Brevet FR2841323A1 — publié le 20031226

que le deuxieme type correspond aux valves de type velo (202). Appareil de propulsion d'un objet dans un conduit immerae La presente invention est relative a un appareil sous marin de propulsion d'un objet dans un conduit immerge. Le domaine technique de ['invention est celui de la fabrication d'appareils de propulsion hydraulique d'un dispositif de nettoyage et de calibrage d'un pipeline. Avant la mise en service d'un conduit sous-marin, il est generalement prevu de remplir le conduit d'eau, afin de permettre la connexion du conduit a d'autres conduits immerges, de nettoyer le conduit a ['aide d'un dispositif de nettoyage equipe de brosses que 1'on deplace le long et a 1'interieur du conduit, et de verifier que le conduit n'a pas ete endommage pendant les operations precedentes, en depla,cant a l'interieur du conduit un dispositif de controle de la geometric (du calibre) interne du conduit; notamment lorsque le conduit est immerge en eaux profondes, I'eau utilisee pour remplir le conduit eVou pour deplacer le dispositif de nettoyage etVou de controle, est I'eau dans laquelle le conduit est immerge; cette eau (de mer) doit etre prealablement filtree et melangee a un ou plusieurs agent(s), notamment un agent inhibiteur de corrosion eVou bactericide. - A cet effet, il est connu d'utiliser un appareil immergeable de propulsion audit dispositif de nettoyage eVou de calibrage ci-apres designe par objet eVou mobile . Cet appareil immergeable de propulsion (AIP en abrege) comporte: i) un filtre dont ['entree communique avec le milieu ambient (c'est a dire l'eau de mer entourant l'AIP); ii) une premiere canalisation de transport d'eau de mer depuis la sortie du filtre jusqu'a ['entree du conduit a nettoyer eVou calibrer - ci-apres denomme pipeline -, cette canalisation etant equipee de iii) moyens de reglage du debit d'eau de mer introduite dans le pipeline pour propulser ['objet prealablement introduit dans le pipeline, a une vitesse determinee, sous l'effet de la poussee exercee sur ['objet par l'eau de mer introduite dans le pipeline, ces moyens de reglage comportant au moins une vanne. Lorsque la pression ambiante (statique) regnant a ['entree du filtre - par exemple 300 bar lorsque 1'AIP et le pipeline vent immerges a 3 000 m de profondeur est superieure a celle regnant dans le pipeline, la difference entre ces deux pressions provoque la circulation d'eau de mer de ['entree du filtre au pipeline au travers de la premiere canalisation - la vanne etant ouverte -; lorsque cette difference de pression est trop faible ou nulle, I'introduction d'eau de mer filtree dans le pipeline resulte de I'action d'une pompe equipant l'AIP; I'AIP comporte en outre un reservoir contenant le(s) dit(s) agent(s), une deuxieme canalisation pour permettre ['introduction de cc(s) agent(s) dans l'eau de mer filtree transportee par la premiere canalisation, et leur melange a celle-ci. Un tel AIP est generalement immerge et pose sur le fond sous marin en etant suspendu a un treuil, a proximite d'une extremite du pipeline equipee d'une chambre d'introduction - dans le pipeline - de ['objet racleur, et est ensuite opere et surveille par un manipulateur et une camera equipant un vehicule sous marin telecommande (ROV). Compte tenu des parametres (vitesse, debits, pressions notamment) de conception des composants de l'AIP, la masse et l'encombrement de ce dernier vent eleves; la masse peut atteindre et depasser 5 a 10 tonnes, et le volume de 1'appareil depasse generalement 1 Om3; la mise en couvre d'un tel appareil est done difficile. Un objectif de ['invention est de proposer un tel AIP qui soit ameliore eVou qui remedie, en partie au moins, aux inconvenients des appareils de ce type. Selon un premier aspect, I'invention propose un tel appareil qui comporte des moyens de detection du colmatage du filtre et des moyens de nettoyage du filtre. L'invention permet d'eviter d'interrompre, pendant une longue duree, les operations de remplissage eVou de nettoyage du pipeline, lorsque le filtre est colmate; cette situation est susceptible de resulter de la presence de fins sediments sur le fond sous marin sur lequel est pose l'AIP en vue de son raccordement au pipeline, ces