Brevet FR2821054A1 — publié le 20020823

SYSTEME DE RENFLOUAGE DE BATEAU COULE ET SIMILAIRE L'invention concerne un dispositif pour le renflouage de corps immergés et plus précisément un dispositif gonflable permettant de remonter jusqu'à la surface des épaves immergées à de grandes profondeurs. Il est connu, dans un rapport publié en 1996 par le ministère de l'environnement canadien concernant le renflouage de l'Irving Whale, de récupérer un navire immergé jusqu'à une centaine de mètre de profondeur, de rattacher l'épave à deux treuils par l'intermédiaire de câbles, puis de remonter progressivement l'épave. Les treuils sont habituellement disposés sur une grue flottante ou sur une barge, au dessus de l'épave. Cependant, ce procédé de renflouage nécessite d'importants moyens techniques et humains. Par ailleurs, comme les épaves sont le plus souvent endommagées, leur structure est fragile, ce qui peut interdire une telle opération de renflouage. De plus, les épaves sont le plus souvent remplies d'eau, ce qui augmente les efforts de treuillage nécessaires à la remontée et par conséquent le risque de rupture de la structure de l'épave. Enfin, les possibilités de renflouage selon ce procédé sont de plus en plus limitées lorsque la taille et la profondeur d'immersion du navire augmentent. L'invention apporte une solution à ces différents inconvénients. De plus, l'invention propose un dispositif qui peut être monté préventivement sur un navire ou une structure. Ce dispositif peut également être utilisé aisément sur des navires de dimensions très différentes et peut être commandé à distance. Plus précisément, l'invention propose un dispositif pour le renflouage de corps immergés, comprenant un ballon souple et un générateur de gaz communiquant avec le ballon souple. Le générateur de gaz envoie un gaz sous une pression supérieure à la pression de l'eau extérieure, dans le ballon souple quand cela est souhaité. L'invention concerne ainsi un dispositif pour le renflouage de corps immergés, comprenant un ballon souple et étanche, un générateur de gaz communiquant avec l'intérieur du ballon étanche. Selon une variante, le générateur de gaz comprend une charge pyrotechnique générant un gaz sous pression. Selon une autre variante, le dispositif comprend une chambre de détente disposée entre le générateur de gaz et l'intérieur du ballon. Selon encore une variante, le dispositif comprend en outre un système de mise à feu de la charge pyrotechnique. Il est en outre possible que le système de mise à feu comprenne un relais Reed dont la fermeture provoque la mise à feu. Selon une variante, le système de mise à feu réalise plusieurs mises à feu séquentielles. Selon une autre variante, le dispositif comporte en outre une soupape de surpression libérant du gaz du ballon souple vers l'extérieur au-delà d'un seuil de pression à l'intérieur du ballon. Selon encore une variante, le dispositif comprend en outre au moins une bague le maintenant ramassé sur lui-même et se rompant lors de la génération de gaz sous pression. Selon encore une autre variante, le dispositif comprend en outre un emballage étanche dans lequel sont placés le ballon et le générateur, cet emballage se rompant lors de la génération de la pression de gaz. L'invention concerne également un procédé de renflouage d'un objet immergé, comprenant les étapes consistant à placer le dispositif de l'invention dans une cavité de l'objet immergé et à actionner le générateur de gaz. L'invention concerne encore un procédé de renflouage d'un objet immergé, comprenant les étapes consistant à solidariser l'objet immergé à ce dispositif et à actionner le générateur de gaz. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés qui montrent : figure 1, une vue d'un dispositif de renflouage selon un mode de réalisation de l'invention, en position déployée ; figure 2, une vue de face du dispositif de renflouage de la figure 1, non déployé dans un emballage hermétique figure 3, une vue en coupe d'un générateur de gaz selon l'invention ; figure 4, une vue en coupe d'un allumeur pyrotechnique ; figure 5, une vue en coupe d'une soupape de surpression ; et figure 6, une vue en coupe d'un dispositif de renflouage non déployé, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. On désignera dans toute la demande par densité globale d'un dispositif, le rapport entre le poids total du dispositif et le volume total du dispositif. L'invention propose un dispositif pour le renflouage de corps immergés, comprenant un ballon. Ce dispositif est amené dans une cavité d'un navire ou attaché à la structure du navire, lorsque le ballon est dégonflé. Le dispositif est actionné pour générer un gaz à une pression supérieure à la pression de l'eau extérieure. Le ballon se gonfle de gaz, et l'eau exerce alors un effort sur le ballon en direction de la surface, suivant le principe de la poussée d'Archimède. L'invention concerne également un ensemble comprenant un tel dispositif et une bague de retenue. Cet ensemble peut être placé préventivement dans un navire à différents emplacements choisis. L'invention concerne encore un procédé de renflouage utilisant un tel dispositif. La figure 1 montre un dispositif 1 pour le renflouage de corps immergés. Le dispositif 1 est représenté ici déployé. Il comprend un ballon 2 souple et étanche et un générateur de gaz 3 communiquant avec le ballon 2, susceptible de générer à partir d'un volume de matière réduit, un volume de gaz important. Le ballon 2 est ici rempli de gaz et le dispositif présente donc une densité globale faible. Lorsque le dispositif est déployé, il présente une densité globale inférieure à la densité de l'eau et peut donc exercer un effort sur un objet en direction de la surface, selon le principe de la poussée d'Archimède. Le ballon 2 est une structure souple et étanche au gaz généré. Le ballon est préférentiellement confectionné à partir de tissu de fibres thermoplastiques. Des fibres de polyamide, de polyester, de polyéthylène ou encore d'aramide conviennent particulièrement. Le tissu peut être enduit de PVC, de polyuréthane ou d'un enduit équivalent pour assurer une meilleure étanchéité. Pour réaliser le ballon, il est possible d'utiliser le procédé suivant : on plie une pièce de tissu en deux ; puis on réalise un assemblage des deux pans au niveau des côtés ouverts ; on réalise un trou pour placer le générateur de gaz. L'assemblage peut être réalisé au moyen d'une couture et/ou un collage 20 au niveau des côtés ouverts ; l'assemblage des côtés ouverts peut également être réalisé par soudure à ultrasons. Le trou pour le générateur de gaz peut être réalisé au niveau du pli, pour disposer le générateur de gaz à distance d'une couture. Le dispositif peut aussi comporter une soupape de surpression pour évacuer du gaz du ballon lorsque la pression du gaz risque d'endommager le ballon. La figure 6 représente un mode de réalisation d'un dispositif de renflouage selon l'invention. Ce dispositif comprend un générateur de gaz 3 comportant une enceinte de combustion 4 d'une charge pyrotechnique 11. La charge pyrotechnique est placée dans l'enceinte 4. L'enceinte de combustion 4 communique avec l'intérieur d'un boîtier rigide 6. Ce boîtier comporte une chambre de détente 5. Le boîtier 6 comporte par ailleurs une ouverture 8, communiquant avec l'intérieur du ballon 2. Le ballon 2 est fixé hermétiquement au boîtier 6. Le ballon 2 est plié dans un emballage étanche 7. Cet emballage peut être réalisé avec un film thermoplastique. Cet emballage 7 protège le ballon et le maintient en position repliée lorsque le dispositif est stocké. L'emballage 7 se rompt lorsque la pression dans le ballon dépasse un certain seuil, afin de permettre le gonflement. La figure 3 est une vue en coupe du générateur de gaz d la figure 2. Le générateur 3 est fixé de manière étanche au ballon 2. L'étanchéité de la liaison entre le générateur 3 et le ballon 2 peut être assurée par deux brides 13 et 14 enserrant la paroi du ballon. La paroi est maintenue comprimée