Brevet FR3075161A1 — publié le 20190621

Systeme deflecteur de courant d'eau La presente invention a pour objet un systeme deflecteur de courant d'eau monte sur une structure immergee et apte a devier ce courant arrivant sur la 5 structure. Le secteur technique de l'invention est celui de la fabrication d'equipements de structures immergees et d'engins sous-marins. On connait en effet differents dispositifs et/ou 10 systemes de deflexion de courant d'eau pour differentes applications tels que par exemple celui decrit dans la demande de brevet internationale W02009/116870 publiee le 24 septembre 2009, qui enseigne un deflecteur en forme de « coin », monte devant un objet tel que la coque d'un 15 bateau, en particulier de bateau de sauvetage largue en chute libre (dit « free fall liveboat »), pour devier l'eau, lors de la phase initiale d'impact de cette coque quand elle heurte l'eau en tombant dans celle-ci, et ainsi reduire la contrainte exercee sur cette coque. 20 On pourrait egalement citer la demande de brevet allemande DE19622096 publiee le 04 decembre 1997, qui decrit une echelle a poisson comportant differents bassins qui se succedent dans le sens de la pente et qui comporte des elements de deviation de l'eau pour former 25 un passage en forme de meandres successifs. De meme dans le domaine des sous-marins, on peut citer la demande de brevet FR2135968 deposee sous priorite d'une demande de brevet japonaise et publiee le 23 fevrier 1972 : it y est decrit un submersible de type 30 « scooter » comportant, entre autres, un ecran formant deflecteur contre l'ecoulement de l'eau devant la coque 2 en mouvement pour pro-Leger le plongeur qui le pilote et lui permettre ainsi de se deplacer sous l'eau confortablement sans subir toute la force du courant d'eau en mouvement par rapport au scooter. On pourrait ainsi citer differents dispositifs ou systemes deflecteurs de courant d'eau existants a ce jour mais aucun ne permet de repondre au probleme pose et resolue par la presente invention, a savoir de realiser et mettre en oeuvre un systeme ou dispositif mobile, deplacable, meme en cas de courant, d'un endroit a un autre sans necessite trop d'energie pour vaincre ce courant, et permettant a des plongeurs de pouvoir travailler en tout endroit du fond de la mer, ou de tout plan d'eau, parcouru par un courant de plus de deux maids et pouvant meme atteindre cinq maids : it est connu en effet qu'il n'est pas possible a un plongeur de rester en place et de travailler alors dans de telles conditions. Une solution au probleme pose est un systeme deflecteur de courant d'eau monte sur une structure immergee et apte a devier ce courant considers arrivant sur la structure suivant une direction connue ou predeterminee, et tel qu'il comporte suivant l'invention: - un ensemble d'ancrage porte par la structure, qui est mobile et deplacable, et comprenant au moms un dispositif de forage apte a forer le fond marin sous la structure, une fois celle-ci disposee sur ce fond, et a y maintenir au moms un foret assurant l'ancrage et l'immobilisation de la structure, et - au moms un volet articule dont un des bords est 30 pivotant autour d'un axe, entre une position dite de repos dans laquelle le dit volet est dispose ferme, rabattu vers la dite structure (qui peut alors etre ainsi 3 deplacee en la manceuvrant de telle facon que le dit volet ferme soit dans un plan parallele a la direction du courant, et mise en place en tout endroit voulu), et une position dite de travail dans laquelle it est ouvert en 5 presentant une de ses faces dans la direction connue du courant, avec son bord, oppose a celui pivotant, ecarte de la structure, lequel volet ainsi ouvert et deploye etant alors apte a devier le courant d'eau et a pro-Leger une zone dite calme situee en aval de ce volet par 10 rapport au dit courant. L'objectif de la presente invention est egalement atteint par un engin sous-marin