module propulseur (MP) pouvant être largué à volonté,- sans modification de l'équilibre poids/volume, par une commande de largage à tringles ( 8) dont des becs ( 8 A) peuvent venir porter sur des oreilles ( 8 B) situées sur la périphérie du container double ( 6). Le module propulseur est taré en flottaison positive de façon à être récupérable. Le berceau ( 1) réalisé, de préférence, en un matériau de faible densité et de résistance mécanique élevée suivant par exemple la technique-des thermoplastiques allégés, comprend des éléments lui permettant d'assurer plusieurs fonctions. 2537538, Des fourreaux ( 9) de 'ce berceau dans lesquels sont glissés les cols des bouteilles permettent de maintenir celles-ci dans leur entraxe. Un tenon ( 10) du berceau est destiné à s'emboîter dans une mortaise ( 11) pratiquée dans un pontet de liaison ( 12) reliant les deux douilles (l A) de réception des bou- teilles et S 'y trouve immobilisé par une vis ( 13). Le berceau porte, de plus, un loquet ( 14) articulé à l'encontre d'un ressort ( 15) et sur lequel vient se verrouiller un crochet ( 16) du carénage ( 5) du module de propulsion qui trouve sa place entre les deux douilles ( 1 A) et contre le berceau ( 1) Le berceau montre une dépression ( 17) permettant l'enclenchement ou la libération du crochet ( 16) du carénage par glissement dans cette dépression. La libération du crochet ( 16) signifie le lar- gage du module de propulsion (MP) le loquet ( 14) actionné dans ce cas à l'encontre de son ressort ( 15) produisant également une poussée des tringles ( 8) sur les oreilles ( 8 B) du container ( 6)-. Le plongeur peut donc, si nécessaire, larguer lemodule -propulseur sans pour autant changer son équilibre de flottaison L'utilisation du module respiratoire (MR) seul est ainsi possible en plongée. Sur saface opposée au carénage moteur, le berceau ( 1) montre un compartiment à lest (l B) permettant d'ajuster la flottaison de l'appareil de façon à être très légèrement négative à pleine charge (par exemple descente de bouteilles supplémentaires sur un lieu donné). Le berceau comprend, par ailleurs, une poignée de portage ( 18) et des éléments de liaison avec le dosseret- support ( 2) qui est en deux parties. Les deux parties de dosseret-support assurent le maintien de l'appareil au moyen de cinq sangles réglables de manière à être ajustées et à limiter son déplacement sur le dos du plongeur Deux sangles d'épaules (réglage en hauteur sur le buste), deux sangles d'entrejambe assurant le tirage vers le bas et une sangle-de ceinture 2537538. assurant la liaison des quatre précédentes et la stabilité transversale de l'appareil. Le volume du container de batterie ( 6) à deux corps, est calculé de façon à ce que l'ensexble de batteries se trouve S en flottaison positive Il est égalextnt de préférence réalisé suivant la technique des thermoplastiques allégés; Un couvercle ( 19) en alliage d'aluminium et un joint ( 20) torique assurent l'étanchéité sur une portée métallique ( 21) surmoulée dans chaque corps du container. Un jonc ( 22) en acier inoxydable assure le verrouillage. Une double pénétration des portées ( 21) des corps du container de batteries ( 6 Y dans des gorges circulaires ( 23) pratiquées dans les culots des douilles ( 1 A) de réception des bouteilles, assure le centrage et le guidage des modules. Comme décrit plushaut, 1 e loquet ( 14) assure le déverrouillage des deux modules, au moyen des tringleries de largage ( 8). Le moteur électrique basse tension ( 4) accouplé à un réducteur, assure une rotation lente de l'hélice. Une régulation électronique lui est associée, afin d"opti- miser la consommation (écrêtage des pointes de puissance absorbée au démarrage, régulation de la tension distribuée, sécurité en cas de blocage de l'hélice). Le carénage ( 5) du moteur ( 4) à hélice ( 4 A) est de préférence réalisé suivant la même technologie que le berceau ( 1) Il comprend une grille de protection ( 5 A) de l'hélice, une réserve de flottaison (égale au poids du moteur) et deux ailerons de stabilisation ( 24) Ces derniers ont pour but de rendre concourant l'effort de traction et le centre de gravité du plongeur, et de combattre le couple créé par le sens de rotation de l'hélice. Les ailerons participent, de plus, au maintien de l'ensemble moteurhélice à l'intérieur du carénage qui est de préférence circulaire. La solidarisation carénage moteur ( 5) - container double de batteries ( 6) se fait par le blocage quart