Brevet FR3130743A1 — publié le 20230623

L’invention se rapporte à un procédé d’aide au guidage d’un bâtiment de surface (10) destiné à remorquer un dispositif sous-marin, le procédé comprenant : a) une discrétisation du secteur géographique (21) autour du bâtiment de surface (10) en une pluralité de zones (22, 23), chaque zone (22, 23) étant classée selon un degré d’accessibilité parmi un ensemble de degrés d’accessibilité ; b) un calcul d’un ensemble de trajectoires candidates (24, 25, 26) du bâtiment de surface (10) dans ledit secteur géographique (21), chaque trajectoire candidate (24, 25, 26) correspondant à un taux de giration différent à partir de la position courante du bâtiment de surface (10) ; c) un classement de chaque trajectoire candidate (24, 25, 26) en fonction du degré d’accessibilité de la zone du secteur géographique traversée par la trajectoire possible (24, 25, 26), et en fonction de la faisabilité d’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate (24, 25, 26) ; d) une génération d’un affichage des zones (22, 23) et des trajectoires candidates (24, 25, 26) sur une interface homme machine, en fonction de leur classement et/ou une transmission de consignes relatives auxdites actions. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 PROCEDE D’AIDE AU GUIDAGE D’UN BATIMENT DE SURFACE DESTINE A REMORQUER UN DISPOSITIF SOUS-MARIN PAR L’INTERMEDIAIRE D’UN CABLE L’invention concerne de manière générale le domaine du guidage de bâtiment de surface, et en particulier d’un de bâtiment de surface tractant un corps immergé, ou dispositif sous-marin, via un câble. Le dispositif sous-marin peut typiquement comprendre un sonar à immersion variable, destiné à effectuer des mesures de détection sous-marines, ou bien tout autre appareil fonctionnant en immersion. Lorsqu’un bâtiment de surface, tel qu’un navire, remorque un dispositif sous-marin à une certaine vitesse, celui-ci a tendance à remonter vers la surface. Un tel cas se produit en particulier lorsque le câble tracteur n’est pas caréné. Le câble peut alors être bien plus long que la profondeur d’immersion du dispositif sous-marin et que la profondeur d’eau. Dans un tel cas, la profondeur exacte du dispositif sous-marin ne peut pas être déterminée avec certitude. Le câble tracteur peut adopter un profil en forme de « S allongé », mais de nombreux autres profils sont possibles. En général, en régime de giration, le dispositif sous-marin a tendance à descendre et à se rapprocher du fond, ce qui constitue un danger pour le dispositif sous-marin. A vitesse élevée, le dispositif sous-marin commence par perdre de l’altitude avant de remonter légèrement. Par conséquent, pour atteindre une certaine profondeur d’immersion, il est nécessaire de toujours prévoir une marge importante lors du déroulement du câble tracteur. Pour autant, il est essentiel que le dispositif sous-marin n’entre pas en collision avec le fond, ce qui risquerait de l’endommager. Actuellement, des solutions connues sont utilisées à partir d’abaques mais requièrent de se donner de nombreuses marges. Ces abaques indiquent la profondeur du dispositif sous-marin en fonction de la longueur de câble déroulé, pour différentes vitesses du bâtiment de surface. Une telle approche offre peu de flexibilité et est relativement lourde à mettre en œuvre, ce qui peut induire des risques si les paramètres de navigation évoluent rapidement. Par ailleurs, l’application de nombreuses marges vient interdire la navigation du bâtiment de surface avec l’engin remorqué dans des zones qui pourtant ne présentent pas de risques de collision avec le fond. Une autre solution connue, décrite dans le document JP2005193767A, propose un dispositif de commande de la profondeur d’un dispositif sous-marin, qui calcule la valeur d’une fonction de limite d’altitude supérieure, et la valeur d’une fonction de limite d’altitude inférieure, obtenues en ajoutant des marges aux données topographiques. Une intersection potentielle avec un obstacle est calculée à l’aide de la valeur de la fonction de limite d’altitude supérieure, et de la valeur de la fonction de limite d’altitude inférieure, et la profondeur du dispositif sous-marin est corrigée en cas de détection d’intersection potentielle. Cependant, un tel dispositif fait appel à une base de données de caractéristiques