Brevet FR2583708A1 — publié le 19861226

Procéde et dispositifs pour déplacer une charge sous l'eau. L'invention a pour objet un procédé et des dispositifs pour déplacer une charge sous l'eau. Le secteur technique de l'invention est celui des travaux sous-marins. Les plongeurs ont besoin de moyens leur permettant de déplacer des charges lourdes sous l'eau, soit pour les descendre au fond, soit pour les remonter, soit pour les changer de place sur le fond. A ce jour, ils utilisent le plus souvent des parachutes ou des poches gonflables remplies d'air. Cette solution présente des inconvénients. Un parachute ou une poche gonflable permettent de freiner la descente mais ils n'empêchent pas que le mouvement de descente s' accélère, car le volume de gaz diminue lorsque la pression hydrostatique croît. Un parachute ou une poche gonflable de taille suffisante permettent également de remonter une charge en surface mais là encore le mouvement s' accélère car le gaz se détend à mesure que le parachute remonte. De plus, en fin de remontée il arrive que le parachute jaillisse hors de l'eau, qu'une partie de l'air s'échappe et que la charge redescende vers le fond à grande vitesse, ce qui peut entrai- ner des accidents. Les parachutes ou les poches gonflables sont également utilisés pour déplacer des charges sur le fond mais ils ne conviennent pas très bien à ce travail. En effet, les plongeurs doivent veiller à ce que la force ascensionnelle du parachute reste toujours inférieure au poids apparent de la charge pour éviter que celle-ci ne soit entraînée vers la surface et ils doivent compenser la différence par un effort musculaire qui leur est très pénible. Les parachutes et les poches gonflables ne permettent pas de déplacer une charge à une profondeur intermédiaire entre la surface et le fond car les plongeurs n'ont alors aucun point d'appui leur permettant d'exercer un effort musculaire capables de compenser n différence entre la force ascensionnelle du parachute et le poids rent de la charge. L'objectif de la présente invention est de procurer des moyens qui facilitentle déplacement d'une charge sous l'eau ou en surface et qui permettent notamment d'exercer sur celle-ci une force ascensionnelle d'intensité constante quelle que soit la profondeur d'immersion, afin d'éviter l'emballement des mouvements de montée et de descente de la charge. Cet objectif est atteint au moyen d'un procédé pour déplacer une charge sous l'eau qui comporte les opérations suivantes. On suspend ladite charge à un flotteur ballastable rigide, qui délimite un volume intérieur constant et qui est équipé d'une vanne supérieure à trois voies permettant de mettre ledit volume en communication avec une source de gaz comprimé à une pression supérieure à la pression hydrostatique ou avec l'extérieur et d'une vanne inférieure à au moins deux voies permettant de mettre ledit volume intérieur en communication avec l'extérieur, lesquelles vannes sont synchronisées et pour descendre une charge dans l'eau, on place simultanément la vanne supérieure et la vanne inférieure dans la position où elles font communiquer ledit volume avec l'extérieur, de sorte que de l'eau pénètre dans ledit flotteur, puis on ferme simultanément les deux vannes lorsque la flottabilité dudit flotteur est devenue lé- gèrement inférieure au poids apparent de ladite charge et pour remonter une charge, on place simultanément la vanne supérieure dans la position où elle fait communiquer ledit volume intérieur avec ladite source de gaz comprimé et la vanne inférieure dans une position où elle fait communiquer ledit volume intérieur avec 1 'exté- rieur, de sorte que lteau est chassée dudit flotteur puis on ferme les deux vannes lorsque la flottabilité dudit flotteur est devenue légèrement positive. Un dispositif selon l'invention pour déplacer une charge sous l'eau, comporte un flotteur ballastable qui est composé d'une enveloppe rigide qui délimite un volume intérieur constant, d'une vanne supérieure à trois voies qui est disposée au sommet de ladite enveloppe et qui permet de mettre ledit volume intérieur en communication avec le milieu externe ou avec une source de gaz comprimé dont la pression est supérieure à la pression hydrostatique, d'une vanne inférieure ayant au moins deux voies, qui est disposée t la base de ladite enveloppe et qui permet d'isoler ledit volume intérieur ou de le mettre en communication avec le milieu externe et des moyens pour synchroniser les mouvements des deux vannes. De préférence, la vanne inférieure est également une vanne à trois voies et les moyens de synchronisation sont constitués par une courroie sans fin crantée, qui passe sur deux poulies crantées, montées sur les axes de deux vannes. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'enveloppe du flotteur est une sphère qui comporte le long de son diamètre vertical un tube ouvert à ses deux extrémités et les deux poulies sont disposées aux deux extrémités de ce tube et la courroie crantée passe dans ledit tube. L'invention a pour résultat la possibilité pour des plongeurs, de déplacer de lourdes charges sous l'eau en évitant que les mouvements de montée ou de descente ne risquent de s'emballer Les flotteurs ballastables selon l'invention sont des dispositifs peu onéreux, faciles à construire, à entretenir et à utiliser. Grâce à la soupape de sécurité qui évite des surpressions supérieures à 4 bars, ils ne sont pas soumis aux contrôles périodiques obligatoires pour les appareils et réservoirs sous pression. La synchronisation des deux vannes qui équipent les flotteurs selon l'invention permet au plongeur de n'avoir à manipuler qu'une seule vanne et d'être certain que la deuxième vanne prend automatiquement la position voulue. Ainsi, il n'y a que trois positions possibles qui correspondent respectivement à la montée, à la descente et, entre les deux, une position neutre. Ces trois positions peuvent être repérées en face de la poignée qui sert à manoeuvrer la vanne supérieure, de sorte que le plongeur ne peut se tromper. Lors de la remontée, si le plongeur se laisse surprendre par une remontée trop rapide et n'a pas le temps de placer les vannes sur la position neutre, le flotteur se vide d'eau et remonte à grande vitesse en surface, mais il ne peut redescendre et donc le plongeur ne risque pas de voir la charge lui retomber dessus comme cela risque de se produire avec des parachutes gonflables. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réali- sation d'un dispositif selon l'invention. La figure I est une coupe axiale d'un dispositif selon l'invention. Les figures 2, 3 et 4 sont des vues schématiques représentant les positions des vannes au cours de trois étapes successives. La figure 5 est une coupe transversale d'un mode de réalisation d'une soupape de sécurité. La figure I représente un flotteur ballastable qui comporte une enveloppe rigide fermée 1, qui délimite un volume interne constant qui est par exemple de l'ordre de 800 litres et qui permet de manutentionner sous l'eau des charges dont le poids apparent est inférieur à 8000 newtons. Avantageusement, l'enveloppe 1 est une sphère qui peut être en acier ou, de préférence, en résine stratifiée qui résiste à la corrosion. L'enveloppe I comporte, à son sommet, une vanne supérieure à trois voies 2, qui est par exemple une vanne à boisseau sphérique ou à boisseau cylindrique à quart de tour. Une des voies 21 visible sur la figure 1 communique avec le volume intérieur. Une autre voie 22 est connectée sur une source de gaz comprimé qui est constituée, de préférence, par des bouteilles 3 d'air comprimé du type de celles qui sont utilisées par les plongeurs. Ces bouteilles contiennent par exemple de l'air comprimé à 200 bars et elles sont munies d'un détenteur 4 qui détend l'air à 10 bars. Les bouteilles 3 sont accrochées à l'extérieur de l'en- veloppe à des anneaux ou à des boucles 5 qui sont fixés à la paroi externe de l'enveloppe 1. La sortie du détendeur 4 est connectée sur la voie 22 par un tube 6. La troisième voie de la vanne 2 qui est opposée à la voie 22 est en communication avec le milieu extéreiur. L'enveloppe 1 comporte une vanne inférieure 7. Cette vanne inférieure comporte une voie 71 qui communique avec le volume intérieur et au moins une deuxième voie 72 qui communique avec le milieu extérieur. Selon un mode de réalisation préférentiel, la vanne 7 est une vanne à trois voies identique à la vanne I et la troisième voie, qui est opposée à la voie 72 communique également avec le milieu