Brevet FR2675110A1 — publié le 19921016

L'invention a pour objet une méthode et un dispositif pour faire avancer un objet de façon discontinue au moyen d'un mobile déplacé de façon continue. La méthode et le dispositif conviennent notamment pour l'entraînement discontinu d'un objet remorqué derrière un véhicule roulant d'un mouvement continu, en respectant entre deux arrêts successifs, une distance de translation de L'objet sensiblement uni forme. La méthode et le dispositif selon l'invention peuvent être utilisés notamment pour assurer L'avance discontinue d'un objet en remorque derrière un chariot roulant sur un fond immergé. Pour certaines applications, on a besoin d'explorer le fond d'une étendue d'eau (mer, océan, lacs), pour connaître sa constitution superficielle ou celle des couches directement sous-jacentes. Connaître la nature du fond sert par exemple à déterminer le meilleur tracé à suivre pour ensouiller des câbles ou des tuyauteries. A cet effet, il est connu d'explorer le fond par voie acoustique en remorquant un système d'émission-réception d'ondes acoustiques comportant une source d'ondes acoustiques telle qu'un étinceleur ou sparker par exemple et un ou plusieurs capteurs pour recevoir les ondes réfléchies par les couches superficielles ou de préférence Les ondes qui se sont réfractées sur les discontinuités sous-jacentes. Généralement on utilise des dispositifs de réception ou flûtes dont la longueur est en relation avec la profondeur d'investigation recherchée. Les ondes acoustiques captées permettent d'établir des relevés du fond. Quand on cherche à capter des ondes réfractées, il importe que le dispositif de réception se déplace très lentement ou mieux, soit immobile pendant un intervalle de temps suffisant. Pour obtenir le mouvement discontinu recherché, il est possible d'utiliser des bateaux spéciaux avec des hélices d'étrave comme on en trouve dans les systèmes dits de positionnement dynamique. Mais cette solution s'avère coûteuse. Une méthode connue consiste à relier à un bateau de surface, un véhicule pouvant rouler sur le fond immergé et disposant de ses propres moteurs (électriques ou hydrauliques). Un équipement de commande sur le bateau où le véhicule est nécessaire pour assurer l'alimentation discontinue des moteurs de façon à obtenir Les intervalles de temps réguliers d'immobilisation du véhicule. Il importe souvent aussi que la distance de translation des récepteurs entre deux cycles successifs d'émission-réception d'ondes acoustiques, soit suffisamment précise. Pour Le type d'application mentionné, un déplacement précis de l'ensemble de réception permet de réaliser une couverture dite multiple avec une sommation de signaux captés en un même emplacement par des récepteurs acoustiques différents. La conception d'un tel véhicule capable d'enchaîner des mouvements d'avance discontinus avec des arrêts espacés avec suffisamment de précision, s'avère relativement compliquée et sa réalisation est souvent coûteuse. La méthode selon t'invention permet d'arriver de façon simple et peu coûteuse à l'objectif recherché qui est de faire avancer au moins un objet de façon discontinue au moyen d'au moins un mobile déplacé de façon continue. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte l'utilisation d'un mobile (de plusieurs éventuellement) pourvu d'un élément en forme de boucle fermée allongée déplaçable suivant sa direction d'allongement, le rattachement de l'objet à un point dudit élément et la mise en rotation dudit élément conjointement avec un déplacement de celui-ci, de façon à obtenir une translation discontinue dudit objet entrecoupée d'arrêts. La méthode s'applique par exemple pour faire avancer de façon discontinue, au moins un objet remorqué derrière au moins un véhicule pourvu de roues et roulant d'un mouvement continu sur une surface suivant une direction d'avancement avec une distance de translation de L'objet entre deux arrêts successifs sensiblement uniforme, cette méthode comportant - l'installation d'au moins un élément en forme de boucle fermée tel qu'une chenille ou analogue, entre des roues à des emplacements différents du véhicule relativement à la direction d'avancement; et - le rattachement de l'objet à remorquer à la boucle fermée en un point de celle-ci, de façon à immobiliser ledit objet par rapport à la surface durant les intervalles de temps où le point d'attache de l'objet est au contact de ladite surface. On peut utiliser bien sûr un véhicule pourvu de plusieurs éléments en boucle fermée et relier à chacun d'eux un ou plusieurs objets à remorquer. La méthode comporte par exemple le remorquage du véhicule derrière un mobile se déplaçant d'un mouvement continu, ce véhicule pouvant être par