de tour d'un verrou ( 26) sur une portée ( 27) 2537538. prisonnière du container ( 6). Le verrou médiaire ( 28) à segment qui assure l'étanchéité et le passage de la connexion électrique entre batteries, moteur et commande O Cette connexion sert aussi de liaison électrique pour opérer la recharge des batteries. Le passage de la connexion électrique est égale- ment assuré par un canal ( 29) du container double ( 6) et un canal ( 30) du carénage ( 5) Un puits ( 31) relie le canal( 30) au moteur et ce puits est pratiqué dans une entretoise ( 32) de maintien principal du moteur. Les batteries ( 33) maintenues entre deux boîtiers ( 34) sont contenues dans les deux corps du container ( 6) Les accumulateurs secs constituant les batteries sont de préférence du type nickel-cadmium, à plaques extra minces Le choix de ce type d'accumulateurs est fait en raison, notamment, de leurs caractéristiques d'étanchéité, d'absence totale de maintenance, de stabilité de.la tension en décharge, même à fort régime, d'insen- sibilité aux surcharges importantes, de leurs excellentes performances de -400 C à + 500 C, de leur résistance aux chocs et vibrations, de la modularité de leurs éléments pour la constitution de blocs d'alimentation et de leur durée de vie. La capacité d'ensemble est calculée pour une durée de 1 h 30, correspondant à l'emploi d'une bouteille de 2,4 m 3, la plus couramment utilisée par les plongeurs. Compte tenu de la puissance absorbée par le moteur, la capacité d'ensemble des batteries est prévue pour couvrir en continu l'autonomie respiratoire, y compris les paliers de décompression, et sans l'utilisation de la réserve de sécurité. La commande ( 7), dont le fil de liaison ( 35) aboutit en ( 36) à l'extrémité du canal ( 30) du carénage ( 5) est réalisée par un surmoulage d'élastomère ( 37) d'un contacteur du type couche mince déformable ( 38 > Elle assure l'alimentation d'une bobine d'un relais monostable de puissance (non représentée) mettant le moteur sous tension. Le surmoulage ( 37) a la forme générale d'une portion de boucle laquelle est complétée par une bande ( 39) de préférence à moyen d'attache par pression ( 40). L'ensemble de la boucle peut être disposée autour de la main du plongeur de manière que le pouce puisse agir sur le contacteur, non pas suivant le mouvement naturel de préhension, mais suivant un mouvement se situant dans le plan du profil de la main, ceci notamment afin d'éviter toute commande intempestive d'une main se crispant invo- lontairement. Cette commande, par appui du pouce dans le plan du profil de la main, autorise une préhension volon- taire par les autres doigts se refermant vers la paume. La commande est de préférence utilisée par l'autre main que la main habituelle (main gauche pour le droitier; main droite pour le gaucher) de manière à laisser libre la main la plus habile. L'appareil individuel de plongée-sous-marine selon l'invention présente donc les avantages suivants disponibilité des mains; simplification du déplacement sous l'eau; même habitude de plongée; déplacement instinctif (figures , 11 et 12); autonomie respiratoire comparable aux bou- teilles existantes; sécurité du plongeur dans toutes les phases de plongée. encombrement et poids aussi réduits que possible comparables à un scaphandre autonome du type "bi-acier; commande autonome stockage et renouvellement de l'énergie et de l'air par l'utilisateur; construction adaptée au milieu marin. Il est bien entendu enfin que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra apporter des 2537538, des équivalences dans ses éléments constitutifs sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention. Ces ainsi que toute chose égale par ailleurs, le nombre de bouteilles peut être variable suivant l'uti- lisation, soit une, deux ou plusieurs. 2537538. REVENDICATIONS 1 Appareil individuel de plongée sous-marine caractérisé en ce qu'il comprend, à la fois, des moyens de propulsion (MP) et des moyens de respiration (MR) et en ce qu'il constitue un appareil autonome de propulsion et de respiration, d'un poids au plus égal au poids d'un scaphandre usuel dit "bi-acier'" tout en gardant une auto- nomie respiratoire au moins égale à ce scaphandre. 2 Appareil selon la revendication 1, caracté- risd en ce qu'il comprend un module respiratoire (MR) et unmodule propulseur (MP), lesquels modules sont séparables, le module propulseur pouvant être largué à volonté sans modification de l'équilibre poids/volume. 