Brevet FR2711300A1 — publié le 19950421

I.a présente invention concerne les boîtiers électroniques immergeables, et plus particulièrement les boîtiers qui sont destinés à être immergés dans des eaux relativement peu profondes, par exemple d'une profondeur inférieure à une trentaine de mètres. I'our effectuer des recherches, par exemple pétrolières, il est nécessaire d'effectuer des mesures pour connaître la nature et la composition des couches géologiques formant le sous-sol de certaines régions. Ia technique la plus couramment utilisée est la technique dite sismique. Elle consiste schenlatiquement à émettre une onde électromagnétique depuis au moins un point de la surface du sol de la région à tester pour qu'elle se propage dans le volume du sous-sol correspondant, puis à recueillir, en différents points du sol et au moyen de capteurs adaptés, les ondes qui se sont propagées dans le soussol à travers les différentes couches géologiques et qui se sont réfléchies sur celles-ci. ls capteurs délivrent à leur sortie des signaux représentatifs de la qualité et de la quantité des ondes reçues sur leur surface sensible et ces signaux sont transmis vers un centre de traitement. l.es capteurs utilisés sont très particuliers et délivrent des signaux qui ne peuvent pas être transmis en l'état sur de grandes distances. Pour pallier cet inconvénient, des conducteurs relient leurs sorties en un même poilit matérialisé par un boîtier électronique qui a pour fonction la transmission de signaux. Le centre de traitement appelé unité centrale se trouve éloigné du lieu de réception, le boitier électronique traite les signaux recueillis pour leur donner une forme et une puissance qui leur permettent d'être transmis après numérisation sur des distances importantes jusqu'à l'unité centrale où ils seront enregistrés sur bande pour traitement ultérieur, par exemple par des ordinateurs centraux. la réalisation de ces boîtiers électroniques ne pose pas de problème particulier quand ils sont destinés à être utilisés à la surface d'un sol qui n'est pas immergé, mais il est concevable que des problèmes technologiques puissent se poser quand ces boîtiers sont immergés. Lorsque les capteurs de signaux sont disposés sur un sol immergé sous une profondeur d'eau suffisante pour permettre la navigation de bateaux aménagés pour ce type de mesures, il est possible de les relier par des câbles à des boîtiers électroniques disposés à bord de ces bateaux, et donc d'utiliser les mêmes boîtiers que ceux qui sont prévus pour être disposés à la surface des sols non immergés. Cette solution offre cependant la particularité de ne pas profiteur pleinement des caractéristiques de ces boîtiers car le signal issu des capteurs est véhiculé sur de grandes distances en analogique et peut être soumis aux entraînements atmosphériques, diaphonie, etc., alors que, si ces capteurs sont le plus près possible des boîtiers, les signaux qu'ils délivrent courent moins le risque d'être soumis aux inconvénients mentionnés ci-dessus. I'our répondre à ce besoin, ont jusqu'à présent été utilisés les boîtiers qui sortit normalement aptes à être disposés sur sol sec et sur lesquels ont été apportées des améliorations pour leur assurer une certaine étanchéité et permettre de les immerger à des profondeurs relativement peu importantes. Cependant, bien que la pression de l'eau régnant à ces profondeurs ne soit pas très forte, on constate que les boîtiers ainsi réalisés ne donnent pas entière satisraction, notamment quant à leur étanchéité, et donc à la durée de vie des circuits électroniques qu'ils comportent. I,a présente invention a ainsi pour but de réaliser un boîtier électronique qui comporte essentiellement une enceinte, un circuit électronique, au moins un conducteur électrique, et des moyens de connexion entre une extrémité du conducteur et le circuit électronique, qui puisse être immergé, notamment dans l'eau de mer à des profondeurs inférieures à une trentaine de mètres, qui soit peu encombrant, d'une structure très simple et donc d'une réalisation industrielle facile, et qui soit fiable quant à son ètaiichéité. I > lus précisément, la présente invention a pour objet un boîtier élec-tronique immergeable