sediments etant mis en suspension dans 1'eau de mer entourant 1'AIP, lors de la pose de celui-ci sur le fond par un ROV. De preference, I'appareil comporte a cet effet un deuxieme filtre dont ['entree communique avec le milieu ambient, dont la sortie est raccordee a ['aspiration de la pompe par une canalisation eq uipee d' une van ne, et des moyens pour mettre en communication la sortie du premier filtre avec le refoulement de la pompe, de fa,con a permettre une circulation inversee d'eau de mer filtree dans le premier filtre pour le decolmater. De preference encore, I'entree du premier filtre eVou du deuxieme filtre communique avec l'exterieur par l'intermediaire d'une canalisation stetendant vers le haut de fa,con a eloigner ['orifice d'aspiration d'eau de mer du fond sous-marin, I'appareil comportant une structure lui permettant de reposer sur le fond sous-marin; ceci permet de reduire la vitesse de colmatage des filtres. De preference, les moyens de detection de colmatage comportent des moyens de mesure (directe ou indirecte) de la difference de pression existent entre la sortie et ['entree du filtre lorsque celui-ci est traverse par un courant d'eau; ces moyens comportent de preference en outre une unite electronique de traitement de signaux et de donnees (en abrege UETSD), qui re,coit des signaux delivres par des capteurs de colmatage, et qui peut commander, sous le contrbie d'un logiciel, le fonctionnement de la pompe, I'ouverture ou la fermeture de la vanne de regulation du debit d'eau injecte dans le pipeline, et le changement d'etat de vannes d'inversion de flux, pour provoquer automatiquement ladite circulation inversee lorsque le colmatage atteint un niveau predetermine; I'integration d'une telle unite de traitement a l'AIP facilite le transfert de donnees entre l'AIP et la surface via le ROV, et le controle du bon fonctionnement de l'AI P. L'actionnement des vannes et pompes peut egalement etre commande en surface et effectue par des actionneurs equipant le ROV. De preference, notamment lorsque le deuxieme filtre est uniquement destine au nettoyage du premier filtre, le premier filtre presente une capacite de retention de particules plus petites que celles susceptibles d'etre retenues par le deuxieme filtre et la capacite (en volume) du deuxieme filtre peut etre inferieure a celle du premier filtre; ceci permet de diminuer l'encombrement de l'AIP; lesdits filtres vent de preference des filtres a cartouche interchangeable, de sorte que leur capacite de filtration peut etre facilement adaptee aux conditions sous marines rencontrees, en choisissant des cartouches adaptees a ces conditions. Selon un autre aspect, I'invention propose un appareil immergeable de propulsion d'un mobile dans un pipeline immerge qui comporte un reservoir de stockage d'agent(s) de traitement d'eau dont au moins une partie substantielle de la paroi est souple; ceci permet de reduire l'encombrement et la masse (a vice) du reservoir et de lui conferer une bonne resistance aux surpressions et depressions (internee eVou externes au reservoir). Selon un mode prefere de realisation, un tel reservoir est essentiellement constitue par une poche souple et est realise dans un tissu enduit d'elastomere; ceci permet de disposer d'un reservoir dont la masse est voisine ou inferieure a 30 kg pour une contenance de l'ordre de 500 a 1000 litres. Selon un autre aspect, I'invention propose un tel AIP qui comporte au moins deux reservoirs de stockage d'agents de traitement d'eau, eVou au moins deux pompes d'injection de ces agents dans la canalisation de transport d'eau de mer filtree; le dedoublement (au moins) des reservoirs eVou des pompes facilite leur implantation dans l'AIP et permet d'obtenir un appareil plus compact a performances equivalentes; par ailleurs, lorsque les deux pompes d'injection vent raccordees en parallele sur le circuit d'injection d'agents de traitement d'eau, on peut obtenir une regulation du debit d'injection plus precise qu'avec une seule pompe, sur une plage de variation plus grande. Selon un autre aspect, I'invention propose un tel AIP qui comporte un debitmetre de mesure du debit d'eau de mer filtree introduite dans le pipeline, et comporte de preference en outre un debitmetre