Brevet FR2744694A1 — publié le 19970814

La présente invention concerne un véhicule autopropulsé subaquatique inhabité radio commandé affleurant légèrement à la surface de l'eau dont la manoeuvrabilité permet de positionner avec précision une charge utile, par exemple une caméra de télévision immergée. Pour certaines applications on a besoin d'effectuer des recherches, des inspections ou des travaux sous l'eau dans les océans, les mers, les lacs, etc.... Utiliser un véhicule inhabité radio commandé permet de réduire les coûts d'opération par rapport à l'utilisation de plongeurs ou d'outils déployés par des navires de surface opérés par du personnel. Pour les reconnaissances par ondes acoustiques, il existe des bateaux inhabités radio commandés ou des engins inhabités radio commandés dotés de mats et de quille, mais ils sont opérés à grande vitesse, ce qui ne permet pas de les utiliser pour les explorations visuelles ou les opérations en station. Pour les reconnaissances visuelles on peut utiliser un véhicule sousmarin télé opéré par câble (Remotely Operated Vehicle en anglo-saxon) mais le câble, même réduit à une simple fibre optique, devient trop vite une gène. On peut également utiliser un navire de surface radio commandé remorquant une caméra, mais le système est sensible aux conditions de vent et de vague tandis que ses actionneurs doivent être suffisamment immergés pour éviter les phénomènes de cavitation, de même les capteurs doivent être déportés pour éviter les turbulences de l'interface air-eau. Le véhicule selon l'invention n'est pas un navire de surface qui offre une prise au vent importante ni un véhicule sous-marin totalement submergé relié par câble à sa base, ni un véhicule sous- marin fait pour évoluer à grande vitesse avec des excroissances (mats et quille). L'engin selon l'invention est un véhicule quasi immergé (comme un iceberg) autopropulsé et radio commandé. Quasi immergé, Il est caractérisé par une flottabilité très faible ce qui permet de ne faire émerger que la partie supérieure pour permettre de dégager les antennes de transmissions radioélectriques (positionnement, contrôle, commande). Ce véhicule est immergé mais flottant, nous avons donc employé le terme de quasi immergé pour décrire cette particularité. Affleurant à la surface de l'eau, il est ainsi peu sensible au vent et à la houle courte due au vent. Un autre avantage est que ses actionneurs et ses capteurs sont déjà immergés par construction. Le fait de comporter des patins sur la partie inférieure du châssis contribue également à la facilité de sa mise en oeuvre. Le fait que l'engin reste toujours flottant permet de faciliter sa pesée et de le récupérer facilement même en cas d'avarie notamment si ses actionneurs sont défaillants. Le véhicule est autopropulsé, la partie principale, qui est ainsi immergée, comporte notamment la source d'énergie et les propulseurs qui sont disposés de manière à rendre le véhicule très manoeuvrant même lorsqu'il doit opérer en station. 2 2744694 L'engin est doté d'une charge utile qui peut être différente suivant les modes de réalisation. Suivant un mode de réalisation, la charge utile peut être composée par une caméra de télévision intégrée au véhicule ou déportée à l'extrémité d'une câble avec si nécessaire une gestion du câble par un treuil. La charge utile peut également être constituée par des capteurs, intégrés ou déportés de la même manière que pour les caméras de télévision, servant à mesurer la qualité de l'eau ou les caractéristiques des fonds. Le véhicule est radio commandé, il est commandé mais aussi contrôlé en utilisant des ondes radioélectriques qui le relient avec une base à terre ou une base en mer. Les commandes sont envoyées par la base vers le véhicule par exemple à l'aide d'une radio commande utilisée en radio modélisme. Son contrôle, depuis la base, s'effectue visuellement ou grâce à la réception des informations ou des images transmises par les ondes radioélectriques émises par l'engin. Des données sont également transmises du véhicule vers la base. D'autres caractéristiques et avantages de l'engin selon l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation décrits à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés o: - la Fig.1 montre schématiquement le dispositif en opération; - la Fig.2 montre l'agencement du véhicule. Le dispositif schématisé à la Fig. 1, est utilisé pour placer ou déplacer de façon précise une charge utile intégrée (8) au véhicule (1) ou déportée (9) par l'intermédiaire d'un câble (10) géré par un treuil (11). Le déport pourrait aussi être obtenu dans certains cas avec un simple câble de longueur fixe. La charge utile peut être définie en fonction des missions, par exemple pour des missions de reconnaissance ou d'inspection elle peut être constituée par des caméras de télévision immergées ou des capteurs de mesure de la qualité de l'eau (oxygène dissous, nitrates...) ou des instruments de mesure des caractéristiques du sol ou du sous-sol (bathymétrie, imagerie, pénétration de sédiment,). Selon d'autres modes de réalisation la charge utile déportée peut être télé opérée et comporter elle même des actionneurs allant par exemple jusqu'à une propulsion. Le dispositif comporte une base (2) à terre ou en mer à partir de laquelle le véhicule (1) est commandé et contrôlé par des ondes radioélectriques. A titre d'exemple nous avons fait figurer schématiquement: - une radio-commande (13) qui permet de commander le véhicule et notamment ses propulseurs (6), - un écran de télévision (14) recevant les images et les données transmises par le véhicule (1) tout en étant relié d'une part à un ordinateur personnel (16) qui permet un traitement en temps réel avec un archivage spécifique et d'autre part à un magnétoscope (15) qui permet les enregistrements des vues sous- marines et des données, notamment de positionnement, sur un support magnétique commun selon un standard usuel. 