Brevet FR2720049A1 — publié le 19951124

La présente invention concerne un engin de nettoyage sous-marin, destiné notamment au nettoyage des fonds marins le long des plages, criques et plans d'eau. I1 est bien connu que l'augmentation de la fréquentation des abords côtiers, ou des rivages de cours d'eau ou de plans d'eau, entraîne une augmentation de la pollution de ces sites naturels, du fait d'un grand nombre de déchets et détritus divers jetés à l'eau par les usagers. De ce fait, il est de plus en plus souvent nécessaire, afin de maintenir ces sites dans un état praticable, de procéder à des nettoyages en cours ou en fin de saison touristique. A l'heure actuelle, ce nettoyage des fonds marins n'est pas mécanisé. Le ramassage est effectué par des scaphandriers, de façon essentiellement manuelle, ce qui limite considérablement l'efficacité de ce genre de nettoyage. En effet, chaque plongeur possède une autonomie et un rayon d'action limités. De plus, il n'est pas possible, à la seule force de ses palmes, de ramener à terre certains déchets de grande dimension qui ont été jetés à l'eau. Des statistiques publiées sur des opérations de nettoyage menées en Italie entre 1989 et 1992 par des plongeurs ont fait état de 3 000 à 5 000 plongeurs engagés par an, pour un total de déchets ramassés entre 50 et 121 tonnes annuellement. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant de faciliter le ramassage des déchets solides de toute nature, et d'augmenter considérablement le rendement du ramassage en rendant plus aisé le déplacement des scaphandriers d'un site pollué à l'autre, ainsi que les navettes entre les sites pollués et le rivage où les déchets doivent être ramenés. A cet effet, l'invention concerne un engin de nettoyage sous-marin, caractérisé en ce qu'il comporte un module propulseur où est installé un scaphandrier pour diriger l'engin, et un module nettoyeur accouplé audit module propulseur, et pourvu de moyens de ramassage de déchets. Suivant d'autres caractéristiques de l'engin de nettoyage selon l'invention - le module propulseur comporte un bloc propulseur alimenté électriquement, et des moyens de commande d'éléments directionnels pour diriger l'engin de nettoyage sous-marin sur et/ou sous l'eau ; - lesdits moyens directionnels comportent des gouvernails de profondeur avant et/ou arrière et un gouvernail de direction, actionnés par le scaphandrier, ainsi qu'un ensemble de dispositifs régleurs situés à l'avant et à l'arrière du module propulseur, alimentés en air comprimé, afin de positionner l'appareil dans l'eau, en tangage - ledit module propulseur comporte des poches souples gonflables et étanches, faisant office de ballasts, afin de permettre la plongée ou la remontée de l'engin de nettoyage à la surface de eau 1 eau - le module nettoyeur comporte deux compartiments cylindriques, disposés sur un arceau en acier faisant office de support, chaque compartiment cylindrique présentant une trappe d'accès, le volume interne de chaque compartiment étant pourvu d'un sac de ramassage de déchets ; - la partie avant de chaque compartiment cylindrique est pourvue d'une zone d'aspiration connectée d'une part au compartiment cylindrique, et orientée d'autre part vers le bas et les déchets à aspirer sur le fond marin - l'entrée de ladite zone d'aspiration est pourvue d'un rideau en matière plastique faisant office de joint entre le sol et la zone d'aspiration, afin d'améliorer l'efficacité de l'aspiration des déchets ;; - la partie arrière de chaque compartiment cylindrique est pourvue d'un moteur électrique alimentant une hélice, de façon à créer à l'intérieur du compartiment de ramassage une dépression provoquant l'aspiration des déchets - chaque compartiment de ramassage est pourvu d'au moins un ballast disposé à l'intérieur du compartiment, alimenté en air comprimé à partir d'une bouteille d'air comprimé, pour permettre de faire remonter le module nettoyeur à la surface par mise en pression des ballasts, et ledit module nettoyeur est pourvu de régleurs situés à l'avant et à l'arrière du module nettoyeur, le contrôle de niveaux d'eau dans chaque régleur permettant de régler le tangage du module nettoyeur - le module propulseur présente dans sa partie inférieure un caisson à accumulateur électrique, lequel vient s'engager dans une ouverture sensiblement rectangulaire du module nettoyeur, de façon à solidariser le module propulseur et le module nettoyeur de manière amovible. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue en élévation de face de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en élévation de côté de l'engin de nettoyage sous-marin selon la figure 1 - la figure 3 est une vue de dessus de l'engin de nettoyage de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue en élévation de l'arrière de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention ;; - la figure 5 est une vue de côté des deux modules principaux de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention, en position séparée - la figure 6 est une vue en élévation de l'avant de l'engin de nettoyage selon la figure 5 - la figure 7 est une vue en élévation partiellement en coupe longitudinale de l'engin de nettoyage selon l'invention pendant son fonctionnement - la figure 8 est une vue représentant l'évacuation des déchets collectés par l'engin de nettoyage - la figure 9 est une vue de côté de l'engin de nettoyage sous-marin et de son opérateur scaphandrier, en position de nettoyage - la figure 10 est une vue en élévation et en coupe longitudinale de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention, faisant apparaître les principales commandes de l'engin ;; - la figure 11 est une vue en coupe longitudinale de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention, représentant avec plus de détails les dispositifs de commande de l'engin - la figure 12 est une vue représentant des détails de réalisation du module nettoyeur de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention ; - la figure 13 est une vue en élévation de l'engin de nettoyage selon l'invention, avec une vue agrandie de la fixation entre le module propulseur et le module nettoyeur. On se réfère à la figure 1. L'engin de nettoyage sous-marin 1 est constitué principalement de deux modules, à savoir un module propulseur 3 sur lequel est installé le scaphandrier, et un module nettoyeur 5, conçu pour aspirer les déchets gisant sur les fonds marins. Le module propulseur 3 et le module nettoyeur 5 sont de préférence deux entités distinctes, accouplées entre elles de façon amovible, de sorte que le module propulseur peut se désolidariser du module nettoyeur et ainsi aller prospecter de nouveaux sites à nettoyer. Comme représenté aux figures 2 et 3, le module propulseur se compose principalement d'une plate-forme 7 sur laquelle prend place un scaphandrier (non représenté), derrière un cockpit 9 abritant les commandes du module propulseur. Celui-ci est pourvu d'un bloc de propulsion 11 situé à l'arrière du module propulseur, et constitué par au moins une hélice 13 (figure 4) alimentée par un moteur électrique (non représenté). Le module propulseur 3 comporte en outre des moyens de commande détaillés plus loin, actionnant divers éléments de gouvernail et de stabilisation du module dans l'eau.Comme représenté à la figure 10, le module propulseur 3 possède au voisinage de sa partie inférieure 15, un caisson 17, notamment en acier inoxydable, destiné à recevoir un ensemble d'accumulateurs électriques 19 pour l'alimentation d'un moteur électrique 21 à courant continu, disposé dans une enceinte étanche. Ainsi, en fonction du dimensionnement des accumulateurs 17 et du moteur électrique 21, la puissance mécanique sur l'arbre de sortie 23 du moteur portant l'hélice 25 peut aisément atteindre 5 CV, l'alimentation électrique étant réalisée sous 24 Volts. De préférence, le bloc propulseur est équipé d'un carénage d'hélice 27 permettant d'augmenter la poussée axiale de l'hélice, et assurant la protection de celle-ci. Afin de permettre au module propulseur de plonger ou de remonter à la surface, les parois internes du module propulseur de part et d'autre du caisson d'accumulateurs sont revêtues de poches souples gonflables, faisant office de ballasts. La distribution d'air comprimé à destination des ballasts est effectuée par un circuit d'air, relié à une alimentation en air sous la forme de deux bouteilles 4 (figure 1), notamment deux bouteilles de 9 litres d'air comprimé à 200 bars, disposées de part et d'autre du caisson 17 à accumulateurs. Par ailleurs, le module propulseur 3 est pourvu de dispositifs régleurs 28 (figure 13) situés à l'avant et à l'arrière du module, et destinés à positionner l'appareil dans l'eau, en tangage, le positionnement en roulis étant assuré par le poids des accumulateurs 19. Ces régleurs 28 sont constitués de récipients réalisés en acier inoxydable, conçus pour résister aux pressions internes et externes auxquelles ils sont soumis.Le principe de ces régleurs est connu en soi. I1 consiste à remplir les régleurs partiellement ou totalement d'eau, afin d'alourdir la partie correspondante du module propulseur, ou au contraire à chasser l'eau des régleurs par admission d'air comprimé, pour alléger la partie