Brevet FR2642035A1 — publié le 19900727

"Sous-marin de plongée" Cette invention concerne un sous-marin de plongée permettant de faire du tourisme sous-marin, de pratiquer des sports et des loisirs marins, d'attraper des poissons et des coquillages, et d'effectuer des travaux sous l'eau. Un sous-marin de plongée selon l'art antérieur est généralement conçu de manière à main- tenir l'intérieur du corps de sous-marin exactement à la pression atmosphérique. En cas de plongée, la pression de l'eau à l'extérieur du corps de sousmarin augmente d'environ 9,8,104 Pa (lkg/cm2) par profondeur de plongée de 10 mètres. Ainsi, lorsque la profondeur de plongée aug- mente, la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du corps de sous-marin augmente de sorte que les sous-marins de plongée classiques ont dû utiliser un corps de sous-marin suffisamment résistant pour supporter de telles différences de pression. Par suite, des problèmes se sont posés du fait que lorsqu'on renforce la structure pour obtenir la solidité nécessaire, le poids augmente ainsi que les difficultés pour transporter et manipuler le sous- marin, indique le coût devient élevé de sorte qu'il est difficile pour un particulier d'acheter un tel sous-marin de plongée. Compte tenu des circonstances ci-dessus, la présente invention a pour but de créer un sous-marin de plongée pouvant être réalisé sous une forme légère et bon marché en utilisant un système d'équilibrage automatique des pressions intérieure et extérieure, ce sous-marin pouvant être facilement transporté et manipulé de façon que n'importe qui puisse effectuer simplement du tourisme et des travaux sous-marins. Le sous-marin selon la présente invention est réalisé de façon que, l'on fasse varier la pression à l'intérieur du corps du sous-marin lorsqu'on fait varier la profondeur de plongée, de façon que la pression d'air à l'intérieur puisse être maintenue sensiblement égale à la pression d'eau à l'extérieur. A cet effet, on envoie en permanence un débit d'air de volume requis dans le corps de sous- marin pendant la plongée tandis que, d'autre part, l'air en excès est déchargé dans l'eau à l'extérieur du corps de sous-marin de façon que la pression d'air régnant à l'intérieur ne risque pas de devenir plus élevée que la pression d'eau à l'extérieur. A cet effet, la présente invention concerne un sous-marin de plongée caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir d'air, un réservoir d'eau, un poste de navigation, des moyens pour envoyer l'air, contenu dans le réservoir d'air dans le corps étanche du sous-marin, une soupape de régulation de pression de type à équilibrage automatique s'ouvrant et se fermant en fonction de la pression d'eau à l'extérieur du corps de sousmarin, de façon que l'air en excès puisse être évacué à l'extérieur du sous-marin et que la pression d'air interne puisse être maintenue sensiblement égale à la pression d'eau externe. L'invention sera décrite plus en détails en se référant aux dessins cijoints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une première forme de réalisation d'un sous-marin selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe verticale d'une autre forme de réalisation d'un sous-marin selon l'invention; et - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. A la figure 1, la référence i désigne un réservoir d'air, la référence 2 désigne un réservoir d'eau, la référence 3 désigne un poste de pilotage étanche à l'eau, la référence 4 désigne une hélice telle qu'une hélice de type à contre-propulsion entraînée par un moteur 5, la référence 6 désigne un gouvernail de profondeur manoeuvré par un manche de pilotage 7, la référence 8 désigne un gouvernail de direction manoeuvré par le manche de pilotage 7, la référence 9 désigne une porte, la référence 10 désigne un siège de plongeur et la référence 11 désigne une batterie d'alimentation en énergie électrique. Dans la forme de réalisation selon l'invention indiquée ci-dessus, le réservoir d'air 1 est rempli d'air comprimé. Une soupape de commande 12 est montée entre le réservoir