comportant une enceinte, un circuit électronique c()mprenalit au moins une borne électrique, des moyens pour maintenir ledit circuit électronique dans ladite enceinte, au moins un conducteur électrique, et des moyens de connexion entre une extrémité du conducteur et la borne électrique du circuit électronique, caractérisé par le fait que: - ladite enceinte comporte une enveloppe définissant un volume, et une cloison pour diviser ledit volume en deux première et seconde chambres cettedite cloison constituant une partie de paroi commune entre les deux dites chambres, lesdits moyens pour maintenir ledit circuit électronique étant réalisés dans ladite première chambre, et que - lesdits moyens de connexion comportent: * des premiers moyens de passage étanche réalisés dans la partie de paroi de ladite seconde chambre non commune avec ladite première chambre, cesdits premiers moyens de passage étanche permettant à ladite extrémité dudit conducteur électrique de pénétrer dans ladite seconde chambre, * des seconds moyens de passage étanche réalisés dans ladite cloison, cesdits seconds moyens de passage étanche comportant deux première et seconde bornes d'extrémité situées respectivement dans les deux dites première et seconde chambres, * des premiers moyens pour relier la première borne d'extrémité à la borne électrique dudit circuit électronique, et * des seconds moyens pour relier la seconde borne d'extrémité à ladite extrémité dudit conducteur plongeant dans ladite seconde chambre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels: La figure 1 représente une vue partielle en écorché d'une partie d'un mode de réalisation d'un boîtier électronique immergeable selon l'invention, et La figure 2 représente une vue du boîtier électronique immergeable selon la figure 1, lorsque la partie inférieure selon cette figure est retirée, cette vue pouvant être une vue selon la coupe référencée ll-ll sur la figure 1. Les deux figures représentant un même mode de réalisation du boîtier selon l'invention, les mêmes références y désignent les mêmes éléments. Le boîtier électronique immergeable illustré sur figures 1 et 2 comporte les moyens suivants définis par leur fonction première: une enceinte 1, un circuit électronique 2 comprenant au moins une borne électrique 3, des moyens 40 pour maintenir ce circuit électronique 2 dans l'enceinte 1, au moins un conducteur électrique 4, et des moyens de connexion 5 entre une extrémité 6 du conducteur et la borne électrique 3 du circuit 2. Selon une première caractéristique de l'invention, I'enceinte 1 comporte une enveloppe 10 définissant un volume 11 et une cloison 12 pour diviser le volume 11 en deux première 13 et seconde 14 chambres, cette cloison 12 constituant une partie de paroi commune entre les deux chambres 13, 14 qui, comme décrit ci-après, permet d'isoler fluidiquement ces deux chambres, les moyens 40 pour maintenir le circuit électronique étant réalisés dans la première chambre 13. Les moyens de connexion 5 comportent avantageusement des premiers moyens de passage étanche 20 réalisés dans la partie de paroi 21 de la seconde chambre 14 non commune avec la première chambre 13 et permettant à l'extrémité G du conducteur électrique 4 de pénétrer dans la seconde chambre 14, des seconds moyens de passage étanche 30 réalisés dans la cloison 12 et comportant deux première 31 et seconde 32 bornes d'extrémité situées respectivement dans les première 13 et seconde 14 chambres, des premiers moyens 33 pour relier la première borne d'extrémité 31 à la borne électrique 3 du circuit électronique 2, et des seconds moyens 34 pour relier la seconde borne d'extrémité 32 à l'extrémité 6 du conducteur 4 plongeant dans la seconde chambre 14. Ces premiers et seconds moyens de liaison 33, 34 sont généralement simplement constitués par des portions de conducteurs électriques souples et d'une certaine longueur, ce qui permet de les replier, respectivement dans les première et seconde chambres, lors de l'assemblage des éléments constituant le boîtier et d'éloigner la cloison et les deux chambres les unes des autres lors du démontage du boîtier, par exemple pour des opérations de maintenance, sans avoir à déconnecter électriquement les bornes