Brevet FR2678465A1 — publié le 19921231

La présente invention concerne un dispositif pour capter des ondes acoustiques se propageant dans l'eau. On connait un dispositif pour capter des ondes acoustiques se propageant dans l'eau, comprenant une pluralité d'éléments de forme allongée, raccordés bout à bout les uns aux autres pour constituer une chaîne immergée dans l'eau de mer Cette chaîne comporte des capteurs capables de recevoir les ondes acoustiques se propageant dans l'eau et de délivrer en retour les signaux électriques transmis à un ensemble de conducteurs afin de les trans- porter à une extrémité de la chaîne vers un poste o ils sont analysés. Chaque élément comprend donc au moins un capteur disposé à l'intérieur d'une gaine dont les extrémités sont fixées à deux embouts munis de prises de raccordement électrique mâles ou femelles auxquelles sont connectés les conducteurs Le volume interne de la gaine est rempli d'un liquide diélectrique baignant le capteur et les conducteurs Pour raccorder entre eux deux éléments du dispositif on introduit une prise mâle d'un élément dans une prise femelle de l'autre et l'on verrouille les deux embouts correspondants par exemple à l'aide d'une bague d'accouplement L'étanchéité du raccordement est assurée à l'aide d'un joint torique capable d'empêcher l'eau d'arriver entre les surfaces en regard des prises accouplées. Le dispositif décrit ci-dessus présente des inconvénients en cas d'immer- sion profonde En effet, d'une part sous l'effet de la pression de l'eau le joint destiné à assurer l'étanchéité du raccordement à tendance à fuir; il en résulte des infiltrations d'eau entre les prises de raccordement élec- trique ce qui entraine des court-circuits. D'autre part, le dispositif d'accouplement, qui doit résister à la forte pression de l'eau, doit être en conséquence d'un poids relativement élevé C'est aussi un inconvénient, car on s'efforce toujours de diminuer le poids du dispositif pour obtenir une densité aussi proche que possible de celle de l'eau afin de diminuer les efforts de traction. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. La présente invention a pour objet un dispositif pour capter des ondes acoustiques se propageant dans l'eau, ce dispositif comprenant au moins un premier et un deuxième élément, chaque élément comportant au moins un capteur acoustique disposé à l'intérieur d'une gaine cylindrique, des conducteurs électriques disposés dans la gaine et connectés au capteur, deux embouts cylindriques raccordés coaxialement aux deux extrémités respectives de la gaine de façon étanche et un liquide diélectrique disposé à l'intérieur de la gaine entre les deux embouts, un premier embout du premier élément comportant une première prise cylindrique de branchement électrique fixée coaxialement dans ce premier embout, cette prise étant munie d'une première face plane extérieure, et étant en contact avec le liquide diélectrique du premier élément du côté opposé à cette première face, la première prise comportant des fiches de connexion mâles en saillie par rapport à la première face et connectées, du côté opposé, aux conducteurs disposés dans la gaine du premier élément, un deuxième embout du deuxième élément comportant une deuxième prise cylindrique de branchement électrique fixée coaxialement dans ce deuxième embout, cette prise étant munie d'une deuxième face extérieure et étant en contact avec le liquide diélectrique du deuxième élément du coté opposé à cette deuxième face, la deuxième prise comportant des fiches de connexion femelles débouchant sur la deuxième face et connectées, du côté opposé, aux conducteurs disposés dans la gaine du deuxième élément, le dispositif comportant en outre des moyens de raccordement du premier élément au deuxième élément par introduction des fiches mâles dans les fiches femelles et application du premier embout sur le deuxième embout, ces moyens comportant au moins un joint d'étanchéité capable, lorsque le dispositif est immergé, d'empêcher l'eau d'atteindre l'espace compris entre la première et la deuxième faces, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une première valve fixée axialement dans la première prise et des moyens pour provoquer l'ouverture de la première valve lorsque le premier et le deuxième embouts sont en contact, de sorte qu'une partie du liquide diélectri- que disposé à l'intérieur de la gaine du premier élément puisse s'écouler à travers la première valve dans l'espace compris entre la première et la deuxième faces jusqu'au joint d'étanchéité, cette partie du liquide exerçant alors sur le joint d'étanchéité une pression opposée à celle exercée sur ce joint par l'eau dans lequel le dispositif est immergé. Des formes particulières d'exécution de l'objet de la présente invention sont décrites ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente partiellement, en coupe longitudinale, un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, la figure 2 représente partiellement, en coupe longitudinale, un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention et la figure 3 est une coupe transversale du dispositif illustré par la figure 2. Un dispositif selon l'invention, capable de capter des ondes acoustiques se propageant dans l'eau est formé d'une suite d'éléments allongés raccordés bout à bout Chaque élément peut avoir par exemple une longueur de 50 mètres. L'ensemble du dispositif forme une chaîne dont lalongueur peut atteindre plusieurs kilomètres, cette chaîne étant immergée et pouvant être par exemple remorquée par une de ses extrémités à l'aide d'un bateau. La figure 1 représente plus particulièrement un dispositif de raccorde- ment de deux éléments 10 et 20 La structure générale des éléments proprement dits ne sera pas décrite en détail ci-dessous car l'invention porte essentiel- lement sur ce dispositif de raccordement. Il est simplement rappelé que chaque élément, et en particulier l'élément 10 dont une extrémité est montrée à gauche sur la figure 1, comporte une gaine souple 1 fermée à ses deux extrémités par deux embouts A l'intérieur de la gaine sont disposés un ou plusieurs capteurs acoustiques non visibles sur la figure 1 A chaque capteur sont connectés des conducteurs électriques disposés à l'intérieur de la gaine, ces conducteurs étant connectés d'autre part à des prises de branchement électrique portées par les embouts Chaque élément comporte non seulement les conducteurs destinés à transmettre les signaux électriques délivrés par les capteurs qu'il contient, mais aussi des conducteurs transmettant les signaux émis par les capteurs situés dans les autres éléments de la chaîne Tous ces conducteurs permettent de trans- mettre les signaux émis par les capteurs de la chaîne à une de ses extrémités, par exemple sur le bâteau remorqueur dans lequel ces signaux sont traités. Pour éviter de faire subir l'effort de traction dû au remorquage à la gaine relativement fragile, chaque élément comporte de préférence un câble de traction disposé dans sa gaine et reliant les deux embouts de cet élément C'est ainsi que sur la figure 1 on peut voir un câble de traction 2 enroulé sur une poulie à gorge 3 montée en rotation autour d'un axe solidaire de l'embout fermant l'extrémité visible de la gaine 1. Le volume interne de la gaine est rempli d'un liquide diélectrique baignant les capteurs, les conducteurs électriques et le câble de traction. Ce liquide, qui peut être par exemple du kérosène, est destiné à diminuer la densité du dispositif par rapport à l'eau dans laquelle il est immergé. L'embout fermant l'extrémité visible de la gaine 1 comprend un manchon métallique 4 de diamètre extérieur inférieur à celui de la gaine 1 Celle- ci est raccordée au manchon 4 de façon étanche à l'aide de colliers tels que 5 pinçant la gaine 1 au droit de rainures annulaires ménagées sur la paroi cylindrique extérieure du manchon 4 A l'intérieur du manchon 4 est fixée coaxialement à l'aide d'un écrou 7 une prise cylindrique 6 de branchement électrique obturant le volume interne du manchon L'étanchéité entre la prise 6 et le manchon 4 est assurée à l'aide d'un joint torique 8 logé dans une rainure intérieure du manchon 4 La prise 6 comporte une pluralité de fiches de connexion mâles telles que 12 traversant les deux faces planes 9 et 11 de la prise et étant en saillie par rapport à la face plane extérieure 11 de la prise. L'extrémité de la fiche 12 située du côté de la face intérieure 9 de la prise 6 est raccordée à un conducteur de l'élément 10, ce conducteur n'étant pas représenté sur la figure Un tube métallique 13 traversant aussi les deux faces 9 et 11 et la prise 6 est fixé de façon étanche dans cette prise suivant son axe Dans le volume intérieur du tube 13 est fixée une valve 14 capable lorsqu'elle est ouverte de mettre en communication avec l'extérieur le volume intérieur de l'élément 10 dans lequel se trouve le liquide diélectrique De préférence la valve 14 comporte un bouton d'ouverture situé à son extrémité 15 extérieure à l'élément 10, comme les valves utilisées couramment sur les pneus de voiture automobile. L'élément 20 représenté partiellement à droite sur la figure 1 comporte aussi une gaine souple 16 raccordée à un manchon 17 Une prise cylindrique 18 de branchement électrique obture le volume intérieur du manchon 17 La prise 18 comporte une pluralité de fiches de connexion femelles telle que la fiche 19 traversant la face plane intérieure 21 de la prise 18 et débouchant sur la face plane extérieure 22 de cette prise Un tube métallique 23 traversant aussi les deux faces 21 et 22 est fixé de façon étanche dans la prise 18 suivant son axe Dans le volume intérieur du tube 23 et fixée