Brevet FR2626051A1 — publié le 19890721

DISPOSITIF TUBULAIRE PERMETTANT D'AMORTIR LES EFFORTS DE TRACTION La présente invention se rapporte aux dispositifs tubulaires qui permettent d'amortir les efforts de traction lorsqu'ils sont insérés entre un véhicule de traction et un dispositif tracté. L'invention s'applique notamment au remorquage des antennes acoustiques linéaires utilisées par exemple en prospection sous-marine. De telles antennes sont formées d'un chapelet de capteurs acoustiques placés dans un tuyau. La structure de ce tuyau doit lui permettre de supporter de nombreuses sollicitations tout en restant souple et perméable aux ondes acoustiques. On connait de nombreux exemples de telles structures, qui comportent plusieurs couches dont le nombre, la nature et les épaisseurs respectives varient selon les caractéristiques recherchées. On connait plus particulièrement, des brevets américains 3 604 461 et 3 866 633, des structures de tuyaux qui comportent principalement quatre couches formées de câbles disposés en hélice. Pour obtenir un effet antitorsion, le sens de l'hélice est alterné d'une couche à l'autre. Dans ce cas l'angle d'inclinaison des hélices de câbles par rapport à l'axe longitudinal du tuyau est compris entre 50 et 60 , la valeur préférée étant 55 . Un tel angle correspond à un compromis optimal entre la résistance à la traction et la souplesse du tuyau. Toutefois ces structures ne permettent pas d'amortir les vibrations longitudinales qui se produisent inévitablement lors du remorquage. Pour amortir ces vibrations, on sait utiliser des amortisseurs qui présentent une structure tubulaire particulière. Ces amortisseurs ont la forme d'un manchon dont la paroi est constituée de cordes en matériau élastomère à pertes placées longitudinalement ou circonférentiellement et qui sont associées avec une armature textile permettant de résister aux efforts de traction. Cette structure est particulièrement difficile à fabriquer et on ne peut pas en outre utiliser pour cette fabrication les techniques employées pour les tuyaux. Pour obtenir un tel amortissement l'invention propose, dans un tuyau comportant au moins quatre nappes de câbles disposées en hélices alternées d'une couche à l'autre, de modifier l'angle d'inclinaison de deux de ces nappes en lui donnant une valeur très inférieure à celle permettant l'équilibre mécanique, cette valeur permettant d'obtenir un objet d'amortissement avec une une fréquence de coupure déterminée. L'angle utilisé sera de préférence sensiblement égal à 400. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante faite à titre exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent - la figure 1 : une coupe transversale d'un amortisseur selon l'invention; - la figure 2 : une vue schématique de la disposition des nappes de câble ; et - la figure 3 : un diagramme d'amortissement. On a représenté sur la figure 1, une vue en coupe transversale d'un amortisseur selon l'invention. Celui-ci comporte trois couches différentes qui adhèrent les unes sur les autres. Une couche extérieure 1 forme l'enveloppe de l'amortisseur et est fabriquée en élastomère, par exemple en caoutchouc au néoprène. Une couche intermédiaire composite 2 est formée de quatre nappes calandrées en fibres à haute résistance mécanique, par exemple en polyamide. Ces nappes sont enroulées en hélice et le sens de lthélice est alterné d'une couche à l'autre. Une couche intérieure 3 en élastomère, par exemple en caoutchouc au nitrile, délimite un espace creux intérieur à l'amortisseur et isole la couche intermédiaire 2 du contenu de ce creux. L'intérieur de la structure tubulaire ainsi obtenue est remplie d'un llqulde de densité inférieure 8.1, pour obtenir une densité globale de l'amortisseur proche de celle du liquide, généralement l'eau de mer, où il sera immergé. Comme représenté sur la figure 2, chacune des nappes de la couche composite intermédiaire 2 comprend un ensemble de brins 20 placés côte à cote sur une largeur 1. Chaque nappe est enroulée en hélice avec un angle A par rapport à l'axe de l'amortisseur, avec un sens alterné d'une nappe à la suivante. En ce qui concerne les deux nappes extérieures, cet angle A est sensiblement égal à l'angle d'équilibre mécanique de torsion connu, c'est-à-dire sensiblement 55 . Pour les deux nappes intérieures, la valeur de l'angle A a été choisie en dehors des valeurs utilisées habituellement de manière à obtenir, de manière inattendue, un amortissement important des vibrations longitudinales dues à la traction. On a en effet constaté que, pour un angle A proche de 400, on obtient un amortissement très important qui est sans commune mesure avec celui obtenu pour les structures habituelles pour lesquelles l'angle est compris entre 50 et 60 et pour lesquelles il est nécessaire d'ajouter des moyens amortisseurs supplémentaires. De plus on a constaté que pour de faibles variations, de l'ordre du degré, de cet angle, on obtient des variations importantes de la fréquence de coupure au-dessus de laquelle l'amortissement est obtenu. A titre d'exemple, on a représenté sur la figure 3 les variations de l'allongement crête à crête obtenu à une extrémité d'un tronçon amortisseur de 10m de long, lorsqu'on lui applique à son autre extrémité une excitation sinusoïdale d'amplitude crête à crête égale à 10cm suivant l'axe de ce tronçon. En utilisant un angle A égal à 400 pour les deux nappes intérieures, on observe une fréquence de coupure f proche c de 1 Hz. REVENDICATIONS 1. Dispositif tubulaire permettant d'amortir les efforts de traction, notamment pour antenne linéaire acoustique, du type comprenant un ensemble de nappes formées de brins placés côte à côte et enroulées en hélices dont le sens est alterné d'une nappe 9 Pa suivante, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (A) de deux de ces nappes (2) est très inférieur à celui permettant un équilibre mécanique du dispositif et permet d'obtenir un effet d'amortissement avec une fréquence de coupure déterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend quatre nappes (2) successives superposées enroulées en hélice avec un sens alterné d'une nappe à la suivante, les deux nappes extérieures ayant un angle sensiblement égal à l'angle d'équilibre mécanique et les deux nappes intérieures ayant ledit angle (A) permettant d'obtenir l'amortissement. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit angle (A) permettant d'obtenir l'amortissement est sensiblement égal à 400, ce qui permet d'obtenir une fréquence de coupure sensiblement égale à 1 Hz pour une longueur sensiblement égale à 10 m. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit angle d'équilibre mécanique est sensiblement égal à 550, 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les nappes (2) sont enfermées entre une couche intérieure (3) et une couche extérieure (1) toutes deux en élastomère.