de mesure du debit d'agent de traitement melange a l'eau de mer filtree: le(s) debitmetre(s) delivre(nt) des signaux a ['unite UETSD qui commande l'ouverture eVou la fermeture des vannes et le fonctionnement de la pompe de l'appareil; ceci permet de mieux controler le bon fonctionnement de 1'appareil; ceci permet notamment d'eviter des brusques variations du debit eVou de la pression d'eau de mer dans l'appareil, qui vent susceptibles d'endommager ou de detruire ses composants. De telles variations brusques vent susceptibles de se produire notamment durant la phase de remplissage du pipeline par de l'eau de mer filtree delivree par I'appareil, par aspiration resultant de la depression (par rapport a la pression d'immersion) regnant dans le pipeline; durant cette phase, une ouverture mal controlee d'une vanne de reglage du debit de mer filtree aspiree dans le pipeline, peut provoquer une depression dans les conduits en amont de cette vanne, qui est susceptible de provoquer ['implosion des constituents hydrauliques de l'appareil places en communication avec cette vanne. Grace a ['invention, la suppression de ces brusques variations permet d'equiper l'AIP d'appareil moins lourds et moins volumineux puisqu'ils ne vent pas con,cus pour resister a de telles surpressions et depressions. A contrario, ladite vanne de reglage de debit et les appareils situes en aval (par reference au sens d'ecoulement de l'eau de mer filtree) de celle-ci dolvent pouvoir supporter des depressions importantes pouvant atteindre 300 bar si l'AIP est con,cu pour etre immerge a 3000 metres; tel est notamment le cas des conduits de raccordement de l'AIP au pipeline. Aussi, selon un autre aspect de ['invention, I'AIP comporte deux conduits de raccordement au pipeline, qui vent disposes en parallele dans le circuit de transport d'eau de mer filtree, et qui vent en partie au moins flexibles ou deformables; ceci permet d'utiliser des conduits de raccordement de plus petit diametre, dont la raideur est plus faible que celle d'un conduit unique assurant le transport d'un meme debit avec la meme perte de charge, et qui peuvent etre cintres selon des rayons de courbure plus petite; cela facilite ainsi la mise en couvre de l'AIP. D'autres avantages et caracteristiques de ['invention seront compris au travers de la description suivante qui se refere aux dessins annexes, qui illustrent sans aucun caractere limitatif des modes preferentiels de realisation de ['invention. La figure 1 est une vue schematique montrant un AIP pose sur le fond sous- marin et raccorde a un pipeline par l'intermediaire d'une chambre de lancement d'un mobile racleur, et d'un conduit flexible de raccordement. :: La figure 2 est un schema illustrant les composants hydrauiiquesprincipaux de I'appareil et leurs moyens de controle et commande associes. Par reference a la figure 1, I'AIP 1 comporte une structure 2 metallique par l'intermediaire de laquelle il repose sur le fond 3 sous marin, a proximite d'une extremite 5 d'un pipeline 4 immerge; cette extremite est raccordee a une chambre 6 reposant egalement sur le fond et contenant un objet mobile (non represente) depla,cable dans le pipeline sous l'effet de la poussee d'eau de mer filtree introduite dans le pipeline par l'intermediaire de cette chambre; a cet effet, la chambre presente un conduit 7 d'entree d'eau de mer filtree, qui est equipee d'une vanne 8; I'AIP 1 comportant notamment une pompe 9 de transport d'eau de mer filtree, est relic a la chambre 6 par un ou plusieurs conduit(s) flexible(s) 10. L'AIP 1 est place sur le fond 3 par un vehicule sous marin telecommande 11 qui est equipe d'un bras 12 manipulateur permettant ensuite d'effectuer le raccordement des conduits 10 de l'AIP a la chambre 6, puis d'ouvrir la vanne 8; des cameras 13 permettent un controle visuel a distance de ces operations. Afin de permeffre l'accouplement de l'AIP au ROV et son desaccouplement, chacun de ces appareils est dote d'une structure mecanique d'interface, ces structures etant mutuellement compatibles. De preference, chacun de ces appareils comporte en outre une interface electrique et une interface hydraulique qui vent egalement compatibles pour permettre l'etablissement d'une connexion hydraulique et