Brevet FR3084876A1 — publié le 20200214

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le domaine des systèmes subaquatiques d'exploration, de surveillance et de mesures, ainsi que le domaine de la défense navale. Elle concerne plus particulièrement un système d'exploration sous-marine par un engin immergé à production locale d'énergie électrique et qui est remorqué par un navire de surface. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Il est tout à fait habituel lors de campagnes de mesure ou de recherche en mer, de déployer un engin immergé qui est remorqué par un navire de surface. L'engin immergé, qui est aussi dénommé poisson, est remorqué et porte généralement des équipements tels que des sonars, des sondeurs, des sondeurs multi faisceaux, des sondeurs de sédiments, des magnétomètres et toutes sortes de matériels servant à relever des données en mer. Il arrive quelquefois que l'on utilise en amont du poisson portant les équipements (c'est-à-dire côté navire de remorquage par rapport à l'engin), sur la ligne de remorquage, un appareillage permettant de mieux contrôler la trajectoire de l'ensemble. Cet appareillage peut être soit un simple poids mort, soit un dépresseur. Le dépresseur utilise sa portance hydrodynamique pour entrainer la ligne de remorquage vers le fond et il peut être passif ou actif et, dans ce dernier cas, il modifie sa géométrie pour ajuster sa trajectoire. Cet appareillage peut aussi être une combinaison d'un poids mort et d'un dépresseur. Les équipements d'acquisition de données qui sont tractés sont consommateurs d'énergie électrique. La plupart du temps, cette énergie électrique est stockée et/ou produite par le navire de surface remorqueur et elle est conduite jusqu'aux équipements par la ligne de remorquage qui combine dans ce cas les fonctions de traction/remorquage, électro-portage pour l'alimentation électrique provenant du navire, et, en général, aussi de transfert de données. Cet électroportage s'effectue par un câblage électrique en courant fort. Il en résulte que la ligne de remorquage est lourde et volumineuse et elle constitue une part très importante de la trainée générée par l'ensemble remorqué. Dans le cas de remorquage en grande profondeur, la ligne de remorquage constitue même le principal de la trainée. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose d'utiliser des moyens de production de l'énergie électrique au plus près du lieu de consommation afin de supprimer l'électroportage dans la ligne de remorquage. On propose donc de munir l'engin/poisson et/ou le dépresseur et/ou le poids mort d'au moins un hydrogénérateur producteur 2 d'énergie électrique et pouvant donc produire du courant électrique. Cette production d'énergie électrique est obtenue en utilisant et convertissant l'énergie mécanique du flux d'eau qui passe par l'hydrogénérateur du fait que l'élément qui le porte est remorqué et se déplace dans l'eau. 5 Ainsi, l'invention concerne tout d'abord, un système d'exploration sous- marine par un engin immergé remorqué par un navire de surface, l'engin immergé étant relié au navire par une ligne de remorquage et comportant des équipements alimentés par l'électricité. Selon l'invention, le système comporte au moins un dispositif de production 10 locale d'énergie électrique, ledit dispositif étant un hydrogénérateur électrique et la ligne de remorquage est dépourvue de câble d'alimentation électrique reliant le navire à l'engin immergé. D'autres caractéristiques matérielles et fonctionnelles non limitatives et avantageuses du système conforme à l'invention, prises individuellement ou selon 15 toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - le système comporte seulement l'engin immergé sur la ligne de remorquage, - le système comporte l'engin immergé et un dépresseur sur la ligne de remorquage, - le système comporte l'engin immergé et un poids mort sur la ligne de 20 remorquage, - le système comporte l'engin immergé, un dépresseur et un poids mort sur la ligne de remorquage, - l'engin, le dépresseur et le poids mort sont immergés, - l'hydrogénérateur est un dispositif purement producteur d'électricité, non moteur, 25 - l'hydrogénérateur est réversible et est un générateur-moteur sélectionnable et pouvant, selon la sélection, produire de l'électricité ou pouvant consommer de l'électricité en produisant un travail mécanique pour guider et/ou propulser l'engin immergé, - l'hydrogénérateur réversible est un propulseur de l'engin immergé, 30 - l'engin immergé comporte une batterie rechargeable de stockage d'énergie électrique, ladite batterie étant rechargée et maintenue en charge par l'hydrogénérateur, - la ligne de remorquage comporte une liaison de communication de données entre le navire et l'engin immergé, 35 - la ligne de remorquage comporte une liaison de communication de données entre le navire et le dépresseur, - la ligne de remorquage comporte une liaison de communication de données entre le navire et le poids mort, 3 - la ligne de remorquage comporte une liaison de communication de données entre le dépresseur et le poids mort, - la ligne de remorquage comporte une liaison de communication de données entre l'engin immergé et le dépresseur, 5 - la ligne de remorquage comporte une liaison de communication de données entre l'engin immergé et le poids mort, - la liaison de communication de données est choisie