correspondante du module propulseur, et ainsi la faire relativement remonter vers la surface, par rapport au niveau du module propulseur portant un régleur rempli d'eau. Bien entendu, les régleurs sont reliés à une source d'air comprimé, notamment les bouteilles d'air comprimé 4 (figure 1) utilisées par ailleurs pour alimenter les ballasts. Les purges et chasses d'air sont réalisées par l'intermédiaire d'une vanne, commandée par l'intermédiaire d'un dispositif de commande (non représenté) actionné par le scaphandrier. Afin de permettre une localisation plus aisée des déchets à ramasser, le module propulseur est pourvu, notamment dans sa partie avant, d'un projecteur étanche 31 disposé dans le nez de l'appareil, et utilisant une puissance de 1 000 Watts pour une alimentation sous 12 Volts. Le cockpit 9 du module propulseur regroupe un tableau de bord comportant l'instrumentation du module propulseur, à savoir notamment un compas, un profondimètre, une alarme de profondeur, un horizon artificiel et un baromètre. De plus, le module propulseur est équipé d'un ensemble d'alarmes électriques, telles qu'une alarme de défauts d'isolement général et/ou de défauts d'isolement du bloc propulseur, une alarme de tension minimale destinée à surveiller l'état de charge des accumulateurs électriques, et une alarme de présence d'eau dans le caisson d'accumulateurs ou un boîtier électrique. On se réfère maintenant aux figures 10 et 11, représentant les détails du système de pilotage de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention. Le système de pilotage se compose principalement de deux ailerons avant 41 (droit et gauche), d'un gouvernail de profondeur arrière 43 central placé dans le carénage d'hélice (figures 4 et 10) et relié par une tringlerie 45 à un manche de commande 47 destiné à être utilisé par le scaphandrier en position assise et possédant un dispositif faisant varier indépendamment la vitesse de rotation des moteurs 2 CV contenus dans chaque compartiment 61 du module de nettoyage, de manière à faire tourner l'appareil sur son axe de lacet (axe vertical), et à une poignée de commande 49 située dans le cockpit et destinée à être utilisée par le scaphandrier en position couchée.Chaque aileron avant 41 et le gouvernail de profondeur 43 sont mobiles autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe longitudinal du module propulseur, et peuvent être commandés en agissant sur le manche 47 ou la poignée de commande 49. Le dispositif de commande par câbles 44 disposé entre le manche 47, la poignée 49, les ailerons 41, 43 et le gouvernail de direction 51, est agencé de telle manière qu'un mouvement du manche 47 ou de la poignée 49 vers la droite permet de commander les ailerons avant 41 en abaissant l'aileron droit, bord d'attaque vers le bas, et en levant l'aileron gauche, et de braquer le gouvernail de direction 51 sur la droite, alors qu'un mouvement du manche ou de la poignée vers la gauche permet de commander les ailerons avant 41 en abaissant l'aileron gauche et en levant l'aileron droit, tout en braquant le gouvernail de direction 51 sur la gauche.L'appareil va s'incliner à gauche ou à droite grâce aux ailerons 41 (axe de roulis) et pivoter à gauche ou à droite grâce au gouvernail de direction 51 (axe de lacet). La poignée de commande 49 et le manche 47 sont reliés par une tringlerie arrière 45 à un gouvernail de profondeur 43, de telle manière qu'une action sur la poignée de commande 49 vers l'avant ou vers l'arrière braque le gouvernail de profondeur 43 (respectivement en bas ou en haut), ce qui fait respectivement pivoter l'engin de nettoyage pour piquer ou se cabrer autour de son axe horizontal de tangage. Comme représenté à la figure llB, l'actionnement de la poignée de commande 49 vers l'avant braque l'aileron 41 faisant office de gouvernail de profondeur avant vers le bas, et l'aileron 43 faisant office de gouvernail de profondeur arrière vers le haut, ce qui fait piquer l'engin de nettoyage sous-marin du nez, dans le sens des profondeurs croissantes. De façon similaire, comme représenté à la figure 11C, l'actionnement de la poignée de commande 49 vers l'arrière relève l'aileron 41 faisant office de gouvernail de profondeur avant, de même que l'aileron 43 faisant office de gouvernail de profondeur arrière, ce qui a pour effet de faire pivoter l'engin de nettoyage sous-marin vers le haut, dans le sens des profondeurs décroissantes. Selon une variante de réalisation du système de pilotage, les tringles de commande avant et les tringles de commande arrière sont reliées au niveau d'un boîtier d'embrayage 53, permettant de débrayer