Brevet FR2697309A1 — publié le 19940429

La présente invention concerne le domaine des câbles marins conducteurs d'informations, conçus pour être tractés ou remorqués. La présente invention s'applique à tout type de câble marin conducteur d'information, tracté, notamment mais non exclusivement aux câbles multibrins comportant des conducteurs électriques pour l'acheminement d'informations sous forme de signaux électriques ou comportant des fibres optiques pour l'acheminement d'informations sous forme de signaux optiques. L'invention s'applique préférentiellement aux câbles marins tractés en continu à l'utilisation, par exemple les câbles reliés à un ensemble de capteurs de surveillance ou d'écoute, tels que des géophones ou équivalents, tels que par exemple des capteurs de pression, de cap ou encore de température. Toutefois l'invention s'applique également aux câbles statiques à l'utilisation pour lesquels la traction est utilisée uniquement lors de la phase de mise en place. Les câbles marins tractés multibrins connus comprennent des structures complexes et volumineuses de raccordement à leurs extrémités, notamment au niveau de leur extrémité destinée à être raccordée aux capteurs de surveillance ou d'écoute. Ces structures sont conçues pour assurer d'une part la traction mécanique requise et permettre d'autre part le raccordement des conducteurs d'informations prévus dans le câble, sur les capteurs d'écoute, tout en garantissant l'étanchéité de l'ensemble. Le but principal de la présente invention est de perfectionner les systèmes existants. L'un des buts particuliers de la présente invention est de simplifier les systèmes existants. Un autre but particulier de la présente invention est de réduire le volume des systèmes existants. Un autre but particulier de la présente invention est de faciliter l'installation et l'intervention sur les conducteurs du câble. Un autre but particulier de la présente invention est d'augmenter la fiabilité par rapport aux systèmes existants. Ces buts sont atteints selon la présente invention grâce à un câble marin comprenant en extrémité un ensemble de raccordement qui comporte - une pièce tubulaire adaptée pour recevoir en fixation une gaine du câble, - un fourreau coaxial à la pièce tubulaire et engagé au moins partiellement sur celle-ci, - une pluralité de pions répartis en position générale radiale autour de l'axe de la pièce tubulaire et du fourreau, lesquels pions interfèrent à la fois avec la pièce tubulaire et le fourreau pour transmettre la traction entre ceux-ci en travaillant par cisaillement, - un connecteur et - un support de connecteur placé à l'intérieur du fourreau et relié à la pièce tubulaire, qui porte ledit connecteur, le support de connecteur possédant une chambre interne adjacente au connecteur et au moins une fenêtre latérale qui débouche dans la chambre pour permettre d'accéder aux conducteurs situés dans la chambre lorsque le fourreau est retiré. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe axiale longitudinale d'un ensemble conforme à la présente invention, - la figure 2 représente une vue en coupe axiale longitudinale similaire d'un autre ensemble conforme à la présente invention, et - la figure 3 représente une vue schématique en coupe axiale de l'ensemble représenté sur la figure 1 en position de connexion sur un ensemble de capteur. Le système conforme à la présente invention représenté sur la figure 1 annexée présente un axe général de symétrie longitudinale référencé O-O. Ce système comprend essentiellement une pièce tubulaire 100, un fourreau 200, des pions 300, un connecteur 400 et un support de connecteur 500. Ce système est destiné à être fixé sur une extrémité d'un câble marin portant la référence générale C. De tels câbles marins C sont bien connus en eux mêmes de l'homme de l'art. Ils ne seront donc pas décrits en détail par la suite. On rappelle cependant que ces câbles comprennent généralement une gaine externe G qui loge une pluralité de conducteurs d'informations Co, tels que des conducteurs électriques ou des conducteurs optiques (fibres optiques). Plus précisément encore le système représenté sur les figures annexées est conçu pour être fixé sur l'extrémité arrière (visible sur la figure 1) d'un câble marin tracté C et être raccordé à un ensemble de capteur d'écoute Ca comme représenté schémtiquement sur la figure 3, l'extrémité avant de ce câble C (non visible sur la figure 1) étant fixée sur un batiment tracteur, par exemple un batiment de surface ou un sous-marin. Le fourreau 100 est généralement cylindrique de révolution autour de l'axe 