d'une connexion electrique entre ces appareils lorsqu'ils vent accouples; cela peut permettre notamment l'alimentation de la pompe de l'AIP par une source d'energie integree au ROV, ainsi que l'echange de signaux eVou de donnees entre les appareils. Selon un mode de realisation, I'AIP peut presenter une masse apparente dans l'eau (c'est a dire une flottabilite negative) par exemple de l'ordre de quelques dizaines de kilogrammes; dans ce cas, I'AIP peut etre depose sur le fond par une grue equipant un navire ou une installation de surface; I'AIP peut ensuite etre positionne et raccorde au pipeline par un ROV. Par reference a la figure 2, le circuit principal d'introduction d'eau de mer filtree dans le pipeline comporte successivement un tube 14 d'aspiration, un filtre 15, un. !' conduit 16a equipe d'une vanne 17, trots conduits t6b, 16c et 16d prolongeant le conduit 16a, un debitmetre 18 place sur le conduit 16c, une vanne 19 de reglage du debit introduit dans le pipeline, et se termine par deux conduits flexibles 10a et 10b raccordes en parallele et permettant la connexion de l'AIP a la chambre 6 figure 1; la vanne 17 etant ouverte et le degre d'ouverture de la vanne 19 etant commande par une unite 20 electronique de commande, ce circuit principal permet de remplir une partie du pipeline eVou de deplacer le mobile dans le pipeline, par aspiration d'eau sous l'effet de la depression regnant initialement dans le pipeline; lorsque cette depression est devenue trop faible, I'introduction d'eau de mer filtree est poursuivie en actionnant une pompe centrifuge 21 dont le moteur (hydraulique ou electrique) 22 est commande par ['unite 20; a cet effet, la pompe 21 est raccordee en parallele avec le conduit 16a, sur un conduit 23 relic par un conduit 24 equipe d'une vanne 25, a la sortie du filtre principal 15: la pompe 21 aspire l'eau provenant du filtre 15 par le conduit 24, et la refoule dans le conduit 1 6b du circuit principal. Le filtre 15 est equipe de deux manometres 26 et 27 relies a ['unite 20 et permettant respectivement le controle de la pression a ['entree et a la sortie du filtre; dans le cas ou le colmatage du filtre 15 provoque une difference determinee entre la pression d'entree et la pression de sortie, cette difference etant mesuree par ['unite 20, cette derriere peut commander le nettoyage du filtre 15. L'appareil comporte un filtre 28 de nettoyage qui, comme le filtre 15, a son entree en communication avec le milieu marin ambient, par un conduit 14 dirige vers le haut, de sorte que son orifice d'entree 14a est eloigne du fond sur lequel repose l'appareil. La sortie du filtre 28 est reliee a ['aspiration de la pompe 21 par un conduit 29 equipe d'une vanne 30. Le nettoyage du filtre 15 est effectue de la fa,con suivante: la pompe 21 etant a l'arret, les vannes 19 et 25 vent fermees et les vannes 17 et 30 vent ouvertes; la pompe est mise en route, ce qui provoque ['aspiration d'eau de mer par le filtre 28, et son transport par les conduits 29, 23 et 16a jusqu'a la sortie du filtre 15 qui est alors traverse a contre courant par cette eau filtree qui permet de le decolmater en rejetant les sediments accumules dans le filtre 15, dans le milieu ambient; le contrBle par ['unite 20 de la perte de charge inverse dans le filtre 15 peut permettre de determiner la fin de ['operation de nettoyage. .. Afin de permettre selon le meme principe le nettoyage du deuxieme filtre 28 a ['aide du premier filtre 15, une canalisation 31 equipee d'une vanne 32, qui jouent respectivement le meme role que les elements 16a et 17 decrits ci-avant, peuvent etre prevus et utilises de la meme fa,con. Selon une variante de realisation, notamment lorsque les filtres 15 et 18 presentent des capacites identiques, ces filtres peuvent etre utilises simultanement pour filtrer l'eau de mer a introduire dans le pipeline, ce qui permet de diminuer le volume de chaque filtre et/ou de diminuer la perte de charge qu'ils provoquent. L'AIP comporte deux poches souples 33, 34 de stockage d'agent(s) de traitement de l'eau de mer filtree, et deux pompes 35, 36 d'injection de ces agents dans la canalisation principale 16b, 16c, sous le controle de l'UETSD 20 a laquelle elles vent reliees. Les reservoirs 33, 34 