3 Appareil selon la revendication 2, caracté- risd en ce que certains éléments ( 6) du module de propul- sion (MP) sont prévus dans le prolongement d'autres él 1- ments (l A) du module respiratoire (MR)c sans nuire à la longueur hors tout de l'appareilo a Appareil selon l'une quelconque dâs reven- i 20 dications 1 à 3, caractérisé en ce que le module respira- toire (DI) comprend au moins un berceau ( 1) et des douilles 12 A) de réception de bouteilles ( 3) et en ce que le module propulseur (HP) comprend un moteur ( 4) à hélice ( 4 A) et son carténage ( 5) et un container ( 6) pour une source autonome d O énergie électrique, lequel container peut venir dans le prolongement desdites douilles de réception ( 1 A) des bouteilleso Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que des ailerons de stabilisation ( 24) du carénage du moteur permettent de rendre concourant l'effort de traction et le centre de gravité du plongeur et de combattre le couple créé par le sens de rotation de l hélice o 6 Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que le berceau porte un loquet articulé { 14) servant au verrouillage d'un crochet ( 16) du module de propulsion (v L), la libération du crochet signifiant le largage dudit module de propulsion 7 Appareil selon la revendication 6, caracté- risé en ce que des moyens de largage complémentaires ( 8) sont également actionnés par la libération du crochet ( 16) pour agir en poussée sur le container ( 6). 8 Appareil selon la revendication 7, caracté- risé en ce que les moyens de largage sont constitués par des tringles ( 8) dont des becs ( 8 A) viennent porter sur la périphérie du container à deux corps ( 6). 9 Appareil selon l'une quelconque des reven- dications I à 8, caractérisé en ce que des moyens à double pénétration ( 21) et ( 23) disposes entre ie container ( 6) et les douilles de réception ( 1 A) des bouteilles assurent le centrage et le guidage des deux modules (MR) et (MP). o Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un verrou ( 26) assure la solidarisation du carénage moteur ( 5) et du container ( 6) 1 Io Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un tube central ( 28) assure l'étant chéitd et le passage des connexions électriques entre batteries, moteur et commande O ledit verrou ( 26) pouvant tourner autour dudit tube central. 12 o Appareil selon l'une quelconque des raven- dications 1 à 11, caractérisé en ce que les bouteilles ( 3) sont réalisées en matériaux composites et de préférence à partir d'une âme en alliage d'aluminium frettée au moyen d'une stratification par enroulement filamentaire. 13 o Appareil selon les revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le container ( 6) contient de manière étanche (couvercle 19 à joint 20) des batteries ( 33) d'accumulateurs secs du type nickelscadmium. 14 Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 13, caractérisé en ce que la commande du moteur est réalisée par un surmoulage ( 37) d'un contacteur du type déformable ( 38), ledit surmoulage ayant la forme générale d'une portion de boucle completée par une bande ( 39) à moyen d'attache ( 40) l'ensemble de la boucle pouvant être disposé autour de la main du plongeur de manière que le pouce puisse agir sur le contacteur suivant un mouvement se situant dans le plan du profil de la main. Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 14, caractérisé en ce que le berceau montre également un compartiment à lest (l B) permettant d'ajuster la flottaison de l'appareil. 16 Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 15, caractérisé en ce que le berceau comprend par ailleurs une poignée de portage ( 18) et des éléments de liaison avec un dosseret-support ( 2). 17 Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 16, caractérisé en ce que le berceau ( 1) comporte des fourreaux ( 9) de réception des cols des bou- teilles et un tenon ( 10) d'emboîtage dans une mortaise ( 11) pratiquée dans un pontet de liaison ( 12) reliant les deux douilles ( 1 A). 18 Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 17, caractérisé en ce que le berceau ( 1), le carénage moteur ( 5), les douilles (l A) et le container ( 6) sont réalisés en un matériau de faible densité et de résistance mécanique élevée. 19 Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 18, caractérisé en ce que toute chose égale par ailleurs, le nombre de bouteilles peut être variable suivant l'utilisation, soit une, deux ou plusieurs.