Brevet FR3124486A1 — publié le 20221230

L’invention porte sur un véhicule autonome sous-marin (1, 30, 50, 80) comprenant une coque (3, 40, 60, 86) s’étendant selon un axe principal longitudinal (5, 38, 58, 99), au moins un dispositif de mise à la verticale du véhicule configuré pour modifier un angle assiette du véhicule (1, 30, 50, 80) entre une position nominale horizontale du véhicule et une position verticale du véhicule, caractérisé en ce que le dispositif de mise à la verticale du véhicule comprend un ou plusieurs bras (24, 26, 32, 52, 62, 92) montés par une extrémité proximale (24a, 26a) sur la coque (3, 40, 60, 86) et articulés en rotation par rapport à la coque (3, 40, 60, 86), et comprenant un flotteur (28, 29, 34, 54, 64, 90) à une extrémité libre distale (24b, 26b). (Figure 2) Dispositif de mise à la verticale pour véhicule sous-marin Domaine technique de l’invention La présente invention concerne les véhicules sous-marins, en particulier les véhicules autonomes sous-marins, mieux connus sous l’acronyme AUV signifiant en anglais Autonomous Underwater Vehicle . En particulier, l’invention vise un système permettant de faire varier un angle d’assiette d’un tel AUV, en particulier pour le mettre dans une position verticale ou proche de la verticale. Etat de la technique Les AUVs sont généralement conçus pour naviguer dans une position nominale dite horizontale dans l’eau. Dans cette position nominale, l’AUV présente un angle d’assiette nul ou quasiment nul, et se trouve dans une position dite d’équilibre dans l’eau. Son angle d’assiette est défini par l’angle entre son axe longitudinal et un plan horizontal. La navigation en position nominale horizontale réduit les efforts de trainées et minimise la consommation d’énergie en navigation. Un changement d’angle d’assiette pour se rapprocher de la verticale de l’AUV peut être requis pour réaliser certaines opérations, dont notamment la surveillance de sites à l’aide de caméras équipant l’AUV, ou le recalage du système de navigation grâce à des antennes de l’AUV mises hors de l’eau, ou encore tout simplement pour la récupération de l’AUV. On connaît différents dispositifs de modification de l’angle d’assiette d’un AUV. Un de ces dispositifs est formé d’un système de propulsion, comprenant un ou plusieurs propulseurs, monté sur l’AUV et qui est actionné pour changer l’angle d’assiette de l’AUV. Cela est notamment possible lorsque le système propulsif présente l’une des configurations suivantes : Un ou des propulseurs verticaux (par exemple un à l’avant et un à l’arrière du véhicule). Ainsi, les poussées opposées des propulseurs induisent une modification de l’angle d’assiette du véhicule ; Des propulseurs horizontaux situés loin de l’axe longitudinal principal du véhicule. Ainsi, les poussées de propulseurs opposées induisent un couple sur le véhicule, ce qui modifie l’angle d’assiette au véhicule ; Un ou des propulseurs orientables, de sorte qu’en modifiant l’orientation des propulseurs et donc de la poussée, l’angle d’assiette du véhicule peut être modifié. Un autre de ces dispositifs est formé de caisses dites de réglages logées à l’avant et à l’arrière de l’AUV. Chaque caisse de réglage définit un volume et est au moins partiellement remplie de fluides. Les quantités de fluides varient dans les différentes caisses pour faire faire varier l’angle d’assiette de l’AUV. Les propulseurs et les caisses de réglage peuvent également être simultanément intégrés dans un AUV pour augmenter les capacités de prise d’assiette. L’invention vise à fournir un véhicule autonome sous-marin comportant un dispositif de mise à la verticale qui soit particulièrement simple et commode, tant dans sa fabrication que dans son utilisation. L’invention a ainsi pour objet, sous un premier aspect, un véhicule autonome sous-marin comprenant une coque s’étendant selon un axe principal longitudinal, au moins un dispositif de mise à la verticale du véhicule configuré pour modifier un angle assiette du véhicule entre une position nominale horizontale du véhicule et une position verticale du véhicule, caractérisé en ce que le dispositif de mise à la verticale du véhicule comprend un ou plusieurs bras montés par une extrémité proximale sur la coque et articulés en rotation par rapport à la coque, et comprenant un flotteur à une extrémité libre distale de sorte que le bras est configuré pour prendre: une position repliée lorsque le véhicule est en position nominale avec un angle d’assiette sensiblement nul, dans laquelle le bras est sensiblement parallèle à l’axe principal longitudinal du véhicule et le flotteur est à proximité immédiate de la coque ; une position déployée dans laquelle le bras est incliné par rapport à l’axe principal longitudinal de sorte à amener et/ou stabiliser le véhicule en position dite verticale avec un angle d’assiette supérieur à 70° par rapport à sa position nominale. Dans le véhicule sous-marin autonome selon l’invention, le bras articulé permet d’écarter le flotteur de la coque du véhicule et, du fait de la flottabilité du flotteur, cela permet de modifier la