0-0. Il comprend un canal central 110 dont la surface interne 111 est étagée. Plus précisément sa surface interne 111 est formée de différentes sections cylindriques qui possèdent un diamètre croissant en direction de l'extrémité arrière de l'ensemble, opposée au câble C. Plus précisément encore selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 1 annexée, cette surface interne 111 est formé de quatres parties cylindriques 112, 113, 114 et 115 juxtaposées axialement, de l'extrémité avant adjacente au câble C vers l'extrémité arrière adjacente aux capteurs d'écoute. La surface externe 120 de la pièce tubulaire 100 comprend une partie centrale 121 de plus grand évasement encadrée par une partie avant 122 et une partie arrière 126 de plus faible diamètre. La partie avant 122 est adaptée pour recevoir en fixation et de façon étanche, la gaine G du câble C. A cet effet on peut prévoir par exemple des gorges annulaires 123 sur la surface externe avant 122 pour assurer un serrage étanche de la gaine G sur la pièce 100 à l'aide de tous moyens connus. Selon la figure 1 il est prévu quatre gorges 123, sans que ce nombre soit limitatif. La partie centrale 121 de la surface externe de la pièce 100 délimite deux décrochements 124 et 127, en couronne, perpendiculaires à l'axe 0-0. Ces deux décrochements 124 et 127 sont dirigés respectivement vers l'avant et vers l'arrière et servent de butées axiales, le premier au câble C, le second au fourreau 200. La partie arrière 126 de la surface externe 120 est étagée en décroissant progressivement vers l'arrière. Plus précisément cette partie arrière 126 comprend de préférence, de la partie centrale 121 vers l'arrière, cinq parties cylindriques 130, 132, 134, 136 et 138 reliées deux à deux par des transitions tronconiques 131, 133 et 135r puis par un décrochement 137 en couronne perpendiculaire à l'axe 0-0. La partie 130 comprend plusieurs perçages borgnes 140 généralement radiaux en regard de l'axe 0-0, destinés à recevoir les pions 300. Les perçages 140 débouchent sur la surface externe 120 de la pièce 100. Ils sont équipartis autour de l'axe 0-0. Il est prévu typiquement huit perçages 140, sans que ce nombre puisse être considéré comme limitatif. Chacune des parties cylindriques 132 et 134 de la surface externe 120 de la pièce 100 est munie d'une gorge annulaire 142 et 144 destinée à recevoir un joint torique d'étanchéité 143, 145. Enfin la partie arrière 138 de la surface externe 120 est munie de plusieurs perçages taraudés radiaux 146. Comme on le verra par la suite ces perçages 146 sont destinés à recevoir des vis 150 permettant de fixer le support de connecteur 500 sur la pièce 100. Le fourreau 200 est généralement symétrique de révolution autour de l'axe 0-0. Sa surface interne 210 est étagée, de diamètre croissant vers l'avant. Plus précisément, cette surface interne 210 comprend une. partie avant qui est complèmentaire des surfaces 130, 131, 132, 133, 134, 135 et 136 précitées de la pièce 100. Ainsi les joints 143 et 145 sont pincés entre la pièce 100 et le fourreau 200. En outre la surface interne 210 comprend une partie arrière formée, successivement vers l'arrière, d'une surface cylindrique 212 complémentaire de la surface 136, d'une transition tronconique 214 et d'une surface cylindrique 216. Cette surface 216 aboutit sur une nervure annulaire interne 218. Celle-ci définit un décrochement en couronne 219 dirigé vers lavant qui s'étend perpendiculairement à l'axe 0-0. Le fourreau 200 comprend dans sa partie avant plusieurs perçages radiaux 220 respectivement-alignés sur les perçages 140 de la pièce 100 pour recevoir les pions 300. De préférence ces perçages 220 débouchent dans des épanouissements 222 formés sur la surface externe du fourreau 200 et destinés à recevoir les têtes évasées des pions 300 ou encore des frettes immobilisées dans ces épanouissements 222 et participant par conséquent au blocage des pions 300. Sur l'arrière de la nervure 218, la surface interne 210 du fourreau 200 possède un épanouissement cylindrique 219 permettant l'engagement d'une pièce complémentaire sur l'arrière du porte connecteur 500. La surface externe 230 du fourreau possède un filetage 232 à son extrémité arrière. Elle possède également de préférence deux gorges annulaires 234 et 236 destinées à recevoir des joints toriques d'étanchéité 235 et 237. La surface externe 230 possède enfin des perçages borgnes 240 conçus pour recevoir un outil de serrage d'une pièce complémentaire sur le filetage 232 du fourreau 200. Le fourreau 200 est adapté pour supporter la pression externe. Les pions 300 