comportant au moins une coque resistante apte a transporter au moins un plongeur sous l'eau, avec un acces vers l'exterieur apte a lui 15 permettre de sortir dans l'eau depuis l'interieur de cette coque par sa partie inferieure, et tous les equipements necessaires au moins a sa propulsion, a sa maniabilite, a son positionnement tant en immersion que sur le fond de l'eau, a l'alimentation en gaz respirable 20 du au moins un plongeur et a sa securite, et tel que suivant l'invention : - le dit engin sous-marin comporte un systeme deflecteur de courant d'eau suivant les caracteristiques decrites precedemment et precisees ci-apres, et dans 25 lequel - la structure immergee est le dit engin sousmarin, le dit systeme deflecteur etant apte a immobiliser le dit engin sous-marin sur le fond marin, et la zone protegee, dite calme, situee en aval du au moins volet deploye est une zone de travail pour le plongeur. Dans un mode particulier de realisation, le au moins volet une fois ouvert et deploye est apte a devier 4 au moins une partie du courant d'eau, d'au moins deux maids et pouvant atteindre cinq maids, arrivant sur la structure et a pro-Leger la zone dite calme situee en aval de ce volet par rapport au dit courant dans laquelle le 5 courant residuel est alors inferieur a 0,8 nceud maximum, alors que le courant incident arrivant sur la structure immergee est de plus de deux maids, et pouvant meme atteindre six maids. Des precisions sur les caracteristiques de ce 10 systeme deflecteur de courant suivant l'invention sont donnees dans le cadre de la description ci-apres des figures ; ces caracteristiques permettent, entre autres : - d'une part de diminuer au maximum les efforts appliqués au systeme deflecteur, en lui-meme ou a 15 l'ensemble de l'engin sous-marin qui peut le porter, lorsque le au moins ou les volets articules sont en position dite de repos, soit rabattus vers ladite structure, et - d'autre part d'inverser la portance lorsque le 20 systeme deflecteur de courant, en lui-meme ou l'engin sous-marin qui peut le porter, est proche du fond marin afin d'accroitre sa deportance pour pousser le systeme vers ce fond, en augmentant le moins possible la trainee et de telle facon qu'une fois le ou les volets deployes, 25 le systeme deflecteur, et/ou l'engin qui le porte, est meme plaque sur ce fond marin et ne fait pas subir ainsi de forces d'arrachement a l'ensemble d'ancrage, qui n'a alors qu'd assurer la resistance au cisaillement du a la trainee. 30 Dans un mode preferentiel de realisation, chaque dispositif de forage de l'ensemble d'ancrage comprend au moins deux fonctions de forage commutables ou 5 complementaires, l'une de type tariere pour sol mou et l'autre de type tige de forage pour sol dur. Une telle configuration permet de pouvoir ancrer de facon repetitive le systeme deflecteur de courant, en 5 lui-meme ou/et avec l'engin qui le porte, sur le fond marin et de conserver une position fixe pour permettre a au moms un plongeur d'y effectuer une intervention, ce qui necessite que l'ensemble d'ancrage doit pouvoir etre utilisable dans tout type de sol, dur ou mou (ou meuble), 10 etre mis en oeuvre rapidement et de facon fiable, ainsi que d'etre abandonne en cas de blocage lorsque le systeme deflecteur est porte par un engin sous-marin dont it est separable suivant l'invention. Le resultat est un nouveau systeme deflecteur de 15 courant d'eau qui repond a toutes les considerations du probleme pose et dont les avantages evoques ci-dessus et precises ci-apres en prouvent l'interet. La description et les figures ci-jointes en donnent deux exemples de realisation mais d'autres modes de realisation sont 20 possibles dans le cadre de la portee de la presente invention. La figure 1 est une vue de dessus d'un systeme deflecteur de courant suivant l'invention et represents en position dite de travail avec ses volets ouverts et 25 deployes. La figure 2 est une vue de