d'air i et le poste de pilotage 3. Une soupape de régulation de pression de type à équilibrage automatique 13 placé dans le poste de pilotage décharge à l'intérieur l'air en excès contenu dans le poste de pilotage 3, lorsque la pression d'air à l'intérieur du poste de pilotage devient plus élevée que la pression d'eau à l'extérieur du corps de sous-marin. De plus, on utilise une soupape de commande 14 entre le réservoir 264203S d'air 1 et le réservoir d'eau 2 indiqués ci-dessus, une soupape de commande 15 entre le réservoir d'eau 2 et le poste de pilotage 3, et une soupape de fourniture et de décharge d'eau 16 sur la partie de fond du réservoir d'eau 2. On utilise en outre, suivant les besoins et bien que cela ne soit pas illustré, un appareil d'alarme signalant un dépassement éventuel de la limite de sécurité de la profondeur de plongée, une chute de tension de la batterie, une chute de la pression du réservoir d'air, une anomalie de pression d'air dans le corps de sous-marin, une anomalie de fonctionnement de l'appareil de propulsion ou de l'appareil de pilotage, et autres conditions anormales. Il pourra également être prévu un dispositif de flottement automatique fonctionnant lorsque l'appareil d'alarme ci-dessus entre en action, d'autres dispositifs de sécurité et d'autres dispositifs d'alarme, un dispositif de rechargement d'air frais à partir de la surface de l'eau, un dispositif de remontée à la surface de l'eau, un dispositif de communication avec la surface de l'eau, un dispositif de sauvetage, et analogues. De plus, un gilet ou bouée de sauvetage qu'on peut fixer au corps du plongeur lorsqu'il est assis, peut être réalisé sous la forme d'un coussin s'adaptant au siège du plongeur de façon qu'on ne puisse commencer la plongée que lorsque le coussin est fixé au corps du plongeur. Dans la forme de réalisation indiquée ci- dessus, lorsque l'air contenu dans le réservoir d'air i est envoyé dans le corps de sous-marin ou plus concrètement dans le poste de pilotage 3 par la soupape de commande 12, la pression d'air régnant dans le poste de pilotage 3 tend à monter mais l'air en excès se trouvant dans le poste de pilotage 3 est déchargé dans l'eau au-dessus du corps de sous-marin par la soupape de régulation de pression de type à équilibrage automatique 13 qui répond en fonction- nement à la pression d'eau à l'extérieur du corps de sous-marin et à la pression d'air à l'intérieur du poste de pilotage 3 de manière à maintenir cette pression d'air sensiblement égale à la pression d'eau à l'extérieur du corps de sous-marin. On décrira maintenant la plongée. Pour cela il convient de considérer que la pression d'air à l'intérieur du poste de pilotage 3 est exactement la même que la pression d'eau à l'extérieur du corps du sous-marin, grâce au fonctionnement de la soupape de régulation de pression de type à équilibrage automatique 13, mais est inférieure à la pression d'eau audessous du corps de sous-marin. L'air se trouvant dans le réservoir d'eau 2 est éjecté dans le poste de pilotage 3 grâce à l'utilisation de la soupape de commande 15 alors que par la soupape d'alimentation et de décharge d'eau 16, une quantité requise de l'eau se trouvant au-dessous du corps de sous-marin peut être injectée dans le réservoir d'eau 2. Dans le processus de plongée décrit ci-dessus, l'air est envoyé dans le poste de pilotage 3 à partir du réservoir d'eau 2 et de plus à partir du réservoir d'air 1, de sorte que la pression d'air à l'intérieur du poste de pilotage 3 s'élève proportionnellement à la profondeur de plongée. Lorsque cette pression d'air devient supérieure à la pression d'eau à l'extérieur du corps de sous-marin, la soupape de régulation de pression de type à équilibrage automatique 13 s'ouvre automatiquement, l'air en excès est déchargé dans l'eau au-dessus du corps de sous-marin, et la pression d'air à l'intérieur du poste de pilotage 3 est aussi commandée de manière à être exactement égale à la pression d'eau à l'extérieur du corps de sous-marin. On décrira maintenant le cas du flottement pour remonter de l'état de