Brevet FR2762287A1 — publié le 19981023

Engin marin à deux régimes de fonctionnement La présente invention concerne un engin marin du type comprenant une structure flottante équipée d'au moins un compartiment ballastable pour permettre son immersion et des moyens de propulsion et de gouverne de l'engin. Depuis de longues années, on a cherché à concevoir des engins marins à deux régimes de fonctionnement, à savoir un régime dit de "transit" dans lequel l'engin marin atteint une grande vitesse dans le but de se rendre rapidement sur un lieu d'intérêt et un régime dit "opération" dans lequel l'engin évolue à basse vitesse pour effectuer son activité nominale en ayant des mouvements lents et en étant discret. Des engins sous-marins, bien connus à ceux versés dans cet art, permettent de respecter les critères de discrétion, de mouvement lent en opération et, dans une certaine mesure, ceux de grande vitesse en transit. Toutefois, ces engins sous-marins se caractérisent par des difficultés inhérentes à leur pilotage et à leur coût, induit notamment par le respect de règles de sécurité et par leur conception intrinsèque. Les engins de surface classiques permettent quant à eux d'atteindre les objectifs de vitesse en transit, de facilité de mise en oeuvre et de pilotage, de sécurité et de coût. En revanche, les contraintes de mouvement lent et de discrétion en opération sont plus difficilement réalisables par ce type d'engin. Pour optimiser les deux régimes de fonctionnement d'un tel engin marin, il a été développé un concept SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull) dans lequel l'engin est constitué d'un corps sous-marin et d'une superstructure aérienne, le corps sous-marin et la structure aérienne étant reliés par des jambes à faible surface de flottaison. La faible surface de flottaison des jambes permet d'assurer des mouvements lents en respectant les contraintes de sécurité, de facilité de mise en oeuvre, voire de pilotage. En revanche, ce type d'engin est sujet à une forte résistance à l'avancement qui ne lui permet pas d'atteindre les vitesses requises en régime dit de transit. De plus, il nécessite une structure multicoque pour des raisons de stabilité, ce qui en augmente le coût. Un premier but de la présente invention est donc de proposer un engin marin à deux régimes de fonctionnement facile à piloter et sûr. Un autre but de la présente invention est de proposer un engin marin à deux régimes de fonctionnement conçu de manière telle qu'il présente, en position immergée, une faible surface de flottaison et une grande inertie garantissant sa discrétion et sa stabilité et, en position émergée, une faible résistance à l'avancement lui permettant d'atteindre des vitesses de déplacement élevées. Un autre but de la présente invention est de proposer un engin marin à deux régimes de fonctionnement de conception particulièrement simple rendant sa fabrication économique. A cet effet, l'invention a pour objet un engin marin du type comprenant une structure flottante, de préférence monocoque, équipée d'au moins un compartiment ballastable pour permettre son immersion et des moyens de propulsion et de gouverne de l'engin, caractérisé en ce que la structure est munie d'au moins un flotteur situé au-dessus de la structure, ce flotteur maintenant la structure à une profondeur prédéterminée, sensiblement constante, quand la structure est en position immergée de manière à faciliter le pilotage dudit engin en position immergée de la structure. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, chaque flotteur est relié à la structure au moyen d'au moins une jambe. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue schématique de côté d'un engin marin conforme à l'invention et la figure 2 représente une vue de l'arrière de l'engin marin de la figure 1. L'engin marin, objet de l'invention, comprend au moins une structure flottante 1, de préférence monocoque, équipée d'au moins un compartiment ballastable 6 pour permettre son immersion, au moins un flotteur 2 situé au-dessus de la structure 1, ce flotteur 2 maintenant la structure 1 à une profondeur prédéterminée, sensiblement constante quand celle-ci est en position immergée. Chaque flotteur 2 est relié à la structure 1 au moyen d'au moins une jambe 3. Dans l'exemple représenté à la figure 1, la structure flottante immergeable 1 est constituée par une coque planante immergeable, cette structure 1 étant équipée de deux jambes 3 reliant chacune un flotteur 2 à ladite structure 1. La structure 1 est équipée d'au moins un compartiment ballastable 6 pour permettre son immersion. Ainsi, lorsque le compartiment