Brevet FR3003484A1 — publié le 20140926

DISPOSITIF DE NETTOYAGE DE SURFACES IMMERGEES La présente invention concerne un dispositif de nettoyage de surfaces immergées, notamment de coques de navires, comportant au moins une brosse rotative de nettoyage, et des roues de guidage sur la surface à nettoyer. Les dispositifs de nettoyage de surfaces immergées de coques de navires comprenant une brosse de nettoyage sont généralement équipés de roues de guidage sur la coque du navire, afin de permettre un déplacement rectiligne le long de la coque et d'annuler l'effet gyroscopique induit par la rotation de la brosse, qui a tendance à faire pivoter le dispositif autour de l'axe de rotation de la brosse. Les coques de navires suivent généralement des profils courbes et peuvent comprendre des différences de niveau. La brosse de nettoyage rotative peut alors ne pas être complètement en contact de la surface à nettoyer. L'efficacité du nettoyage s'en trouve réduite et, dans le cas où la rotation de la brosse sert également à assurer le plaquage du dispositif sur la coque, le dispositif peut être déstabilisé et s'éloigner de la coque du navire. Les mêmes problèmes se posent pour le nettoyage des réservoirs d'eau, des bassins ou des pontons flottants. C'est à ces inconvénients qu'entend remédier l'invention en proposant un nouveau dispositif de nettoyage de surfaces immergées permettant d'assurer la stabilité du dispositif et le nettoyage de la coque lors des différences de niveau apparaissent sur la coque. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de nettoyage de surfaces immergées, comportant au moins une brosse rotative de nettoyage entrainée par un moteur autour d'un axe de rotation, la brosse rotative étant de forme annulaire centrée autour de son axe de rotation et sensiblement parallèle à la surface de coque à nettoyer, le dispositif comprenant des roues de guidage sur la surface à nettoyer. Ce dispositif est caractérisé en ce que les roues sont équipées de bandes de roulement externes déformables élastiquement selon une direction radiale par rapport à l'axe de rotation des roues. Grâce à l'invention, lorsqu'une différence de niveau entre les deux roues du dispositif de nettoyage survient, la brosse de nettoyage est maintenue sensiblement parallèlement contre la surface à nettoyer par la compression de la roue la plus élevée par rapport à la surface à nettoyer sous l'action de la force de plaquage induite par la rotation de la brosse. La stabilité du dispositif contre la surface à nettoyer est maintenue et l'efficacité du nettoyage est conservée. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif de nettoyage peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - Les bandes de roulement sont déformables de manière que le diamètre total des roues diminue d'une proportion comprise entre 5 % et 20 % entre une configuration non déformée et une configuration déformée des bandes de roulement. - Les bandes de roulement comprennent au moins une cavité interne. - La cavité interne s'étend sur la totalité de la circonférence des bandes de roulement. - Les bandes de roulement comprennent plusieurs cavités distinctes réparties le long de la circonférence des bandes de roulement. - Les bandes de roulement comprennent des cloisons radiales adaptées pour se replier vers un bord externe d'une partie rigide des roues lorsque les bandes de roulement sont déformées. - Les bandes de roulement sont en matériau élastomère. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un dispositif de nettoyage conforme à son principe, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de nettoyage conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue, selon un autre angle, du dispositif de nettoyage de la figure 1 au cours d'une opération de nettoyage d'une coque d'un navire par un utilisateur, - la figure 3 est une vue en perspective partiellement éclatée du dispositif de nettoyage des figures 1 et 2, un pont de manoeuvre étant masqué ; - la figure 4 est une vue en perspective de dessous du dispositif de nettoyage des figures 1 à 3 ; - la figure 5 est une vue en coupe transversale du dispositif de nettoyage des figures 1 à 4 ; - la figure 6 est une vue similaire à la figure 1, une partie du dispositif de nettoyage étant arrachée et un réservoir de déchets étant masqué ; - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail VII à la figure 6 ; - la figure 8 est une vue en perspective, sous un autre angle, du dispositif des figures 1 à 7 équipé d'une perche de manoeuvre dont les tronçons sont séparés ; - la figure 9 est une vue similaire à la figure 4, d'un dispositif de nettoyage selon un second mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de nettoyage D représenté sur les figures 1 à 9 est destiné à nettoyer des surfaces immergées S de la coque C d'un navire N. Par surface immergée, on désigne toutes les surfaces de la coque C du navire N se situant au dessous de la surface de l'eau SE dans une configuration où le navire N est à l'arrêt, par exemple dans un port. En variante, le dispositif D peut également être utilisé pour le nettoyage de surfaces immergées de réservoirs d'eau, de bassins, de pontons flottants ou de toute autre installation susceptible d'être immergée dans des eaux porteuses de microorganismes susceptibles de s'accrocher aux surfaces immergées. Le dispositif D présente une forme sensiblement cylindrique à section circulaire centrée sur un axe central X-X'. Le dispositif de nettoyage D est équipé d'une brosse de nettoyage rotative 2 comprenant un plateau 20 à partir duquel s'étendent des poils de brosse 22. La brosse 2 est entraînée par un moteur M autour d'un axe de rotation X2, qui est dans l'exemple décrit confondu avec l'axe central X-X' du dispositif 2. Les poils de brosse 22 s'étendent selon une forme annulaire à partir du plateau 20 autour de l'axe de rotation X2. Lors du nettoyage, le plateau 20 s'étend sensiblement parallèlement à la surface S. La répartition annulaire des poils de brosse 22 délimite un volume intérieur V entre la surface S à nettoyer et le plateau 20. Le volume intérieur V est en dépression lorsque la brosse 2 tourne autour de son axe de rotation X2. Cette dépression a pour effet de créer un phénomène d'aspiration de la brosse 2 contre la surface S. Le dispositif D est donc plaqué contre la surface S par la dépression créée par la rotation de la brosse 2, ce qui permet au dispositif D de se maintenir dans l'eau contre la surface S. Afin de se mouvoir le long de la coque C, le dispositif de nettoyage D comporte deux roues de guidage 4 alignées perpendiculairement à l'axe central X-X' et diamétralement opposées par rapport à l'axe X-X'. Le dispositif D est adapté pour être manoeuvré par un seul utilisateur U, notamment le propriétaire du navire N, au moyen d'une perche de manoeuvre 6. La perche de manoeuvre 6 est composée de plusieurs tronçons dont trois sont représentés à la figure 2 avec les références 61, 62 et 63, emboîtés les uns dans les autres selon la nécessité de l'utilisateur U et en fonction de la position du dispositif D le long de la coque C. Dans la configuration de la figure 2, l'utilisateur U a raccordé les trois tronçons 61, 62 et 63 au dispositif D pour pouvoir nettoyer la partie basse de la coque C. Le tronçon 63 est courbe afin de permettre que la brosse 2 soit parallèle à la surface nettoyée S. Les tronçons 61, 62 et 63 de la perche de manoeuvre 6 peuvent être raccordés les uns aux autres selon des angles variables autour de leurs axes centraux. De cette façon, l'utilisateur U peut nettoyer le navire N soit à partir du navire N lui-même, en créant une forme de perche 6 recourbée en direction de l'utilisateur U, ou, si l'utilisateur U est posté sur un ponton faisant face au navire N, créer une forme incurvée s'éloignant de lui pour atteindre la coque C. En variante représentée à la figure 8, la perche 6 peut comprendre seulement deux tronçons 62 et 63. La perche de manoeuvre 6 est raccordée au dispositif D par l'intermédiaire d'un tube de raccordement 8 fixé à un pont de manoeuvre 10. Le pont de manoeuvre 10 comporte une partie centrale 10a, sur laquelle le tube de raccordement est fixé, et deux parties latérales 10b et 10c qui se prolongent perpendiculairement à la partie centrale 10a et sont articulées autour des arbres de rotation 40 des roues 4. Le pont de manoeuvre 10 peut ainsi pivoter librement autour d'un axe transversal Y40, qui correspond à l'axe de rotation des roues 4, afin de faciliter la manoeuvre du dispositif D lors du nettoyage. Le pont de manoeuvre 10 comporte également deux flotteurs 101 fixés aux parties latérales 10b et 10c par des vis 102. Le dispositif D peut également être manipulé sans perche de manoeuvre 6, par un plongeur sous-marin manipulant directement le dispositif D au moyen du tube de raccordement 8. Le moteur M est un moteur électrique alimenté en courant à l'aide d'un câble 12, représenté en traits discontinus à la figure 2, relié à une batterie portative 13 portée par l'utilisateur U dans un harnais 131. L'utilisateur U dispose de moyens de mise en marche et/ou arrêt du dispositif D sur le harnais 131. Ainsi, l'utilisateur U peut, de façon autonome, se déplacer sur le navire N pour nettoyer les différentes parties de la coque C. En outre, la batterie portative 13 