face (par rapport au courant) du systeme deflecteur de la figure 1 et tel que dispose sur le fond marin en position dite de travail. La figure 3 est une vue du dessus du systeme 30 deflecteur suivant la figure 1 mais en position repos avec ses volets rabattus vers la structure et pouvant 6 ainsi etre deplace d'un endroit a un endroit du fond marin. La figure 4 est une vue en perspective d'un engin sous-marin portant un systeme deflecteur suivant 5 l'invention et dispose en position dite de travail sur le fond marin. La figure 5 est une vue du dessus de l'engin sousmarin de la figure 4. La figure 6 est une vue laterale de l'engin sous-10 marin des figures 4 et 5. La figure 7 est une vue du dessus de l'engin sousmarin des figures 4, 5 et 6 mais represents en position repos avec ses volets rabattus et permettant a l'engin sous-marin de se deplacer en pleine eau. 15 Suivant la representation des figures 1 et 2, le systeme deflecteur de courant 4 d'eau est monte sur une structure immergee 1 et est apte a devier le courant 4 considers, arrivant sur la structure suivant une direction connue ou predetermine XX', et sans que celle- 20 ci, grace a la presente invention, puisse etre entrainee par ce courant. En effet pour cela, le systeme deflecteur suivant l'invention comporte : - un ensemble d'ancrage porte par la structure 1, 25 qui est mobile et deplacable, et comprenant au moms un dispositif de forage apte a forer le fond marin 7 sous la structure 1, une fois celle-ci disposee sur ce fond 7, et a y maintenir au moms un foret 6 assurant l'ancrage et l'immobilisation de la structure 1, et 30 - au moms un volet articule 3 dont un des bords est pivotant autour d'un axe 8, entre une position dite de repos dans laquelle le dit volet 3 est dispose ferme, 7 rabattu vers la dite structure 1, tel que represents sur la figure 3, et une position dite de travail dans laquelle it est ouvert (soit suivant les figures 1 et 2) en presentant une de ses faces 11 dans la direction XX', 5 avec son bord, oppose a celui pivotant, ecarte de la structure 1, lequel volet 3 ainsi ouvert et deploys etant alors apte a devier au moins une partie du courant 4 d'eau et a pro-Leger une zone 5 dite calme situee en aval de ce volet 3 par rapport au dit courant 4, 10 - et la structure immergee 1 comporte un bloc d'alimentation 17 (tel qu'en energie electrique et/ou hydraulique) de l'ensemble d'ancrage et des moyens de pivotement de l'articulation du au moins volet 3, avec si necessaire un ensemble de batteries assurant l'autonomie 15 eventuelle de la structure 1 si celle-ci n'est pas alimentee par un cable. Tel que represents sur la figure 1, le au moins volet 3 une fois ouvert et deploys est donc apte a devier au moins une partie du courant 4 d'eau, meme quand celui- 20 ci est d'au moins deux maids et pouvant atteindre cinq maids, arrivant sur la structure 1 et a pro-Leger ainsi la zone 5 dite calme dans laquelle le courant residuel est alors inferieur a 0,8 nceud maximum. Pour une meilleure efficacite et equilibre de la 25 structure disposee dans le courant 4, et tel que represents sur l'ensemble des figures, le systeme deflecteur de courant comporte au moins deux volets 31,32 disposes de part et d'autre de la structure 1 et apte a se deployer face a la direction XX' du courant une fois 30 ladite structure 1 positionnee sur le fond et ancree dans celui-ci. 8 Dans un mode particulier de realisation mais non represents sur les figures jointes, le systeme deflecteur comporte deux series de deux volets 31,32 disposees l'une derriere l'autre selon X,X' : la premiere serie ayant 5 pour objectif d'attenuer une partie du courant afin que la seconde serie n'en subisse qu'une part residuelle, offrant alors un resultat optimal de courant residuel encore plus faible dans la zone 5 qui est alors d'autant plus calme, en aval de cette deuxieme serie de volets. 