position du centre de volume du véhicule, aussi appelé centre de carène ou de poussée, dans le but de faciliter la mise à la verticale du véhicule. Le déploiement du bras ne requiert qu’une très faible énergie, ce qui est avantageux pour les véhicules autonomes. En plus d’être commode, l’ajout d’un tel bras muni d’un flotteur est une solution compacte puisqu’elle ne change que très peu l’architecture du véhicule autonome sous-marin. Selon un mode de réalisation, le véhicule autonome sous-marin peut comprendre au moins deux bras, fixés à la coque à bâbord et à tribord, agencés de sorte à former un angle entre eux compris dans la plage [60° ;180°[. Le véhicule autonome sous-marin peut comprendre au moins un organe d’actionnement permettant au bras de passer de la position repliée à la position déployée. L’organe d’actionnement peut en outre permettre au bras de passer position déployée à la position repliée. En variante, seul un déploiement irréversible du bras est possible. Selon un mode de réalisation, l’organe d’actionnement est apte à orienter le bras dans une position angulaire déterminée ou sélectionnée par rapport à l’axe principal longitudinal. Selon un mode de réalisation, l’organe d’actionnement peut être configuré pour adapter, selon l’angle d’assiette du véhicule, la position angulaire du bras en position déployée, par rapport à l’axe principal longitudinal. Selon un mode de réalisation, le véhicule autonome sous-marin peut comprendre un capteur de verticalité, tel qu’un accéléromètre, de sorte que la position angulaire du bras est contrôlée et commandée en fonction du signal de sortie du capteur de verticalité. Ceci permet d’assurer une stabilité de l’AUV dans sa position verticale ou presque verticale, même en cas de perturbations liées à l’environnement, et notamment les effets de houle ou la densité de l’eau. Selon un mode de réalisation, le flotteur peut avoir un volume variable. Cela peut influer sur la position du centre de poussée et donc peut aussi permettre d’améliorer la stabilité de l’AUV dans sa position verticale ou presque verticale. Selon un mode de réalisation, au moins l’un des bras peut être télescopique. Cela permet de régler une distance entre l’extrémité distale et l’extrémité proximale du bras, de sorte à rapprocher ou éloigner les flotteurs de la coque du véhicule. Il est possible de faciliter la mise à la verticale du véhicule. Cette distance peut être contrôlée et commandée aussi grâce à un capteur de verticalité. Selon un mode de réalisation, le véhicule autonome sous-marin peut comprendre en complément une ou plusieurs caisses de réglage aptes à faire varier l’angle d’assiette du véhicule. Selon un mode de réalisation, le véhicule autonome sous-marin peut comprendre en complément un ou plusieurs propulseurs aptes à faire varier l’angle d’assiette du véhicule. La combinaison du bras et des caisses de réglage et/ou des propulseurs permet de faciliter encore la mise à la verticale du véhicule autonome sous-marin. En particulier, les caisses de réglage et/ou les propulseurs permettent d’amorcer la mise à la verticale du véhicule autonome sous-marin, et lorsque l’angle d’assiette atteint une valeur seuil, le bras peut être déployé de sorte à finaliser la mise à la verticale et assurer la stabilité du véhicule, une fois la véhicule mis à la verticale. Selon un mode de réalisation, les caisses de réglages peuvent être disposés, lorsque le véhicule est en position nominale, dans une partie supérieure de la coque et les bras sont rattachés à une partie inférieure de la coque du véhicule. L’invention vise, selon un second aspect, un procédé de mise à la verticale d’un véhicule tel que précité, comprenant l’actionnement du bras pour le mettre en position déployée, à partir de la position repliée, notamment lorsque l’angle d’assiette du véhicule atteint un premier angle seuil. Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre au préalable l’initiation de la mise à la verticale du véhicule par le biais de caisses de réglage et/ou des propulseurs. Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre l’actionnement du bras pour le mettre en position repliée à partir de la position déployée lorsque l’angle d’assiette du véhicule est inférieur à un deuxième angle seuil. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Brève description des figures L’invention, selon plusieurs exemples de réalisation, sera bien comprise et ses avantages apparaitront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La illustre un véhicule autonome sous-marin selon l’invention ; La illustre un véhicule autonome sous-marin selon l’invention dont la mise à la verticale est initiée ; [Fig 3A et 3B] Les figures 3A et 3B illustrent un premier mode de réalisation de l’invention, montrant un AUV ayant un bras en position repliée ; [Fig 4A et 4B] Les figures 4A et 4B illustrent le premier mode de réalisation de l’invention, dans lequel le bras est en position déployée ; [Fig 5A et 5B] Les figures 5A et 5B illustrent un deuxième mode de réalisation de l’invention, montrant un AUV ayant deux bras en position