en réponse du dispositif sous-marin, qui correspond aux abaques précédemment mentionnés, et qui est donc peu flexible. Il existe ainsi un besoin pour des procédés et des systèmes d’aide au guidage améliorés. L’invention vise à remédier aux inconvénients précités, en proposant un procédé flexible et simple d’utilisation. Un objet de l’invention est donc un procédé d’aide au guidage d’un bâtiment de surface destiné à remorquer un dispositif sous-marin par l’intermédiaire d’un câble tracteur, le procédé comprenant : a) une discrétisation du secteur géographique autour du bâtiment de surface en une pluralité de zones, chaque zone étant classée selon un degré d’accessibilité parmi un ensemble de degrés d’accessibilité, en fonction de la bathymétrie du secteur géographique et de paramètres courants de navigation du bâtiment de surface comprenant la longueur du câble tracteur ; b) un calcul d’un ensemble de trajectoires candidates du bâtiment de surface dans ledit secteur géographique, chaque trajectoire candidate correspondant à un taux de giration différent à partir de la position courante du bâtiment de surface ; c) un classement de chaque trajectoire candidate en fonction du degré d’accessibilité de la zone du secteur géographique traversée par la trajectoire possible, et en fonction de la faisabilité d’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate ; d) une génération d’un affichage des zones et des trajectoires candidates sur une interface homme machine, en fonction de leur classement et/ou une transmission de consignes relatives auxdites actions. Avantageusement, chaque zone a une profondeur minimale margée, ladite profondeur minimale margée de chaque zone étant calculée à partir de la profondeur minimale de toutes les zones situées dans un rayon prédéfini autour de ladite zone, et le dispositif sous-marin a une profondeur courante et dans lequel l’ensemble de degrés d’accessibilité comprend : - une premier degré d’accessibilité si la profondeur minimale margée de la zone est supérieure ou égale à la somme entre une marge de protection verticale du dispositif sous-marin et la profondeur courante du dispositif sous-marin, ladite profondeur courante du dispositif sous-marin étant calculée en fonction de la longueur filée du câble tracteur et de la vitesse du bâtiment de surface ; - un deuxième degré d’accessibilité si la profondeur minimale margée de la zone est strictement inférieure à ladite somme entre la marge de protection verticale du dispositif sous-marin et la profondeur courante du dispositif sous-marin, et si la profondeur minimale margée de la zone est supérieure ou égale à la marge de protection du dispositif sous-marin ; - un troisième degré d’accessibilité si la profondeur minimale margée de la zone est strictement inférieure à la marge de protection verticale du dispositif sous-marin. Avantageusement, un premier paramètre d’apparence de zone, un deuxième paramètre d’apparence de zone et un troisième paramètre d’apparence de zone sont respectivement attribués au premier degré d’accessibilité, au deuxième degré d’accessibilité et au troisième degré d’accessibilité. Avantageusement, le premier paramètre d’apparence de zone, le deuxième paramètre d’apparence de zone et le troisième paramètre d’apparence de zone correspondent à des couleurs différentes. Avantageusement, chaque trajectoire candidate est échantillonnée en une pluralité de points équidistants, et dans lequel, à chaque point, à partir du premier point de la trajectoire candidate, est attribué : - un premier paramètre d’apparence de trajectoire si ledit premier paramètre d’apparence de trajectoire a été attribué au point précédent et si la profondeur estimée du dispositif sous-marin est inférieure à la somme de la profondeur minimale margée de la zone et de la marge de protection verticale du dispositif sous-marin, la profondeur estimée du dispositif sous-marin étant calculée en fonction de la longueur filée du câble tracteur, de la vitesse du bâtiment de surface et du taux de giration correspondant à la trajectoire candidate sur laquelle se trouve le point ; - un deuxième paramètre d’apparence de trajectoire si la profondeur estimée corrigée du dispositif sous-marin est inférieure à la somme de la profondeur minimale margée et de la marge de protection verticale du dispositif