Brevet FR2668446A1 — publié le 19920430

La présente invention est relative aux engins sous-marins filo-guidés. On sait qu'un tel engin sous-marin conçu généralement pour l'observation en pleine eau ou du fond de mer, doit pouvoir évoluer librement et avoir une bonne stabilité de route et à l'arrêt afin d'assurer aux matériels embarqués (notamment appareil photo, caméra, sonar et autres) les meilleures performances. On connaît déjà un certain nombre de réalisations d'engins sous-marins filo-guidés parmi lesquels la plus connue est celle des sonars remorqués à partir de la plage arrière d'un navire. Or, cette réalisation connue et largement répandue ne donne pas toujours totale satisfaction. En particulier, dans le domaine de la chasse aux mines marines le fait que le sonar, assurant la détection et l'identification des mines, soit situé en arrière du navire chasseur de mines constitue un inconvénient majeur par la limitation qu'il introduit dans le rayon de détection par rapport au navire qui en est équipé. Pour éliminer ces inconvénients, la présente titulaire a pensé à réaliser un engin sous-marin filo-guidé propulsé, ctest-à-dire se déplaçant par rapport au bâtiment de surface qui en est pourvu, soit à l'avant, soit en latéral ou l'arriere. Les études entreprises pour concevoir un tel engin sous-marin ont relevé les difficultés de réalisation d'une liaison entre le bâtiment de surface et le véhicule sous-marin se déplaçant par rapport à ce bâtiment.L'étude de la solution qui consiste à réaliser une liaison directe par câble a montré qu'elle était difficilement applicable en raison des inconvénients rédhibitoires résultant des impératifs de mise en oeuvre de l'engin sous-marin notamment - profondeur et immersion importantes, de l'ordre par exemple de plusieurs centaines de mètres - vitesse d'évolution relativement élevée, de l'ordre de 5 noeuds - diamètre du câble qui doit être suffisamment important, de l'ordre de 20 mm, car ce câble assure à la fois un rôle porteur et un rôle d'alimentation en énergie électrique de l'engin et de transmission des informations du système de détection lorsque l'engin sous-marin est équipé d'un sonar. Du fait des efforts hydrodynamiques et que l'on recherche à limiter au maximum les efforts sur l'engin sous-marin en assurant une juste répartition de ces efforts entre le batiment de surface et le véhicule sous-marin, on a intérêt à augmenter la longueur de câble délovée, compte tenu de la traînée propre du câble, la puissance transférée par celui-ci étant juste suffisante pour assurer sa propre propulsion. La présente titulaire a donc été amenée à chercher une autre solution ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-dessus et cette solution, originale, a consisté à prévoir un relais entre la liaison bâtiment de surface/véhicule ou engin sous-marin. En conséquence, cette invention concerne un engin sous-marin filo-guidé à partir d'un bâtiment de surface auquel il est relié et par rapport auquel il se déplace, caractérisé en ce qu'il comporte un corps profilé dit "pendeur" interposé entre le bâtiment de surface et le véhicule sous-marin auto-propulsé équipé notamment de moyens d'exploration et/ou de détection tels qu'un sonar, ledit pendeur étant maintenu sensiblement à la même profondeur d'immersion que celle dudit véhicule sous-marin et étant tracté depuis la surface par le bâtiment de surface à l'aide d'un câble électro-porteur d'un diamètre relativement important, la liaison entre ce pendeur et le véhicule sous-marin étant assurée par un câble ou laisse de faible diamètre et de grande souplesse, offrant ainsi une faible traînée et assurant d'une part l'alimentation en énergie électrique dudit véhicule sous-marin et d'autre part la transmission des informations recueillies par les moyens d'observation et/ou de détection du véhicule et des signaux de télécommande du véhicule sous-marin. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le pendeur est muni d'un tambour sur lequel s'enroule le câble de liaison pendeur/véhicule sous-marin, ce tambour étant entraîné par un groupe motorisé placé dans ledit pendeur et alimenté en énergie électrique par le câble de liaison bâtiment de surface/pendeur, la présence du tambour permettant de régler la distance pendeurvéhicule sous-marin et, lorsque ce tambour est associé à un tambour motorisé prévu sur le véhicule sous-marin permettant en outre d'effectuer des avances par "reptation" du véhicule sous-marin comme on le décrira ci-après. Selon une autre caractéristique de l'invention, le câble assurant la liaison entre le bâtiment de surface et le pendeur est monté sur ce dernier par l'intermédiaire d'un arceau articulé sur l'arbre de rotation du tambour, un système de joints électriques et optiques étant prévu pour assurer la continuité, entre le câble de liaison bâtiment de surface/pendeur et le câble de liaison pendeur véhicule sous-marin de la transmission de l'énergie électrique, des informations recueillies par les moyens d'observation et/ou de détection et des signaux de télécommande du véhicule sous-marin. Selon l'invention, on maintient le pendeur à la même profondeur d'immersion que le véhicule sous-marin à l'aide d'un treuil motorisé et piloté sur lequel s'enroule le câble et qui est prévu sur le bateau de surface. Selon l'invention, le véhicule sous-marin auto-propulsé est du type catamaran, chacun des deux corps profilés constituant les coques étant muni d'un système de propulsion du type hydro- ou turbo-jet et ces corps profilés étant reliés par une aile à profil épais portant les moyens d'observation ou de détection, tels que notamment un sonar, l'aile étant munie du moyen de fixation du câble assurant la liaison avec le pendeur. Selon un mode de réalisation préféré, la stabilisation et/ou les évolutions lentes en pleine eau dudit véhicule sous-marin sont assurées par des mini-hydrojets projetant des jets au travers de tuyères de petites dimensions prévues sur chacune des coques du véhicule. Selon l'invention, le bâtiment de surface peut être un drone de préférence à carène de catamaran. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique représentant l'engin sous-marin selon I'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe axiale verticale du corps profilé ou "pendeur" interposé selon l'invention entre le bâtiment de surface et le véhicule sous-marin - la figure 3 est une coupe selon 3-3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue en en plan de la figure 5 - la figure 5 est une vue en élévation latérale de la figure 4 et - la figure 6 est une vue en élévation postérieure de la figure 4. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui illustre la conception générale d'un engin sous-marin selon l'invention. On voit que cet engin comprend essentiellement - un corps profilé dit pendeur 10 interposé entre le bâtiment de surface 12 et le véhicule sous-marin auto-propulsé 14 muni de moyens d'exploration ou de détection (dans cet exemple de réalisation non limitatif, il s'agit d'un sonar frontal assurant la détection et l'identification de mines marines telles que 16). Ce pendeur 10 est maintenu sensiblement à la même immersion que le véhicule 14 par un dispositif de treuil motorisé et piloté 17, prévu sur le navire de surface 12. En fait, ce pendeur 10 permet de séparer suivant les séquences les différentes fonctions assurées par la liaison bâtiment de surface-véhicule : transmission d'énergie ; transmission des signaux ; liaison souple avec le véhicule sous-marin, tout en limitant les efforts hydrodynamiques aux seuls frottements tangentiels - un câble 18 de liaison entre le bâtiment de surface 12 et le pendeur 10, ce câble assure d'une part la traction du pendeur à partir du bâtiment de surface et d'autre part l'alimentation en énergie électrique du véhicule sous-marin 14 et la transmission, par exemple sous forme optique, des informations recueillies par les moyens d'observation et/ou de détection du véhicule 14 - un câble 20 assurant la liaison entre le pendeur 10 et le véhicule sousmarin 14, ce câble ayant pour fonction d'alimenter ce véhicule en énergie électrique et de transmettre les informations recueillies par les moyens d'observation et/ou de détection (sonar par exemple) ainsi que les signaux de télécommande du véhicule sous-marin. Ce corps profilé ou pendeur 10 est représenté en détail sur les figures 2 et 3. Il s'agit d'un corps plein de masse importante muni par exemple d'un anneau de queue 22 et dans lequel on positionne les moyens qui assurent la fixation du câble porteur et de traction 18 et les moyens de fixation du câble 20. Le câble 18 est fixé sur le corps profilé 10 à l'aide d'un arceau 24 articulé sur un axe 26. Le câble 20 peut s'enrouler et se dérouler à partir d'un tambour 28 entrainé en rotation autour de l'arbre 26 par un groupe motorisé 30, alimenté à partir du câble 18, le contrôle de l'enroulement et le déroulement du câble 20 étant