Brevet FR3025696A1 — publié le 20160318

ENGIN DE RECHERCHE ET D'AGRÉGATION DE POISSONS Domaine technique de l'invention L'invention appartient au domaine des engins non pilotés autopropulsés pour détecter et agréger des bancs de poissons, en particulier des espèces pélagiques. Antécédents de l'invention ou État de l'Art Dans la pêche industrielle de thon et d'autres espèces pélagiques la pêche avec les FAD's, (Fish Aggregating Devices) est d'usage courant. Les FAD's sont des éléments flottants d'origine naturelle ou artificielle pour concentrer les poissons. Il a été observé que, après un certain temps dans l'eau, ils génèrent un écosystème permettant aux bancs de poissons (spécialement les thonidés) de rester en dessous à certaines heures de la journée. Ces FAD's ont généralement des filets à 10 - 20 m de profondeur agissant comme des ancres flottantes, créant d'une part une discontinuité lumineuse sous-marine et permettant d'autre part de dériver et d'être entraînés sous l'effet de courants plus profonds. On relève plusieurs antécédents qui décrivent des dispositifs non pilotés en lien avec la concentration ou la détection de poissons. La demande de brevet FR 2674338 décrit une radio bouée avec GPS, qui informe sur la position des poissons. La demande de brevet ES2454915 Al de Marine Instruments révèle aussi une bouée pour la détection de poissons équipée d'un GPS et d'un sonar multifréquence et de quelques accéléromètres pour déterminer à quel moment déclencher le ping à ultrasons. La demande de brevet US20130006445 montre comment un engin avec un système GPS propulsé par les vagues distribue du fertilisant pour la croissance du phytoplancton dans les océans, pour améliorer le stock de poisson. Néanmoins il ne prend pas en compte la présence de poisson ni de phytoplancton. Le modèle d'utilité CN202197670 U décrit l'application de lumières dans le périmètre d'un FAD, pour agréger une plus grande quantité de poissons. Néanmoins il ne prend pas en compte la consommation d'énergie qu'elles supposent. En général, les bouées présentes sur le marché ne changent pas leur trajectoire en fonction des données obtenues mais suivent les courants marins. D'autre part, les engins autonomes autopropulsés n'ont pas la possibilité de détecter ni d'agréger le poisson. Brève description de l'invention L'invention fait référence à un engin non piloté, navigable autopropulsé pour 3025696 2 détecter et agréger des bancs de poissons. Pour cela, l'énergie produite par les panneaux solaires doit être gérée de manière efficace, grâce à cela, on parvient à naviguer dans une trajectoire programmée à une distance qui peut atteindre les 20 milles marins par jour. On doit aussi tenir compte du fait que les moyens d'agrégation consomment plus 5 ou moins d'énergie. C'est pourquoi il est important, de destiner l'énergie selon les circonstances à des appareils ou à d'autres. L'engin de recherche et d'agrégation de poissons comprend une coque en matériau flotteur, un panneau solaire pour produire de l'énergie électrique, un module de propulsion électrique, une pluralité de moyens capteurs pour détecter les poissons et 10 mesurer les conditions environnementales, une pluralité de moyens d'agrégation pour attirer les poissons, un module de contrôle configuré pour distribuer l'énergie électrique disponible selon les informations des moyens capteurs entre le module de propulsion et les moyens d'agrégation pour le déplacer vers ou le maintenir dans une zone déterminée. Optionnellement, l'engin comprend en outre un module de communication 15 configuré pour envoyer et recevoir des informations sans fil. Optionnellement, les moyens capteurs comprennent une sonde de détection hydroacoustique pour détecter un banc de poissons et/ou identifier le type. Optionnellement, les moyens capteurs comprennent une caméra sous-marine pour capturer les images. 20 Optionnellement, l'engin comprend un module de géolocalisation. Optionnellement, l'engin comprend un capteur de courants sous-marins. Optionnellement, le capteur de courants sous-marins est associé au module de contrôle et au module de géolocalisation pour établir l'itinéraire de navigation en fonction de l'énergie disponible. 