une valve 24 identique à la valve 14 et capable lorsqu'elle est ouverte de mettre en communication avec l'extérieur le volume interne de l'élément 20 rempli, dans l'exemple représenté sur la figure, du même liquide de celui de l'élément 10. Une bague de raccordement 25, d'un type connu, montée coaxialement sur le manchon 4 peut être disposée sur le manchon 17 entre les gaines 1 et 16. Cette bague a un diamètre égal à celui des gaines 1 et 16 de sorte que les éléments raccordés 10 et 20 montées sur la figure 1 présentent extérieurement une surface cylindrique continue de diamètre sensiblement constant Des joints toriques 26 et 27 sont disposés entre la bague 25 et respectivement les manchons 4 et 17. Pour raccorder entre eux les éléments 10 et 20 on rapproche leurs embouts de manière à engager une nervure ménagée sur le manchon 17 dans une rainure correspondante du manchon 4 Cette nervure et cette rainure, visibles en 28 sur la figure définissent une position unique d'accouplement afin de guider les fiches mâles de la prise 6 dans les prises femelles de la prise 18 Un peu avant la pénétration totale des fiches mâles dans les fiches femelles, les boutons d'ouvertures des valves 14 et 24 entrent en contact à leurs extrémités 15 Lorsque les manchons 4 et 17 sont en butée les valves 14 et 24 sont ouvertes et une partie du liquide remplissant le volume interne des éléments 10 et 20 s'écoule à travers ces valves par leurs extrémités en contact 15 On verrouille enfin de manière connue les deux manchons 4 et 17 par rotation de la bague 25 d'une fraction de tour autour de l'axe commun du dispositif. Le liquide s'écoulant par les extrémités 15 remplit d'abord le volume 29 compris entre les valves à l'intérieur des tubes 13 et 23, puis s'infiltre dans le faible espace compris entre les faces 11 et 22 des prises respec- tives 6 et 18 pour pénétrer enfin dans le volume 30 compris entre les manchons raccordés 4 et 17 jusqu'aux points 26 et 27 Une vis de purge 31 peut être disposée dans le manchon 25 pour évacuer l'air emprisonné par les joints 26 et 27 et présent dans les volumes 29 et 30 et dans l'espace compris entre les faces 11 et 22 pendant l'opération de raccordement. Le dispositif décrit ci-dessus et illustré par la figure 1 présente les avantages suivants. Lorsque les éléments sont raccordés et que le dispositif est immergé, le liquide remplissant les éléments 10 et 20 et présent dans l'espace compris entre les faces 11 et 22 assure grâce à ses propriétés diélectriques un bon isolement entre les fiches de connexion des prises 6 et 18 De plus le liquide présent dans le volume 30 derrière les joints 26 et 27 exerce sur ces joints une pression opposée à celle qu'exerce sur eux l'eau dans lequel le dispositif est immergé Ces joints résistent ainsi plus facilement à la pression de l'eau entourant les éléments et on ne constate pas les fuites qui se produisent dans les dispositifs selon l'art intérieur dans lesquels l'espace compris entre les faces en regard des prises est rempli d'air Enfin il y a lieu de noter que les joints assurant l'étanchéité des éléments lorsqu'ils sont désaccouplés sont, après l'accouplement, en contact sur deux côtés opposés avec le liquide diélectrique En effet le joint 8 par exemple est en contact d'un côté avec le liquide remplissant l'élément 10 et arrivant à s'infiltrer dans le filetage de l'écrou 7 entre la prise 6 et le manchon 4, et du côté opposé avec la partie de liquide présent dans l'espace compris entre les faces 11 et 22 et dans le volume 30. Les joints tels que 8, soumis à des pressions égales et opposées sont donc placés dans des conditions optimales de résistance mécanique. Il est à noter aussi que grâce aux valves toute fuite de liquide diélec- trique est évitée après le désaccouplement Les éléments séparés sont alors parfaitement étanches et peuvent être manipulés sans précautions particuliè- rement, indépendamment l'un de l'autre. De plus le fait que la surface extérieure des deux éléments raccordés est cylindrique et continue, comme il est visible sur la figure, facilite le remorquage de l'élément immergé, par réduction des frottements au contact de l'eau. La figure 2 représente une variante de réalisation du dispositif selon l'invention, cette variante étant préférée lorsque le diamètre des éléments est relativement grand. Sur cette figure un élément 40 comporte une gaine 41 raccordée à un manchon 42 dont le diamètre extérieur est égal à celui de la gaine 41 A l'intérieur du manchon 41 est fixée une prise cylindrique 43 munie de fiches mâles 44 Cette prise comporte d'une part une face plane intérieure 45 en contact avec un liquide diélectrique contenue dans l'élément 40 et d'autre part une face plane extérieure 46 parallèle à la face 45, les fiches mâles étant en saillie par rapport à la face 46 Un manchon 47 est fixé