Brevet FR2777555A1 — publié le 19991022

UNITE DE DETENTE DE CONTRAINTES La présente invention concerne une unité de détente de contraintes pour un treuil servant à récupérer un corps allongé, par exemple un câble, tel qu'un câble sismique, pour éviter que le corps allongé subisse des endommagements dûs à une traction locale intense et à un enroulement trop rigide du câble sur des bobines ou des tambours de treuils. Lors de la récupération de corps allongés tels que des câbles et analogues à partir de la mer pour lesmonter à bord d'un bateau, les câbles sont normalement tirés par un treuil et stockés sur des bobines de stockage ou sont enroulés sur un tambour de treuil pour leur stockage. De tels dispositifs sont applicables à un câble et à un fil métallique très résistants. Cependant pour un équipement plus fragile, comme un câble sismique, la traction élevée et la pression appliquées au câble sur le tambour de treuil ou sur la bobine lors de l'enroulement du câble peut conduire à un endommagement du câble. Pour résoudre ce problème, on a développé différentes unités de détente de contraintes. Une unité de détente de contraintes connue utilisée par exemple pour un câble, comprend deux disques inclinés l'un vers l'autre de manière à former un coin entre eux. Ce dispositif permet une bonne saisie du câble si la traction est forte de sorte que la ligne devant être récupérée est serrée par un effet de coin entre les disques. Cependant la pression conduit à une déformation et à une destruction possible d'un câble sismique, qui est tiré dans le dispositif. Une autre solution comprend un tambour tronconique, sur lequel le corps allongé est enroulé sur une ou plusieurs spires. Le câble, le filet de pêche ou la longue ligne devant être récupéré, arrive au tambour au niveau de la partie de diamètre maximum et quitte le tambour au niveau d'une partie d'un diamètre inférieur, pour le maintien du corps allongé en place. Ce dispositif n'est pas applicable à un câble fragile étant donné que le câble doit se déplacer par rapport au tambour et peut être retourné, ce qui endommage le câble. Une autre solution connue consiste à utiliser des treuils interconnectés, auquel cas le câble devant être récupéré s'applique successivement autour des treuils. Pour obtenir un frottement adéquat entre le câble et les treuils, il faut que le câble soit enroulé plusieurs fois autour de chaque treuil ou il faut utiliser plus de deux treuils. Aucune de ces solutions n'est acceptable pour des raisons pratiques ou économiques. Une solution utilisant plusieurs treuils est à la fois lourde et coûteuse, tandis qu'un enroulement sur plusieurs spires autour de chaque treuil conduit au problème mentionné précédemment concernant le déplacement du câble par rapport aux treuils. Une autre solution utilisée actuellement pour des câbles, qui résiste à une manipulation dans des conditions sévères, est un système linéaire, dans lequel le câble est tiré par des roues ou des bandes convoyeuses en vis-à-vis. L'utilisation de ce type de dispositif peut conduire à une situation dans laquelle le câble commence à se déplacer par inertie étant donné que dans la partie de départ du système il s'établit une traction plus élevée qu'à l'extrémité du système. Ceci conduit à l'application d'une tension et d'une contrainte indésirables au câble et peut conduire à un déplacement du câble avec à-coups. C'est pourquoi cette solution n'est pas applicable à des câbles fragiles. Les brevets JP 01.176.797, DE 2.631.723, GB 2.294.442 et US 5. 152.506 décrivent le tirage d'un câble sous l'effet de son serrage entre deux courroies sans fin. Cette solution peut conduire à une pression inacceptable au niveau de parties fragiles d'un câble sismique, en dehors d'une tension locale inadmissible appliquée au câble. Le brevet SE 364.930 décrit un dispositif pour récupérer un câble comportant une courroie sans fin servant à récupérer le câble et tirer ce dernier en direction d'une bobine ou d'un tambour de treuil. Le dispositif n'applique pas une détente suffisante au câble et si la tension devient élevée, le câble peut glisser sur le convoyeur et peut être endommagé. Le brevet US 5.082.248 décrit un dispositif comportant une courroie sans fin qui tire, guide et repousse le câble contre un tambour. Ce dispositif ne fonctionne pas avec suffisamment de ménagements pour un câble sismique fragile. Le brevet GB 1.566.904 décrit un dispositif qui utilise une piste sans fin enroulée sous forme hélicoïdale sans fin autour d'une pluralité d'arbres d'entraînement et dans lequel le corps allongé est tiré au moyen de la piste sans fin. Il existe une surface étendue de contact entre la piste sans fin et le corps allongé. Si