25 Optionnellement, l'engin comprend un compas magnétique et/ou un gyroscope pour enregistrer et communiquer les rotations au module de contrôle. Optionnellement, l'engin comprend un appareil de détection inertielle avec des accélérateurs configurés pour mesurer et communiquer la hauteur et la direction des vagues au module de contrôle. 30 Optionnellement, l'engin comprend un capteur de température pour mesurer la température superficielle de l'eau. Optionnellement, l'engin comprend un capteur de turbidité pour estimer le niveau de phytoplancton présent dans l'eau. Optionnellement, le module de contrôle peut valider l'estimation de 35 phytoplancton du capteur de turbidité en fonction de la température de l'eau. 3025696 3 Optionnellement, les moyens d'agrégation pour attirer les poissons comprennent une source de lumière d'intensité configurable située dans la coque. Optionnellement, l'engin comprend en outre un émetteur de pulsations électriques (12). 5 Optionnellement, la coque comprend une quille stabilisatrice dans laquelle est disposé l'émetteur de pulsations électriques. Optionnellement, l'engin comprend une ancre de dérive dans laquelle est disposé l'émetteur de pulsations électriques. Optionnellement, la flottabilité de la coque est variable et contrôlable à distance 10 pour être submergée au moins partiellement. Optionnellement, la coque comprend au moins un dépôt interne dans la carène avec une ouverture en poupe pour se remplir d'eau lorsqu'il est en arrêt. Optionnellement, le dépôt interne dans la carène se vide lorsqu'il est en mouvement. 15 Optionnellement, le dépôt interne se situe sur la poupe. Optionnellement, l'engin comprend une pompe pour réaliser le remplissage ou le vidage du dépôt. Brève description des figures La figure 1 montre une vue latérale de l'engin de manière schématique. 20 La figure 1 montre une vue supérieure de l'engin de manière schématique. La figure 3 montre une vue inférieure de l'engin de manière schématique. La figure 4 montre une vue de face de l'engin de manière schématique. La figure 5 montre une vue inférieure de l'engin avec des dépôts internes pour modifier la flottabilité. 25 La figure 6 montre des éléments de l'invention dans un diagramme de blocs. Description détaillée de l'invention En référence aux figures 1 à 6 on explique un exemple de réalisation qui ne doit pas être vu à titre limitatif. Comme on peut l'observer dans la figure 1 l'engin comporte une coque flottante 30 1 (il pourrait s'agir aussi d'une coque double de type catamaran, ou triple, etc.) qui peut agir comme un objet d'agrégation de poissons avec une quille 5 à stabiliser. Comme l'illustre la figure 2, il dispose de préférence de panneaux solaires photovoltaïques 10 qui génèrent de l'énergie électrique qui peut être stockée dans des batteries rechargeables 13. Dans la figure 3 on observe qu'il dispose d'un ou de plusieurs 35 moteurs comme des modules de propulsion électrique 11, qui contrôlés de manière 3025696 4 indépendante peuvent changer la direction de l'engin. L'engin incorpore des sondes de détection hydroacoustique 2 pour la détection de poissons et une source de lumière sous-marine 3, pour attirer les poissons. Il peut comporter un capteur de température 15 pour mesurer la température superficielle de l'eau et un capteur de turbidité 6 pour 5 mesurer la quantité de phytoplancton présente dans l'eau. Additionnellement, un capteur de température 15 peut vérifier que la température est plus élevée pour, conjointement avec les données du capteur de turbidité 6, éviter de faux positifs lorsqu'une augmentation de la turbidité n'est pas due au phytoplancton. Il comporte un module de géolocalisation satellitaire 9 et un module de 10 communication 16 pour transmettre les résultats des mesures des capteurs, la position, etc. et qui permettent aussi de recevoir des instructions pour contrôler leur fonctionnement. Ainsi, on peut transmettre, périodiquement ou à la demande, les données de position, de température, de niveau d'énergie, d'activité détectée. Avec l'incorporation d'un capteur de courants sous-marins 8 on obtient des 15 informations pour déterminer des itinéraires de navigation avec une consommation d'énergie possible moindre. Additionnellement, l'engin peut comporter une ancre de dérive 7 pour réduire la vitesse d'avancement. Cette ancre 7 peut incorporer à son tour un émetteur de pulsations de courant électrique 12 ayant la capacité d'attirer le