entre les brides 13 et 14 par un système vis-écrou 17. La liaison étanche de la bride 14 avec le générateur 3 peut être réalisée au moyen d'un cordon de soudure 16. Le générateur 3 présente un corps de forme cylindrique comprenant une enceinte de combustion 4. Le générateur 3 comprend une charge pyrotechnique Il placée dans l'enceinte de combustion 4. La charge 11 produit des gaz en grande quantité en brûlant et peut donc générer un volume de gaz à pression importante dans le ballon. La pression de gaz est maintenue supérieure à la pression d'eau en brûlant une quantité suffisante de charge. Le gaz peut ainsi être généré en un temps très bref. Des charges pyrotechniques particulièrement adaptées se présentent sous forme de blocs de poudre pyrotechnique stable, telle que de la poudre propulsive ou du propergol. Ce type de charge pyrotechnique occupe un volume restreint par rapport à la quantité de gaz qu'elle peut dégager. Le volume du générateur de gaz 3 est ainsi réduit. Ce faible volume rend le dispositif plus facile à placer dans un navire immergé. Ce faible volume avant utilisation augmente également la densité globale du dispositif. Le dispositif a ainsi une faible flottaison et peut donc être amené plus facilement depuis la surface jusqu'à une épave immergée par des plongeurs. Grâce au montage du générateur de gaz 3 sur le dispositif de renflouage, ce dispositif présente une grande autonomie d'utilisation et ne nécessite pas d'alimentation extérieure telle qu'un compresseur. Lorsque la charge brûle, le gaz pénètre d'abord dans la chambre de détente 5, placée dans le boîtier rigide 6. Cette chambre de détente 6 fait chuter localement la pression et la température du gaz produit. On protège ainsi le ballon 2 de températures et de pressions de gaz trop élevées à la sortie de l'enceinte de combustion 4. On peut ainsi utiliser des matériaux pour réaliser le ballon 2 ayant des caractéristiques mécaniques moins élevées. La chambre de détente 5 communique avec une ouverture 8 qui débouche sur l'intérieur du ballon. Le gaz peut ainsi pénétrer à l'intérieur du ballon. L'initiation de la combustion est obtenue au moyen d'un bouchon allumeur 9. Le bouchon allumeur 9 est assemblé sur le corps cylindrique. Le bouchon allumeur 9 est ici vissé sur le corps cylindrique du générateur de gaz 3. Ce bouchon allumeur 9 présente un système de mise à feu 15. Le système de mise à feu peut actionner un allumeur 10 placé au bout du bouchon allumeur 9. L'allumeur 10 plonge dans la poudre pyrotechnique Il. L'allumeur 10 initie la combustion de la poudre pyrotechnique 11 en créant une mini décharge pyrotechnique ou une étincelle. II est également possible d'initier la combustion en utilisant un allumeur à électroaimant qui vient percuter une amorce pyrotechnique. La figure 4 représente le bouchon allumeur en coupe. Ce bouchon présente un système de mise à feu 15. Le système de mise à feu représenté comprend un relais Reed ou équivalent 27. Ce relais est ouvert au repos. Lorsqu'un aimant est rapproché du relais 27, ce relais se ferme. Un plongeur sous-marin peut ainsi actionner la mise à feu en disposant un aimant sur ce bouchon allumeur 9. Ce changement d'état est utilisé pour commander la mise à feu. Un circuit électronique émet alors un signal d'allumage de la poudre. Ce circuit peut par ailleurs présenter une horloge et émettre le signal de mise à feu à un instant prédéterminé. Ce circuit peut aussi présenter un dispositif de réception de signaux et recevoir un signal d'allumage émis depuis l'extérieur. Les signaux peuvent être transmis au système de mise à feu 15 par une liaison électrique, optique, mécanique ou à émetteur/récepteur. Un tel dispositif d'allumage permet d'allumer la poudre à distance, par exemple lorsque le gonflement du ballon peut présenter un danger. Ce circuit peut présenter une batterie pour alimenter le circuit électronique. Cette batterie peut également fournir la puissance nécessaire, soit pour déplacer un allumeur à percussion, soit pour