vent raccordes en serie par des conduits 37, 38 de transport de ['agent a ['entree des pompes 35, 36; ces derrieres vent raccordees en parallele, entre le conduit 38 d'aspiration et un conduit 39 de refoulement de ['agent, sur lequel vent montes un debitmetre 40 de mesure du debit d'agent, ainsi qu'un clapet anti-retour 41. Deux manometres (ou capteurs de pression) 42 et 43 vent respectivement montes sur le conduit 16d, en amont et en aval de la vanne 19 de controle du debit d'eau introduite dans le pipeline, qui vent relies - comme les differentes vannes et debitmetres - a l'UETSD 20, afin de permettre a cette unite de controler la perte de charge dans la vanne 19 et modifier son degre d'ouverture en consequence, afin d'eviter de deteriorer les constituents de l'AIP, et d'assurer un debit d'introduction d'eau de mer filtree dans le pipeline parfaitement controle. REVENDICATIONS 1. Appareil (1) immergeable de propulsion d'un objet dans un pipeline (4) immerge, I'appareil comportant un filtre (15), une premiere canalisation (16a, 16b, 16c, 16d) de transport d'eau de mer de la sortie du filtre au pipeline, et une pompe (21), caracterise en ce qu'il comporte des moyens de detection du colmatage du filtre et des moyens de nettoyage du filtre. 2. Appareil selon la revendication 1, qui comporte un deuxieme filtre (28) dont ['entree communique avec le milieu ambient, dont la sortie est raccordee a ['aspiration de la pompe par une canalisation (29) equipee d'une vanne (30), ainsi que des moyens pour mettre en communication la sortie du premier filtre avec le refoulement de la pompe, de fa,con a permettre une circulation inversee d'eau de mer filtree dans le premier filtre pour le decolmater. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ['entree du premier filtre eVou du deuxieme filtre communique avec l'exterieur par l'intermediaire d'une canaiisation (14) s'etendant vers le haut de facon a eloigner ['orifice (14a) d'aspiration d'eau de mer du fond (3) sousmarin, I'appareil comportant une structure (2) lui permettant de reposer sur le fond sous-marin. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel les moyens de detection de colmatage comportent des moyens (26, 27) de mesure de la difference de pression existent entre la sortie et ['entree du filtre (15) lorsque celui-ci est traverse par un courant d'eau. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 a 4, dans lequel le premier filtre (15) presente une capacite de retention de particules plus petites que celles susceptibles d'etre retenues par le deuxieme filtre (28). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 a 5, dans lequel la capacite en volume du deuxieme filtre est inferieure ou identique a celle du premier filtre. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 6 qui comporte un reservoir (33, 34) de stockage d'agent(s) de traitement d'eau dont au moins une partie substantielle de la paroi est souple. 8. Appareil selon la revendication 7, dans lequel le reservoir est essentiellement S constitue par une poche souple et est realise dans un tissu enduit d'elastomere. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, qui comporte au moins deux reservoirs (33, 34) de stockage d'agents de traitement d'eau, eVou au moins deux pompes (35, 36) dtinjection de ces agents dans la canalisation (16a, 16b, 1 6c, 1 6d) de transport d'eau de mer filtree. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, qui comporte un debitmetre (18) de mesure du debit d'eau de mer filtree introduite dans le pipeline, et comporte de preference en outre un debitmetre (40) de mesure du debit d'agent de traitement melange a l'eau de mer filtree, le(s) debitmetre(s) delivrant des signaux a une unite (20) qui commande l'ouverture eVou la fermeture des vannes et le fonctionnement de la pompe de l'appareil. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, qui comporte deux conduits (10, 10a, 10b) de raccordement au pipeline, qui vent disposes en paralleie dans le circuit de transport d'eau de mer filtree, et qui vent en partie au moins flexibles ou deformables. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 a 11, qui presente une flottabilite negative, et des interfaces mecanique, electrique et hydraulique de