Brevet FR2686307A1 — publié le 19930723

La présente invention concerne d'une façon générale le transport, le positionnement et/ou le déplacement de charges ou de véhicules sous marins. Le dispositif conçu par l'invention dans ce but peut être appliqué en particulier à la pose de canalisations sous marines, à la mise en place et/ou au déplacement de charges immersibles telles que notamment réservoirs, habitats, caissons sous marins d'essais, de mesures et autres et d'une façon générale dans tous les domaines techniques où l'on désire soit positionner une charge sous marine à une profondeur d'immersion réglable et bien déterminée soit déplacer une telle charge horizontalement à une telle profondeur. L'invention a donc pour objet en premier lieu un dispositif destiné à assurer le transport, le positionnement et/ou le déplacement d'une charge du véhicule sous marin caractérisé en ce qu'il comprend - au moins un câble pesant, posé sur le fond, et dont chacune des extrémités est amarrée ou ancrée sur le fond de manière à pouvoir assurer une tension horizontale et - un système de réas fixés sur ladite charge ou véhicule, dans lequel passe le câble pesant qui est ainsi soulevé, la disposition étant telle que la flottabilité de la charge ou du véhicule est égale au poids du câble soulevé afin d'obtenir un maintien du véhicule ou de la charge à la profondeur d'immersion voulue, ce véhicule ou cette charge pouvant être entrainée parallèlement au fond de manière que le câble, fixe par rapport au fond, défile par rapport au véhicule en mouvement. On comprend que le dispositif objet de la présente invention s'apparente à un système du type téléphérique (qui dans ce cas est sous marin) mais dans lequel la poussée d'Archimède intervient alors que, dans le cas d'un téléphérique classique, seules les forces de gravité sont prises en considération. Selon l'invention, les déplacements de la charge ou du véhicule sous-marin, parallèlement au fond, peuvent être obtenus à l'aide d'un propulseur prévu sur la charge ou sur le véhicule, l'énergie étant alors fournie soit par un générateur embarqué sur la charge ou le véhicule, soit par un câble électrique à partir d'un navire de surface. Les déplacements peuvent être également obtenus à partir d'un remorqueur ou d'un système de halage, le câble de la remorque ou de halage assurant l'effort horizontal. Selon une caractéristique de l'invention, le réglage de la hauteur d'immersion de la charge ou du véhicule sous-marin s'effectue par la mise en tension du câble pesant et/ou par le réglage de cette tension, soit par un déplacement horizontal d'un point de ce câble pesant, soit par déplacement vertical d'un point du câble pesant appartenant à ses lignes d'amarrage. Le réglage de la tension du câble peut être obtenu par exemple à l'aide d'un treuil, prévu sur un flotteur en surface qui fait monter ou descendre un point du câble pesant situé sur sa ligne d'amarrage. Selon un mode de réalisation de 1 invention, la charge ou véhicule sous-marin est réalisé en deux parties séparées - un caisson portant les éléments actifs du véhicule tels que notamment : systèmes d'essais, de mesures, habitat, etc... - un dock immersible qui est muni du système de réa dans lequel passe le ou les câbles pesants et qui est conçu de manière à pouvoir recevoir ledit caisson, ce dock étant préalablement positionné à l'emplacement prévu afin de recevoir le caisson, qui est amené par un navire remorqueur au-dessus de ce dock, l'ensemble étant ensuite immergé à la profondeur déterminée par mise en tension dudit câble pesant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation et d'application dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins - La figure 1 est un schéma destiné à faciliter la compréhension du principe à la base de l'invention - la figure 2 est un schéma similaire à la figure 1 et traitant le cas d'un fond non horizontal. - la figure 3 est un croquis illustrant un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est un schéma représentant un second exemple de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est un schéma illustrant la façon selon laquelle on réalise, selon l'invention, le