Brevet FR3101896A1 — publié le 20210416

[Titre : Robot, système et procédé de curage L’invention concerne un robot subaquatique de curage configuré pour se déplacer et curer des fonds aquatiques d’une retenue d’eau d’un barrage, le robot subaquatique comportant : : - un châssis de part et d’autre duquel sont montés deux chenilles de déplacement, les chenilles de déplacement étant configurées pour se déplacer sur un sol vaseux, et - une tête de draguage est montée sur le châssis, la tête de draguage étant configuré pour broyer et aspirer des sédiments naturels, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens d’ajustement de la flottabilité du robot subaquatique, les moyens d’ajustement permettent d’ajuster la poussée d’Archimède qui s’applique sur le robot aquatique de sorte à ce que les chenilles de déplacement parviennent à prendre appui sur un milieu hétérogène dont la densité fluctue. L’invention se rapporte également à un système et procédé de curage impliquant le robot subaquatique selon l’invention. Figure pour l’abrégé : Fig.1] Robot, système et procédé de curage La présente invention entre dans le domaine du curage de fonds aquatiques et plus particulièrement de curage de fonds d’un bassin de rétention situé en amont d’un barrage hydroélectrique. Les solutions techniques existantes présentent des inconvénients d’un point de vue écologique et notamment de la gestion de la turbidité de l’eau en aval du barrage, mais aussi d’un point de vue économique en ce qui concerne notamment le nettoyage ponctuel hors d’eau du bassin de rétention ou encore des contraintes de cote d’eau via un système draguage classique. Afin de pallier ces problématiques la demanderesse a développé une solution technique permettant de curer le fond d’un bassin de rétention tout en respectant les contraintes de fonctionnement d’un barrage hydroélectriques telles que le respect de la cote d’eau du bassin de rétention, la turbidité de l’eau en aval, le débit d’eau turbiné par les turbines du barrage au cours de la production d’électricité. A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un robot subaquatique de curage configuré pour se déplacer et curer des fonds aquatiques, le robot subaquatique comportant : : - un châssis de part et d’autre duquel sont montés deux chenilles de déplacement, les chenilles de déplacement étant configurées pour se déplacer sur un sol vaseux, et - une tête de draguage est montée sur le châssis, la tête de draguage étant configuré pour broyer et aspirer des sédiments naturels, Le robot subaquatique selon l’invention se caractérise en ce qu’il comprend des moyens d’ajustement de la flottabilité du robot subaquatique, les moyens d’ajustement permettent d’ajuster la poussée d’Archimède qui s’applique sur le robot aquatique de sorte à ce que les chenilles de déplacement parviennent à prendre appui sur un milieu hétérogène dont la densité fluctue. D’autres particularités et avantages apparaitront dans la description détaillée qui suit, d’un exemple de réalisation, non limitatif, de l’invention illustré par les figures 1 à 7 placée en annexe et dans lesquelles : est une représentation d’un système de curage conforme à un aspect de l’invention. est une représentation en perspective d’un robot subaquatique conforme à l’invention et intégré au dans le système de curage de la figure 1. est une représentation schématique d’une coupe longitudinale d’une chenille de déplacement du robot subaquatique de la figure 2. est une représentation du robot de la figure 2 qui comporte une tête de draguage dans une première position déployée. st une représentation du robot de la figure 2 qui comporte une tête de draguage dans une deuxième position rétractée. est une représentation du robot de la figure 2 qui comporte une tête de draguage dans une autre position déployée. est une représentation du robot de la figure 2 qui comporte une tête de draguage dans une autre position déployée. Un premier aspect de l’invention concerne un robot subaquatique de curage configuré pour se déplacer et curer des fonds aquatiques. Comme illustré aux figures 2 à 7, le robot subaquatique comporte un châssis de part et d’autre duquel sont montés deux chenilles de déplacement, les chenilles de déplacement étant configurées pour se déplacer sur un sol vaseux. Le robot subaquatique comporte également une tête de draguage qui est montée sur le châssis, la tête de draguage étant configuré pour broyer et aspirer des sédiments naturels. Le châssis comporte un corps central de part et d’autre duquel s’étendent longitudinalement deux ailles. Selon cette configuration, la tête de draguage est montée sur un corps central du châssis alors que chaque chenille de déplacement est respectivement solidaire d’une aile du châssis. Avantageusement, le robot subaquatique comprend des moyens d’ajustement de la flottabilité du robot subaquatique. Les moyens d’ajustement permettent d’ajuster la poussée d’Archimède qui s’applique sur le robot aquatique de sorte à ce que les chenilles de déplacement parviennent à prendre appui sur un milieu hétérogène dont la densité