plongée. La soupape de commande 14 et la soupape d'alimentation et de décharge d'eau 16 sont ouvertes et l'air comprimé provenant du réservoir d'air 1 est envoyé dans le réservoir d'eau 2. L'eau se trouvant dans le réservoir d'eau 2 peut être évacuée par la soupape d'alimentation et de décharge d'eau 16, sous l'action de l'air comprimé. Il en résulte une réduction de poids du corps de sous- marin qui flotte en remontant. A ce propos, dans le processus de flottement décrit ci-dessus, la pression d'eau à l'extérieur du corps de sous-marin se trouve progressivement réduite et tend ainsi à devenir inférieure à la pression d'air à l'intérieur du poste de pilotage 3. La soupape de régulation de pression de type à équilibrage automatique 13 s'ouvre alors automatiquement de façon à décharger l'air en excès dans l'eau au-dessus du corps de sous-marin. La pression d'air à l'intérieur du poste de pilotage 3 est ainsi commandée de manière à être exactement égale à la pression d'eau à l'extérieur du corps de sous-marin. La navigation permettant de faire avancer et reculer le sous-marin de plongée, est obtenue au moyen de l'hélice 4 telle qu'une hélice de type à contre- propulsion entraînée par le moteur 5, et l'on fait varier respectivement la profondeur et la direction au moyen du gouvernail de profondeur 6 et du gouvernail de direction 8 en manoeuvrant le manche de pilotage 7. On remarquera ici qu'on peut pénétrer dans le corps de sous-marin et sortir de celui-ci en ouvrant et en fermant la porte 9. Cette porte 9 au moins est réalisée dans un matériau transparent tel qu'une résine d'acrylate de façon que le plongeur puisse voir à l'extérieur du sousmarin lorsqu'il est assis sur le siège 10. Les figures 2 et 3 représentent une autre forme de réalisation d'un sous-marin de plongée selon la présente invention. Les mêmes références désignent les mêmes parties que dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1i ci- dessus. Cette forme de réalisation est conçue de façon qu'on puisse attraper des poissons et des coquillages et de façon qu'on puisse effectuer des travaux sous l'eau. Ainsi, à la différence de la forme de réalisation de la figure 1, le corps de sous-marin est conçu plus court et comporte des gants longs 17 pour permettre des travaux sous l'eau, ainsi que des bottes 18 pour qu'on puisse marcher au fond de l'eau. Les gants 17 et les bottes 18 indiqués ci-dessus sont réalisés en caoutchouc ou tout autre matériau analogue libre de s'étirer et de se rétracter et permettant d'obtenir une bonne étanchéité à l'air. Ces gants et ces bottes sont adaptés respectivement, de manière étanche à l'air, à des trous 19 et 20 ménagés en des points convenables du corps de sous-marin. Dans le sous-marin de plongée selon la présente invention, comme les pressions à l'intérieur et à l'extérieur du corps de sous-marin sont les mêmes, il n'existe aucune résistance de pression à la projection et au retrait des gants et des bottes de sorte qu'on peut les loger à l'intérieur du corps de sous-marins lorsqu'on ne les utilise pas. Dans cette forme de réalisation, lorsque le sous-marin a atteint le point visé au fond de l'eau par les opérations de plongée, d'avancement et de recul décrites ci-dessus, lorsqu'on a stoppé le fonctionnement du corps de sous-marin et, comme indiqué sur la figure 2, lorsqu'on a introduit respec- tivement les mains et les pieds dans les gants longs 17 et les bottes 18 pour les faire sortir du corps de sous-marin, on peut alors marcher et effectuer un travail au fond de l'eau. A ce propos, dans le cas o l'on désire en outre utiliser un instrument de pêche ou un outil de travail, celui-ci peut être préparé à l'avance dans une position convenable à l'extérieur du corps de sous-marin. Comme décrit ci-dessus, la présente invention permet de s'attendre aux résultats importants indiqués ci- apres: (1) Dans le sous-marin de plongée selon la présente invention, comparativement à un sous-marin de type à pression atmosphérique classique, la résistance requise du corps de sous-marin, est théoriquement réduite de la manière