sélectivement les ailerons avant du gouvernail de profondeur 43 et de direction 51. On va maintenant décrire le module nettoyeur 5 de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention. Ce module nettoyeur 5 comporte principalement deux compartiments de ramassage, sensiblement cylindriques 61, notamment en polyester, disposés sur un arceau 63 en acier faisant office de support et protégeant la base du module nettoyeur contre les chocs sur les fonds marins. Chaque compartiment cylindrique latéral possède une trappe d'accès 65 pivotante donnant accès à l'intérieur du compartiment. Le compartiment 61 est conçu pour recevoir un sac de ramassage de déchets 67, notamment un sac en nylon tel que celui représenté à la figure 8. La partie avant de chaque compartiment cylindrique 61 est pourvue d'une zone d'aspiration 69 connectée d'une part au compartiment cylindrique, et orientée d'autre part vers le bas et les déchets à aspirer.L'entrée de la zone d'aspiration est pourvue d'un rideau 71 en matière plastique ou en nylon faisant office de joint entre le sol et la zone d'aspiration 69, afin d'améliorer l'efficacité de l'aspiration. A l'arrière de chaque compartiment cylindrique 61 est disposé un moteur électrique 21' d'une puissance de l'ordre de 2 CV, entraînant une hélice 25' de façon à créer à l'intérieur du compartiment de ramassage, une dépression provoquant l'aspiration des déchets (flèches 72). Les déchets aspirés dans le compartiment cylindrique 61 sont capturés par le sac ou filet 67, et l'eau passée dans le compartiment est restituée à l'arrière de celui-ci, sous la forme d'une poussée (flèche 75) contribuant à la propulsion de l'engin de nettoyage sous-marin. Dans ces conditions, il est possible de stopper le bloc propulseur 11 du module propulseur 3 afin d'économiser l'énergie de celui-ci et ainsi d'augmenter son autonomie. Pour éviter que les déchets ressortent du compartiment cylindrique pendant l'aspiration, celui-ci est de préférence pourvu d'un clapet en caoutchouc (non représenté) positionné en avant du sac en nylon. Chaque compartiment cylindrique du module nettoyeur est pourvu d'au moins un ballast disposé à l'intérieur du compartiment. Ces ballasts sont du même type (enveloppe souple) que ceux du module propulseur, et permettent de faire remonter le module nettoyeur à la surface par mise en pression des ballasts à partir des bouteilles d'air comprimé 29 (figure 13) de l'engin de nettoyage. En outre, le module nettoyeur est pourvu de préférence de quatre régleurs 28' (figure 12), situés à l'avant et à l'arrière du module. Chaque régleur 28' est réalisé en acier inoxydable. A nouveau, le contrôle des niveaux dans chaque régleur se fait par mise en pression des régleurs à partir des bouteilles d'air comprimé 29. En variante, la distribution d'air du module nettoyeur peut être obtenue à partir du circuit d'air et des bouteilles d'air comprimé 4 du module propulseur. De plus, le module nettoyeur peut également être pourvu de moyens d'éclairage indépendants de ceux du module propulseur. La liaison mécanique entre le module propulseur et le module nettoyeur est effectuée de la manière suivante : l'arceau tubulaire 63 métallique formant châssis du module nettoyeur présente une ouverture sensiblement rectangulaire dans laquelle vient s'engager le caisson 17 à accumulateurs du module propulseur. Afin de faciliter le centrage et la fixation du module propulseur 3 sur le module nettoyeur 5, chaque compartiment cylindrique de ce dernier est de préférence pourvu d'une patte de positionnement et de fixation 77 (figure 13), pourvue d'un moyen de fixation quelconque connu en soi sur l'extérieur de la coque du module propulseur. L'utilisation de l'engin de nettoyage sous-marin décrite précédemment est alors la suivante le scaphandrier ayant pris place dans le module propulseur comme représenté à la figure 5, il actionne les commandes du bloc propulseur, ainsi que les commandes du système de pilotage, afin de se rendre sur un site pollué. Arrivé sur place, il s'installe de préférence en position assise (figure 9), afin d'accroître son champ de vision. Puis il actionne les commandes de mise en marche des deux moteurs électriques du module nettoyeur, ce qui a pour effet d'aspirer l'eau et les déchets situés à proximité de l'entrée des compartiments de ramassage. Les déchets ramassés sont capturés dans le filet ou sac en matière plastique, et l'eau est rejetée par l'hélice, contribuant à la propulsion de l'engin. Lorsque les sacs de ramassage sont pleins, le scaphandrier ouvre les compartiments de ramassage, accroche les sacs à une élingue, afin qu'ils soient