parmi les liaisons par fils conducteurs électriques, par fibre optique, - la liaison de communication de données par liaison par fils conducteurs 10 électriques est en courant faible, - le système comporte en outre un poids mort le long de la ligne de remorquage et le poids mort comporte au moins un hydrogénérateur, - le poids mort à hydrogénérateur(s) alimente en énergie électrique l'engin immergé, une liaison d'alimentation électrique étant étendue entre le poids mort et 15 l'engin immergé, - le système comporte en outre un dépresseur le long de la ligne de remorquage et le dépresseur comporte au moins un hydrogénérateur, - le dépresseur à hydrogénérateur(s) alimente en énergie électrique l'engin immergé, une liaison d'alimentation électrique étant étendue entre le dépresseur 20 et l'engin immergé, - le dépresseur est passif, - le dépresseur est actif et peut modifier sa géométrie, - le poids mort et le dépresseur sont réunis en un seul dispositif fonctionnel, - l'hydrogénérateur comporte une hélice ou une turbine, 25 - l'hydrogénérateur est orientable, - le navire comporte un enrouleur/dérouleur de la ligne de remorquage, - le navire et/ou le dépresseur et/ou l'engin immergé comporte des gouvernes distinctes d'éventuels moyens de propulsion, les gouvernes étant choisies parmi notamment les gouvernails, ailerons, volets, 30 - l'engin immergé ne comporte pas de moyen de propulsion propre/intégré, - le dépresseur ne comporte pas de moyen de propulsion propre/intégré, - l'engin immergé comporte un moyen de propulsion, - le dépresseur comporte un moyen de propulsion, - le navire comporte un moyen de propulsion, 35 - le moyen de propulsion est un propulseur distinct de l'hydrogénérateur, - le moyen de propulsion est un hydrogénérateur réversible, - l'hydrogénérateur réversible est une gouverne en mode propulsion, 4 - l'engin et/ou le dépresseur et/ou le poids mort comportent chacun un plan médian antéropostérieur vertical et dans le cas de l'utilisation d'un seul hydrogénérateur ce dernier est disposé le long dudit plan médian antéropostérieur, 5 - l'engin et/ou le dépresseur et/ou le poids mort comportent chacun un plan médian antéropostérieur vertical et dans le cas de l'utilisation de deux hydrogénérateurs ces derniers sont disposés symétriquement latéralement de part et d'autre dudit plan médian antéropostérieur, - l'engin et/ou le dépresseur et/ou le poids mort comportent chacun un plan 10 médian antéropostérieur vertical et dans le cas de l'utilisation de trois hydrogénérateurs, deux de ces derniers sont disposés symétriquement latéralement de part et d'autre dudit plan médian antéropostérieur et le troisième est disposé le long dudit plan médian antéropostérieur. L'invention propose également un engin immergé spécialement configuré 15 pour le système de l'invention et qui comporte au moins un hydrogénérateur. L'engin immergé peut être réalisé selon toutes les modalités mentionnées. L'invention propose également un dépresseur spécialement configuré pour le système de l'invention et qui comporte au moins un hydrogénérateur. Le dépresseur peut être réalisé selon toutes les modalités mentionnées. 20 L'invention propose enfin un poids-mort spécialement configure pour le système de l'invention et qui comporte au moins un hydrogénérateur. Le poids-mort peut être réalisé selon toutes les modalités mentionnées. La solution proposée permet de ne plus utiliser de câble pour courant fort dans la ligne de remorquage et, de ce fait, d'en réduire considérablement le 25 diamètre et le poids. En outre, en supprimant l'électro-portage de la ligne de remorquage, il est possible de supprimer les contacts électriques tournant du treuil d'enroulement/déroulement de la ligne de remorquage qui sont dans un dispositif coûteux et qui sont peu fiables. D'autre part, la dimension du treuil sur lequel la ligne de remorquage est 30 enroulée augmente en fonction du diamètre de la ligne de remorquage et de la force de traction à exercer. Cette force de traction est proportionnelle à la traînée de l'ensemble remorqué. En supprimant la fonction de convoyage d'énergie, on peut aussi diminuer la dimension et donc le coût du treuil mais aussi son encombrement et son poids et, par conséquent, potentiellement la dimension du 35 navire porteur. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et 5 comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente un engin immergé, sous-marin, remorqué comportant deux hydrogénérateurs électriques, et 5 - la figure 2 représente un dépresseur actif sur ligne de remorquage et comportant deux hydrogénérateurs électriques. Dispositif Sur la figure 1, on a représenté un exemple d'engin 1 immergé, sous-marin, remorqué en bout de ligne de remorquage 2. Cet engin immergé peut être 10 remonté à la surface et amené à bord du navire de remorquage. A cette fin, le navire de remorquage (non représenté) comporte un treuil enrouleur/dérouleur de la ligne de remorquage et des moyens de mise à l'eau et d'embarquement de l'engin immergé. L'engin 1 immergé comporte un châssis 3 et un carénage 5 ainsi que des 15 moyens de guidage comme une gouverne de profondeur 4 à l'arrière. L'engin 1 immergé comporte également deux hydrogénérateurs 6 électriques produisant de l'énergie électrique qui sert à alimenter les équipements électriques de l'engin immergé. Les hydrogénérateurs sont placés autour, mais