poisson. Par exemple, avec le module de communication 16 des informations peuvent 20 être envoyées sur les ondes ultrasoniques réfléchies avec la sonde hydroacoustique 2. Avec cela, on peut obtenir des informations sur les types de poissons se trouvant sous l'engin et estimer leur quantité. Aussi, il peut comporter une caméra sous-marine, pour visualiser sous l'engin et pouvoir voir les types de poissons et/ou leur quantité. Aussi avec le module de communication 16 des commandes peuvent en outre être reçues pour 25 agir sur l'engin à travers le module de contrôle 14. Il peut aussi comporter une mémoire qui stocke les données sur les signaux traitées et les valeurs mesurées, entre autres. De manière additionnelle, l'engin peut comporter d'autres dispositifs comme un compas magnétique et/ou un gyroscope pour enregistrer les rotations ainsi qu'un appareil de détection inertielle avec des accéléromètres pour mesurer la hauteur et la 30 direction des vagues pour en tenir compte et pouvoir optimiser l'itinéraire à suivre. Alternativement ou conjointement avec les panneaux photovoltaïques 10, l'engin peut comporter une source d'énergie différente. Par exemple : une éolienne, un générateur d'énergie thermodynamique, un dépôt de combustible, une pile à combustible ou un dépôt d'hydrogène. Les sources d'énergie peuvent être connectées à 35 une batterie 13 pour stocker l'énergie non utilisée et l'employer en cas de besoin lorsque 3025696 5 l'approvisionnement en source d'énergie n'est pas suffisant. La batterie peut être incorporée à l'intérieur de la quille 5 comme on l'observe dans les figures 1 et 4. Optionnellement, comme on le montre dans la figure 5, cette coque peut avoir une flottabilité variable et être contrôlée à distance pour pouvoir être submergée 5 partiellement ou complètement pendant un temps déterminé pour être très discret. Pour cela, la carène peut avoir une forme lui permettant d'être à moitié submergée à l'arrêt, et émerger en commençant à se déplacer avec l'aide de son appareil de propulsion. Il peut posséder des dépôts internes 17 d'eau qui peuvent être remplis et vidés de manière contrôlée. Par exemple, par le biais d'une pompe à eau. Y compris, simplement avec des 10 ouvertures en poupe de l'embarcation qui permettent leur remplissage à l'état d'arrêt et au démarrage de la propulsion grâce à leur forme hydrodynamique, l'engin lève sa proue et ses dépôts 17 sont vidés par la gravité. Ensuite on décrit un exemple du fonctionnement : À partir de données provenant d'images satellites sur les températures de l'eau, 15 les courants et la présence de nutriments et de chlorophylle, on peut déduire une zone ayant une possible présence de phytoplancton. Cela signifie qu'elle a une forte probabilité d'être productive en raison de la présence de poisson dans les prochains jours/semaines. Cette zone serait candidate comme destination pour le lancement de l'engin ou pour se diriger vers elle. 20 Pour se diriger vers la zone choisie, il faut établir un itinéraire de navigation optimisée en fonction des données satellite sur les courants marins et la météorologie. Cet itinéraire de navigation peut être optimisé quotidiennement depuis la terre ferme dans un serveur qui simule les différentes possibilités de navigation qui tiennent compte des courants marins et des conditions météorologiques, l'utilisateur peut décider 25 de piloter manuellement son engin ou de demander son pilotage au serveur qui optimisera son itinéraire pour arriver en temps voulu à l'endroit déterminé. Avec ces informations les ordres de navigation par satellite sont envoyés. Dans la zone choisie et/ou pendant l'itinéraire de navigation, les différents moyens d'attraction et d'agrégation active de poisson se mettent en marche. En 30 particulier : La source de lumière 3, qui peut émettre différentes séquences et intensités. La sonde de détection hydroacoustique 2, qui peut émettre des signaux sonores avec différentes intensités et séquences. L'ancre de dérive 7 qui peut incorporer un émetteur de pulsations électriques 12 35 avec différentes séquences et intensités de courant électriqueLes moyens de détection, 3025696 6 la sonde de détection hydroacoustique 2, une caméra sous-marine 4, un capteur de turbidité 6, un capteur de température 15 peuvent aussi se mettre en marche et ces derniers transmettent les informations par satellite grâce au module de communication 16. 