assuré par un guide câble articulé 34 et par un répartiteur de spires 31 classique se déplaçant le long d'une vis sans fin 32. On prévoit un système de joints électriques et optiques, aux extrémités de l' bre 26 pour assurer la continuité de la liaison électro-optique entre les câbles 18 et 20. Le câble de liaison 18 entre le bâtiment de surface 12 et le pendeur 10 présente un diamètre, de l'ordre de 15 mm par exemple. Le câble 20 assurant la liaison entre le pendeur 10 et le véhicule sousmarin auto-propulsé 14, qui constitue en quelque sorte une "laisse" est maintenu dans une position sensiblement horizontale pour n'opposer qu'une résistance de traînée tangentielle. A cet effet, et ainsi qu'on l'a déjà précisé, le pendeur 10 est maintenu en immersion à la même profondeur que le véhicule sous-marin 14. Le câble 20 doit présenter une grande souplesse obtenue principalement par une forte réduction de son diamètre, ce faible diamètre facilitant son enroulement et son déroulement à partir du tambour 28 décrit ci-dessus et également son stockage en grande longueur (supérieure à 1000 m) sur ce tambour. Le diamètre du câble 20 sera de préférence compris entre 5 et 8 mm. En outre, la faible trainée du câble 20 permet de limiter la force propulsive du véhicule sous-marin 14.De préférence, ce câble 20 sera du type décrit dans la demande de brevet déposée par la présente titulaire, le même jour que cette demande et intitulée "Gâble conducteur à haut taux de remplissage". Un mode de réalisation préféré du véhicule sous-marin 14 a été représenté sur les figures 4 à 6. Il se présente sous la forme d'un catamaran dont chacune des coques profilées 36, 36' reçoit un système de propulsion qui est constitué de préférence par un hydrojet ou turbojet 38, 38' respectivement, avec son déflecteur 40, 40'. Chacun de ces déflecteurs assure les fonctions suivantes : inversion du sens du déplacement, modification de la vitesse, modification de l'assiette, remplaçant ainsi des gouvernes classiques. Les deux coques sont reliées par une aile 42 à profil épais recevant des moyens d'observation et/ou de détection qui dans cet exemple de réalisation sont constitués par un sonar 14. Chaque coque 36, 36' et l'aile 42 comportent des conteneurs étanches constituant des réserves de flottabilité. Dans cet exemple de réalisation qui ne présente aucun caractère limitatif, la stabilisation et/ou les évolutions lentes en pleine eau du véhicule sous-marin 14 sont réalisées à l'aide de micro-hydrojets projetant des jets au travers de tuyères de petites dimensions 41 qui sont prévues sur la périphérie de chacune des coques du véhicule ainsi qu'on peut le voir clairement sur les figures 4 et 5. Le câble 20 est monté à l'extrémité d'une tige de liaison articulée 46, fixée sur l'aile. La tige de liaison 46 est articulée sur l'aile 42 de manière à permettre une modification de l'orientation du câble 20 par rapport au véhicule 14 comme on peut le voir en examinant la figure 5. On comprend que la solution selon l'invention qui consiste à interposer un pendeur tel que 10 entre le bâtiment porteur 12 et le véhicule sous-marin 14 permet notamment de - réduire les efforts du niveau du véhicule 14 - diminuer la longueur du câble 20. Le découplage qui est exercé par le pendeur 10 limite les efforts sur le véhicule à ceux exercés par le câble 20, qui constitue une laisse, ces efforts étant réduits grâce à sa faible traînée (section minimale) et grâce au fait que le véhicule 14 navigue à la même profondeur d'immersion que le pendeur 10. La présence d'un tambour d'enroulement/déroulement 28 du câble 20 sur le pendeur 10 et d'un autre tambour d'enroulement/déroulement motorisé 43 sur le véhicule sous-marin permet d'effectuer un déplacement en "reptation" du véhicule sous-marin 14, par des opérations successives de déroulement et d'enroulement de ce câble à partir desdits tambours. Ce mode de mise en oeuvre est particulièrement intéressant lors d'exploration de fonds sous-marins à reliefs inégaux car il permet, en laissant le câble immobilisé dans l'eau, d'éviter des frottements répétés et continus du câble sur les aspérités (roches, épaves...) de ces reliefs. En outre, ce tambour facilite les opérations de mise à l'eau et de relevage de l'ensemble selon l'invention.En effet, en enroulant le câble 20, on peut ramener le véhicule 14 à proximité immédiate du pendeur 10 et ensuite assurer la jonction entre le pendeur et le véhicule sous-marin, ce qui facilite