extérieur. L'axe de pivotement du boisseau de chaque vanne porte une poulie crantée 8 et 9. L'enveloppe sphérique I comporte un tube 10 qui est situé le long du diamètre vertical et qui est ouvert à ses deux extrémités qui sont soudées de façon étanche à l'enveloppe. Une courroie sans fin crantée 11 relie entre elles les deux poulies 8 et 9 en passant à l'intérieur du tube 10. Ainsi les mouvements des deux vannes sont synchronisés et il suffit qu'un plongeur manipule une seule des vannes, en général la vanne supérieure, pour manoeuvrer les deux à la fois, dans le sens voulu. L'équipement d'un flotteur selon l'invention est complété par une soupape de sécurité 12 qui est tarée pour s'ouvrir lorsque la pression du gaz à l'intérieur de la sphère I dépasse la pression hydrostatique de plus de 4 bars. Cet- soupape permet d'éviter que le flotteur ne soit soumis à la règlementation qui prévoit des visites périodiques pour les enceintes sous pression pouvant dépasser 4 bars. La sphère I comporte, à sa partie inférieure, un étrier 13 qui permet d'accrocher une charge. Elle comporte également un étrier 14 à son sommet qui permet de suspendre le flotteur au crochet d'un engin de manutention pour le descendre à l'eau ou pour le relever. Le fonctionnement d'un dispositif selon l'invention est expliqué en se référant aux figures 2 à 4. Ces figures représentent schématiquement le flotteur I et les deux vannes à trois voies 2 et 7, dont on a représenté les positions succissives du boisseau sphérique comportant un conduit en équerre. La figure 2 représente la phase de descente d'une charge. Le plongeur chargé de l'opération maneouvre le volant de la vanne supérieure pour amener celle-ci dans la position représentéen ctest-à- dire celle où la vanne 2 met en communication la voie 21 avec la voie 23, de sorte que l'air contenu dans le flotteur peut s'échapper. la vanne 7 est manoeuvrée en même temps, grâce à la liaison mécanique entre les deux vannes et elle occupe la position représentée, mettant la voie 71 en communication avec la voie 73. L'eau pénètre dans le flotteur par le bas et chasse l'air vers le haut. Le flotteur se remplit progressivement et sa flottamilité diminue. Lorsque la flottabilité deviens inférieure au poids apparent de la charge le flotteur et la charge commencent a descente dre. Le plongeur manoeuvre alors la vanne 2 d > un quart de tour pour =; r dans la position représentée sur la figure 3, dans laquelle e. tleuz voies 21 et 71 sont obturées. Le flotteur est alors isolé de l'extérieur. La charge descend lentement vers le fond. Le plongeur peut s'accrocher au flotteur pour accompagner la charge pendant la descente. La figure 4 représente une phase de remontée d'une charge. Pour passer de la position selon la figure 3 à la phase de remontée selon la figure 4, le plongeur manoeuvre la vanne 2 et donc en même temps, la vanne 7 d'un quart de tour. La vanne 2 occupe alors la position représentée sur la figure 2 où elle fait communiquer la voie 21 avec la voie 22, de sorte que de l'air comprimé sous une pression supérieure à la pression hydrostatique rentre dans le flotteur. Cet air chasse l'eau à travers la vanne 7 qui est dans la position où la voie 71 communique avec l'extérieur par la voie A A mesure que l'eau est chassée, la flottabilité du flotteur augmente. Dès qu'elle dépasse le poids apparent de la charge, celleci commence à s'élever et le plongeur manoeuvre alors la vanne supérieure pour repasser dans la position selon la figure 3. Pendant la remontée, la pression dans le flotteur reste constante tandis que la pression hydrostatique diminue. L'enveloppe 1 est calculée pour résister à une différence de pression de 4 bars et celle-ci risque d'être dépassée. C'est pourquoi l'enveloppe I est équipée d'une soupape de sécurité 12 qui est tarée pour s'ouvrir lorsque la surpression dans le flotteur atteint 4 bars. La figure 5 représente une coupe axiale d'un mode de réalisation d'une soupape 12. Celle-ci comporte un corps creux 15 qui est soudé sur l'enveloppe 1. Elle comporte un siège 16 qui est obturé par une membrane déformable 17. comporte La membrane 17 /en son centre un disqueri.gid.e 18 sur lequel s'appuie une extrémité d'un ressort de tarage 19 dont l'autre extrémité s'appuie sur