10 Suivant la figure 2, l'ensemble d'ancrage est dispose au niveau du bord inferieur 12 du au moms volet 3 et comporte au moms quatre dispositifs 18 de forage disposes deux par deux de chaque cote de la structure 1. Comme indique precedemment, pour pouvoir permettre 15 a la structure de se positionner sur tout type de fonds marins 7, chaque dispositif de forage comprend au moms deux fonctions de forage 6 commutables ou complementaires, l'une de type tariere pour sol mou et l'autre de type tige de forage pour sol dur. Ces deux 20 fonctions de forage 6 peuvent etre realisees par des outils interchangeables que l'on peut commuter en remplacant l'un par l'autre sans avoir a ramener le systeme deflecteur en surface. Les outils de type tariere pour sol et ceux de type tige de forage sont connus, 25 fiables et amovibles sans avoir besoin de les decrire plus precisement dans le cadre du present descriptif. Sur les figures 4 a 7, it est represents un engin sous-marin 1 de type connu, comportant au moms une coque resistante (a la pression exterieure) dont une partie 30 forme un caisson de plongee (resistant aussi a la pression interieure) apte a transporter au moms un plongeur sous l'eau, un acces 2 vers l'exterieur apte a 9 lui permettre de sortir dans l'eau depuis l'interieur de cette coque (en fait de sa partie caisson) par sa partie inferieure et tous les equipements necessaires au moms a sa propulsion, a sa maniabilite, a son positionnement 5 tant en immersion que sur le fond de l'eau et a l'alimentation en gaz respirable du au moms un plongeur et a sa securite. Cet engin sous-marin comporte en outre un hublot avant hemispherique 9, un kiosque a sa partie superieure 10 13 pour acceder a la coque de cet engin sous-marin quand it est en surface, au moms un aileron 14 orientable de profondeur, un ou plusieurs propulseurs 10 assurant son deplacement a la surface et sous l'eau, des reserves de gaz 16 pour alimenter les plongeurs. 15 Un tel engin sous-marin suivant l'invention comporte un systeme deflecteur de courant 4 d'eau tel que decrit precedemment, et tel que la structure immergee 1 est l'engin sous-marin lui-meme qui Porte alors un bloc d'alimentation 17 (en energie electrique et/ou 20 hydraulique) de l'ensemble d'ancrage et des moyens de pivotement des articulations des volets 3: ledit systeme deflecteur est alors apte a immobiliser cet engin sousmarin sur le fond 7 marin et la zone protegee dite calme, situee en aval du au moms volet 3 deploye est une zone 25 de travail 5 pour un ou des plongeurs, qui interviennent donc depuis l'engin sous-marin en etant alimente en gaz respirable et en energie par un narguile ; cette zone de travail 5 peut-etre de 15 m2 environ pour des volets 3 qui peuvent etre alors de dimensions 2,5m x 2m mantes de 30 part et d'autre d'un engin sous-marin de forme generale de preference cylindrique (car cette forme permet d'optimiser les forces de trainee et de portance, et dont 10 l'axe du cylindre est positionne suivant l'axe XX' du courant) de dimensions 6 m de long x 2 m de large x 2 m de haut. Un tel engin sous-marin peut egalement deployer et 5 mettre en oeuvre dans cette zone un vehicule telecommande (dit ) qui ne peut pas non plus operer quand le courant depasse les deux noauds. Dans un mode preferentiel de realisation, ledit engin sous-marin est autonome et comporte pour cela les 10 equipements necessaires a cette autonomie, tel qu'en particulier un ensemble de batteries 15 qui assure tant la propulsion de l'engin sous-marin 1, son immobilisation sur le fond marin 7 et la mise en oeuvre du systeme deflecteur de courant 4 d'eau, que les capacites 15 operationnelles, la securite et le confort d' au moins un plongeur. Typiquement l'engin sous-marin, qui peut-etre de type connu, est apte a emporter un chef de bord (qui peut etre le pilote), un responsable instrumentation et soit 20 une equipe de deux ou trois personnes dediees a une mission tel que la mise en oeuvre d'un vehicule