Brevet FR2796360A1 — publié le 20010119

FLOTTEUR DE LIGNE TOUÉE DESCRIPTION Cette invention concerne un flotteur de ligne touée, dont le domaine d'application est généralement les mesures sismiques en mer, dans lesquelles une batterie de lignes porteuses de capteurs acoustiques est touée à la poupe d'un navire. Chacune des lignes comprend un déflecteur en avant des capteurs, qui est une aile immergée et verticale qui subit une portance transversale et maintient la ligne à côté du sillage du navire, et un flotteur auquel le déflecteur est suspendu et dont le but est d'empêcher la ligne de s'enfoncer sous le poids du déflecteur. Les flotteurs doivent être peu sensibles aux perturbations que leur inflige notamment la houle. On regrette à ce sujet que les flotteurs connus oscillent trop facilement en direction verticale suivant les mouvements de la houle. La ligne de suspension du déflecteur au flotteur est soumise à des surtensions périodiques qui peuvent finir par la rompre par fatigue ou créer des dommages aux points d'attache, et la qualité des mesures peut aussi être perturbée. Le flotteur qui sera décrit plus loin remédie à cet inconvénient tout en possédant une bonne stabilité de route, surtout dans sa meilleure réalisation. Les flotteurs connus ont une forme fuselée, renflée au centre et s'effilant progressivement vers les extrémités. Le flotteur conforme à l'invention comprend une portion horizontale dont la forme est également sensiblement fuselée, mais aussi une portion supérieure, s'étendant de la portion horizontale vers le haut et pouvant présenter des sections droites horizontales sensiblement uniformes ; de plus, la portion horizontale est immergée complètement et la portion supérieure est partiellement émergée quand le flotteur est en service. Le mouvement vertical de la houle se traduit donc surtout par une variation de l'immersion de la portion supérieure sans exercer de force notable sur le flotteur à cause de l'uniformité de sa section et du peu de variation du volume immergé. La stabilité est encore meilleure si la portion supérieure s'élève en arrière de la portion horizontale, et surtout si l'organe de suspension du déflecteur est situé en avant de la portion supérieure. Si cet organe de suspension comprend une unique articulation d'axe transversal, le flotteur est retenu contre les mouvements de roulis et revient plus facilement en place. La tenue de route du flotteur est améliorée si sa portion horizontale est plus large que haute, ce qui permet de diminuer sa surface projetée latérale, donc les efforts perturbateurs latéraux. L'invention va maintenant être décrite à l'aide des figures suivantes qui en représentent une réalisation Une partie de ligne touée pour mesures sismiques est représentée à la figure 1. Elle comprend, d'un côté et de l'autre d'un déflecteur 1 immergé, une portion de ligne avant 2 accrochée à un navire situé à gauche et une portion de ligne arrière 3 à laquelle sont accrochés des capteurs situés à droite (hors de la figure). De plus, une dérivation 4 de ligne relie les portions avant et arrière 2 et 3 en contournant le déflecteur 1, et sert à la transmission du signal des capteurs vers le navire. Le déflecteur 1 est maintenu à une profondeur sensiblement constante grâce à un flotteur 5, caractéristique de l'invention, auquel il est suspendu par un câble ou une chaîne 18. Le flotteur 5 comprend une portion horizontale et inférieure appelée ici fuseau 6 et une portion verticale supérieure appelée jambe 7. Le fuseau 6 présente : une portion avant 8 destinée à favoriser la pénétration dans l'eau et qui s'effile donc vers l'avant, jusqu'à un bout 9 arrondi ; une portion médiane 10 de section sensiblement uniforme ; et une portion arrière 11 s'amenuisant vers l'arrière, une surface de fond 12 du fuseau 6 subissant à cet endroit un décrochement ascendant 13 pour fuir vers le haut et former une concavité de logement d'un aileron 14 vertical ; d'autres ailerons, horizontaux, 15 sont placés sur les côtés du fuseau 6. Les ailerons horizontaux 15 sont désavantageux en ce qu'ils augmentent l'encombrement transversal du flotteur 5, mais on pourra les rendre amovibles ou rétractiles pour les escamoter quand le flotteur 5 sera rangé à bord du navire. I1 est avantageux que les sections droites du fuseau 6 soient sensiblement rectangulaires et que ses faces soient limitées par des arêtes 24 formant presque des angles vifs, comme l'illustre la figure 3. De préférence, le fond 12 est plat sur une grande partie de la longueur, notamment sous la partie médiane 10, et la surface supérieure du fuseau 6 forme un pont supérieur plat 16 à l'endroit de la partie médiane 10 et de la partie arrière 11. La jambe 7 est avantageusement à l'arrière du fuseau 6 et s'étend sensiblement sur la moitié de sa longueur, sensiblement sur toute la partie