la tension devient trop grande, le corps allongé peut glisser sur la piste, ce qui fait apparaître une tension locale élevée pouvant endommager le câble. Un but de la présente invention est de fournir une unité de détente de contraintes qui traite avec ménagements un corps allongé, tel qu'un câble fragile, pendant sa récupération et d'éliminer les inconvénients des solutions connues. Conformément à la présente invention, il est prévu une unité de détente de contraintes pour récupérer un corps allongé, tel qu'un câble, comportant deux ou plus de deux surfaces de frottement mobiles adaptées pour tirer le corps allongé, caractérisée en ce que les surfaces de frottement mobiles sont disposées l'une par rapport à l'autre de telle sorte que le corps allongé peut s'appuyer au repos contre une partie d'au moins deux surfaces de frottement d'une manière séquentielle, que cette partie des surfaces de frottement adaptées pour tirer le corps allongé définit une section arquée, et que chaque surface de frottement est pourvue d'une unité séparée d'entraînement. Etant donné que chaque surface mobile de frottement possède sa propre unité d'entraînement, la puissance de traction de chaque surface de frottement peut être réglée de manière que la puissance locale de traction soit maintenue à un niveau suffisamment faible pour ne pas endommager le câble. Le nombre des surfaces de frottement est choisi de manière que la puissance totale de traction produite par toutes les surfaces de frottement soit suffisante pour tirer le corps allongé. De préférence, la partie des surfaces de frottement adaptées pour tirer le corps allongé définit approximativement un demi-cercle. Selon une première forme de réalisation préférée, les surfaces mobiles de frottement sont formées de deux ou de plus de deux roues ou tambours. De préférence ces roues ou tambours sont inclinés de sorte que dans la zone située entre deux roues ou tambours successifs, le corps allongé suit principalement la tangente mutuelle aux roues ou tambours. Conformément à une autre forme de réalisation préférée, le dispositif est constitué de modules, dont chacun comporte une courroie sans fin, un support pour la courroie sans fin et une unité d'entraînement pour la courroie sans fin. De préférence, cette seconde forme de réalisation préférée est constituée par des groupes de modules, dont chacun comprend deux ou plus de deux modules parallèles, les groupes de modules étant disposés les uns par rapport aux autres de telle sorte que les parties des pistes définissant des sections arquées sont orientées à l'opposé l'une de l'autre. Il est également préférable, dans cette seconde forme de réalisation, que les groupes de modules sont décalés et inclinés l'un par rapport à l'autre de sorte que dans la zone située entre deux modules successifs, le corps allongé suit principalement la tangente mutuelle aux modules de sorte que le corps allongé n'est plus soumis à l'action de forces latérales. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en élévation latérale d'une unité de détente de contraintes selon la première forme de réalisation préférée; - la figure 2 est une vue du dispositif représenté sur la figure 1, suivant la ligne A-A sur cette figure; - la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1; - la figure 4 est une vue en perspective du dispositif d'une première forme de réalisation; - la figure 5 est une vue en élévation latérale d'une seconde forme de réalisation préférée; et - la figure 6 est une vue du dispositif de la figure 5, suivant la ligne B-B. Exemple 1 Une première forme de réalisation préférée, dans laquelle les surfaces mobiles de frottement sont des roues ou des tambours 1, est représentée sur les figures 1, 2 et 3. Pour simplifier, on utilisera ci-après le mot tambour pour de tels éléments. L'unité de détente de contraintes comprend plusieurs tambours 1 montés sur un élément de support 2. Chaque tambour possède sa propre unité d'entraînement 3, par exemple un moteur hydraulique ou électrique faisant tourner le tambour 1 par l'intermédiaire d'un bloc d'engrenages 5. Cependant l'invention n'est pas limitée aux moyens d'entraînement indiqués à titre d'exemple étant donné que ce qui est important c'est que l'entraînement de chaque tambour 1 s'effectue séparément et que la puissance et la vitesse d'entraînement puissent être réglées séparément pour chaque tambour 1. Comme cela est indiqué sur les figures, les tambours 1 sont disposés suivant des rangées parallèles 6, 7 de tambours 1. Les tambours 1 de chaque rangée 6, 7 sont décalés les uns par rapport aux autres à la fois radialement et axialement de sorte que les rayons sont essentiellement parallèles entre eux. Les