remontés à la surface par un bâtiment de surface, ou alors il les remonte à la surface à l'aide de l'engin de nettoyage lui-même. Il ressort de ce qui précède que l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention permet en toute sécurité de nettoyer rapidement les fonds marins, à un rythme et avec une efficacité bien plus élevée que jusqu'à présent. En outre, l'utilisation de l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention permet de préserver les fonds marins, car ce nettoyage est effectué par aspiration des déchets, et non pas par grattage du fond. En outre, l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention peut aisément être équipé d'un dispositif d'accrochage afin de remorquer une charge lourde ou un déchet de grande dimension jusqu'à un bateau ou jusqu'au rivage. Enfin, l'engin de nettoyage sous-marin selon l'invention permet le déplacement d'un ou de plusieurs plongeurs supplémentaires sans que ceux-ci aient à se déplacer par leurs propres moyens. REVENDICATIONS 1. Engin de nettoyage sous-marin (1), caractérisé en ce qu'il comporte un module propulseur (3) où est installé un scaphandrier pour diriger l'engin, et un module nettoyeur (5) accouplé audit module propulseur, et pourvu de moyens de ramassage de déchets. 2. Engin de nettoyage sous-marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module propulseur (3) comporte un bloc propulseur (11) alimenté électriquement, et des moyens de commande (47, 49) d'éléments directionnels (41, 43, 51) pour diriger l'engin de nettoyage sous-marin sur et/ou sous l'eau. 3. Engin de nettoyage sous-marin selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits éléments directionnels comportent des gouvernails (41) de profondeur et d'inclinaison avant, un gouvernail (43) de profondeur arrière et un gouvernail de direction (51), actionnés par le scaphandrier, ainsi qu'un ensemble de dispositifs régleurs (28) situés à l'avant et à l'arrière du module propulseur, alimentés en air comprimé, afin de positionner l'appareil dans l'eau, en tangage. 4. Engin de nettoyage sous-marin selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit module propulseur (3) comporte des poches souples gonflables et étanches, faisant office de ballasts, afin de permettre la plongée ou la remontée de l'engin de nettoyage à la surface de l'eau. 5. Engin de nettoyage sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module nettoyeur (5) comporte deux compartiments cylindriques (61), disposés sur un arceau (63) en acier faisant office de support, chaque compartiment cylindrique (61) présentant une trappe d'accès (65), le volume interne de chaque compartiment étant pourvu d'un sac de ramassage de déchets (67). 6. Engin de nettoyage sous-marin selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie avant de chaque compartiment cylindrique (61) est pourvue d'une zone d'aspiration (69) connectée d'une part au compartiment cylindrique (61), et orientée d'autre part vers le bas et les déchets à aspirer sur le fond marin. 7. Engin de nettoyage sous-marin selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'entrée de ladite zone d'aspiration (69) est pourvue d'un rideau en matière plastique (71) faisant office de joint entre le sol et la zone d'aspiration (69), afin d'améliorer l'efficacité de l'aspiration des déchets. 8. Engin de nettoyage sous-marin selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la partie arrière de chaque compartiment cylindrique (61) est pourvue d'un moteur électrique (21') entraînant une hélice (25'), de façon à créer à l'intérieur du compartiment de ramassage (61) une dépression provoquant l'aspiration des déchets. 9. Engin de nettoyage sous-marin selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque compartiment de ramassage (61) est pourvu d'au moins un ballast disposé à l'intérieur du compartiment, alimenté en air comprimé à partir de bouteilles d'air comprimé (29), pour permettre de faire remonter le module nettoyeur à la surface par mise en pression des ballasts, et en ce que ledit module nettoyeur (5) est pourvu de régleurs (28') situés à l'avant et à l'arrière du module nettoyeur, le contrôle de niveaux d'eau dans chaque régleur permettant de régler le tangage du module nettoyeur. 10. Engin de nettoyage sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module propulseur (3) présente dans sa partie inférieure un caisson (17) à accumulateurs électriques (19), lequel vient s'engager dans une ouverture sensiblement rectangulaire du module nettoyeur (5), de façon à solidariser le module propulseur (3) et le module nettoyeur (5) de manière amovible.