exemple un chariot remorqué au fond d'une masse d'eau par un bateau. Le dispositif de mise en oeuvre de la méthode comporte un véhicule roulant reposant sur la surface par au moins une première roue du côté de L'avant du véhicule relativement à la direction d'avancement et au moins une deuxième roue vers L'arrière du véhicule, un élément constituant une boucle fermée entre la première et la deuxième roue, ledit élément fermé comportant un point d'attache pour l'objet à remorquer, et des moyens pour déplacer le véhicule sans interruption dans la direction d'avancement. Les moyens pour déplacer le véhicule sans interruption dans la direction d'avancement comportent par exemple un mobile motorisé relié au véhicule par une remorque. Les moyens de déplacement du véhicule peuvent encore comporter des moyens moteurs installés sur le véhicule lui-même. L'objet à remorquer est par exemple un ensemble d'exploration de la surface comportant une source de signaux acoustiques telle qu'un étinceleur ou sparker, et des moyens capteurs pour recevoir des signaux émanant de La surface consécutivement à L'émission par la source. L'ensemble d'émission-réception comporte par exemple une gaine remorquée contenant une pluralité de capteurs et des lignes conductrices pour la transmission des signaux captés au mobile motorisé. Suivant un mode de réalisation avantageux, le véhicule est pourvu d'au moins une paire de chenilles, chacune d'elles comportant au moins un élément d'attache pour au moins un objet à remorquer. Le dispositif peut comporter aussi avantageusement des moyens d'appui intermittent pour un câble reliant l'objet à son point d'attache qui permettent d'allonger la distance D de translation de l'objet suffisamment pour que le câble soit détendu durant les arrêts de l'objet. La méthode selon l'invention est avantageuse en ce que - avec un chariot se déplaçant à vitesse uniforme entraîné par un mobile remorqueur ou mû par ses propres moyens moteurs, on obtient simplement un avancement régulier avec un recouvrement très précis des positions successives de L'objet les unes par rapport aux autres; - le report possible des moyens moteurs sur un mobile éloigné permet d'obtenir une meilleure qualité de réception dans les applications telles que les investigations par ondes acoustiques; et - le mouvement donné par le déplacement de la boucle fermée d'entraînement qui a pour effet de plaquer l'objet au sol au moment de chaque arrêt de progression, est favorable pour obtenir un bon couplage acoustique de la source à chaque emplacement d'arrêt. D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du dispositif selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation décrit à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés où : - la Fig.1 montre un exemple de réalisation de l'invention avec un véhicule chenillé roulant sur le fond d'une étendue d'eau, remorqué par un bateau de surface, avec un ensemble de réception acoustique relié à une chenille du véhicule, dans le cadre d'une application à L'expLoration du fond par des ondes acoustiques; - les Fig.2A à 2F montrent schématiquement différentes positions de la chenille roulant sur le fond et du point d'attache sur celle-ci du dispositif d'émission-réception;; - la Fig.3 montre un diagramme de déplacement du point d'attache de l'objet par rapport à la surface du sol correspondant aux positions représentées aux Fig. 2A à 2F; et - la Fig.4 montre un diagramme de déplacement E du chariot et du dispositif d'émission-réception en fonction du temps t. Le véhicule 1 dans l'exemple de réalisation de la Fig.1, est un chariot chenillé à quatre roues reposant sur le fond 2 d'une étendue d'eau à une trentaine de mètres de profondeur par exemple. Le chariot I est pourvu de chaque côté d'au moins une chenille 3. Il est relié par un câble 4 à un bateau remorqueur 5 qui avance à vitesse lente et régulière. A L'une des deux chenilles 3 est fixée un anneau d'accrochage 6 pour un câble 7 relié à l'objet à déplacer. En l'occurrence, il s'agit d'une gaine étanche 8. Sa longueur est choisie proportionnelle à L'épaisseur de terrains sous-jacents soumis à investigation. La partie antérieure 8A de celle-ci est maintenue sou levée du sol par un flotteur 9A et se raccorde par un connecteur étanche 10 avec le chariot 1. Une partie 88 de la gaine est traînée sur le fond.A I'intérieur de cette partie et à intervalles réguliers, sont répartis des capteurs acoustiques 11 tels que des géophones. Des conducteurs 12 courant à L'intérieur de la gaine 8 connectent les capteurs au connecteur étanche 10. Un transducteur acoustique 13 est aussi fixé à L'une des chenilles 3. Il est alimenté par une ligne 14 reliée au même connecteur étanche 10. Par