3 2744694 Le dispositif comporte également le véhicule (1) dont l'agencement est présenté en perspective en Fig.2. Le véhicule est constitué autour d'un châssis (3) léger réalisé en aluminium comprenant d'une part deux patins qui donnent une assise à l'engin notamment lorsqu'il arrive sur la côte et qui supportent les équipements principaux et d'autre part une défense faisant le tour complet de l'engin. Cette défense permet de fixer les moto propulseurs (6) à l'intérieur du périmètre de protection. Quatre moto propulseurs sont représentés sur les figures ci-après. Le nombre de propulseurs peut être plus ou moins élevé en fonction de la manoeuvrabilité recherchée. Des actionneurs peuvent également être rajoutés pour obtenir une immersion totale du véhicule pendant certaines phases de mission. Un coffret (4) étanche est fixé sur les deux patins par l'intermédiaire de supports compliants. A l'intérieur de ce coffret marinisé sont implantés les batteries rechargeables, les alimentations ainsi que l'électronique de commande et de contrôle. Le flotteur (5) est situé au dessus du coffret (4) de façon à assurer au véhicule une bonne stabilité et une légère flottabilité. A la partie supérieure du flotteur sont disposés plusieurs appendices: - des antennes (7) pour le positionnement (par satellites comme avec le Global Positioning System, de base ou différentiel; ou autre), la commande (radio-commande de modélisme par exemple), le contrôle (vidéos et données de télésurveillance), - un flash intermittent (12) qui permet le repérage de surface, - une vidéo (17) de pilotage et de surveillance en surface du plan d'eau. On ne sortirait ainsi pas du cadre de l'invention en substituant ou complétant la source d'énergie actuelle sous la forme de batteries (4) par une autre source solaire ou thermique. On ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en substituant ou en adjoignant aux capteurs embarqués (8) ou déportés (9) des capacités de prélèvements ou même d'interventions comme par exemple pour le largage ou la récupération d'objets comme on pourrait le faire en larguant des marqueurs qui permettraient de baliser un site. On ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en proposant un véhicule doté de carénages extérieurs ou conçu de façon à ce que le carénage serve de châssis partiellement ou totalement. Ce serait par exemple le cas dans une version o l'influence des courants serait à prendre en compte de façon plus importante. On ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en rendant le véhicule plus ou moins autonome, pendant certaines phases particulières de mission allant notamment jusqu'à l'immersion totale. Ce serait par exemple le cas o l'on souhaiterait se rapprocher des fonds. On ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en dotant le véhicule d'un moyen de transmission acoustique pour une commande et/ou un contrôle à distance d'un autre dispositif. Ce serait par exemple le cas o l'on recueillerait des mesures collectées par un station de fond. Ce pourrait être aussi le cas o l'on veut commander à distance des actions sur un dispositif immergé fixe 4 2744694 comme une station de fond ou aussi mobile comme pourrait l'être un autre véhicule. On ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en dotant en option le véhicule d'une liaison par câble électrique et/ou à fibre optique pour des cas particuliers. Ce pourrait être par exemple le cas o une énergie importante est nécessaire pour des opérations de très longue durée. Ce pourrait être aussi le cas o des images de très haute qualité doivent être transmises en temps réel. ]o 2744694 REVENDICATIONS 1) Véhicule subaquatique quasi immergé (1) affleurant à la surface de l'eau grâce à sa flottabilité (4,5), autopropulsé (6), radio commandé et contrôlé à l'aide d'antenne(s) radioélectrique(s) (7), à source d'énergie embarquée, doté d'enceinte(s) étanche(s) (4), porteur d'une charge utile intégrée (8) ou déportée qu'elle soit remorquée ou autopropulsée (9), l'ensemble étant disposé sur un châssis (3) permettant de poser le véhicule et d'assurer une protection périphérique. 2) Véhicule selon la revendication (1) basé sur une source d'énergie solaire se substituant ou complétant la version avec batteries. 3) Véhicule selon la revendication (1) basé sur une source d'énergie thermique se substituant ou complétant la version avec batteries. 4) Véhicule selon la revendication (1) doté au moins d'une caméra de pilotage (17) pour les opérations éloignées, complétée en fonction de la mission par une caméra de télévision intégrée (8) ou déportée (9) autopropulsée ou remorquée par un câble (10) géré éventuellement par un treuil (11). Cette ou ces caméras sont radio transmises et peuvent être enregistrées sur le véhicule. 5) Véhicule selon la revendication (1) doté d'un système de radiolocalisation ou de positionnement par satellite transmis par l'intermédiaire d'une antenne (7). 6) Véhicule selon la revendication (1) doté d'une charge utile sous la forme d'instruments intégrés au véhicule (8) ou déportés (9) par un câble de longueur fixe (10) ou qui peuvent être déployés à partir d'un treuil sous-marin (11). Il peut aussi s'agir selon ces différents modes de permettre des prélèvements ou des interventions comme par exemple pour le dépot et le relevage d'objets ou encore des largages. 7) Véhicule selon la revendication (1) opéré en mode quasi autonome (supervision) ou autonome avec notamment des possibilités d'immersion momentanées. 8) Véhicule selon la revendication (1) utilisé pour commander à distance un autre dispositif fixe ou mobile par des ordres transmis par des voies acoustiques. 9) Véhicule selon la revendication (1) qui comporte en option une liaison par un câble électrique et / ou à fibre optique. ) Véhicule selon la revendication (1) et l'une ou plusieurs des revendications (2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9).