5 Le module de contrôle 14 et le module de géolocalisation 9 réalisent une vérification constante et des corrections de trajectoire pour éviter que l'engin entre dans des zones dangereuses d'échouage, ou dans des eaux non juridictionnelles, etc. En outre le module de contrôle 14 de l'engin réalise une gestion efficace de l'utilisation de l'énergie produite par les panneaux photovoltaïques 10 et/ou stockée dans 10 la batterie 13. Lorsque l'engin est en mode de navigation vers la zone potentiellement productive, une grande partie de l'énergie est destinée à la propulsion (>90 %), et une petite partie est destinée à la détection et à la communication ( 90 %) et une petite partie est destinée à la propulsion (>10 %). En outre, le capteur de courants sous-marins 8 apporte des données pour déterminer l'itinéraire de navigation optimal, et économiser ainsi l'énergie. Les moyens de détection comprennent une sonde hydroacoustique 2 pour 20 discerner les types de poissons, les espèces et les tailles. La sonde hydroacoustique 2 transmet à l'eau des pulsations ultrasoniques à différentes fréquences et détecte les échos de manière indépendante dans n'importe quelle fréquence transmise, en ayant la capacité de mesurer l'écho résultant de chaque fréquence de manière indépendante. On peut obtenir la réponse d'un poisson ou d'un ensemble de poissons à différentes 25 fréquences ultrasoniques grâce aux caractéristiques de l'onde reçue comme écho, on peut classer sa taille et y compris l'espèce (le thon listao, le thon jaune, le thon blanc, le thon obèse, etc.) C'est pourquoi, les caractéristiques de l'écho réfléchi pour la pulsation émise pour une espèce de poisson concret doivent être connues, pour pouvoir établir une signature acoustique. Les différences dans l'écho réfléchi sont généralement dues 30 aux caractéristiques morphologiques, telles que les distinctes densités du corps, la taille, la forme, la dureté de la peau et la présence ou non de vessie natatoire, etc. Ainsi, en comparant les résultats avec ces informations, on peut identifier une espèce. Dans d'autres cas, bien que l'espèce ne puisse pas être déterminée avec exactitude, les informations pertinentes pour la pêche peuvent toutefois être extraites. Par exemple, on 35 peut stocker le moment de la détection d'un banc avec des caractéristiques concrètes et 3025696 7 avec cela identifier des schémas comportementaux. D'autre part, la forme même de l'engin, crée une ombre (similaire à un objet FAD) et elle est combinée avec d'autres éléments actifs (lumière, son et courants électriques) pour parvenir à attirer et à agréger le poisson. Comme il a été mentionné 5 l'engin a de préférence une forme qui représente une surface similaire aux objets FAD's. Dans une réalisation on a choisi une conception de 4 m2, une forme allongée de 3 à 5 mètres de long) et étroite (sur 1 mètre de large). Le matériau de la coque 1 est en composite rempli de mousse, qui apporte de la flottabilité et optionnellement avec des dépôts internes 17 d'eau pour pouvoir compenser la flottabilité à l'arrêt, qui lui permet 10 de naviguer au-dessus des vagues. On choisit une quille 5 avec une profondeur entre 0,5-1 mètre. De préférence, comme il a été mentionné ci-dessus, la batterie 13 et les autres appareils (module de contrôle 14, émetteur de pulsations électriques 12) y sont logés pour apporter un centre de gravité très bas. Ainsi, en cas de retournement, l'engin reviendrait à sa bonne position. 15 En dernier lieu, dans la figure 6, on illustre schématiquement par le biais de plusieurs blocs le flux d'informations. La ligne discontinue reliant les éléments indique les données et la ligne continue indique les ordres/instructions. Le module de contrôle 14 gère le processus, il obtient les données mesurées par les différents capteurs et sondes pour contrôler l'engin. Il peut les transmettre sans fil à un serveur à travers le 20 module de communications 16 ou bien agir directement sur les différents moyens d'agrégation (émetteur de pulsations électriques 12, source de lumière 3) et attirer les poissons si les conditions sont favorables. Il peut aussi à travers le module de communications 16 recevoir des ordres pour diriger l'engin à distance ou activer l'un des dispositifs précédents. 