arrière 11 et sur la moitié de la partie médiane 10. Un organe de suspension 17 du déflecteur 1 par la chaîne 18 est accroché au fond 12, et comprend une bride 19 fixée au fuseau 6, une bielle 20 reliée à la chaîne 18 et une articulation 25 d'axe transversal entre elles, qui permet donc à la bielle 20 d'osciller d'avant en arrière mais pas latéralement, si bien que le déflecteur 1 contribue à stabiliser le flotteur 5 contre les mouvements de roulis en restreignant sa rotation autour de l'axe longitudinal. Une chaîne de sûreté 26 pourrait encore unir le déflecteur 1 à la bride 19 et soutenir celui-là si l'organe de suspension 17 se rompait. La bielle 20 peut comprendre un absorbeur de chocs. La jambe 7 est, sensiblement, à demi immergée sous la surface E de l'eau et comprend une portion avant 21 arrondie en demi-cylindre pour favoriser la pénétration, et une portion arrière 22 formée de deux pans se rejoignant en une arête 23 située à l'arrière. La jambe 7 est lisse, avec des sections droites horizontales sensiblement identiques, afin de limiter les forces produites par les mouvements verticaux de la houle. Le principe mécanique recherché consiste plus généralement à rendre la fréquence propre de pilonnement (mouvement oscillatoire vertical) du flotteur 5 proche d'une valeur où les mouvements de la houle n'exercent qu'un effort minimal, ce qui atténue les efforts sur l'organe de suspension 17. Les dimensions du fuseau 6 et la section de la jambe 7 peuvent être choisies en conséquence, en fonction de résultats de simulations numériques ou d'essais en bassin. On a cependant observé qu'un résultat favorable était plus facilement atteint si le fond 12 et le pont 16 étaient plats et relativement proches l'un de l'autre, ce qui justifie la forme plus large que haute du fuseau 6. On cherche aussi à accroître les frottements produits par le mouvement vertical de l'eau pour amortir les oscillations du flotteur 5 ; les angles presque vifs aux arêtes 24 du fuseau 6, de même que les ailerons horizontaux 15, donnent ce résultat en favorisant des tourbillons. D'autres considérations concernent la stabilisation du mouvement d'avance du flotteur 5. Il est habituel de l'améliorer en pourvoyant les flotteurs d'appendices, qui peuvent cependant augmenter la force de traînée et les allonger vers l'arrière. de tels appendices sont inutiles ici, où la jambe 7 fait office de gouvernail, l'aileron vertical 14 ayant le même effet s'il est ajouté. La jambe 7 est au mieux disposée à l'arrière du fuseau 6, et la bride 19 aussi à l'avant qu'on le peut sans rompre l'équilibre du flotteur 5, devant la jambe 7 ou du moins la plus grande partie de celle-ci. Le centre de carène du flotteur 5 doit être avancé et son centre de gravité reculé. L'aplatissement du fuseau 6 et la réduction de sa surface latérale qui en résulte est aussi bénéfique en cela, puisque les perturbations latérales produites par l'eau seront réduites. D'une façon générale, on préfère ne pas placer de lest dans le flotteur 5, ce qui pourrait le rendre plus stable mais augmenterait sa masse et son déplacement. REVENDICATIONS 1. Flotteur (5) de ligne touée, comprenant une portion horizontale (6) de forme sensiblement fuselée, caractérisé en ce qu'il comprend une portion supérieure (7) s'élevant vers le haut de la portion horizontale et en ce que la portion horizontale est immergée complètement, et la portion supérieure partiellement émergée, quand le flotteur est en service. 2. Flotteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion supérieure (7) s'élève à l'arrière de la portion horizontale (6). 3. Flotteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un organe de suspension (19) d'une portion (1) de la ligne, situé sous la portion horizontale, est aussi situé en avant d'au moins la plus grande partie de la portion supérieure (7). 4. Flotteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de suspension (19) comprend une unique articulation (25), qui a un axe transversal. 5. Flotteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la portion horizontale (6) est plus large que haute. 6. Flotteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la portion horizontale a un fond (12) et un pont supérieur (16) partiellement plats. 7. Flotteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la portion horizontale a des sections droites sensiblement rectangulaires. 8. Flotteur selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un fond à décrochement ascendant (13) en arrière, des ailerons (14) verticaux étant logés dans le décrochement. 9. Flotteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des ailerons horizontaux (15) sur la partie horizontale (6). 10. Flotteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la portion supérieure (7) a des sections droites horizontales sensiblement uniformes.