les opérations de manutention de l'ensemble pendeur 10-véhicule 14 qui se comporte alors comme un élément unique. Le bâtiment de surface 12 qui comporte, de façon connue, les moyens de manutention et de stockage de l'engin sous-marin selon l'invention peut être un bâtiment de surface classique (un chasseur de mines par exemple lorsque le véhicule 14 est équipé d'un sonar pour détecter et identifier des mines sousmarines) ou un drone, de préférence à carène de catamaran. Ce bâtiment de surface comporte le treuil motorisé et piloté 17 qui assure l'enroulement et le déroulement du câble 18 et qui règle l'immersion du pendeur. A cet égard, on soulignera que l'engin sous-marin selon 1 invention, peut être utilisé à partir de n' importe quel type de bâtiment de surface comportant une plage arrière suffisamment dégagée, par exemple un chalutier à pêche par l'arrière. I1 demeure bien entendu que cette invention est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. RE9ENDICA:llaNS 1. Engin sous-marin filo-guidé à partir d'un bâtiment de surface auquel il est relié et par rapport auquel il se déplace, caractérisé en ce qu'il comporte un corps profilé dit pendeur (10) interposé entre le bâtiment de surface (12) et un véhicule sous-marin auto-propulsé (14) équipé notamment de moyens d'exploration et/ou de détection tels qu'un sonar, ledit pendeur (10) étant maintenu sensiblement à la même profondeur d'immersion que celle du véhicule sous-marin (14) et étant tracté depuis la surface à l'aide dudit bâtiment de surface (12) par l'intermédiaire d'un câble électro-porteur (18), d'un diamètre relativement important, la liaison entre ce pendeur (10) et le véhicule sous-marin (14) étant assurée par un câble ou laisse (20) de faible diamètre et de grande souplesse, offrant ainsi une faible traînée et assurant d'une part l'alimentation en énergie électrique dudit véhicule sous-marin et d'autre part la transmission des informations recueillies par les moyens d'observation et/ou de détection du véhicule et des signaux de télécommande du véhicule sous-marin. 2. Engin sous-marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pendeur (10) est muni d'un tambour motorisé (28) sur lequel s'enroule le câble (20) assurant la liaison entre le véhicule sous-marin (14) et le pendeur, l'enroulement et le déroulement du câble (20) à l'aide du tambour motorisé (28) et d'un autre tambour motorisé (43) prévu sur le véhicule sous-marin (14) permettant une avance par "reptation" du véhicule sous-marin (14). 3. Engin sous-marin selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le câble (18) assurant la liaison entre le bâtiment de surface (12) et le pendeur (10) est monté sur ce dernier par l'intermédiaire d'un arceau (24) articulé sur l'arbre de rotation (26) du tambour (25), un système de joints électriques et optiques étant prévu pour assurer la continuité, entre le câble (18) et le câble (20), de la transmission de l'énergie électrique, des informations recueillies par les moyens d'observation et/ou de détection et des signaux de télécommande du véhicule sous-marin. 4. Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule sous-marin auto-propulsé (14) est du type catamaran, chacun des deux corps profilés (36, 36') constituant les coques étant muni d'un système de propulsion du type hydro ou turbojet et ces corps profilés étant reliés par une aile à profil épais (42) portant les moyens d'observation ou de détection (44), tels que notamment un sonar, cette aile étant par ailleurs munie du moyen (46) assurant la fixation du câble (20) de liaison pendeur (10)/véhicule (14). 5. Engin sous-marin selon la revendication 4, caractérisé en ce que la stabilisation et/ou les évolutions lentes en pleine eau dudit véhicule sous-marin (14) sont réalisées à l'aide de micro-hydrojets projetant des jets au travers de tuyères de petites dimensions (41) prévues sur la périphérie dudit véhicule sousmarin. 6. Engin sous-marin selon la revendication 4, caractérisé en ce que le câble de liaison (20) est fixé sur l'aile (42) du véhicule sous-marin (14) par l'intermédiaire d'une tige de liaison (46) articulée afin de permettre une modification de l'orientation du câble (20) par rapport au véhicule (14). 7. Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre à partir d'un drone du type catamaran, comportant un treuil motorisé et piloté (17) qui assure l'enroulement et le déroulement du câble (18) et qui règle l'immersion dudit pendeur (10).