suivante: Profondeur de plongée Résistance requise type 5 m 20 % type 10 m 10% type 15 m 7 % type 20 m 5 % type 30 m 3 % type 50 m 2 % type 100 m 1% La résistance requise indiquée ci-dessus est un pourcentage indiquant la résistance requise du sous- marin de plongée selon la présente invention par rapport à la résistance requise du sous-marin de type classique pour lequel la pression interne est toujours de 1 kg/cm2 (pression atmos-phérique), alors que la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du corps de sousmarin selon la présente invention est toujours de 0,1 kg/cm2. Comme indiqué ci-dessus, plus la profondeur de plongée est grande plus l'avantage offert par la présente invention est prédominant. (2) Dans le cas o le matériau du corps de sous-marin est le même que celui du corps de sous-marin de type classique, le poids du corps de sousmarin selon la présente invention et allégé proportionnellement à la résistance requise indiquée ci-dessus. (3) Dans le cas o l'épaisseur de paroi du corps de sous-marin est la même que celle du corps de sous- marin de type classique, la résistance requise du matériau constituant le corps de sous-marin selon la présente invention peut être réduite propor- tionnellement à la résistance requise indiquée ci- dessus. Par suite, on peut utiliser une matière plastique beaucoup moins résistante et beaucoup plus légère qu'un matériau métallique. La porte réalisée dans une résine d'acrylate comme décrit dans la forme de réalisation de la présente invention, constitue un exemple d'un tel matériau peu résistant et léger. De plus, on peut utiliser un matériau tel que du caoutchouc présentant une grande souplesse et une grande possibilité d'allongement, pour constituer un élément faisant partie du corps de sous-marin, sans qu'il soit nécessaire de le renforcer, ce qui permet ainsi de réaliser facilement des formes de structures impossibles à obtenir avec un matériau d'un autre genre. Les gants longs et les bottes en caoutchouc ou autres matériaux analogues, comme réalisés de la manière décrite ci-dessus constituent des exemples typiques. (4) Dans le sous-marin selon la- présente invention, pour maintenir la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur à une fa ible valeur, on envoie de l'air frais du réservoir d'air vers le poste de pilotage, tandis que l'air ancien pollué est évacué du sous-marin. Par suite, l'air respiré par le plongeur est-rafralchi et il n'est pas nécessaire de monter dans le sous-marin un appareil cher de renouvellement et de filtrage d'air, ce qui est économique. Comme cela apparaît clairement dans la description des formes de réalisation et des différents résultats mentionnés aux paragraphes (1) à (4) ci-dessus, le sous-marin selon la présente invention fait date dans la réalisation d'un sous- marin de poids réduit, de petite taille et de forme simple qu'on peut mettre en oeuvre facilement et qu'on peut réaliser dans une matière plastique ou analogue légère et bon marché, ce qui permet d'obtenir à faible coût un nouveau type sans précédent de sous-marin de plongée. R E V E N D I CATIONS 1') Sous-marin de plongée caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir d'air (1), un réservoir d'eau (2), un poste de navigation (3), des moyens (12) pour envoyer l'air contenu, dans le réservoir d'air, dans le corps étanche du sous-marin, une soupape (13) de régulation de pression de type à équilibrage automatique s'ouvrant et se fermant en fonction de la pression d'eau à l'extérieur du corps de sous-marin, de façon que l'air en excès puisse être évacué à l'extérieur du sous-marin et que la pression d'air interne puisse être maintenue sensiblement égale à la pression d'eau externe. 2 ) Sous-marin.de plongée selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il comporte des bottes (18) permettant de marcher au fond de l'eau et des gants longs (19) permettant d'effectuer des travaux sous l'eau, ces bottes et gants étant libres de faire saillie à l'extérieur du corps de sous-marin et étant placés en des points convenables du corps de sous- marin.