sont destinés à être engagés dans les perçages 140 et 220. Ils travaillent par cisaillement. Les pions 300 sont immobilisés par tout moyen appropriés dans ces perçages 140 et 220. De préférence les pions 300 sont immobilisés dans ces perçages grâce à des joncs élastiques ou des joints toriques équivalents 310 en prise dans des gorges annulaires formées sur la surface externe des pions 300 et sur la surface interne des perçages 140. Il faut noter que la disposition des pions 300 qui vient d'être décrite conduit à une sécurité positive. Tout d'abord les pions 300 étant orientés radialement par rapport à l'axe 0-0, il est clair que les pions 300 travaillent au cisaillement et ne risquent pas d'être extraits des perçages 140, 220 par l'effort de traction. Ensuite les joncs 310 immobilisent les pions 300. Enfin les frettes précitées placées dans les épanouissement 222 renforcent la sécurité. En outre les pions 300 sont équipés de moyens facilitant leur retrait des perçages 140 et 220. A cet effet les pions 300 peuvent être équipés par exemple d'alésages centraux taraudés 320 permettant l'engagement d'un outil de retrait. Le connecteur 400 peut être formé d'un connecteur électrique ou optique selon la nature du câble C. Le connecteur 400 peut être formé de toutes structures appropriées connues de l'homme de l'art. Il ne sera donc pas décrit plus en détail par la suite. On notera simplement que le connecteur 400 est de préférence généralement de révolution autour de l'axe 0-0. Par ailleurs il possède une nervure annulaire 410 sur sa surface externe. Le porte-connecteur 500 est généralement de révolution autour de l'axe 0-0. Il est adapté pour être logé dans le fourreau 200 en arrière de la pièce 100. A cet effet le porte-connecteur 500 possède une surface externe 510 complémentaire des surfaces 212, 214 216 et de la nervure interne 218 du fourreau 200. La surface externe 510 du porte connecteur 500 est munie de deux gorges annulaires 520 et 522 destinées à recevoir des joints toriques d'étanchéité 521 et 523 qui sont ainsi pincés entre le fourreau 200 et le porte connecteur 500. Comme on le comprend à l'examen des figures annexées, ces gorges 520 et 522 sont formées dans des surfaces cylindriques de diamètres différents, tout comme les gorges 142 et 144 de la pièce 100. Sur l'arrière de la nervure 218 du fourreau 200, le support de connecteur 500 possède, sur sa surface externe, une gorge annulaire 530 recevant un joint torique d'étanchéité 532 et un clavetage 534 destiné à recevoir un porte connecteur complémentaire. La surface interne 540 du porte connecteur 500 est étagée, de diamètre croissant vers l'avant. Elle définit en sa partie arrière un logement de réception du connecteur 400. A son extrémité avant la surface interne 540 est ainsi munie d'un décrochement interne 542 complémentaire de la surface externe 138 de la pièce 100. A ce niveau le porte-connecteur 500 possède plusieurs perçages radiaux équirépartis autour de l'axe 00, alignés respectivement avec les perçages taraudés 146 et destinés à recevoir les vis de fixation 150. Le porte-connecteur 500 comprend avantageusement à son extrémité arrière une nervure interne 550 qui sert d'appui axial arrière à la nervure 410 du connecteur 400. Ce dernier est immobilisé axialement contre cette nervure 550 grâce à un écrou 460 placé en avant de la nervure 410, sur le corps du connecteur 400 et venant en prise avec un taraudage complémentaire formé dans ce porte-connecteur 500. Au niveau de la surface interne de la nervure 550 le porte-connecteur 500 possède une gorge annulaire 552 recevant un joint torique 553 assurant l'étanchéité entre le porte-connecteur 500 et le connecteur 400. Le connecteur 400 est de plus indexé angulairement autour de l'axe 0-0, grâce à des structures complémentaires non symétriques de révolution prévues respectivement sur le connecteur 400 et sur le porteconnecteur 500. En avant du logement de connecteur 400, le porteconnecteur 500 comprend un épanouissement interne 560 qui reçoit un corps 600 assurant une compensation hydrostatique des milieux fluides situés côté système remorqué Ca et garantissant la tenue aux pression extérieures. Le corps 600 est de préférence formé à base de matériau composite de résine synthétique chargée, par exemple de la famille des époxy. Il est moulé insitu dans l'épanouissement 560. Pour garantir la fixation du corps 600, l'épanouissement 560 est de préférence muni de gorges annulaires 562. Entre l'épanouissement 560 et la zone de fixation sur la pièce 100 à l'aide des vis 150, le fourreau 200 comprend une chambre interne 570 