permet de se passer d'un branchement sur une alimentation extérieure, par exemple une prise électrique sur un ponton, de sorte que l'utilisateur U peut procéder au nettoyage du navire N dans une zone de mouillage éloigné d'un port. En variante non représentée, le dispositif D peut être également alimenté en courant électrique à partir d'une prise de courant du réseau public d'électricité. Selon une autre variante non représentée, la batterie électrique peut également être intégrée au dispositif de nettoyage D. Dans ce cas, les moyens de mise en marche et/ou arrêt comprennent un interrupteur sur le dispositif D. Les normes environnementales concernant la pollution marine imposent, dans certaines régions du monde, la récupération des déchets produits par le nettoyage de la coque C. En effet, lorsque la brosse 2 nettoie la surface S, les déchets, tels que des micro-organismes ou des éclats de peinture pouvant contenir des produits toxiques, sont rejetés dans l'eau. Pour les récupérer, le dispositif D comprend une hélice 16 d'aspiration des déchets détachés de la coque C. L'hélice 16 aspire un flux d'eau au voisinage de la brosse 2 et de la surface S vers un réservoir de déchets 18 du dispositif D. Le dispositif D comporte des moyens de direction du flux d'eau aspiré par l'hélice 16 selon une direction hélicoïdale vers le réservoir de déchets 18. Les moyens de direction du flux d'eau comprennent un conduit annulaire 23 s'étendant radialement autour d'une partie centrale 33 du dispositif D centrée sur l'axe X-X', et autour de la brosse rotative 2. Le conduit annulaire 23 s'étend, parallèlement à l'axe X-X', entre une entrée située au voisinage de la brosse 2 vis-à-vis de la surface S, et un conduit hélicoïdal 25 enroulé autour de l'axe X-X' et dont la sortie 251 aboutit dans le réservoir de déchets 18. La partie centrale 33 forme un cylindre centré sur l'axe X-X' et s'étend axialement entre l'extrémité des poils de brosse 22 et le moteur M. Le moteur M est logé dans un capot 31 englobé dans la partie centrale 33. Les moyens de direction du flux d'eau comprennent un redresseur de flux 27 qui forme l'entrée du conduit annulaire 23. Le redresseur de flux 27 est situé au voisinage de la brosse 2 et avant l'hélice d'aspiration 16 selon la direction d'écoulement du flux d'eau. Lorsque les déchets sont détachés de la coque C par la brosse 2, ils sont aspirés dans le flux d'eau F1, selon une direction parallèle à l'axe central X-X'. A cet effet, le redresseur de flux 27 comprend des cloisons radiales 271 qui définissent des plans comprenant l'axe X-X'. Les cloisons radiales 271 sont réparties sur la circonférence du redresseur de flux 27. Le redresseur de flux 27 comprend également une cloison circulaire 273 séparant radialement les cloisons radiales 271 en leur milieu. La cloison circulaire 273 définit un tronçon de surface cylindrique à section circulaire centré sur l'axe X-X'. Le redresseur de flux 27 s'étend radialement entre une partie tubulaire interne 275, qui délimite la partie centrale 33, et une partie tubulaire externe 277 qui définit la forme externe cylindrique du dispositif D au voisinage de la brosse 2. La brosse 2 s'étend à l'intérieur de la partie tubulaire interne 275, de sorte que l'aspiration d'eau se fait sur le pourtour de la brosse 2. En effet, lorsque la brosse 2 détache les déchets de la coque, ceux-ci ont tendance à être entraînés sur le pourtour externe de la brosse 2 par effet centrifuge. L'entrée du conduit annulaire 23 s'étendant sur le pourtour extérieur de la brosse 2, l'efficacité de la récupération des déchets est optimale. L'hélice d'aspiration 16 comprend une partie tubulaire interne 161, dont le diamètre est approximativement équivalent au diamètre externe de la brosse rotative 2. La partie tubulaire interne 161 est comprise dans la partie centrale 33. L'hélice d'aspiration 16 comprend des pales 163 qui s'étendent radialement à partir de la partie tubulaire interne 161. Les pales 163 s'étendent dans le conduit annulaire 23, en aval du redresseur de flux 27 selon la direction d'écoulement de l'eau dans le dispositif D. Les pales 163 sont inclinées par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe X-X', représenté par une ligne L1 aux figures 3 et 7, selon un angle 3. L'angle [3 est de préférence compris entre 5° et 45°. En aval de l'hélice d'aspiration 16 par rapport à la direction d'écoulement de l'eau dans le dispositif D, les moyens de direction du flux d'eau comprennent un directeur de flux 29 qui forme la dernière portion du conduit annulaire 23 avant le conduit hélicoïdal 25. Le directeur de flux 29 est adapté pour diriger le flux d'eau F1 