telecommande depuis l'engin sous-marin, soit une equipe de deux ou trois plongeurs scaphandriers dont un superviseur qui reste dans la partie caisson alors que le 25 ou les autres plongeurs peuvent sortir de celle-ci pour travailler dans la zone calme 5. Ce dernier type d'intervention peut necessiter des moyens lourds en surface si les plongeurs operent en saturation : la partie caisson de l'engin sous-marin est 30 alors une sorte de tourelle de plongee mobile et autonome (sans ombilical et cable la reliant a la surface) avec une capacite a travailler dans le courant et necessite 11 cependant un ensemble de plongee en saturation sur un navire support qui doit etre equipe egalement d'un ensemble de manutention pour mettre a l'eau puis recuperer l'engin sous-marin meme dans des conditions de 5 mer difficiles. Pour accroitre la deportance de l'engin sous-marin afin de mieux le plaquer contre le fond marin 7 tel que indique precedemment, l'axe 8 de chaque volet articule 3 est dispose en amont de la surface 11 de celui-ci par 10 rapport a la direction XX' du courant 4 et donc de la structure 1 portant le systeme deflecteur de courant, tel que l'engin sous-marin lui-meme, quand le volet 3 est en position repos et chaque volet 3 se deploie alors et s'ouvre vers la direction XX'. 15 De plus, l'axe 8 de pivotement de chaque volet 3 est incline, de son extremite inferieure a son extremite superieure, quand le systeme deflecteur est pose sur le fond 7, en sens oppose a la direction XX' du courant 4 (qui est alors l'axe de la forme cylindrique de l'engin 20 sous-marin positionne face au courant 4) afin d'augmenter justement cette deportance.: de preference, l'angle d'inclinaison de l'axe 8 de ces volets 3 de deflection de courant 4 est de 15,5° . Ces volets 3 sont de preference des volets 25 hypersustentateurs a fente ce qui permet au courant de s'ecouler tout en cassant et en deviant le flux : cette forme hydrodynamique permet de diminuer les efforts de trainee. Ainsi l'engin sous-marin decrit ci-dessus suivant 30 l'invention est libre de tout lien physique avec la surface, et evite ainsi de penaliser les interventions sous-marine par les difficultes propres a la surface 12 (etat de la mer) et a la colonne d'eau, et surtout liees aux effets du courant sur des ombilicaux, et aux discontinuites des milieux. La presente invention peut de plus etre mise en oeuvre a ce jour grace a la levee de 5 plusieurs verrous reglementaires et technologiques. Ainsi la presente invention permet d'effectuer de multiples interventions sous-marines dans des conditions de courant important, ce qui n'etait pas possible jusqu'a ce jour, et telles que, dans la tranche de profondeur 10 d'eau 0-200 m, outre le recueil d'informations dans le milieu sous-marin de nature sismique, geophysique, hydrographique, acoustique, visuelle, radiologique, electromagnetique : . tout travaux d'inspection sous-marine de toute 15 structure immergee, . et surtout divers travaux sous-marins de maintenance et de reparation : - par engin telecommande (ROV) et/ ou outillage tele opere in situ 20 - par plongeurs pour les operations ponctuelles qui necessitent d'etre REVENDICATIONS1. Systeme deflecteur de courant (4) d'eau monte sur une structure immergee (1) et apte a devier ce 5 courant (4), considers arrivant sur la structure suivant une direction XX', caracterise en ce qu'il comporte : - un ensemble d'ancrage porte par la structure (1), qui est mobile et deplacable, et comprenant au moms un dispositif de forage apte a forer le fond marin (7) 10 sous la structure (1), une fois celle-ci disposee sur ce fond (7), et a y maintenir au moms un foret (6) assurant l'ancrage et l'immobilisation de la structure (1), et - au moms un volet articule (3) dont un des bords est pivotant autour d'un axe (8), entre une position dite 15 de repos dans laquelle le dit volet (3) est dispose ferme, rabattu vers la dite structure (1), et une position dite de travail dans laquelle it est ouvert en presentant une de ses faces (11) dans la direction XX', avec son bord, oppose a celui pivotant, ecarte de la 20 structure (1), lequel volet (3) ainsi ouvert et deploys etant alors apte a devier au moms une partie du courant (4) d'eau et a pro-Leger une zone (5) dite calme situee en aval de ce volet (3) par rapport au dit courant (4). 