dans d'autres modalités dans, de l'engin immergé de manière à pouvoir efficacement utiliser et convertir 20 l'énergie mécanique de l'écoulement de l'eau lors du remorquage de l'engin immergé. Dans l'exemple représenté les hydrogénérateurs sont à pales/hélices, ces deux termes étant considérés équivalents dans le contexte de l'invention, mais dans d'autres modalités il peut s'agir de turbines ou de tout autre moyen 25 équivalent. L'orientation et/ou le pas des pales/hélices, ou des autres moyens est ici fixe mais dans d'autres modalités, il peut être variable pour pouvoir ajuster la traînée et/ou la production d'énergie électrique. Le générateur électrique qui est relié aux pales/hélices ou autres, est de tout type compatible : alternateur, dynamo... pour produire un courant qui est adapté aux besoins, continu, alternatif, 30 polyphasé ou non. Des moyens de régulation de la production électrique au niveau de l'hydrogénérateur peuvent être mis en oeuvre, soit comme précédemment indiqué au niveau des pales/hélices, soit dans le générateur lui-même par exemple en jouant sur un champ magnétique et/ou des inducteurs. Dans une modalité de réalisation plus évoluée, les hydrogénérateurs sont 35 réversibles et peuvent fonctionner en propulseurs, plus pour orienter l'engin immergé que pour le propulser proprement dit car il est normalement remorqué. Toutefois, cette possibilité de propulsion peut être utile dans certains cas, par exemple en cas de défaillance d'un élément du système d'exploration pour 6 rapprocher ou ramener l'engin vers le navire si le rapatriement normal de l'engin immergé par treuillage est impossible. Il est également envisagé d'utiliser une différence de traînée entre les deux hydrogénérateurs pour crée une force de rotation de l'engin immergé, l'un des deux étant par exemple déconnecté de la 5 production d'électricité et ses pales/hélices étant laissées libres de tourner. Sur la figure 2, on a représenté un exemple de dépresseur 10 installé sur la ligne de remorquage 2. Ce dépresseur 10 est actif et comporte une quille ou un gouvernail 9 et des ailerons 7 comportant des gouvernes de profondeur 8, ces dernières étant orientables. Le dépresseur 10 comporte deux hydrogénérateurs 6 10 électriques produisant de l'énergie électrique qui sert à alimenter les moyens actifs du dépresseur. La quille ou gouvernail 9 et même les gouvernes 8 peuvent être utiles au cas où la traînée d'un des deux hydrogénérateurs serait différente de l'autre, par exemple un objet bloquant l'une d'elles, afin de contrer la force de rotation qui en 15 résulterait. On peut également utiliser une différence volontaire de traînée des deux hydrogénérateurs produisant de l'électricité pour obtenir un effet d'orientation. On comprend que cela est possible du fait de la présence de deux hydrogénérateurs et qui sont à distance d'un plan ou axe principal de l'engin ou du dépresseur, cette différence créant une force résultante de rotation. 20 Comme pour l'engin, on peut dans une modalité de réalisation plus évoluée, mettre en oeuvre des hydrogénérateurs qui sont réversibles et peuvent fonctionner en propulseurs. Dans le cas où l'hydrogénérateur est réversible, outre la traînée, l'effet de propulsion peut également être utilisé pour l'orientation REVENDICATIONS1. Système d'exploration sous-marine par un engin (1) immergé remorqué par un navire de surface, l'engin (1) immergé étant relié au navire par une ligne de remorquage (2) et comportant des équipements alimentés par l'électricité, caractérisé en ce que l'engin (1) immergé comporte au moins un dispositif de production locale d'énergie électrique, ledit dispositif étant un hydrogénérateur (6) électrique et en ce que la ligne de remorquage (2) est dépourvue de câble d'alimentation électrique reliant le navire à l'engin immergé. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydrogénérateur (6) est un dispositif purement producteur d'électricité, non moteur. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydrogénérateur (6) est réversible et est un générateur-moteur sélectionnable et pouvant, selon la sélection, produire de l'électricité ou pouvant consommer de l'électricité en produisant un travail mécanique pour guider et/ou propulser l'engin (1) immergé. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'engin (1) immergé comporte une batterie rechargeable de stockage d'énergie électrique, ladite batterie étant rechargée et maintenue en charge par l'hydrogénérateur (6). 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne de remorquage (2) comporte une liaison de communication de données entre le navire et l'engin (1) immergé. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la liaison de communication de données est choisie parmi les liaisons par fils conducteurs électriques, par fibre optique. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un poids mort le long de la ligne de remorquage (2) et en ce que le poids mort comporte au moins un hydrogénérateur (6). 8 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dépresseur (10) le long de la ligne de remorquage (2) et en ce que le dépresseur (10) comporte au moins un hydrogénérateur (6) 5 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hydrogénèrateur (6) comporte une hélice ou une turbine. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que l'hydrogénèrateur (6) est orientable.