réglage de la profondeur d'immersion de la charge ou du véhicule sous-marin. - les figures 6 à 8 sont des vues schématiques représentant les différentes phases de mise en oeuvre d'un véhicule sous-marin en deux parties selon un exemple d'application du dispositif de l'invention et, - les figures 9 à 10 sont des vues schématiques en élévation frontale illustrant respectivement le principe d'utilisation d'un câble et de deux câbles pesants. Afin de mieux faire comprendre le principe sur lequel repose la présente invention on se réfère en premier lieu aux figures 1 et 2 sur lequel on a schématisé en 10 la charge ou véhicule sous-marin muni d'au moins un système de réa tel que 12 dans lequel passe le câble pesant 14 amarré, ou ancré, sur le fond par ses deux extrémités 15, 16. Dans le présent contexte l'expression câble pesant peut désigner tant un câble proprement dit qu'une chacune; auquel cas le réa 12 sera réalisé sous la forme d'un barbotin. On voit que le câble pesant 14, posé sur le fond est soulevé par le véhicule 10 portant le réa 12, la flottabilité du véhicule étant égale au poids du câble soulevé. Comme on l'a mentionné ci-dessus, les extrémités du câble pesant 14 sont amarrées en 15 et 16 de façon à assurer une tension horizontale du câble pesant. Si p est le poids apparent linéique du câble, f est la flottabilité de l'équipage mobile constitué par le véhicule ou la charge 10 et son système de réa 12, s est la longueur de la charrette, H est la tension horizontal, y est la hauteur du système de réa 12 par rapport au fond et, x est la distance d'un point de tangence du câble avec le fond à la verticale du système de réa. L'équilibre f = 2 ps assure la configuration illustrée par la figure 1 et la cote y est fonction de la tension horizontale H selon les équations bien connues py = ch px - 1 H H et ps/H = sh px/H Si l'on néglige les frottements du câble pesant et du système de réa, cette configuration se maintient lorsque le véhicule 10 progresse parallèlement au fond tandis que le câble, fixe par rapport au fond, "défile" par rapport au véhicule en mouvement. Cette disposition selon l'invention permet de maintenir à une valeur constante prédéterminée la hauteur y, c' est-à-dire l'immersion du véhicule. L'invention peut également s'appliquer dans le cas où le fond n'est pas horizontal mais pour assurer l'équilibre statique, il faut dans ce cas prévoir un freinage du câble au niveau du réa. C'est exemple de mise en oeuvre est illustré par la figure 2. La figure 3 illustre un premier exemple de réalisation de l'invention dans lequel les déplacements du véhicule 10 sont assurés par un remorqueur 18 ou similaire. Dans ce mode de réalisation, le câble 19 de la remorque assure l'effort horizontal. On peut bien entendu remplacer le remorqueur par tout système de halage approprié, le câble de halage assurant alors l'effort horizontal. Selon une variante de l'invention, le déplacement de la charge ou du véhicule 10 peut être assuré par un propulseur équipant le véhicule, ce dernier étant alimenté soit par un générateur embarqué à bord du véhicule 10 qui est alors autonome, soit par un navire de surface, par l'intermédiaire d'un câble électrique, ce navire pouvant alors suivre le véhicule ou être remorqué par celui-ci. Dans tous ces modes de réalisation, l'effort horizontal F qui, en régime permanent, provoque le déplacement du véhicule 10 équilibre la résistance hydro dynamique ainsi que les frottements éventuels câble/réa. Dans le dispositif objet de l'invention, le câble 14 doit être amarré à ses deux extrémités de manière à pouvoir supporter la tension comme indiqué ci-dessus. Le câble pesant 14 est donc ancré à ses deux extrémités 15 et 16 à l'aide de lignes d'ancrage adaptées notamment à la nature du fond. L'homme de l'art dispose à cet égard de nombreuses solutions auxquelles on pourra se référer et qui étant bien connues ne seront pas écrites ici. La liaison entre le système d'ancrage et le câble pesant s'effectuent à l'aide de pièces classiques telles que channes, câbles, manilles, treffles, et autres qui ne seront pas décrites. A titre d'exemple non limitatif, on a représenté sur la figure 4 