sous-marin, la profondeur estimée corrigée du dispositif sous-marin étant calculée en fonction de la longueur filée du câble tracteur, de la vitesse du bâtiment de surface, du taux de giration correspondant à la trajectoire candidate sur laquelle se trouve le point, et de l’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate, le deuxième paramètre d’apparence de trajectoire étant en outre également attribué aux points suivants de la trajectoire candidate ; - un troisième paramètre d’apparence de trajectoire si la giration de la trajectoire candidate est impossible compte tenu de la longueur du câble tracteur, ou si la giration est impossible compte tenu de la vitesse du bâtiment de surface, le troisième paramètre d’apparence de trajectoire étant en outre également attribué aux points suivants de la trajectoire candidate. Avantageusement, le premier paramètre d’apparence de trajectoire, le deuxième paramètre d’apparence de trajectoire et le troisième paramètre d’apparence de trajectoire correspondent à des couleurs différentes. Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape de correction de la marge de protection verticale du dispositif sous-marin, et/ou une étape de correction du rayon prédéfini utilisé dans le calcul de la profondeur minimale margée. Avantageusement, lesdites actions prédéfinies comprennent une action de remontée du dispositif sous-marin et/ou une action d’accélération du bâtiment de surface. Avantageusement, la faisabilité d’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate est calculée en tenant compte du délai de réalisation de l’action avant l’arrivée du bâtiment de surface dans une zone classée selon un degré d’accessibilité différent de la zone correspondant à la position courante du bâtiment de surface. Avantageusement, l’étape de génération d’un affichage de chaque trajectoire possible comprend une génération d’un affichage de la trajectoire sous la forme d'un arc de cercle passant par un point représentant le bâtiment de surface, ou sous la forme d’un segment aligné avec le point représentant le cap du bâtiment de surface. Avantageusement, les étapes a) à d) sont répétées périodiquement. Avantageusement, le procédé comprend en réponse à la sélection, par l’utilisateur, d’un des points situés sur la représentation d'une des trajectoires candidates générées sur l'interface homme machine, une étape de simulation des étapes a) à d), en considérant que le bâtiment de surface est fictivement positionné au niveau dudit point. L’invention se rapporte également à un produit programme d’ordinateur, comportant des instructions pour l’exécution du procédé prédéfini lorsque le programme est exécuté par un processeur. L’invention se rapporte également à un système d’aide au guidage d’un bâtiment de surface destiné à remorquer un dispositif sous-marin par l’intermédiaire d’un câble tracteur, le système comprenant : - Un dispositif de calcul comprenant : -- une unité de discrétisation, configurée pour discrétiser le secteur géographique autour du bâtiment de surface en une pluralité de zones, chaque zone étant classée selon un degré d’accessibilité parmi un ensemble de degrés d’accessibilité, en fonction de paramètres courants de navigation du bâtiment de surface comprenant la longueur du câble tracteur ; -- une première unité de calcul, configurée pour calculer un ensemble de trajectoires candidates du bâtiment de surface dans ledit secteur géographique, chaque trajectoire candidate correspondant à un taux de giration différent à partir de la position actuelle du bâtiment de surface ; -- une unité de classification, configurée pour classer chaque trajectoire candidate en fonction du degré d’accessibilité de la zone du secteur géographique traversée par la trajectoire possible, et en fonction de la faisabilité d’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate ; - Une interface homme machine configurée pour générer un affichage des zones et des trajectoires candidates en fonction de leur classement et/ou pour transmettre les consignes relatives auxdites actions. Avantageusement, le dispositif sous-marin comprend un sonar. Description des figures D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple. La illustre un bâtiment de surface remorquant un dispositif sous-marin. La illustre un organigramme représentant le