Brevet FR2768711A1 — publié le 19990326

La présente invention concerne un dispositif permettant de positionner précisément tout objet mis en place sous l'eau par une grue, et notamment les blocs et accropodes disposés le long d'une digue lors de sa construction. Vu leur mode d'utilisation et leur fragilité, la mise en oeuvre de moyens de positionnement acoustique sous-marin s'avère inadaptée pour opérer en cours de travaux le long d'une digue. Ce positionnement est donc traditionnellement calculé d'après la localisation précise de la flèche de la grue, qu'il est possible d'assurer grâce aux divers moyens de positionnement aérien disponibles sur le marché. Une mesure complémentaire de la longueur du câble porteur peut permettre d'apprécier la profondeur du point de pose. L'opération de pose s'effectuant sur des fonds en pente et de morphologie irrégulière, le colis glisse ou roule avant de se stabiliser. De ce fait, la précision absolue en X/Y/Z du point de pose apprécié de la façon traditionnelle ci-dessus demeure très mauvaise. Le dispositif selon l'invention permet de remedier à ces inconvénients. En effet, il prévoit, selon une première caractéristique, d'aménager la flèche de la grue avec une armature métallique en forme de "U" renversé, fixée par le milieu de sa branche horizontale sur le dessus de la flèche, à la verticale de la sortie de la poulie. Cette fixation, assurée par deux demi-coques, permet à l'axe horizontal de pivoter librement dans l'axe longitudinal de la grue, et donc à l'ensemble du système de rester par simple gravité dans le plan vertical transversal à la flèche. Le dispositif est équipé comme suit - une première caméra vidéo est installée au bout de l'une des deux branches verticale; son objectif, muni d'un réticule, est axé sur l'autre branche verticale; - un mât vertical soudé au milieu de la branche horizontale du "U" permet de fixer une antenne de positionnement par satellite (GPS). - une deuxième caméra vidéo est installée sous la flèche de la grue pour une vise dans son axe longitudinal. La grue doit être équipée, à l'origine ou spécifiquement pour chaque opération, d'une poulie compteuse permettant la mesure de la longueur de câble filé sous la tête de flèche. Dans la cabine du grutier sont installés les équipements suivants: - le récepteur GPS, relié par liaison filaire à son antenne - un calculateur P.C. portable interfacé sur le système GPS, équipé d'un logiciel de navigation. Le grûtier peut ainsi suivre en permanence sur écran l'évolution de la tête de flèche en latitude, longitude et altitude. - deux moniteurs vidéo reliés par liaisons filaires aux caméras vidéo - un système d'affichage de la mesure de la longueur de câble Le système permet de conduire les opérations suivantes: - l'amenée très précise du colis au dessus de sa zone de pose, avec contrôle graphique sur écran et affichage des écarts en X et Y par rapport au point théorique. - la vérification, une fois le colis posé et stabilisé, de sa position en X/Y/Z (la profondeur d'immersion étant calculée automatiquement par le logiciel), et en cas d'écart trop important par rapport au point théorique, la correction de cette pose; cette phase comprend les opérations suivantes: reprise en tension du cable remise de l'axe de la flèche dans l'axe du point de pose par contrôle sur la première caméra remise de la tête de flèche à la verticale du point de pose par contrôle sur la deuxième caméra. entrée manuelle ou automatique de la mesure de longueur de câble. .contrôle des écarts en X et Y et Z par rapport au point théorique. - la validation du point de pose, avec enregistrement de l'ensemble des données sur le calculateur, pour permettre l'édition ultérieure d'un plan général des travaux. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente une vue en plan du dispositif de l'invention installé sur la flèche. La figure 2 représente une coupe longitudinale de la flèche équipée du système. La figure 3 représente une vue de face du système installé en tête de flèche. La figure 4 est un schéma synoptique de l'ensemble des composants du système. En référence à ces dessins, le dispositif comporte une armature métallique en forme de "U" renversé, dont la branche sommitale nommée (1) est fixée en son milieu au dessus de la flèche (2), à la verticale de la sortie du câble (3) du réa de la poulie compteuse (4). Cette fixation s'effectue par l'intermédiaire de deux demi-coques (5) permettant de garantir la rotation libre de l'armature dans l'axe londitudinal de la flèche (2). Les branches verticales de l'armature sont dénommées (6) et (7). Une première caméra vidéo (8) est fixée à l'extrémité de la branche (6), et son axe vertical de visée correspond à la branche (7). Une deuxième caméra vidéo (9) est fixée sous la flèche (2) et visionne dans son axe longitudinal. Un mât (10), soudé au milieu de la branche sommitale (1) dans le plan de l'armature, porte une antenne GPS (11). La poulie compteuse (4), les caméras vidéo (8) et (9), et l'antenne GPS (11) sont reliées par voie filaire jusqu'à la cabine de commande de la grue (12), dans laquelle sont installés un calculateur P.C. (13), 2 moniteurs vidéo (14) et (15) et un afficheur numérique de la longueur de câble (16). Selon plusieurs variantes non illustrées, le système de base peut être simplifié ou amélioré en fonction des précisions et objectifs spécifiques à chaque chantier. Ainsi, la détermination du point en X/Y/Z en sommet de mât (9) peut être obtenue grâce à des systèmes plus ou moins performants de la gamme GPS différentiel, mais également avec d'autres systèmes de positionnement (optiques, radio-électriques...). De même, si le système de positionnement employé n'est pas susceptible d'établir le Z en fonction d'un niveau de référence constant (géoïde local) comme le fait un GPS différentiel sophistiqué, ce niveau sera établi en mesurant séparément la hauteur de la poulie par rapport au plan d'eau, grâce à un système infra-rouge ou laser. A titre d'exemple, le poids de l'armature en "U" adoptée pour des grues de chantier de 500 tonnes de capacité de levage serait de 150 à 200 kilos, l'écartement entre les deux branches verticales étant de 4 à 5 mètres. Le dispositif est surtout destiné aux chantiers de travaux maritimes côtiers pour instrumenter des grues travaillant depuis un terre-plein, ou depuis une barge ancrée. L'utilisation du système peut être étendu à d'autres besoins à terre ou en pleine mer, à chaque fois qu'il s' agit de déterminer la position précise d'un objet ou d'un point situé en dehors du champ de vision de l'opérateur de la grue, et notamment sous liteau. REVENDICATIONS 1) Dispositif de positionnement précis d'objets mis en place sous l'eau à partir d'une grue caractérisé en ce qu'il comporte une armature métallique en forme de "U" renversé dont la branche sommitale (1) est fixée en son milieu au dessus de la flèche (2), à la verticale de la sortie du câble (3) par l'intermédiaire de deux demi-coques (5) permettant de garantir la rotation libre de l'armature dans l'axe longitudinal de la flèche (2). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des branches latérales (6) et (7), ainsi qu'un mât soudé au centre de la branche sommitale (1) de l'armature, dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de la flèche (2). 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 comportant une caméra vidéo (8) installée en bout de la branche verticale (6), son objectif, muni d'un réticule, étant axé sur l'autre branche verticale (7). 4) Dispositif selon les revendications 1 et 2 Xcaractérisé en ce qu'une antenne (11) de réception de données de positionnement satellitaire (GPS) est installée au sommet du mât (10). 5) Dispositif selon Itune des revendications précédentes caractérisé par une deuxième caméra vidéo (9) installée sous la flèche de la grue (2) axée suivant l'axe de cette dernière, et une poulie compteuse (4) permettant de mesurer la longueur de câble filé (3). 6) Dispositif selon les revendications 1,2,3,4 et 5 qui permêt par liaisons filaires des divers capteurs jusqu'à la cabine de la grue (12) - d'afficher en continu sur l'écran d'un calculateur PC (13) la position en latitude, longitude et altitude du point de sortie du cable (3) de la poulie compteuse (4); - de visualiser sur les écrans vidéo (14) et (15) les écarts latéraux et longitudinaux du câble (3) par rapport à la verticale et de corriger ces écarts par action sur la flèche (2); - d'introduire la longueur du câble (3) filé dans le calculateur PC (13); - de comparer les coordonnées X, Y et Z des différents points à mesurer sous l'eau par rapport aux valeurs théoriques correspondantes, de les valider et de les enregistrer.