ballastable 6 est vide ou sensiblement vide, l'engin occupe une position déterminée par rapport à la ligne de flottaison 52 dans la figure 1 et, quand le compartiment ballastable 6 est plein, une position déterminée par rapport à la ligne de flottaison 51 dans la figure 1. La structure 1 comprend en outre au moins un compartiment étanche 7 renfermant au moins partiellement les moyens de propulsion 8 et de gouverne dudit engin. Ce compartiment 7 pourra également renfermer les moyens de motorisation ainsi que tout autre élément nécessaire au fonctionnement dudit engin. Il est à noter que cet engin marin peut être piloté à distance. Il incorpore dans ce cas des moyens lui permettant de s'auto-guider pour suivre une trajectoire et rallier un point prédéfini par un opérateur. Cet engin marin peut également être un engin marin dans lequel du personnel a été embarqué à l'intérieur du compartiment étanche et assure le pilotage dudit engin. Il est bien évident que la représentation des compartiments ballastables et étanches est fournie uniquement à titre d'exemple et qu'elle peut être modifiée en fonction de la destination et des applications d'un tel engin marin. Le ou les compartiments ballastables 6 de la structure flottante 1 comportent des ouvertures 10 à travers lesquelles s'effectue la circulation du fluide aqueux dans lequel est disposé l'engin marin pour permettre le remplissage ou la vidange dudit compartiment ballastable 6. Ces ouvertures peuvent être situées en différents endroits du compartiment ballastable. Ainsi, dans l'exemple représenté, une ouverture 10 est disposée sensiblement à l'avant de la structure au niveau du plancher de cette structure et l'arrière de la structure est au moins au trois quart ouvert comme le montre la figure 2. Il est à noter que le compartiment ballastable peut être partiellement ou totalement ouvert sur le dessus. Le remplissage et la vidange des compartiments ballastables 6 de la structure flottante 1, à travers les ouvertures 10 appropriées, sont de préférence des actions passives dont le déroulement est asservi à la vitesse de déplacement de l'engin. En d'autres termes, le ballastage et le déballastage sont entièrement passifs, c'est-à-dire que les volumes ballastables, déterminés par le volume du ou des compartiments ballastables 6, sont ouverts et se remplissent lorsque l'engin marin ralentit ou s'arrête et se vident de façon dynamique par effet de dépression lorsque l'engin marin accélère. De préférence, l'entrée et la sortie de l'air nécessaires à ce ballastage et à ce déballastage s'effectuent au travers des jambes 3 supportant les flotteurs 2 et éventuellement d'ouvertures supplémentaires. Toutefois, bien que la solution du ballastage et du déballastage passifs soit préférée, il est également possible d'avoir recours à des systèmes actifs de ballastage et de déballastage, tels que des pompes, des dispositifs d'insufflation d'air, etc. Comme il a été précisé ci-dessus, pour faciliter le remplissage et la vidange des compartiments ballastables 6, les jambes 3 et les flotteurs 2 comportent des passages 9 de circulation d'air pour la circulation d'air entre l'intérieur de la structure 1, en particulier le compartiment ballastable 6 ou le compartiment étanche 7, et l'atmosphère. Ainsi, dans le cas de la figure 1, l'un des flotteurs 2 peut par exemple se présenter sous forme d'un anneau évidé dont la portion évidée est en communication étanche avec un conduit sensiblement central de la jambe, ce conduit débouchant dans le compartiment ballastable 6 de la structure flottante 1. L'autre jambe de la structure flottante 1 portant également un flotteur 2 torique est conçue de manière analogue à l'exception du fait que, dans ce cas, le conduit 9 débouche dans le compartiment étanche 6. Il devient ainsi possible de permettre, à travers les jambes 3 et les flotteurs 2, le passage de l'air en position opération de l'engin correspondant à une position déterminée par rapport à la ligne de flottaison 51, ce qui permet d'alimenter éventuellement un moteur thermique, disposé à l'intérieur du compartiment étanche 7, et d'assurer ainsi une autonomie plus grande de l'engin comparé à l'utilisation d'un moteur électrique. La structure flottante immergeable 1 de l'engin marin est conformée de telle sorte que le centre de carène CC de la structure 1 est situé au-dessus du centre de gravité CG de ladite structure de manière à assurer une stabilité maximale de l'ensemble. De même, l'avant de la structure 1 est conformé pour faciliter la mise en assiette positive de la structure 1, permettant d'amorcer la remontée de celleci, lorsque la