chauffer ou créer une décharge ou une étincelle par une impulsion électrique avec d'autres types d'allumeur. Un allumeur du type 3580 FOI ou équivalent de la société Davey Bickford OE) convient. La figure 5 présente la soupape de surpression 12. Elle est ici montée sur les brides 13 et 14. La soupape présente un ressort 18, placé dans un passage de gaz 19. Ce passage de gaz 19 présente une entrée 21 et une sortie 22. Du côté de la sortie, le ressort présente une portée 23 dont il est solidaire. Cette portée 23 est en contact avec un joint 24 en dehors de l'utilisation du dispositif de renflouage. L'entrée 21 fournit de façon permanente un accès à la portée 23 pour le gaz du ballon. La portée 23 et le joint 24 assurent l'étanchéité de la soupape de surpression lorsqu'elles sont en contact. Le ressort est calibré et ne libère le contact entre la portée 23 et le joint 24 que lorsque la pression de gaz dépasse un seuil prédéterminé. Lorsque la pression de gaz dépasse ce seuil, le gaz s'écoule dans le passage 19 jusqu'à la sortie 22. Cette soupape 12 évite le trop plein au gonflement, et compense l'extension des gaz due à la baisse de pression d'eau extérieure lors de la remontée. Ainsi, le ballon est protégé des surpressions et des variations de la pression extérieure pour éviter sa rupture. La figure 2 présente une variante d'un dispositif de renflouage selon l'invention. Le dispositif de renflouage 1 est placé dans un emballage hermétique 25. Le ballon 2 est plié, et deux bagues 26 le maintiennent plié. L'emballage hermétique 25 et les bagues 26 sont dimensionnés pour se rompre lorsque le ballon se déploie. Ce dispositif est ainsi à l'abri de la poussière ou d'autres éléments extérieurs tels que de l'eau, et occupe un volume restreint. Le dispositif 1 est ainsi opérationnel même s'il est stocké dans un environnement difficile. Le dispositif de renflouage peut être placé dans un navire préventivement, puis déployé en cas de besoin. On peut placer plusieurs de ces dispositifs répartis sur le navire, afin de pouvoir les déployer sélectivement. Un dispositif présentant un faible volume non déployé, par exemple 3 inférieur à 0, 5 m3, reste manipulable par des plongeurs. Il peut présenter un volume déployé de 0,5 m3 à plusieurs m3 qui le rend apte à être utilisé seul ou en combinaison avec d'autres dispositifs selon la taille du navire. Par ailleurs, il est possible de disposer plusieurs charges pyrotechniques dans le générateur de gaz, afin de pouvoir allumer ces charges sélectivement. Ces charges peuvent se présenter sous forme de modules ayant chacun leur système de mise à feu. Ainsi, il est possible de procéder à un allumage séquentiel de différentes charges. Par exemple, on allume une première charge, puis on attend que la température du gaz généré baisse. La pression du gaz baisse en proportion. On allume ensuite une seconde charge pour augmenter la pression dans le ballon. Un tel dispositif permet de générer progressivement la pression du gaz dans le ballon. La température et la pression du gaz dans le ballon peuvent ainsi être maîtrisées. La rapidité du déploiement est ainsi également maîtrisée. Le temps de déploiement du ballon est ainsi compris entre quelques millisecondes et quelques secondes, suivant les réglages et la pression extérieure. Un plus grand nombre de blocs permet également d'augmenter la fiabilité du dispositif de renflouage. Ainsi, si l'un des blocs pyrotechniques est défaillant, il suffit d'allumer un autre bloc pour déployer le dispositif. L'utilisation de plusieurs blocs permet également de compenser des fuites de gaz éventuelles. On va maintenant décrire des procédés d'utilisation des dispositifs de renflouage décrits auparavant. Dans un premier procédé, on solidarise d'abord le dispositif de renflouage 1 à un objet immergé, puis on actionne le générateur de gaz pour remplir le ballon de gaz à une pression supérieure à la pression extérieure. Le ballon occupe alors un volume important et la densité globale du dispositif