une plaque 20 portée par une vis de réglage 21 qui se visse dans un bouchon fileté 22 qui est vissé sur un filetage du corps 15. Le bouchon 22 comporte des orifices 23, de telle sorte que l'eau pénètre à l'intérieur de la soupape et que la pression hydrostatique s'exerce sur le disque 18. La membrane 17 comporte également des orifices 24 qui permettent d'équilibrer la pression qui s'exerce des deux côtés de la membrane dans la partie externe au siège 16. La surface de la membrane correspondant à la section du siège est soumise, d'une part, à la pression à l'intérieur du flotteur et, d'autre part, à la pression hydrostatique augmentée de la poussée du ressort qui est taré pour correspondre à une pression de 4 bars et la soupape s'ouvre lorsque la surpression dans le flotteur dépasse 4 bars. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déplacer une charge sous l'eau, caractérisé en ce que l'on suspend ladite charge à un flotteur ballastable rigide, qui délimite un volume intérieur constant et qui est équipé d'une vanne supérieure à trois voies permettant de mettre ledit volume en communication avec une source de gaz comprimé à une pression supérieure à la pression hydrostatique ou avec l'extérieur et d'une vanne inférieure à au moins deux voies permettant de mettre ledit volume intérieur en communication avec l'extérieur, lesquelles vannes sont synchronisées et pour descendre une charge dans l'eau, on place simultanément la vanne supérieure et la vanne inférieure dans la position où elles font communiquer ledit volume avec l'extérieur, de sortie que de l'eau pénetre dans ledit flotteur, puis on ferme simultanément les deux vannes lorsque la flottabilité dudit flotteur est devenue légèrement inférieure au poids apparent de ladite charge et pour remonter une charge, on place simultanément la vanne supérieure dans la position où elle fait communiquer ledit volume intérieur avec ladite source de gaz comprimé et la vanne infé- rieure dans une position où elle fait communiquer ledit volume intérieur avec l'extérieur, de sorte que liteau est chassée dudit flotteur puis on ferme les deux vannes lorsque la flottabilité dudit flotteur est devenue légèrement positive. 2. Dispositif pour déplacer une charge sous l'eau, carac térisé en ce qu'il comporte un flotteur ballastable qui est composé d'une enveloppe rigide (1), qui délimite un volume intérieur constant d'une vanne supérieure à trois voies (2) qui est disposée au sommet de ladite enveloppe et qui permet de mettre ledit volume intérieur en communication avec le milieu externe ou avec une source de gaz comprimé (3) dont la pression est supérieure à la pression hydrostatique, d'une vanne inférieure (7) ayant au moins deux voies, qui est disposée à la base de ladite enveloppe et qui permet d'isoler ledit volume intérieur ou de le mettre en communication avec le milieu externe et des moyens (11) pour synchroniser les mouvements des deux vannes. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vanne inférieure (7) est une vanne à trois voies. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de synchronisation sont constitués par une courroie sans fin crantée (11) qui passe sur deux poulies crantées (8, 9) montées sur les axes des deux vannes (2, 7). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérise en ce que ladite enveloppe est une sphère qui comporte > le long de son diamètre vertical, un tube (10) ouvert à ses deux extrémités et les deux poulies crantées (8, 9) sont disposées aux deux extrémités dudit tube et ladite courroie crantée (11) passe dans ledit tube. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite source de gaz comprimé est constituee par des bouteilles d'air comprimé (3) munies d'un détendeur (4) dont la sortie est connectée sur une des trois voies (71) de ladite vanne supérieure (2). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ladite enveloppe (1) comporte une soupape de sécurité (12) qui est tarée pour s'ouvrir lorsque la surpression du gaz contenu dans l'enveloppe devient supérieure à 4 bars. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que ladite enveloppe comporte > à sa partie inférieure, un étrier (13) de suspension d'une charge et à son sommet, un étrier (14) de manutention du flotteur.