2. Systeme deflecteur de courant (4) d'eau suivant 25 la revendication 1 caracterise en ce que le au moms volet (3) une fois ouvert et deploys est apte a devier au moms une partie du courant (4) d'eau, d' au moms deux maids et pouvant atteindre cinq maids, arrivant sur la structure (1) et a pro-Leger la zone (5) dite calme situee 30 en aval de ce volet (3) par rapport au dit courant (4) dans laquelle le courant residuel est alors inferieur a 0,8 nceud maximum. 14 3. Systeme deflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caracterise en ce qu'il comporte au moins deux volets (31,32) disposes de part et d'autre de la structure (1) et aptes a se deployer face a la direction X,X'. 4. Systeme deflecteur de courant (4) d'eau suivant la revendication 3 caracterise en ce qu'il comporte deux series de deux volets disposees l'une derriere l'autre selon X,X'. 5. Systeme deflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 a 4 caracterise en ce que l'ensemble d'ancrage est dispose au niveau du bord inferieur (12) du au moins volet (3) et comporte au moins quatre dispositifs (18) de forage disposes deux par deux de chaque cote de la structure (1). 6. Systeme deflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 a 5 caracterise en ce que chaque dispositif de forage comprend au moins deux functions de forage (6) commutables ou complementaires, l'une de type tariere pour sol mou et l'autre de type tige de forage pour sol dur. 7. Systeme deflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6 caracterise en ce que l'axe (8) de chaque volet (3) est dispose en amont de la surface (11) de celui-ci par rapport a la direction XX' quand le volet (3) est en position repos et chaque volet (3) se deploie et s'ouvre vers la direction XX'. 8. Systeme deflecteur de courant (4) d'eau suivant la revendication 7 caracterise en ce que l'axe (8) de 30 pivotement de chaque volet (3) est incline, de son extremite inferieure a son extremite superieure quand le 15 systeme deflecteur est pose sur le fond marin (7), en sens oppose a la direction XX'. 9. Engin sous-marin (1) comportant au moins une coque resistante apte a transporter au moins un plongeur 5 sous l'eau, un acces (2) vers l'exterieur apte a lui permettre de sortir dans l'eau depuis l'interieur de cette coque par sa partie inferieure, et tous les equipements necessaires au moins a sa propulsion, a sa maniabilite, a son positionnement tant en immersion que 10 sur le fond de l'eau, a l' alimentation en gaz respirable du au moins un plongeur et a sa securite, caracterise en ce qu'il comporte- un systeme deflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 a 8, dans lequel la structure (1) immergee est l'engin sous- 15 marin, le dite systeme deflecteur etant apte immobiliser l'engin sous-marin sur le fond (7) marin et la zone protegee, dite calme, situee en aval du au moins volet (3) deploye est une zone de travail pour le plongeur. 20 10. Engin sous-marin (1) suivant la revendication 9- caracterise en ce qu'il est autonome et comporte les equipements necessaires a cette autonomie, tant pour la propulsion de l'engin sous-marin (1), son immobilisation sur le fond marin (7) et la mise en oeuvre du systeme 25 deflecteur de courant (4) d'eau que pour les capacites operationnelles, la securite et le contort d' au moins un plongeur. 11. Engin sous-marin (1) suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10 caracterise en ce que le 30 systeme deflecteur de courant (4) d'eau est separable de l'engin sous-marin (1).