baisse. Lorsque cette densité est inférieure à la densité de l'eau, le dispositif de renflouage 1 exerce un effort sur l'objet en direction de la surface. En disposant un dispositif de renflouage 1 de dimensions adaptées, on peut ainsi procéder au renflouage de l'objet. On peut également utiliser un autre procédé d'utilisation d'un tel dispositif de renflouage. Dans le cas où l'objet présente une cavité remplie d'eau, par exemple dans le cas d'un bateau ayant coulé, on place d'abord le dispositif dans cette cavité. Ensuite, on actionne le générateur de gaz pour remplir le ballon de gaz à une pression supérieure à la pression de l'eau. Ainsi, le volume d'eau occupé par le ballon est chassé de la cavité. L'objet présente ainsi d'une part une densité globale réduite, et d'autre part une masse d'eau inférieure dans la cavité. La réduction de la densité permet de rendre sa flottaison à l'objet. La diminution de la masse d'eau dans la cavité permet de diminuer les efforts sur la structure de l'objet lors de ses déplacements. Par ailleurs, un autre procédé permet de mieux répartir les efforts exercés par les dispositifs de renflouage sur la structure de l'objet et permet également d'utiliser un dispositif quelle que soit la taille de l'objet à renflouer. On place plusieurs dispositifs répartis dans une cavité de l'objet, puis on actionne simultanément ou séquentiellement leur générateur de gaz. Les multiples ballons déployés exercent alors des efforts en différents points de la structure. De plus on peut adapter le nombre de dispositifs utilisés à la taille de la cavité de l'objet. Les ballons sont réutilisables 2 à 3 fois. Le dégonflement du ballon s'effectue par démontage de la soupape de surpression. Après une utilisation, on nettoie l'enveloppe et on reconditionne la charge et l'amorce. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Ainsi, la forme du ballon peut aussi bien être sphérique tout en restant dans le cadre de l'invention. Les procédés de renflouage peut également faire usage de dispositifs selon l'invention en combinaison avec ceux de l'état de la technique, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1-Dispositif pour le renflouage (1) de corps immergés, comprenant : -Un ballon (2) souple et étanche, -Un générateur de gaz (3) communiquant avec l'intérieur du ballon (2) étanche. 2-Le dispositif de la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend une charge pyrotechnique (11) générant un gaz sous pression. 3-Le dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de détente (5) disposée entre le générateur de gaz (3) et l'intérieur du ballon (2). 4-Le dispositif de la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de mise à feu (15) de la charge pyrotechnique. 5-Le dispositif de la revendication 4, caractérisé en ce que le système de mise à feu comprend un relais Reed dont la fermeture provoque la mise à feu. 6-Le dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le système de mise à feu réalise plusieurs mises à feu séquentielles. 7-Le dispositif de l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une soupape de surpression (12) libérant du gaz du ballon souple vers l'extérieur au-delà d'un seuil de pression à l'intérieur du ballon. 8-Le dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une bague le maintenant ramassé sur lui- même et se rompant lors de la génération de gaz sous pression. 9-Le dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un emballage étanche (25) dans lequel sont placés le ballon et le générateur, cet emballage se rompant lors de la génération de la pression de gaz. 10-Procédé de renflouage d'un objet immergé, comprenant les étapes consistant à : -placer le dispositif de l'une des revendications précédentes dans une cavité de l'objet immergé ; - actionner le générateur de gaz. 11-Procédé de renflouage d'un objet immergé, comprenant les étapes consistant à : - solidariser l'objet immergé au dispositif de l'une des revendications 1 à 9 ; - actionner le générateur de gaz.