des lignes conductrices dans le câble 4, le transducteur émetteur 13 et les capteurs 11 sont reliés sur le bateau 5 à un ensemble de commande (non représenté) comportant un moyen d'enregistrement des ondes reçues. Avec le dispositif d'émission-réception 8, 13 qui vient d'être décrit, on veut réaliser des cycles successifs d'exploration acoustique du fond comportant chacun une phase d'émission d'ondes acoustiques par le transducteur 13, celui-ci étant plaqué contre la surface du fond et une phase de réception des ondes acoustiques renvoyées par les discontinuités sous-jacentes. Pour la réception des ondes réfractées, il est préférable que le dispositif d'émission-réception soit immobile pendant la durée de chaque cycle. Pour rendre plus lisibles les relevés effectués par une opération de couverture multiple, il est préférable que, entre deux cycles successifs, le dispositif d'émission-réception avance d'une longueur qui est un multiple entier de L'espacement d entre deux capteurs 11 dans la gaine 8. Le mode de connexion du transducteur émetteur 11 et de la gaine 8 à L'une des chenilles 3 du chariot 1 permet de satisfaire toutes ces exigences comme on peut le voir sur les Fig 2 à 4. C1 (Fig.2A) est la position du point d'attache C quand le déplacement de la chenille 3 le soulève du sol. Durant la phase d'avancement qui le porte vers la partie supérieure (Fig.2B, 2C), le point d'attache est animé d'un mouvement accéléré jusqu'à atteindre une vitesse double de la vitesse d'avancement du chariot 1. Il garde cette vitesse jusqu'à la position C5 (Fig.2E) ou s'amorce sa descente vers le sol. Sa vitesse diminue alors jusqu'à s'annuler quand il arrive au contact du sol (point C6 Fig 2F).Durant toute la phase où le point d'attache est au contact du sol (entre les positions C6 et Cl), l'objet qui lui est relié, reste immobile. Revenu à la position C1, le point d'attache reprend son mouvement. Avec un pas d'avancement de 5 mètres entre deux arrêts successifs par exemple (Fig.4) et une vitesse moyenne du chariot de L'ordre de 1 m/s, on obtient un déplacement linéaire suivant la courbe AC pour le chariot 1 et un déplacement en fonction du temps du dispositif d'émission-réception suivant la courbe AG. Par un choix approprié de l'empattement du chariot et de la longueur des chenilles, on peut arriver à obtenir des temps d'arrêt de L'ordre de 4 secondes et dans ces intervalles d'arrêt, positionner des cycles d'émission-réception de L'ordre de deux secondes par exemple. On voit que la distance D parcourue par le point d'attache C est liée de façon très précise aux dimensions de la chenille 3. D'éventuelles variations de la vitesse de déplacement imprimée au chariot par le bateau ne peuvent modifier que l'intervalle de temps entre deux arrêts successifs mais pas cet espacement. On peut donc, en ajustant les dimensions des roues et des chenilles, obtenir un espacement D en relation précise avec l'espacement d entre les capteurs (Fig.1). Le mode de déplacement du point d'attache est aussi très favorable pour l'application décrite du fait que le transducteur émetteur 13 est bien plaqué contre le sol par Le mouvement de descente que lui impose la chenille au moment d'atteindre la position de stationnement où un cycle d'émission-réception va avoir lieu. Avec l'agencement décrit, il n'est pas nécessaire que le chariot possède des moyens moteurs propres pour obtenir le déplacement discontinu recherché. Le chariot peut être passif et les sources de bruit peuvent être reportées sur le bateau tracteur à distance suffisante des capteurs de la gaine, de façon à minimiser les signaux parasites reçus. Ceci est particulièrement favorable pour mener à bien des opérations du type acoustique. On peut aussi noter qu'il est facile avec la méthode selon l'invention, de s'adapter aux vitesses minimales de remorquage des bateaux utilisables qui sont généralement de L'ordre de 2 noeuds (1m/s). On ne sortirait pas du cadre de l'invention en ajoutant des moyens propres à faire avancer l'objet à chaque phase de traction sur une distance supérieure à D (Fig. 3) de façon que le câble 7 qui le relie à la chenille soit détendu durant la phase d'immobilisation. Le mou qui est ainsi donné au câble permet d'éviter les tractions intempestives sur l'objet remorqué dues à des dérapages du mobile 1, durant les phases de recul des chenilles (Fig. 2F, 2A). Ces moyens peuvent être par exemple des moyens d'appui tel qu'un élément proéminant dépassant de l'axe des roues à L'avant du mobile et contre lequel vient s'appuyer temporairement le câble 1 durant te mouvement du point d'attache 6 entre les points C5 et C6 (Fig. 2Z, 2F). On ne sortirait pas du cadre de l'invention en attachant de façon plus généra le un