d'extrémité 31, 32. Ia description ci-dessus fait référence à un seul conducteur 4, mais il est bien évident que, pour la majorité de ses applications, le boîtier comportera une pluralité de conducteurs électriquement reliés au circuit électronique 2 et montés en parallèle comme le conducteur 4. Ces conducteurs rassemblés sont connus sous le nom de câbles électriques multi-brins, ou analogue, comme celui qui est représenté schématiquement sur la figure 1. Ces conducteurs sont, de façon avantageuse, souvent entourés d'une gaine protectrice 50 réalisée en un matériau étanche. Dans ce cas, les premiers moyens de passage étanche 20 réalisés dans la partie de paroi 21 de la seconde chambre 14 non commune avec la première chambre 13 comportent des moyens pour solidariser cette gaine avec la paroi de la seconde chambre. Les moyens de solidarisation de la gaine 50 avec la paroi de la seconde chambre 14 sont avantageusement constitués par deux couronnes 51, 52 de surfaces coniques complémentaires pour coincer intérieurement et extérieurement l'extrémité 53 de la gaine 50, des moyens pour exercer une force de poussée élastique sur au moins l'une, par exemple 51, des deux couronnes, l'autre couronne 52 s'appuyant sur la partie de paroi 21 de la seconde chambre 14 non commune avec la première chambre, un premier joint d'étanchéité en anneau 54 interposé entre la gaine 50 et la partie de paroi 21 de la seconde chambre 14 non commune avec la première chambre, et des moyens pour exercer une force de déformation radiale du joint en anneau 54. la figure I représente un mode de réalisation avantageux des moins définis ci-dessus. Dans ce cas, la partie de paroi non commune 21 de la seconde chambre 14 comporte une percée de forme cylindrique comportant, sur sa face intérieure, un lamage sur le fond duquel vient s'appuyer la couronne 52. l'extrémité 53 de la gaine est positionnée contre la surface conique de cette couronne 52, tandis que l'autre couronne 51 vient se loger dans le lamage de façon à glisser contre l'extrémité 53 de la gaine qui est au contact de la couronne 52. Dans ce lamage, est aussi glissé le joint en anneau 54 réalisé en un matériau élastique jusqu'à buter contre la couronne 51. Eventuellement, une bague est positionnée dans ce lamage pour venir au contact du joint élastique 54, I'épaisseur de cette bague étant déterminée pour lui permettre de dépasser partiellement du lamage. la partie de paroi non commune 21 dans laquelle est réalisée la percée cylindrique a une forme extérieure sensiblement cylindrique de révolution pour pouvoir comporter un filetage de vis ou analogue, de façon qu'un bouchon percé entourant le câble puisse se visser sur cette surface filetée extérieure. Lors de son vissage, le bouchon vient buter contre la partie de la bague émergeant du lamage et pousse la bague dans le lamage pour appuyer sur le joint élastique en anneau 54. Le joint 54 est ainsi comprimé et exerce sur la couronne 51 au moins une force élastique suivant l'axe de la percée, pour la plaquer fermement contre l'extrémité 53 de la gaine qui se trouve ainsi fortement pincée de façon étanche contre l'autre couronne 52. De plus, comme la paroi du lamage est, par construction, indéformable, la compression du joint en anneau 54 crée des forces de déformation radiales de ce joint qui vient s'appliquer élastiquement contre la surface extérieure de la gaine 50 et assure une étanchéité à la façon d'un presse étoupe. Selon une autre caractéristique de l'invention, lorsqu'une âme centrale 55 est disposée le long du conducteur électrique 4 et dans le volume intérieur de la gaine 50, par exemple une âme longitudinale en "KEVLAR", le boîtier comporte en outre des moyens 56 pour solidariser l'extrémité 57 de l'âme centrale 55 plongeant dans la seconde chambre 14, avec la partie de paroi 21 de la seconde chambre non commune avec la première chambre. Dans un mode de réalisation avantageux, ces moyens 56 pour solidariser l'extrémité 57 de l'âme centrale 55 avec la partie de paroi non commune 21 de la seconde chambre comportent au moins une surface d'appui 58 de forme sensiblement conique ou tronconique solidaire de l'intérieur de partie de paroi non commune 21 de la seconde chambre 