repliée ; [Fig 6A et 6B] Les figures 6A et 6B illustrent le deuxième mode de réalisation de l’invention, dans lequel les bras du véhicule sont en position déployée ; et [Fig 7, 8, 9] Les figures 7, 8 et 9 illustrent un troisième mode de réalisation montrant un AUV ayant des caisses de réglage en plus de bras ; Les figures 10 illustre des exemples de différentes positions des bras du troisième mode de réalisation. Véhicule autonome sous-marin (1, 30, 50, 80) comprenant une coque (3, 40, 60, 86) s’étendant selon un axe principal longitudinal (5, 38, 58, 99), au moins un dispositif de mise à la verticale du véhicule configuré pour modifier un angle assiette du véhicule (1, 30, 50, 80) entre une position nominale horizontale du véhicule et une position verticale du véhicule, caractérisé en ce que le dispositif de mise à la verticale du véhicule comprend un ou plusieurs bras (24, 26, 32, 52, 62, 92) montés par une extrémité proximale (24a, 26a) sur la coque (3, 40, 60, 86) et articulés en rotation par rapport à la coque (3, 40, 60, 86), et comprenant un flotteur (28, 29, 34, 54, 64, 90) à une extrémité libre distale (24b, 26b) de sorte que le bras (24, 26, 32, 52, 62, 92) est configuré pour prendre: une position repliée lorsque le véhicule est en position nominale avec un angle d’assiette sensiblement nul, dans laquelle le bras (24, 26, 32, 52, 62, 92) est sensiblement parallèle à l’axe principal longitudinal (5, 38, 58, 99) du véhicule (1, 30, 50, 80) et le flotteur (28, 29, 34, 54, 64, 90) est à proximité immédiate de la coque (3, 40, 60, 86) ; une position déployée dans laquelle le bras (24, 26, 32, 52, 62, 92) est incliné par rapport à l’axe principal longitudinal (5, 38, 58, 99) de sorte à amener et/ou stabiliser le véhicule (1, 30, 50, 80) en position dite verticale avec un angle d’assiette supérieur à 70° par rapport à sa position nominale. Véhicule autonome sous-marin (1, 50, 80) selon la revendication 1, comprenant au moins deux bras (24, 26, 52, 62, 92), fixés à la coque à bâbord et à tribord, agencés de sorte à former un angle (66) compris dans la plage [60° ;180°[. 3. Véhicule autonome sous-marin (1, 30, 50, 80) selon la revendication 1 ou 2, comprenant au moins un organe d’actionnement permettant au bras (24, 26, 32, 52, 62, 92) de passer de la position repliée à la position déployée. 4. Véhicule autonome sous-marin (50, 80) selon la revendication 3, dans lequel l’organe d’actionnement permettant en outre au bras (52, 62, 92) de passer de la position déployée à la position repliée. Véhicule autonome sous-marin (50, 80) selon la revendication 4, dans lequel l’organe d’actionnement est apte à orienter le bras (52, 62, 92) dans une position angulaire déterminée ou sélectionnée par rapport à l’axe principal longitudinal (58, 99). Véhicule autonome sous-marin (50, 80) selon la revendication 5, dans lequel l’organe d’actionnement est configuré pour adapter, selon l’angle d’assiette du véhicule, la position angulaire du bras (52, 62, 92) en position déployée, par rapport à l’axe principal longitudinal (58, 99). Véhicule autonome sous-marin (50, 80) selon la revendication 4 ou 5, comprenant en outre un capteur de verticalité, tel qu’un accéléromètre, de sorte que la position angulaire du bras (52, 62, 92) est commandée en fonction du signal de sortie du capteur de verticalité. 8. Véhicule autonome sous-marin (1, 30, 50, 80) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le flotteur (28, 29, 34, 54, 64, 90) a un volume variable. 9. Véhicule autonome sous-marin (1, 30, 50, 80) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel au moins l’un des bras (24, 26, 32, 52, 62, 92) est télescopique. 10. Véhicule autonome sous-marin (1, 80) selon l’une des revendications 1 à 9 comprenant une ou plusieurs caisses de réglage (7, 9, 82, 84) et/ou un ou plusieurs propulseurs, aptes à faire varier l’angle d’assiette du véhicule (1, 80). 11. Véhicule autonome sous-marin (1, 80) selon la revendication 10, dans lequel les caisses de réglages (7, 9, 82, 84) sont disposées, lorsque le véhicule (1, 80) est en position nominale, dans une partie supérieure de la coque (3, 86) et les bras (24, 26, 92) sont rattachés à une partie inférieure de la coque (3, 86) du véhicule (1, 80). 12. Procédé de mise à la verticale d’un véhicule autonome sous-marin (1, 30, 50, 80) selon l’une des revendications précédentes, comprenant l’actionnement du bras (24, 26, 32, 52, 62, 92) pour le mettre en position déployée, à partir de la position repliée, notamment lorsque l’angle d’assiette du véhicule (1, 30, 50, 80) atteint un premier angle seuil. 13. Procédé de mise à la verticale selon les revendications 10 et 12, comprenant au préalable l’initiation de la mise à la verticale du véhicule (1, 80) par le biais des caisses de réglage (7, 9, 82, 84) ou des propulseurs du véhicule (1, 80). 14. Procédé de mise à la verticale selon la revendication 12 ou 13 comprenant l’actionnement du bras (52, 62, 92) pour le mettre en position repliée à partir de la position déployée lorsque l’angle d’assiette du véhicule (50, 80) est inférieur à un deuxième angle seuil.