conçue pour recevoir les extrémités des conducteurs du câble C. Cette chambre 570 permet la mise en place d'un mou de cablage important et facilement réparti et de générer des mini déplacements du coeur électrique ou optique. Par ailleurs le porte-connecteur 500 possède au moins une fenêtre latérale 580 qui débouche dans la chambre 570 pour permettre d'accéder aux extrémités de conducteurs placées dans la chambre 570, lorsque le fourreau 200 est retiré. I1 est ainsi prévu de préférence deux fenêtres latérales 580 diamétralement opposées qui débouchent dans la chambre 570. Le système représenté sur la figure 1 annexée se complète d'une pièce chapeau 700 utilisée provisoirement avant connexion des capteurs d'écoute Ca sur le connecteur 400, comme représenté sur la figure 3. La pièce chapeau 700 peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Selon le mode de réalisation représenté sur cette figure 1, la pièce chapeau 700 comprend une jupe cylindrique 710 dont la surface interne est complémentaire de la partie avant de la surface externe du fourreau 200. A cet effet, la surface interne de la jupe 710 est munie d'un taraudage 712 complémentaire du filetage 232 prévu sur le fourreau 200. Les joints 235 et 237 sont ainsi pincés entre la surface externe du fourreau 200 et la surface interne de la jupe 710. Pour contrôler le serrage de la pièce 700 sur le fourreau 200, la pièce 700 est de préférence munie sur sa surface externe d'alésages borgnes 720 destinés à recevoir un outil de serrage adéquat. La jupe 710 est obturée par une paroi 730 transversale à l'axe 0-0. Sur l'extérieur de cette paroi 730, la pièce 700 comprend une chape 740 permettant de tracter le câble C et l'ensemble formé par les pièces 100 à 600. Pour raccorder le système représenté sur la figure 1 qui vient d'être décrit, à des capteurs d'écoute Ca, il suffit de desserrer la pièce chapeau 700 et de retirer celle-ci, puis de la remplacer par une pièce similaire 800 supportant les capteurs d'écoute Ca et comportant un support de connecteur 810 complémentaire du support 500 ainsi qu'un connecteur 820 complémentaire du connecteur 400, comme schématisé sur la figure 3. Cette pièce 800 supportant les capteurs d'écoute Ca est donc engagée sur le filetage 232 du fourreau 200. Les joints 235 et 237 assurent l'étanchéité entre le fourreau 200 et cette pièce rapportée 800. Le support de connecteur rapporté 810 est quant à lui fixé sur le clavetage 534. L'étanchéité entre les deux supports 500 et 810 de connecteur est assurée par le joint 532. L'homme de l'art comprendra aisément que le système qui vient d'être décrit permet de reprendre et de transmettre les efforts de traction dus aux contraintes de remorquage. Plus précisément les pions 300 assurent une sécurité positive entre le fourreau 200 et la pièce 100, de sorte qu'en cas d'accrochage accidentel de l'ensemble de capteur d'écoute raccordé, sur un obstacle, la rupture éventuelle inévitable se produise au niveau du filetage 232 prévu sur le fourreau 200, soit entre le fourreau 200 et la pièce porte capteur rapportée 800, et non point entre le fourreau 200 et la pièce 100. Cette disposition permet de garantir l'étanchéité du câble C. On notera par ailleurs que les joints 143 et 145, ainsi que 235 et 237 qui assurent l'étanchéité du câble C sont placés au niveau de pièces complémentaires engagées par simple translation axiale. Ces joints ne subissent donc pas d'usure prématurée comme on le rencontre parfois entre pièces engagées par rotation relative pour le serrage sur un filetage. Selon une variante de réalisation représentée sur la figure 1 annexée, la chambre 570 du support 500 reçoit deux demies coquilles hémicylindriques 800 en matériau composite. Ces deux demies coquilles 800 sont placées en regard des fenêtres d'accès 580. Dans ce cas, il est nécessaire de retirer les vis de fixation 150 et de séparer au moins légèrement le support 500 et la pièce 100 pour accéder aux extrémités des conducteurs contenues dans la chambre 570. Toutefois ces demies coquilles 800 ne sont pas indispensables. Lorsque elles sont omises il suffit de retirer le fourreau 200 pour accéder à la chambre 570 par lesdites fenêtres latérales 580. La présente invention conduit à une structure compacte dont la longueur est de l'ordre de 10 fois plus courte que les structures connues remplissant les mêmes fonctions. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. En particulier, comme représenté sur la figure 2 annexée, on peut prévoir de placer des cartes électroniques 590 de traitement des signaux électriques, électroniques ou optiques, dans la chambre 570 du support 500. Les fenêtres latérales 580 prévues dans celui-ci permettent la même facilité d'accès que précédemment indiqué, pour ces cartes 590. La Demanderesse a par ailleurs vérifier au cours d'essais que le système conforme à la présente invention permettait d'augmenter la vitesse de remorquage, typiquement de l'ordre de cinq noeuds, par rapport aux systèmes antérieurs, grâce notamment à -l'amélioration de la fiabilité résultant de sa structure. REVENDICATIONS 1g. Câble marin comprenant en extrémité un ensemble de raccordement qui comporte - une pièce tubulaire (100) adaptée pour recevoir en fixation une gaine (G) du câble (C), - un fourreau (200) coaxial à la pièce tubulaire (100) et engagé au moins partiellement sur celle-ci, - une pluralité de pions (300) répartis en position générale radiale autour de l'axe (0-0) de la pièce tubulaire (100) et du fourreau (200), lesquels pions (300) interfèrent à la fois avec la pièce tubulaire (100) et le fourreau (200) pour transmettre la traction entre ceux-ci en travaillant par cisaillement, - un connecteur (400) et - un support de connecteur (500) placé à l'intérieur du fourreau (200) et relié à la pièce tubulaire (100), qui porte ledit connecteur (400), le support de connecteur (500) possédant une chambre interne (570) adjacente au connecteur (400) et au moins une fenêtre latérale (580) qui débouche dans la chambre (570) pour permettre d'accéder aux conducteurs situés dans la chambre (570) lorsque le fourreau (200) est retiré. 2. Câble selon la revendication l, caractérisé par le fait qu'il comprend un bloc en matériau composite (600) placé entre le connecteur (400) et la chambre (570). 3. Câble selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le bloc en matériau composite (600) est immobilisé sur le support de connecteur (500) grâce à au moins une gorge annulaire (562) formée dans ce dernier. 4. Câble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le support de connecteur (500) comprend deux fenêtres latérales (580) diamétralement opposées qui débouchent dans la chambre (570). 5. Câble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'étanchéité (143, 145) entre la pièce tubulaire (100) et le fourreau (200). 6. Câble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'étanchéité (521, 523) entre le fourreau (200) et le support du connecteur (500). 7. Câble selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que les moyens d'étanchéité (143, 145 ; 521, 523) comprennent deux joints toriques. 8. Câble selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les deux joints toriques (143, 145 ; 521, 523) sont placés dans des gorges annulaires (142, 144 ; 522, 524) ménagés dans des surfaces cylindriques (131, 133) de diamètre différent reliées par une transition tronconique (133). 9. Câble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le fourreau (200) possède une nervure interne (218) servant de butée axiale au support de connecteur (500). 10. Câble selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le support de connecteur (500) est fixé sur la pièce tubulaire (100) à l'aide de vis (150). 11. Câble selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend huit pions (300) équi-répartis autour de l'axe (O-O). 12. Câble selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les pions (300) sont immobilisés dans des alésages complémentaires (140, 220) formés dans la pièce tubulaire (100) et le fourreau (200) grâce à des joncs élastiques (310). 13. Câble selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que les pions (300) comprennent des moyens extracteurs. 14. Câble selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les moyens extracteurs comprennent un alésage taraudés (320) adaptés pour recevoir un outil d'extraction complémentaire. 15. Câble selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que les moyens de fixation de la gaine (G) du câble prévus sur la pièce tubulaire (100) comprennent des gorges annulaires (123). 16. Câble selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait qu'il comprend deux demi-coquilles hémicylindriques (800) dans la chambre (570). 17. Câble selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que le fourreau (200) est muni sur sa surface externe de joints d'étanchéité (235, 237) et d'un filetage (232) conclu pour recevoir une pièce complémentaire supportant des capteurs d'écoute. 18. Câble selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que le support de connecteur (500) est muni- d'un filetage (534) conçu pour recevoir un support de connecteur complémentaire.