axes de rotation des tambours dans la même rangée 6, 7 sont par conséquent parallèles et inclinés par rapport à une droite imaginaire passant par les centres des tambours. La distance radiale entre deux tambours adjacents 1 de la même rangée est de préférence constante, et la distance radiale dans la première rangée 6 est de préférence égale à la distance radiale dans l'autre rangée 7. Un câble 9 arrivant au dispositif est tout d'abord appliqué sur un tambour 1, de préférence l'un des tambours extérieurs, dans l'une des rangées 6, 7. Le câble est disposé autour d'une moitié de surface circonférentielle du tambour 1. De préférence le tambour 1 est pourvu d'une gorge 4 destinée à garantir le centrage du câble sur la surface circonférentielle. A partir du premier tambour, le câble 9 est envoyé au tambour immédiatement suivant de l'autre rangée de manière à s'appliquer contre la moitié de la surface circonférentielle de ce tambour. Puis le câble 9 circule de la même manière entre les rangées 6, 7. Pour éviter l'application de forces latérales au câble 9 lors du passage d'un tambour au tambour suivant, les tambours situés dans les rangées respectives sont inclinées les uns par rapport aux autres de sorte que le câble circule selon un déplacement approximativement hélicoïdal dans le dispositif, sans être serré contre les parois latérales de la gorge 4. Le nombre de tambours dans un dispositif selon la présente invention peut être modifié en fonction de la demande et de l'espace disponible. Le dispositif doit comporter au moins deux tambours, et il n'existe aucune limite supérieure. Un nombre élevé de tambours garantit que la tension dans le câble est répartie entre les différents tambours. Le dispositif représenté sur les figures 1, 2 et 3 comporte huit tambours, à savoir quatre tambours dans chaque rangée 6, 7. Le câble peut être disposé autour d'un nombre aussi élevé de tambours 1 que ce qui est souhaitable ou s'avère nécessaire. Facultativement, le câble 9 peut être disposé autour de quatre des tambours 1, tandis qu'un autre câble circule au centre du dispositif et est disposé autour des quatre autres tambours 1. De cette manière, deux câbles peuvent être tirés indépendamment l'un de l'autre en utilisant le même dispositif. Le diamètre du tambour 1 est réglé en fonction de la courbure minimale admissible pour le câble 9. Exemple 2 Sur les figures 5 et 6, on a représenté une seconde forme de réalisation préférée de l'invention. La figure 4 est une vue en perspective de cette seconde forme de réalisation préférée, qui représente les deux modules séparés 10 et la relation entre ces modules dans l'unité. Chaque module comprend un convoyeur 11 formé d'une pluralité de blocs 12. Les blocs 12 sont de préférence en forme de U de manière à former une gorge sur le convoyeur 11 pour stabiliser le corps allongé 9. Le convoyeur 11 est une courroie sans fin qui prend appui et glisse sur une piste 13 possédant la forme d'un demi-cercle. Chaque piste est disposée sur un support séparé 20. Un moteur 14 est prévu sur une extrémité de la piste en forme de demi-cercle de manière à entraîner le convoyeur au moyen d'une roue d'entraînement 15. Une autre roue 16 est disposée au niveau de l'autre extrémité du demi-cercle. Cette autre roue 16 peut être entraînée ou non par un moteur. En fonction de la contrainte appliquée au convoyeur 11 et du choix des matériaux, des rouleaux 19 peuvent être prévus sur la piste 13. A la place des rouleaux on peut prévoir un plan de glissement lubrifié facultativement par exemple avec de l'eau, lorsqu'on utilise le dispositif. Pour maintenir le convoyeur 11 sur la piste 13, cette dernière peut être équipée à cet effet de rebords non repré- sentés ou peut être pourvue d'une ou de plusieurs gorges correspondant à des pistes situées sur le convoyeur 11. Dans le dispositif représenté sur la figure 6, les modules sont disposés dans un premier groupe de modules 17 comportant trois modules en parallèle, et dans un second groupe de modules 18 comportant deux modules en parallèle. Les deux groupes de modules sont montés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que les côtés rectilignes des premier et second groupes de modules sont respectivement dirigés l'un vers l'autre sans se toucher, et que les deux groupes sont inclinés l'un par rapport à l'autre. Un câble 9 arrivant dans le dispositif est tout d'abord appliqué sur un convoyeur 11, de préférence sur l'un des modules extérieurs, dans l'un des groupes de modules 16, 17. Le câble est disposé autour de la surface semi-circulaire du module 10. La forme en U des blocs 13 conduit à la formation d'une gorge longitudinale sur le convoyeur 11 de manière à garantir un