14, et un coin amovible 59 complémentaire de la surface d'appui 58, au moins une partie de l'extrémité 57 de l'âme 55 étant interposée et coincée entre la surface d'appui conique 58 et le coin 59, les sommets de ces surfaces coniques étant tournés vers le conducteur, c'est-à-dire l'extérieur de la percée réalisée dans la partie de paroi non commune 21 de la seconde chambre 14, si bien que, lorsqu'une force de traction est appliquée sur l'âme centrale tendant à faire sortir son extrémité 57 de la chambre 14, les deux surfaces coniques s'imbriquent encore plus l'une dans l'autre et maintiennent fermement cette extrémité 57 en la pinçant de plus en plus. Comme mentionné ci-dessus, le boîtier comporte aussi des seconds moyens de passage étanche 30 réalisés dans la cloison 12 et comportant deux première 3 1 et seconde 32 bornes d'extrémité situées respectivement dans les deux première 13 et seconde 14 chambres. Ces moyens 30 comportent avantageusement, comme illustré sur les figures, au moins un connecteur électrique 60 comportant un corps 61 et au moins une broche 62 (ces connecteurs comportent généralement une pluralité de ces broches) en matériau électriquement conducteur, la broche traversant le corps 61 de façon que ses deux extrémités émergent de part et d'autre du corps. Le corps est disposé dans un orifice traversant 66 réalisé dans la cloison 12 et est solidarisé de façon étanche à cette cloison 12, de façon que les deux extrémités de la broche 62 (ou des broches) soient respectivement situées dans les deux première 13 et seconde 14 chambres. Le mode de réalisation des seconds moyens de passage étanche 30 décrit ci-dessus permet de connecter et de déconnecter facilement les premiers moyens de liaison électriques 33, qui relient la première borne d'extrémité 31 à la borne électrique 3 du circuit électronique 2, et les seconds moyens de liaison électrique 34 qui relient la seconde borne d'extrémité 32 à l'extrémité 6 du conducteur 4 plongeant dans la seconde chambre 14, par exemple pour le montage ou de démontage du boîtier. Selon une autre caractéristique de l'invention contribuant à une réalisation industrielle fiable du boîtier avec un coût de revient global relativement peu élevé, I'enveloppe 10 est constituée en deux parties 71, 72, une première partie 71 qui délimite la première chambre et une seconde partie 72 qui délimite la deuxième chambre, la première partie d'enveloppe 71, la seconde partie d'enveloppe 72 et la cloison 12 étant assemblées, par exemple, par emboîtement dans des épaulements et maintenues fermement, par exemple, au moyen de vis, boulons ou analogues, comme représenté schématiquement sur le côté gauche de la figure 1. Chaque partie d'enveloppe comporte une ouverture 73, 74, ces deux ouvertures étant d'une section sensiblement identique. Quant à la cloison 12, elle est constituée par une plaque ou analogue interposée entre les deux parties d'enveloppe 71, 72 pour obturer les deux ouvertures 73, 74. Pour assurer l'étanchéité des deux chambres, le boîtier comporte deux deuxième 75 et troisième 76 joints d'étanchéité annulaires qui sont respectivement interposés entre les deux faces planes 77, 78 de la plaque et les bords 79, 80 des deux ouvertures 73, 74. Afin d'obtenir un boîtier léger et solide, et de pouvoir le réaliser de façon industrielle avec un coût de fabrication relativement faible, I'enveloppe 1() est avantageusement réalisée en aluminium moulé. Il en est d'ailleurs généralement de même pour la cloison 12. Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens 40 pour maintenir le circuit électronique 2 dans la première chambre 13 sont constitués par un support sensiblement plan 83, par exemple un support en verre "EPOXY" ou analogue, sur lequel est réalisé le circuit électronique, une première partie de glissière 81 réalisée dans la première chambre, et une seconde partie de glissière constituée par au moins une partie du bord 82 du support et complémentaire de la première partie de glissière 81. De cette façon, le support 83 du circuit électronique peut être glissé dans la première chambre, par exemple par l'ouverture 73 avant qu'elle ne soit obturée par la cloison 12. Comme représenté sur la figure 1, la