une ligne d'ancrage comportant une chacune 20 sur laquelle est fixée l'extrémité 15 du câble pesant 14 du dispositif selon l'invention. Comme on l'a mentionné ci-dessus, le réglage de la hauteur y du véhicule 10 par rapport au fond s'effectue par la mise en tension et par le réglage de la tension du câble pesant 14. Ce réglage peut s'obtenir par un déplacement horizontal d'un point du câble. Cette caractéristique de l'invention est illustrée par la figure 5 sur laquelle on voit qu'un déplacement A, A' du point d'amarrage 15 du câble pesant 14 modifie de Y à Y' la hauteur d'immersion du réa 12 dont le véhicule est pourvu. Ainsi, par le déplacement horizontal d'un point A du câble, l'invention permet d'obtenir une hauteur d'immersion prédéterminée pour la charge ou le véhicule sous marin. De façon équivalente et comme représentée sur la figure 4, la mise en tension du câble pesant 14 et/ou le réglage de cette tension peuvent être obtenus par un déplacement vertical d'un point appartenant aux lignes d'ancrage du câble pesant 14. Ce principe de mise en tension, bien connu sous la dénommination d'étarquage, permet d'obtenir des efforts longitudinaux dans le câble pesant 14, qui sont très importants, grâce au développement d'efforts transversaux (verticaux en l'espèce) de valeur bien plus faible.Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 4, le déplacement vertical d'un point S de la ligne d'ancrage 20 du câble pesant 14 est obtenu à l'aide d'un treuil auxiliaire 22 situé sur un flotteur 21 dont le câble 23 est amarré en S sur la ligne d'ancrage 20, ce qui permet le réglage de la tension dans le câble pesant 14 et par conséquent, l'immersion du véhicule 10, par montées ou descentes du point S. On se réfère maintenant aux figures 6 à 8 qui illustrent un mode d'application du dispositif selon la présente invention. Dans ce mode d'application, on met en oeuvre un véhicule qui est réalisé en deux parties séparées - une partie dénommée caisson 26 qui est munie des éléments dits actifs tels que notamment systèmes de mesure, d' essais, ou d'instrumentation, ou d'habitats, etc..., qui présentent une flottabilité suffisante pour pouvoir être remorquée, ce caisson disposant de ballasts permettant d'en faire varier la flottabilité ; - une seconde partie dénommée dock et désignée par la référence 24, qui est pourvue du système de réa 12 dans lequel passe le câble pesant 14, ce dock flottant étant conçu de façon à pouvoir recevoir sur sa surface supérieure le caisson 26 comme on le décrira ci-après.A cet effet, il comporte des moyens de positionnement et de verrouillage schématisé en 25 sur les figures 6 à 8. La mise en place du dock 24 sur le câble pesant 14 par engagement de ce dernier dans le réa 12 et les réglages ultérieurs font partie d'opérations à la mer qui sont conduites indépendamment de celles permettant le positionnement du caisson 26. Le dock 24 est donc amené à l'emplacement désiré et il est maintenu par le câble pesant 14 à une immersion légèrement supérieure au tirant d'eau du caisson 26 lequel est amené par exemple par un remorqueur au droit du dock 24. Par un mouvement relatif du caisson 26 par rapport au dock 24 (descente du caisson et/ou montée du dock) on effectue un positionnement du caisson sur le dock, le caisson étant ensuite vérouillé à l'aide des moyens tels que 25 prévus sur le dock 24. L'ensemble peut ensuite être amené à la profondeur d'immersion voulue, par réglage de la tension du câble 14, de la manière décrite ci-dessus, par exemple, à l'aide de la barge 21 portant le treuil 22 de réglage de tension du câble pesant. Cet exemple de réalisation de l'invention peut recevoir une application particulièrement intéressante dans le cas où l'on veut effectuer des essais de lancement de missiles sous marins à partir d'une plate forme immergée, habitée ou non devant être positionnée sur un site déterminé et à une profondeur définie éventuellement réglable. Pour une telle application, le caisson tel que 26 est muni du tube de lancement et des différents appareils de mesure et d'essais et il peut également être réalisé de façon à comporter une cellule dans laquelle peuvent prendre place le personnel