structure est immergée. Ainsi, à titre d'exemple d'architecture de la structure de l'engin, il peut être prévu, à l'avant de la structure dans la partie supérieure de cette dernière, une proéminence qui induit une dépression permettant de faire monter l'avant de la structure vers la surface libre dès que l'engin avance. Les moyens de propulsion retenus peuvent être, à titre d'exemple, constitués par un hydrojet. Le principe de fonctionnement d'un tel engin marin est le suivant. En régime dit de transit, la vitesse de l'engin est élevée et se situe au-delà d'une vitesse prédéterminée par construction de telle sorte que la structure 1 de l'engin est située au moins en partie au-dessus de la ligne de flottaison dans une position conforme à celle représentée à la figure 1 par rapport à la ligne de flottaison 52 et fonctionne à la manière d'une coque planante. Ceci permet d'obtenir des vitesses de déplacement élevées de l'engin. Lorsque l'engin arrive sur le site ou au voisinage du site dans lequel il doit opérer, la vitesse de l'engin est réduite et repasse en-dessous d'une valeur de vitesse prédéterminée par construction. A ce moment là, on observe un remplissage des compartiments ballastables entraînant une immersion progressive de la structure 1 jusqu'à une position dans laquelle les flotteurs sont à la surface de la ligne de flottaison 51. L'engin est dans cette position en régime dit d'opération dans lequel il peut agir discrètement en ayant des mouvements lents. Dès que l'opération est terminée, la vitesse de l'engin est à nouveau augmentée. L'augmentation de la vitesse génère une vidange dynamique progressive du compartiment ballastable provoquant la remontée progressive de la structure 1 jusqu'à une position immergée. On obtient ainsi un engin marin dont les deux régimes de fonctionnement ont été optimisés. Un tel engin marin est rapide, sûr, facile à piloter et de coût relativement réduit. Les flotteurs 2 de cet engin peuvent être équipés de dispositifs aériens 4, tels que des dispositifs d'observation, d'analyse ou similaire, adaptés à la destination de l'engin. Les applications de cet engin peuvent concerner notamment l'observation ou la mesure en milieu aérien ou sous-marin dans les domaines militaires, océanographiques ou des loisirs. REVENDICATIONS 1. Engin marin du type comprenant une structure flottante (1), de préférence monocoque, équipée d'au moins un compartiment ballastable (6) pour permettre son immersion et des moyens de propulsion (8) et de gouverne de l'engin, caractérisé en ce que la structure (1) est munie d'au moins un flotteur (2) situé au-dessus de la structure (1), ce flotteur (2) maintenant la structure (1) à une profondeur prédéterminée, sensiblement constante, quand la structure (1) est en position immergée, de manière à faciliter le pilotage dudit engin en position immergée de la structure (1). 2. Engin marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque flotteur (2) est relié à la structure (1) au moyen d'au moins une jambe (3). 3. Engin marin selon la revendication 2, caractérisé en ce que jambes (3) et flotteurs (2) comportent des passages (9) de circulation d'air pour la circulation d'air entre l'intérieur de la structure (1) et l'atmosphère. 4. Engin marin selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les flotteurs (2) sont équipés de dispositifs aériens (4), tels que des dispositifs d'observation, d'analyse ou similaire. 5. Engin marin selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est agencé de telle manière que le remplissage et la vidange des compartiments ballastables (6) de la structure flottante (1) à travers des ouvertures (10) appropriées sont des actions passives dont le déroulement est asservi à la vitesse de déplacement de l'engin. 6. Engin marin selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la structure (1) est conformée de telle sorte que le centre de carène (CC) de la structure (1) est situé au-dessus du centre de gravité (CG). 7. Engin marin selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la structure (1) comprend, outre au moins un compartiment ballastable (6), au moins un compartiment étanche (7) renfermant au moins partiellement les moyens de propulsion (8) et de gouverne dudit engin. 8. Engin marin selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'avant de la structure (1) est conformé pour faciliter la mise en assiette positive de la structure (1), permettant d'amorcer la remontée de celleci, lorsque la structure est immergée. 9. Engin marin selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la structure (1) est une coque planante immergeable.