fluctue. En d’autres termes, les moyens d’ajustement permettent de faire varier le poids en eau du robot subaquatique. De préférence, les chenilles de déplacement sont de type rattrack. En outre, le robot subaquatique comprend des flotteurs permanant solidaires du châssis. Ici, chaque flotteur est solidaire d’une aile du châssis et positionné supérieurement à une chenille de déplacement. Comme illustré aux figures 4 à 7, la tête de draguage est mobile au moins entre deux positions, une première position déployée dans laquelle tête de draguage est saillante des chenilles de déplacement, et une deuxième position dans laquelle la tête de draguage est rétractée à proximité du châssis. De préférence, la tête de draguage peut prendre au moins deux positions déployées supplémentaires décalées radialement par rapport à la première position déployée. Encore de préférence, chaque position déployée supplémentaire est décalée selon un angle compris entre 10° et 50°par rapport à la première position déployée. Plus précisément, chaque position déployée supplémentaire est décalée selon un angle compris entre 20° et 40°par rapport à la première position déployée. En pratique dans cet exemple, chaque position déployée supplémentaire est décalée selon un angle de 30° par rapport à la première position déployée Les deux positions déployées supplémentaires sont orientées selon un même axe mais dans deux directions opposées. Comme illustré à la figure 3, les moyens d’ajustement comportent au moins un ballast solidaire du châssis, le ballast étant couplé avec au moins une pompe qui assure le remplissage ou la vidange du ballast en fonction de la densité du fond aquatique sur lequel le robot se déplace. De préférence, les moyens d’ajustement comportent deux ballasts qui sont respectivement disposés dans une chenille de déplacement. De préférence, les moyens d’ajustement comportent quatre ballasts qui sont respectivement disposés par paire dans une chenille de déplacement. De préférence, chaque chenille de déplacement est équipée d’une pompe. Dans cet exemple, chaque pompe est intégrée dans une centrale hydraulique. Cette caractéristique assure une prise d’appui constante pour chaque chenille de déplacement. Selon une variante de l’invention, la tête de draguage comprend une ouverture équipée de moyens de broyage et d’une pompe qui aspire les résidus broyés d’un embâcle d’un fond aquatique. En outre, le robot subaquatique comporte des moyens de communication avec un poste de commande distant, le robot comportant également des moyens d’alimentation en énergie. Selon une autre variante de l’invention, le robot subaquatique comporte un conduit de draguage évacuant des sédiments dilués avec de l’eau, le conduit de draguage étant relié à la tête de draguage. En particulier, le conduit de draguage comporte, d’une part, des moyens de mesure du débit des sédiments broyés mêlés à l’eau, et d’autre part, des moyens de mesure densimétrique. Avantageusement, il est possible de contrôler le débit et la densité de sédiment broyés en fonction du turbinage du barrage. Ceci en faisant varier la vitesse de fonctionnement de la pompe de draguage et/ou la vitesse de rotation des moyens de broyage. Selon une autre variante de l’invention, les chenilles de déplacement sont équipées à au moins une extrémité d’un système de réduction de l’embâcle sédimentaire reposant sur les fonds aquatiques. Ceci permet de réduire l’embâcle de sédiment sur les fonds aquatiques, facilitant le déplacement du robot subaquatique. Un deuxième aspect de l’invention concerne un système de curage des fonds aquatiques d’une retenue d’eau d’un barrage. Selon l’invention le système de curage comprend : un robot subaquatique définit selon l’invention, des moyens d’alimentation en énergie du robot subaquatique, un poste de commande à distance du robot subaquatique, un conduit de draguage dont l’échappement de sédiments broyés dilués est disposés à proximité de l’admission d’une turbine du barrage, des moyens de mesure de la turbidité de l’eau en aval du barrage, et/ou des moyens de mesure du débit de turbinage du barrage, et des moyens de communication configurés reliés les moyens de mesure et le robot au poste de commande. Le système de curage des fonds aquatiques comporte en outre au moins une balise acoustique relais qui permet de contrôler le déplacement du robot subaquatique sur des fonds aquatiques. Un troisième aspect de l’invention se rapporte à un procédé de curage des fonds aquatiques d’une retenue d’eau d’un barrage mettant en œuvre le système de curage défini selon l’invention. Le procédé de curage comporte les étapes suivantes : Immergé le robot subaquatique, Mesurer la turbidité de l’eau en aval d’un barrage, et/ou Mesurer le débit de turbinage dudit barrage, et Ajuster le débit et/ou la densimétrie des sédiments broyées et aspirer par le robot subaquatique en fonction de la mesure de turbidité de l’eau en aval du barrage et/ou en fonction du débit de turbinage dudit barrage. Avantageusement, tenir compte du débit de turbinage et/ou de la mesure de turbidité de l’eau en aval du barrage