seconde partie d'enveloppe 72 est en forme d'entonnoir sensiblement tronconique définie entre une petite base 83 et une grande base 84, les premiers moyens de passage étanche 20 étant situés dans le plan de la petite base 83. Cette dernière caractéristique permet de donner au boîtier une forme plus compacte et de minimiser la quantité de matière nécessaire à la réalisation de l'enveloppe 10. Dans le même but que mentionné ci-dessus, au moins une section de l'enveloppe 10 présente avantageusement une forme sensiblement elliptique, comme sur la figure 2. De façon avantageuse, pour renforcer l'étanchéité des premiers moyens de passage étanche 20 en protégeant la liaison entre le conducteur électrique 4 ou la gaine 50 quand elle existe comme représenté sur la figure 1, et la paroi de la seconde chambre 14, le boîtier comporte un manchon protecteur 85 entourant au contact une partie de la gaine 50 et de la partie de paroi non commune 21 de la seconde chambre. Sur les figures, seule une partie du boîtier selon l'invention est représentée, mais le fond de la première chambre 13 opposé à l'ouverture 73 qui est recouverte de la cloison 12, est bien sûr obturé, par exemple, par une portion de paroi obtenue directement lors du moulage de la première partie d'enveloppe 71 décrite ci-avant. Cependant, notamment lorsqu'il est réalisé selon le mode décrit ci-dessus en regard des figures 1 et 2, le boîtier électronique immergeable selon l'invention présente l'avantage de permettre facilement d'accoler deux boîtiers électroniques en les disposant bout à bout suivant le plan dit de leur "fond" et en réunissant les deux premières chambres l3 dans lesqu'elles ont été disposés un ou plusieurs circuits électroniques, par exemple sur un seul support, ces circuits pouvant être, par exemple, respectivement réunis aux deux conducteurs 4 passant respectivement par les deux premiers passages étanches des deux boîtiers accolés. Dans ce cas, I'ensemble des deux premières parties d'enveloppe 71 est avantageusement réalisé d'une seule pièce lors du moulage. REVENDICATIONS 1. Boîtier électronique immergeable comportant une enceinte (1), un circuit électronique (2) comprenant au moins une borne électrique (3), des moyens (40) pour maintenir ledit circuit électronique (2) dans ladite enceinte (1), au moins un conducteur électrique (4), et des moyens de connexion (5) entre une extrémité (6) dudit conducteur et la borne électrique (3) dudit circuit électronique (2), caractérisé par le fait que: - ladite enceinte (1) comporte une enveloppe (10) définissant un volume (11) et une cloison (12) pour diviser ledit volume (11) en deux première (13) et seconde (14) chambres, ladite cloison (12) constituant une partie de paroi commune entre les deux dites chambres (13, 14), lesdits moyens (40) pour maintenir ledit circuit électronique (2) étant réalisés dans ladite première chambre (13), et que - lesdits moyens de connexion (5) comportent: * des premiers moyens de passage étanche (20) réalisés dans la partie de paroi (21) de ladite seconde chambre (14) non commune avec ladite première chambre (13), cesdits premiers moyens de passage étanche (20) permettant à ladite extrémité (6) dudit conducteur électrique (4) de pénétrer dans ladite seconde chambre, * des seconds moyens de passage étanche (30) réalisés dans ladite cloison (12), cesdits seconds moyens de passage étanche (30) comportant deux première (31) et seconde (32) bornes d'extrémité situées respectivement dans les deux dites première (13) et seconde (14) chambres, * des premiers moyens (33) pour relier la première borne d'extrémité (31) à la borne électrique (3) dudit circuit électronique (2), et * des seconds moyens (34) pour relier la seconde borne d'extrémité (32) à ladite extrémité (6) dudit conducteur (4) plongeant dans ladite seconde chambre. 