25 Références numériques : 1 Coque. 2 Sonde de détection hydroacoustique. 3 Source de lumière. 4 Caméra sous-marine. 30 5 Quille. 6 Capteur de turbidité. 7 Ancre. 8 Capteur de courants sous-marins. 9 Module de géolocalisation. 35 10 Panneaux solaires photovoltaïques. REVENDICATIONS1.- Engin de recherche et d'agrégation de poissons qui comprend une coque (1) en matériau flotteur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un panneau solaire photovoltaïque (10) pour produire de l'énergie électrique, - un module de propulsion électrique (11), - une pluralité de moyens capteurs (2, 4, 6, 8, 9, 15) pour détecter des poissons et mesurer les conditions environnementales, - une pluralité de moyens d'agrégation (1, 3, 12) pour attirer des poissons, - un module de contrôle (14) configuré pour distribuer l'énergie électrique disponible selon les informations des moyens capteurs (2, 4, 6, 8, 9, 15) entre le module de propulsion (11) et les moyens d'agrégation (1, 3, 12) pour le déplacer vers ou le maintenir dans une zone déterminée. 2.- Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module de communication (16) configuré pour envoyer et recevoir des informations sans fil. 3.- Engin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens capteurs comprennent une sonde de détection hydroacoustique (2) pour détecter un banc de poissons et/ou identifier le type. 4.- Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens capteurs comprennent une caméra sous-marine (4) pour capturer des 25 images. 5.- Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que qu'il comprend un module de géolocalisation (9). 30 6.- Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que qu'il comprend un capteur de courants sous-marins (8). 7.- Engin selon la revendication 5 et 6, caractérisé en ce que le capteur de courants sous-marins (8) est associé au module de contrôle (14) et au module de 35 géolocalisation (9) pour établir l'itinéraire de navigation en fonction de l'énergie 3025696 10 disponible. 8.- Engin selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un compas magnétique et/ou un gyroscope pour enregistrer et communiquer les rotations au 5 module de contrôle (14). 9.- Engin selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil de détection inertielle avec des accéléromètres configurés pour mesurer et communiquer la hauteur et la direction des vagues au module de contrôle (14). 10 10.- Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température (15) pour mesurer la température superficielle de l'eau. 15 11.- Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de turbidité (6) pour estimer le niveau de phytoplancton présent dans l'eau. 12.- Engin selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le module de 20 contrôle (14) valide l'estimation de phytoplancton du capteur de turbidité (6) en fonction de la température de l'eau. 13.- Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'agrégation (1, 3, 12) pour attirer les poissons comprennent une source de lumière (3) d'intensité configurable placée dans la coque (1). 14.- Engin selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un émetteur de pulsations électriques (12). 15.- Engin selon la revendication 14, caractérisé en ce que la coque (1) comprend une quille (5) stabilisatrice dans laquelle est disposé l'émetteur de pulsations électriques (12). 16.- Engin selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend une ancre de dérive (7) dans laquelle est disposé l'émetteur de pulsations électriques (12). 3025696 11 17.- Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la flottabilité de la coque (1) est variable et contrôlable à distance pour être submergée au moins partiellement. 5 18.- Engin selon la revendication 17, caractérisé en ce que la coque (1) comprend au moins un dépôt interne (17) dans la carène avec une ouverture en poupe pour se remplir d'eau lorsqu'il est en arrêt. 19.- Engin selon la revendication 18, caractérisé en ce que le dépôt interne (17) 10 dans la carène se vide lorsqu'il est en mouvement. 20.- Engin selon la revendication 19, caractérisé en ce que le dépôt interne (17) est situé dans la poupe. 15 21.- Engin selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe pour réaliser additionnellement le remplissage ou le vidage du dépôt interne (17).