ou plusieurs objets à remorquer à chaque élément en boucle fermée ou chenille dont le mobile 1 est équipé. Le principe décrit que le déplacement intermittent d'un dispositif d'émission-réception acoustique immergé peut naturellement être étendu à tout objet déplacé par un véhicule passif ou possédant ses propres moyens de déplacement et pour d'autres applications, que ce soit au fond de L'eau ou sur la terre ferme. D'une facon générale, on peut l'appliquer au déplacement d'un objet au moyen d'un mobile déplacé de façon continue. REVENDICATIONS 1) Méthode pour faire avancer au moins un objet (8) de façon discontinue, au moyen d'au moins un mobile (1) se déplaçant de façon continue, caractérisée en ce que qu'elle comporte l'utilisation d'un mobile comportant au moins un élément (3) en forme de boucle fermée allongée déplaçable suivant sa direction d'allongement, le rattachement de l'objet (8) à un point dudit élément et la mise en rotation dudit élément conjointement avec un déplacement de celui-ci, de façon à obtenir une translation discontinue dudit objet entrecoupée d'arrêts. 2) Méthode selon la revendication 1, pour faire avancer de de façon discontinue, au moins un objet (8, 13) remorqué au moins derrière un véhicule (1) pourvu de roues et roulant d'un mouvement continu sur une surface (2) suivant une certaine direction d'avancement avec une distance de translation de L'objet entre deux arrêts successifs sensiblement constante, caractérisée en ce qu'elle comporte - l'installation d'au moins un élément déformable en boucle fermée, tel qu'une chenille (3) par exemple, entre des roues à des emplacements différents du véhicule (1) relativement à la direction d'avancement; et - le rattachement de L'objet (8, 13) à remorquer à une boucle fermée en un point de celle-ci, de façon à immobiliser ledit objet par rapport à la surface durant les intervalles de temps où le point d'attache de l'objet est au contact de ladite surface. 3) Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte le remorquage du véhicule derrière un mobile (5) se déplaçant d'un mouvement continu. 4) Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte le remorquage d'un véhicule déplacé au fond d'une masse d'eau par un bateau remorqueur (5) se déplaçant d'un mouvement continu. 5) Méthode selon L'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mobile comporte plusieurs éléments (3) en boucle fermée et le rattachement à chacune d'elles d'au moins un objet à remorquer. 6) Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison, un véhicule roulant (1) reposant sur la surface (2) par au moins une première roue du côté de L'avant du véhicule relativement à la direction d'avancement et au moins une deuxième roue vers L'arrière du véhicule, au moins un élément (3) constituant une boucle fermée entre une première et une deuxième roue, ledit élément fermé (3) comportant un point d'attache (6) pour L'objet (8, 13) à remorquer, et des moyens pour déplacer le véhicule sans interruption dans la direction d'avancement 7) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que Les moyens pour déplacer le véhicule sans interruption dans la direction d'avancement comportent un mobile motorisé (5) relié au véhicule par une remorque. 8) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer le véhicule sans interruption dans la direction d'avancement comportent des moyens moteurs installés sur le véhicule (1) lui-même. 9) Dispositif selon L'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que L'objet (8, 13) à remorquer est un ensemble d'exploration de la surface comportant une source (13) de signaux acoustiques et des moyens capteurs (11) pour recevoir des signaux émanant de la surface consécutivement à L'émission par ladite source. 10) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens capteurs comportent une gaine (8) remorquée au contact de ladite surface et contenant une pluralité de capteurs (11) et des lignes conductrices (12) pour la transmission des signaux captés à des moyens d'enregistrement. 11) Dispositif selon t'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que La source d'ondes acoustiques est un étinceleur ou sparker. 12) Dispositif selon L'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le véhicule (1) est pourvu d'au moins une paire de chenilles (3), chaque chenille comportant un point d'attache (6) pour au moins un objet à remorquer. 13) Dispositif selon L'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte un câble (7) reliant l'objet audit point d'attache (6) et des moyens d'appui intermittent pour le câble permettant d'allonger la distance (D) de translation de l'objet suffisamment pour que ledit câble soit détendu durant les arrêts de L'objet.