centrage du câble 9 sur le convoyeur. A partir du premier module, le câble 9 aboutit au module le plus proche dans l'autre groupe de modules de manière à s'appliquer contre une surface en demi-cercle sur ce module. Le câble 9 avance alors de la même manière entre les groupes de modules 17, 18. La position oblique réciproque des modules est réglée de telle sorte que le câble n'est pas exposé à des forces latérales au niveau de la transition d'un module du premier groupe de modules 17 à un module du second groupe de modules 18 et vice-versa. Dans le dispositif représenté, le câble 9 circule deux fois autour du dispositif d'entrée pour le câble 9 en direction de la sortie pour ce câble et est en appui dans le trou ou dans une partie de cinq modules 10 ayant la forme de demi-cercles. Chacun des modules 10 possède son propre convoyeur 11 entraîné par sa propre roue motrice séparée entraînée par un moteur séparé 14. La charge du moteur 14 est de préférence commandée de manière que le dispositif puisse être commandé pour répartir la tension présente dans le câble 9 d'une manière aussi uniforme que possible entre tous les modules. De cette manière, le câble peut même être chargé sans qu'il n'apparaisse aucune charge destructive locale. Le câble 9 avance sur une piste commandée sur les convoyeurs 11 et n'est pas soumis à une contrainte latérale ou à un déplacement latéral contre le support, ce qui permet de réduire de façon substantielle le risque d'endommagement du câble 9. Par rapport à la première forme de réalisation préférée comportant des roues ou des tambours, cette seconde forme de réalisation a un encombrement plus faible. Le diamètre de la partie courbe du convoyeur est réglé de manière à être supérieur à la courbure la plus petite admissible pour le câble 9. La présente unité de détente de contraintes est décrite comme comportant cinq modules, dont trois sont situés dans le premier groupe de modules 17 et deux dans l'autre groupe de modules 18. L'unité de détente de contraintes peut être constituée par un nombre différent de modules, en fonction de la demande et de l'espace disponible. il REVENDICATIONS 1. Unité de détente de contraintes pour récupérer un corps allongé (9), tel qu'un câble, comportant deux ou plus de deux surfaces de frottement mobiles (1, 11) adaptées pour tirer le corps allongé (9), caractérisée en ce que les surfaces de frottement mobiles (1, 11) sont disposées l'une par rapport à l'autre de telle sorte que le corps allongé (9) peut s'appuyer au repos contre une partie d'au moins deux surfaces de frottement (1, 11) d'une manière séquentielle, que cette partie des surfaces de frottement (1, 11) adaptées pour tirer le corps allongé (9) définit une section arquée, et que chaque surface de frottement est pourvue d'une unité séparée d'entraînement (3, 14). 2. Unité de détente de contraintes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie des surfaces de frottement (1, 11) adaptées pour tirer le corps allongé (9) définit approximativement un demi-cercle. 3. Unité de détente de contraintes selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces de frottement (1, 11) font partie des surfaces circonférentielles de roues ou de tambours (1). 4. Unité de détente de contraintes selon la revendication 3, caractérisée en ce que les roues ou les tambours (1) sont disposés obliquement entre eux de sorte que dans la zone située entre deux roues ou tambours successifs, le corps allongé (9) suit principalement la tangente mutuelle aux roues ou tambours (1) de sorte que le corps allongé n'est pas soumis à l'action de forces latérales. 5. Unité de détente de contraintes selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est formée de modules (10), dont chacun comprend une courroie sans fin (11), un support (3) pour la courroie sans fin (11) et une unité d'entraînement (14) pour la courroie sans fin (11). 6. Unité de détente de contraintes selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est constituée de groupes de modules (17, 18), dont chacun comprend deux ou plus de deux modules parallèles (10), les groupes de modules (17, 18) étant disposés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que les parties des pistes définissant une section arquée sont orientées à l'opposé l'une de l'autre. 7. Unité de détente de contraintes selon la revendication 6, caractérisée en ce que les groupes de modules sont décalés et inclinés l'un par rapport à l'autre de sorte que dans la zone située entre deux modules successifs (10), le corps allongé (9) suit étroitement la tangente mutuelle aux modules (1) de sorte que le corps allongé n'est plus soumis à l'action de forces latérales lors du passage d'un module au suivant.