aspiré par l'hélice 16 selon une direction oblique par rapport à l'axe central X-X'. Pour cela, le directeur de flux 29 comprend des pales 291 s'étendant radialement à partir d'une paroi tubulaire interne 293, délimitant la partie centrale 33, en direction d'une paroi tubulaire externe 295. Les pales 291 sont inclinées par rapport au plan représenté par la ligne L1 selon un angle y compris entre 30° et 80°. Les pales 291 sont inclinées de telle manière qu'un flux d'eau F2 sortant du conduit annulaire 23 par le directeur de flux 29 entre dans le conduit hélicoïdal 25 selon une direction inclinée, ce qui permet d'obtenir un écoulement hélicoïdal avec un minimum de pertes de charge et de perturbations. Les pales 163 sont inclinées par rapport aux pales 291 et l'hélice 16 tourne autour de l'axe X-X' dans le sens représenté par la flèche R aux figures 6 et 7 de telle manière que les pales 163 dirigent le flux d'eau F1 selon une direction oblique vers les pales 291. Cela permet de réduire les pertes de charge et les perturbations lors du passage du flux d'eau F1 dans le directeur de flux 29. L'angle d'inclinaison Q entre les pales 291 et 163 est de préférence compris entre 40° et 90°. L'angle d'inclinaison Q peut également être défini comme la somme des angles [3 et y. Le conduit annulaire 23 et le conduit hélicoïdal 25 sont reliés fluidiquement l'un à l'autre du côté aval du directeur de flux 29. Le conduit hélicoïdal 25 présente une forme qui s'élargit selon l'axe X-X' en s'enroulant autour de la partie centrale 33, jusqu'à la sortie 251, de forme globalement trapézoïdale orientée parallèlement à l'axe X-X'. Le conduit hélicoïdal 25 comprend une partie tubulaire interne 253 et une partie tubulaire externe 255, qui définit la forme externe cylindrique du dispositif de nettoyage D et rejoint la partie tubulaire 277 du redresseur de flux 27. La largeur des parties tubulaires 253 et 255, prise selon l'axe X-X', est croissante le long de la circonférence du conduit hélicoïdal 25. Le flux d'eau F2 est transformé en un flux d'eau hélicoïdal F3 qui s'enroule autour de l'axe X-X' jusqu'à la sortie 251. A la sortie 251 du conduit hélicoïdal 25, le flux d'eau F3 sort dans le réservoir 18, qui n'est pas représenté sur la figure 6 pour la clarté du dessin, sous la forme d'un flux d'eau évacué F4. Le redresseur de flux 27 est optionnel, c'est-à-dire qu'il n'est pas indispensable de créer au préalable un écoulement parallèle à l'axe central X-X' avant de diriger le flux selon une direction hélicoïdale. Dans ce cas, le dispositif D comprend uniquement l'hélice 16 au voisinage de la brosse 2 et le directeur de flux 29 en aval de l'hélice 16. La brosse 2 et l'hélice 16 sont solidaires en rotation et entraînées toutes les deux par le moteur électrique M par l'intermédiaire d'un arbre de rotation 15. L'hélice 16 est étagée selon l'axe X-X' par rapport à la brosse 2 de telle manière que les brosses 2 se trouvent au centre du redresseur de flux 27, et que l'hélice 16 se trouve en aval du redresseur de flux 27. L'entraînement en rotation simultané de la brosse 2 et de l'hélice 16 par le seul moteur M permet de réduire le nombre de pièces nécessaires à la fabrication du dispositif de nettoyage D, qui est donc plus léger, moins volumineux et moins cher à fabriquer que les matériels connus. La structure des moyens de direction de flux permet d'utiliser la partie centrale 33 du dispositif D pour y loger la brosse 2, l'hélice 16 et le moteur M, et de loger dans une partie périphérique du dispositif D le conduit annulaire 23, le conduit hélicoïdal 25 et le réservoir de déchets 18, qui occupe un espace en forme de faucille correspondant au profil externe du conduit hélicoïdal 25. Le dispositif D présente donc un volume optimisé et des compacités radiale et axiale supérieures aux matériels connus. La vitesse de rotation de l'élément rotatif formé par la brosse 2 et l'hélice 16 permet à la fois un brossage efficace de la surface S, est suffisamment rapide pour créer une dépression suffisante au plaquage du dispositif D sur la coque C, et obtenir une aspiration d'eau suffisante pour récupérer la plus grande partie des déchets détachés de la coque C. A titre d'exemple, la vitesse de rotation de l'élément rotatif composé de la brosse 2 et de l'hélice 16 est comprise entre 100 et 400 tours/minute. L'angle d'inclinaison Q est choisi de manière à assurer simultanément un débit d'aspiration d'eau suffisant pour récupérer la plus grande partie des déchets de nettoyage, et pour que la vitesse de rotation de la brosse de nettoyage 2 soit suffisante pour assurer le plaquage du dispositif D contre la surface S et un nettoyage