assurant les opérations de lancement et/ou de mesure ou d'essais. Dans la description qui précède, l'invention a été décrite en se référant à un seul câble pesant. Cependant, il ne s'agit là que d'un exemple de réalisation non limitatif, plusieurs câbles pesant pouvant être utilisés comme on l'a représenté sur la figure 10. Sur cette figure, que l'on peut comparer à la figure 9 qui vise le cas d'un dock 24 muni d'un seul réa 12, le caisson 24 comporte un système de double réas 12, 12' montés sur le caisson par l'intermédiaire d'un palonnier 27. On obtient ainsi une disposition simple à deux câbles pesants dans laquelle les plans des deux câbles sont parallèles. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est nullement limitée aux divers exemples de réalisation et/ou d'application décrits et mentionnés ci-dessus mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif destiné à assurer le transport, le positionnement et/ou le déplacement d'une charge duvéhicule sous marin caractérisé en ce qu'il comprend - au moins un câble pesant (14), posé sur le fond, et dont chacune des extrémités (15-16) est amarée ou ancrée sur le fond de manière à pouvoir assurer une tension horizontale et - un système de réas (12) fixés sur ladite charge ou véhicule, dans lequel passe le câble pesant qui est ainsi soulevé, la disposition étant telle que la flottabilité de la charge ou du véhicule est égale au poids du câble soulevé afin d'obtenir un maintien du véhicule ou de la charge à la profondeur d'immersion voulue, ce véhicule ou cette charge pouvant être entralnée parallèlement au fond de manière que le câble, fixe par rapport au fond, défile par rapport au véhicule en mouvement. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les déplacements de la charge ou du véhicule sous-marin (10), parallèlement au fond, peuvent être obtenus à l'aide d'un propulseur prévu sur la charge ou sur le véhicule. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'énergie du propulseur est fournie par un générateur embarqué sur la charge ou le véhicule. 4 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'énergie du propulseur est fournie par un câble électrique à partir d'un navire de surface. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que Les déplacements de la charge ou du véhicule sous marin (10) sont obtenus à partir d'un remorqueur ou d'un système de halage, le câble de la remorque ou de halage assurant l'effort horizontal. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on règle la hauteur d'immersion de la charge ou du véhicule sous marin (10) par la mise en tension du câble pesant (14) et/ou par le réglage de cette tension. 7 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le réglage de la hauteur d'immersion est obtenu par un déplacement horizontal d'un point (A) dudit câble pesant (14). 8 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le réglage de la hauteur d'immersion est obtenu par un déplacement vertical d'un point (S) du câble appartenant à ses lignes d'amarrage. 9 - Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le déplacement vertical dudit point (S) du câble est obtenu à l'aide d'un treuil (22) fixé sur un flotteur (21) en surface, qui fait monter ou descendre ledit point (S). 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la charge ou véhicule sous-marin est pourvue de plusieurs câbles pesants passant dans plusieurs réas correspondants (12, 12'), les plans desdits câbles étant parallèles. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite charge ou véhicule sous-marin est réalisé en deux parties sépares - un caisson (26) portant les éléments actifs du véhicule tels que notamment : systèmes d'essais, de mesures, habitat, etc... - un dock immersible (24) qui est muni du système de réas dans lequel passe le ou les câbles pesants et qui est conçu de manière à pouvoir recevoir ledit caisson, ce dock étant préalablement positionné à l'emplacement prévu afin de recevoir le caisson, qui est amené par un navire remorqueur au-dessus de ce dock, l'ensemble étant ensuite immergé à la profondeur déterminée par mise en tension et réglage de cette tension dudit ou des câbles pesant.