permet d’inscrire cette solution technique dans une démarche de développement durable. En effet, ceci permet de préserver la faune et la flore qui colonisent le court d’eau en aval du barrage en évitant des largages sédimentaires concentrés. Liste des références : Robot subaquatique Châssis Chenilles de déplacement Tête de draguage Flotteur permanent Ballast Pompe de remplissage et vidange des ballasts Conduit de draguage Système de réduction de l’embâcle Système de curage Poste de commande Echappement du conduit de draguage Balise acoustique relai Robot subaquatique de curage configuré pour se déplacer et curer des fonds aquatiques d’une retenue d’eau d’un barrage, le robot subaquatique comportant : : - un châssis de part et d’autre duquel sont montés deux chenilles de déplacement, les chenilles de déplacement étant configurées pour se déplacer sur un sol vaseux, et - une tête de draguage est montée sur le châssis, la tête de draguage étant configuré pour broyer et aspirer des sédiments naturels, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens d’ajustement de la flottabilité du robot subaquatique, les moyens d’ajustement permettent d’ajuster la poussée d’Archimède qui s’applique sur le robot aquatique de sorte à ce que les chenilles de déplacement parviennent à prendre appui sur un milieu hétérogène dont la densité fluctue. Robot subaquatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chenilles de déplacement sont de type rattrack. Robot subaquatique selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’il comprend des flotteurs permanant solidaires du châssis. Robot subaquatique selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tête de draguage est mobile au moins entre deux positions, une première position déployée dans laquelle tête de draguage est saillante des chenilles de déplacement, et une deuxième position dans laquelle la tête de draguage est rétractée à proximité du châssis. Robot subaquatique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tête de draguage peut prendre au moins deux positions déployées supplémentaires décalées radialement par rapport à la première position déployée, de préférence, chaque position déployée supplémentaire est décalée selon un angle compris entre 10° et 50°par rapport à la première position déployée. Robot subaquatique selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d’ajustement comportent au moins un ballast solidaire du châssis, le ballast étant couplé avec au moins une pompe qui assure le remplissage ou la vidange du ballast en fonction de la densité du fond aquatique sur lequel le robot se déplace. Robot subaquatique selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tête de draguage comprend une ouverture équipée de moyens de broyage et d’une pompe qui aspire les résidus broyés d’un embâcle d’un fond aquatique. Robot subaquatique selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de communication avec un poste de commande distant, le robot comportant également des moyens d’alimentation en énergie. Robot subaquatique selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte un conduit de draguage évacuant des sédiments dilués avec de l’eau, le conduit de draguage étant relié à la tête de draguage. Robot subaquatique selon la revendication 9, caractérisé en ce que le conduit de draguage comporte, d’une part, des moyens de mesure du débit des sédiments broyés mêlés à l’eau, et d’autre part, des moyens de mesure densimétrique. Robot subaquatique selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les chenilles de déplacement sont équipées à au moins une extrémité d’un système de réduction de l’embâcle sédimentaire reposant sur les fonds aquatiques. Système de curage des fonds aquatiques d’une retenue d’eau d’un barrage, caractérisé en ce qu’il comporte : un robot subaquatique définit selon l’une des revendications 1 à 11, des moyens d’alimentation en énergie du robot subaquatique, un poste de commande à distance du robot subaquatique, un conduit de draguage dont l’échappement de sédiments broyés dilués est disposés à proximité de l’admission d’une turbine du barrage, des moyens de mesure de la turbidité de l’eau en aval du barrage, et/ou des moyens de mesure du débit de turbinage du barrage, et des moyens de communication configurés reliés les moyens de mesure et le robot au poste de commande. Système de curage des fonds aquatiques selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une balise acoustique relais qui permet de contrôler le déplacement du robot subaquatique sur des fonds aquatiques. Procédé de curage des fonds aquatiques d’une retenue d’eau d’un barrage mettant en œuvre le système de curage défini selon l’une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : Immergé le robot subaquatique, Mesurer la turbidité de l’eau en aval d’un barrage, et/ou Mesurer le débit de turbinage dudit barrage, Ajuster le débit et/ou la densimétrie des sédiments broyées et aspirer par le robot subaquatique en fonction de la mesure de turbidité de l’eau en aval du barrage et/ou en fonction du débit de turbinage dudit barrage.