efficace. Les roues 4 comprennent une partie centrale rigide 42, c'est-à-dire qui ne se déforme pas dans les conditions normales d'utilisation du dispositif D, par exemple lors du roulement sur la coque C. A la périphérie de la partie centrale rigide 42, les roues 4 comprennent des bandes de roulement externes 44 qui sont déformables élastiquement selon une direction radiale par rapport à l'axe Y40. En d'autres termes, les bandes de roulement 44 sont plus déformables que les parties rigides 42. Les bandes de roulement 44 sont fabriquées en matériau élastomère. De ce fait, les bandes de roulement 44 peuvent être comprimées radialement sous l'effet du plaquage créé par la dépression existant dans le volume intérieur V. A cet effet, les bandes de roulement 44 comprennent au moins une cavité interne. Sur le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 8, les bandes de roulement 44 comprennent une cavité interne 46 s'étendant sur la totalité de la circonférence de la roue 4. La propriété des bandes de roulement 44 de se comprimer radialement permet de prendre en compte les variations de courbure de la coque C afin que la brosse 2 soit plaquée correctement contre la surface S. En effet, si une différence de niveau entre les roues 4 apparaît sur la trajectoire du dispositif D, le plateau 20 peut ne plus être parallèle à la surface S et l'efficacité du plaquage et du nettoyage réduite. Grâce à la possibilité de compression radiale des bandes de roulement 44, la différence de courbure est compensée. Ceci permet de conserver le parallélisme entre le plateau 20 et la surface S, et par conséquent l'efficacité du plaquage et du brossage. Les bandes de roulement 44 sont déformables de telle manière que le diamètre total des roues 4 diminue d'une proportion comprise entre 5 % et 20 % entre une configuration non déformée et une configuration déformée des bandes de roulement 44. Selon un second mode de réalisation représenté à la figure 9, les bandes de roulement 44 comprennent plusieurs cavités 48 distinctes réparties le long de la circonférence des bandes de roulement 44. Dans ce cas, les cavités 48 sont délimitées par des cloisons radiales 50 obliques par rapport à des diamètres des roues 4 et adaptées pour se replier vers le bord externe 421 des parties rigides 42 lorsque les bandes de roulement 44 sont déformées. Les caractéristiques des modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinées dans le cadre de la présente invention. Selon un mode de réalisation non représenté de l'invention, le dispositif de nettoyage D peut ne pas comprendre d'hélice d'aspiration 16, ni de moyens de direction du flux d'eau aspiré par l'hélice 16 ni de réservoir de déchets 18. Dans un tel cas, les déchets détachés de la coque C par la brosse 2 ne sont pas récupérés. REVENDICATIONS1.- Dispositif de nettoyage (D) de surfaces (S) immergées, comportant au moins une brosse rotative (2) de nettoyage entrainée par un moteur (M) autour d'un axe de rotation (X2), la brosse rotative (2) étant de forme annulaire centrée autour de son axe de rotation (X2) et sensiblement parallèle à la surface (S) à nettoyer, le dispositif (D) comprenant des roues (4) de guidage sur la surface (S) à nettoyer, caractérisé en ce que les roues (4) sont équipées de bandes de roulement externes (44) déformables élastiquement selon une direction radiale par rapport à l'axe de rotation (Y40) des roues (4). 2.- Dispositif de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes de roulement (44) sont déformables de manière que le diamètre total des roues (4) diminue d'une proportion comprise entre 5 % et 20 % entre une configuration non déformée et une configuration déformée des bandes de roulement (44). 3.- Dispositif de nettoyage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bandes de roulement (44) comprennent au moins une cavité interne (46, 48). 4.- Dispositif de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité interne (46) s'étend sur la totalité de la circonférence des bandes de roulement (44). 5.- Dispositif de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bandes de roulement (44) comprennent plusieurs cavités (48) distinctes réparties le long de la circonférence des bandes de roulement (44). 6.- Dispositif de nettoyage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bandes de roulement (44) comprennent des cloisons radiales (50) adaptées pour se replier vers un bord externe (421) d'une partie rigide (42) des roues (4) lorsque les bandes de roulement (44) sont déformées. 7.- Dispositif de nettoyage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bandes de roulement (44) sont en matériau élastomère.35