2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, lorsque ledit conducteur électrique (4) est entouré d'une gaine protectrice (50) réalisée en un matériau étanche, les premiers moyens de passage étanche (20) réalisés dans la partie de paroi (21) de ladite seconde chambre (14) non commune avec ladite première chambre (13) comportent: - deux couronnes (51, 52) pour coincer intérieurement et extérieurement l'extrémité (53) de ladite gaine (50), - des moyens pour exercer une force de poussée élastique sur au moins l'une (51) des deux couronnes, I'autre couronne (52) s'appuyant sur la partie de paroi (21) de la seconde chambre (14) non commune avec la première chambre, - un premier joint d'étanchéité annulaire (54) interposé entre ladite gaine (5()) et la partie de paroi (21) de la seconde chambre (14) non commune avec la première chambre, et - des moyens pour exercer une force de déformation radiale sur ledit premier joint. 3. Boîtier selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, lorsqu'une âme centrale (55) est disposée le long dudit conducteur électrique (4), il comporte en outre des moyens (56) pour solidariser l'extrémité (57) de ladite âme centrale (55) plongeant dans ladite seconde chambre (14), avec la paroi (21) de ladite seconde chambre. 4. Boîtier selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens (56) pour solidariser l'extrémité (57) de ladite âme centrale (55) avec la paroi de la seconde chambre comportent au moins une surface d'appui (58) de forme sensiblement conique solidaire de la paroi (21) de la seconde chambre (14) et un coin (59) complémentaire de ladite surface d'appui (58), au moins une partie de l'extrémité (57) de ladite âme centrale (55) étant interposée et coincée entre ladite surface d'appui conique (58) et le coin (59). 5. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les seconds moyens de passage étanche (30) réalisés dans ladite cloison (12) et comportant deux première (31) et seconde (32) bornes d'extrémité situées respectivement dans les deux dites première (13) et seconde (14) chambres comportent au moins un connecteur électrique (60) comportant un corps (61) et au moins une broche (62) en matériau électriquement conducteur, ladite broche traversant ledit corps (61) de façon que ses deux extrémités émergent de part et d'autre dudit corps, ledit corps étant disposé dans un orifice traversant (66) réalisé dans ladite cloison (12) et étant solidarisé de façon étanche à ladite cloison, de façon que les deux extrémités de ladite broche (62) soient respectivement situées dans les première (13) et seconde (14) chambres. 6. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite enveloppe (10) est constituée en deux parties (71, 72), une première partie (71) délimitant la première chambre et une seconde partie (72) délimitant la deuxième chambre, chaque partie comportant une ouverture (73, 74), les deux ouvertures étant d'une section sensiblement identique, et que ladite cloison (12) est constituée par une plaque interposée entre les deux parties d'enveloppe (71, 72) pour obturer les deux dites ouvertures (73, 74), deux deuxième (75) et troisième (76) joints d'étanchéité annulaires étant interposés respectivement entre les deux faces planes (77, 78) de ladite plaque et les bords (79, 80) des deux ouvertures (73, 74). 7. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ladite enveloppe (10) est réalisée en aluminium moulé. 8. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les moyens (40) pour maintenir ledit circuit électronique (2) dans ladite première chambre (13) sont constitués par un support sensiblement plan (83) sur lequel est disposé ledit circuit électronique, une première partie de glissière (81) réalisée dans ladite première chambre, et une seconde partie de glissière constituée par au moins une partie du bord (82) dudit support et complémentaire de la première partie de glissière. 9. Boîtier selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que la seconde partie d'enveloppe (72) est en forme d'entonnoir sensiblement tronconique définie entre une petite base (83) et une grande base (84), lesdits premiers moyens de passage étanche (20) étant situés dans le plan de la petite base (83). it). Boîtier selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte un manchon (85) entourant au contact une partie de ladite gaine (50) et de la partie de paroi (21) de la seconde chambre non commune avec la première chambre. 11. Boîtier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins une section de ladite enveloppe (10) présente une forme sensiblement elliptique.