coaxialement à l'intérieur du manchon 42 sur un manchon 49 relié au manchon 42 par des bras radiaux tels que 48 Le manchon 47 traverse la prise 43 de la face 45 à la face 46 perpendiculairement à ces faces Une vis 51 est disposée coaxialement à l'intérieur du manchon 47 La vis 51 est immobilisée longitudinalement à une de ses extrémités par une butée 52 fixée par vissage dans une enveloppe 53 prolongeant le manchon 47 La dimension axiale de cette vis est plus grande que la hauteur de la prise 43 Cette vis présente donc une partie en saillie par rapport à la face 46 La vis 51 peut être entrainée en rotation autour de son axe par une roue dentée 54 qui s'engage sur les filets d'une vis sans fin 55 La vis 51 comporte une ouverture axiale dans laquelle est fixée une valve 56 du même type que les valves 14 et 24 représentées sur la figure 1. Un élément 50, représenté accouplé à l'élément 40 sur la figure 2, comporte une gaine 57 de diamètre extérieur égal à celui de la gaine 41. La gaine 57 est raccordée à un manchon 58 dont le diamètre extérieur est égal à celui de la gaine 57 A l'intérieur du manchon 58 est fixée une prise cylindrique 59 munie de fiches femelles 60 Cette prise comporte une face plane intérieure 61 et une face plane extérieure 62 en regard de la face 46 de la prise 43, les fiches femelles débouchant sur la face 62 Un manchon 63, fixé coaxialement à l'intérieur du manchon 58, traverse la prise 59 de la face 61 à la face 62 Le manchon 63 comporte un taraudage intérieur capable de recevoir le filetage de la vis 51 Une valve 64, du même type que les valves précédentes, est fixée coaxialement à l'extrémité intérieure du manchon 63. Deux câbles de traction non représentés peuvent être fixés dans des manchons 72 et 73 respectivement solidaires des manchons 47 et 63 des éléments 40 et 50. Pour raccorder entre eux les éléments 40 et 50, on rapproche leurs embouts de manière à engager les filets de la vis 51 dans le taraudage du manchon 63 et on fait tourner à l'aide d'un tournevis la vis sans fin 55 de façon à faire pénétrer dans le manchon 63 la partie en saillie de la vis 51 par rotation autour de son axe Les deux embouts se rapprochent donc progressivement L'introduction des fiches mâles dans les fiches femelles peut être guidée à l'aide d'une nervure du manchon 58 s'engagent dans une rainure telle que 71 du manchon 42 Lorsque la partie en saillie de la vis 51 est enfoncée dans le manchon 63, les éléments 40 et 50 sont raccordés, les manchons 42 et 58 étant en contact par l'intermédiaire d'un joint torique 65. Les extrémités 66 des valves 56 et 64 sont alors en contact mutuel Ces valves sont donc ouvertes et une partie du liquide diélectrique contenu dans les éléments 40 et 50 s'écoule par l'extrémité 66 dans le volume envi- ronnant 67 Cette partie de liquide est canalisée à la sortie du volume 67 par une rainure longitudinale 68 ménagée sur la surface cylindrique externe de la vis 51 Comme dans le dispositif illustré par la figure 1, le liquide remplit donc le faible espace compris entre les faces en regard 46 et 62 des prises 43 et 59 Ce liquide remplit ensuite un volume 69 situé entre les manchons 42 et 58 pour atteindre le joint d'étanchéité 65 Une vis de purge 70 ménagée dans la paroi du manchon 42 en face du volume 69 permet pendant le raccordement des éléments d'évacuer l'air remplissant les volumes 67, 69 et l'espace compris entre les faces 46 et 62 On peut voir sur la figure 2 que, comme dans le cas de la figure 1, la surface extérieure des deux éléments est cylindrique et continue. La figure 3 qui est une coupe transversale du dispositif, suivant un plan III-III indiqué sur la figure 2, permet de mieux voir la vis sans fin 55 coopérant avec la roue dentée 54 en vue de faire tourner la vis 51 autour de son axe. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple En parti- culier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer certains moyens techniques par des moyens équivalents C'est ainsi qu'un seul des deux embouts à raccorder peut comporter une valve, l'autre embout étant étanche Dans ce cas, cette valve s'ouvre par pression de son extrémité sur une partie dure de l'embout opposé. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour capter des ondes acoustiques se propageant dans l'eau, ce dispositif comprenant au moins un premier et un deuxième élément, chaque élément comportant au moins un capteur acoustique disposé à l'intérieur d'une gaine cylindrique, des conducteurs électriques disposés dans la gaine et connectés au capteur, deux embouts cylindriques raccordés coaxialement aux deux extrémités respectives de la gaine de façon étanche et un liquide diélectrique disposé à l'intérieur de la gaine entre les deux embouts, un premier embout du premier élément comportant une première prise cylindrique de branchement électrique fixée coaxialement dans ce premier embout, cette prise étant munie d'une première face plane extérieure et étant en contact avec le liquide diélectrique du premier élément du côté opposé à cette première face, la première prise comportant des fiches de connexion mâles en saillie par rapport à la première face et connectées, du côté opposé, aux conducteurs disposés dans la gaine du premier élément, un deuxième embout du deuxième élément comportant une deuxième prise cylindrique de branchement électrique fixée coaxialement dans ce deuxième embout, cette prise étant munie d'une deuxième face extérieure et étant en contact avec le liquide diélectrique du deuxième élément du côté opposé à cette deuxième face, la deuxième prise comportant des fiches de connexion femelles débouchant sur la deuxième face et connectées, du côté opposé, aux conducteurs disposés dans la gaine du deuxième élément, le dispositif comportant en outre des moyens de raccorde- ment du premier élément au deuxième élément par introduction des fiches males dans les fiches femelles et application du premier embout sur le deuxième embout, ces moyens comportant au moins un joint d'étanchéité capable, lorsque le dispositif est immergé, d'empêcher l'eau d'atteindre l'espace compris entre la première-et la deuxième faces, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une première valve fixée axialement dans la première prise et des moyens pour provoquer l'ouverture de la première valve lorsque le premier et le deuxième embouts sont en contact, de sorte qu'une partie du liquide diélectrique disposé à l'intérieur de la gaine du premier élément puisse s'écouler à travers la première valve dans l'espace compris entre la première et la deuxième face jusqu'au joint d'étanchéité, cette partie de liquide exerçant alors sur le joint d'étanchéité une pression opposée à celle exercée sur ce joint par l'eau dans lequel le dispositif est immergé. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour provoquer l'ouverture de la première valve comportent un bouton d'ouver- ture disposé à l'extrémité extérieure de la valve, ce bouton étant actionné par application sur une partie du deuxième embout lorsque le premier et le deuxième embouts sont en contact. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une deuxième valve fixée axialement dans la deuxième prise, cette deuxième valve comportant un bouton d'ouverture disposé à l'extrémité extérieure de cette valve, ce bouton étant actionné par application sur le bouton d'ouver- ture de la première valve lorsque le premier et le deuxième embouts sont en contact, cette application provoquant l'ouverture simultanée des première et deuxième valves. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de raccordement comportent une vis disposée axialement de façon étanche dans la première prise et présentant une partie en saillie par rapport à la première face, cette vis étant immobilisée axialement et capable de tourner autour de son axe, cette vis comportant une ouverture axiale dans laquelle est fixée la première valve, un manchon fixé axialement de façon étanche à l'intérieur de la deuxième prise, ce manchon traversant la deuxième prise et étant muni sur sa surface cylindrique intérieure d'un taraudage capable de s'engager sur le filetage de la vis, la deuxième valve étant fixée coaxiale- ment à l'extrémité intérieure du manchon, et des moyens pour faire tourner la vis autour de son axe afin de faire pénétrer sa partie en saillie dans le manchon par rotation dudit filetage dans ledit taraudage, cette vis étant munie d'une rainure longitudinale pour que la partie du liquide sortant des première et deuxième valves puisse, en s'écoulant dans cette rainure, atteindre l'espace compris entre la première et la deuxième face. / Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de raccordement du premier élément et du deuxième élément comportent une bague d'accouplement disposée coaxialement, après raccordement, entre la gaine du premier élément et celle du deuxième élément, les diamètres extérieurs de la bague et des gaines étant identiques de façon que la surface extérieure des premier et deuxième éléments raccordés entre eux forme une surface cylin- drique continue de diamètre sensiblement constant. 6/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les diamètres extérieurs des premier et deuxième embouts ainsi que les diamètres extérieurs des gaines du premier et deuxième éléments sont identiques, de façon que la surface extérieure des premier et deuxième élément raccordés entre eux forme une surface cylindrique continue de diamètre sensiblement constant. 7/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de purge pour évacuer pendant le raccordement l'air emprisonné par le joint d'étanchéité dans l'espace compris entre le premier et deuxième embouts.