procédé d’aide au guidage de l’invention. La illustre une étape de discrétisation du secteur géographique autour du bâtiment de surface en une pluralité de zones. La est un schéma représentant un exemple d’affichage des zones et des trajectoires possibles sur une interface homme machine. La illustre une étape de calcul d’un ensemble de trajectoires candidates, ainsi qu’une étape de classement des différentes trajectoires possibles. La est un schéma d’une architecture informatique mettant en œuvre le procédé, selon des modes de réalisation de l’invention. Procédé d’aide au guidage d’un bâtiment de surface (10) destiné à remorquer un dispositif sous-marin (11) par l’intermédiaire d’un câble tracteur (14), le procédé comprenant : a) une discrétisation du secteur géographique (21) autour du bâtiment de surface (10) en une pluralité de zones (22, 23), chaque zone (22, 23) étant classée selon un degré d’accessibilité parmi un ensemble de degrés d’accessibilité, en fonction de la bathymétrie du secteur géographique et de paramètres courants de navigation du bâtiment de surface (10) comprenant la longueur du câble tracteur (14) (100) ; b) un calcul d’un ensemble de trajectoires candidates (24, 25, 26) du bâtiment de surface (10) dans ledit secteur géographique (21), chaque trajectoire candidate (24, 25, 26) correspondant à un taux de giration différent à partir de la position courante du bâtiment de surface (10) (200) ; c) un classement de chaque trajectoire candidate (24, 25, 26) en fonction du degré d’accessibilité de la zone du secteur géographique traversée par la trajectoire possible (24, 25, 26), et en fonction de la faisabilité d’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate (24, 25, 26) (300) ; d) une génération d’un affichage des zones (22, 23) et des trajectoires candidates (24, 25, 26) sur une interface homme machine, en fonction de leur classement et/ou une transmission de consignes relatives auxdites actions (400). Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque zone a une profondeur minimale margée, ladite profondeur minimale margée de chaque zone étant calculée à partir de la profondeur minimale de toutes les zones situées dans un rayon prédéfini autour de ladite zone, et le dispositif sous-marin a une profondeur courante et dans lequel l’ensemble de degrés d’accessibilité comprend : - une premier degré d’accessibilité si la profondeur minimale margée de la zone est supérieure ou égale à la somme entre une marge de protection verticale du dispositif sous-marin et la profondeur courante du dispositif sous-marin, ladite profondeur courante du dispositif sous-marin étant calculée en fonction de la longueur filée du câble tracteur et de la vitesse du bâtiment de surface ; - un deuxième degré d’accessibilité si la profondeur minimale margée de la zone est strictement inférieure à ladite somme entre la marge de protection verticale du dispositif sous-marin et la profondeur courante du dispositif sous-marin, et si la profondeur minimale margée de la zone est supérieure ou égale à la marge de protection du dispositif sous-marin ; - un troisième degré d’accessibilité si la profondeur minimale margée de la zone est strictement inférieure à la marge de protection verticale du dispositif sous-marin. Procédé selon la revendication 2, dans lequel un premier paramètre d’apparence de zone, un deuxième paramètre d’apparence de zone et un troisième paramètre d’apparence de zone sont respectivement attribués au premier degré d’accessibilité, au deuxième degré d’accessibilité et au troisième degré d’accessibilité. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le premier paramètre d’apparence de zone, le deuxième paramètre d’apparence de zone et le troisième paramètre d’apparence de zone correspondent à des couleurs différentes. 5. Procédé selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel chaque trajectoire candidate (24, 25, 26) est échantillonnée en une pluralité de points équidistants (27), et dans lequel, à chaque point (27), à partir du premier point de la trajectoire candidate, est attribué : - un premier paramètre d’apparence de trajectoire si ledit premier paramètre d’apparence de trajectoire a été attribué au point précédent et si la profondeur estimée du dispositif sous-marin est inférieure à la somme de la profondeur minimale margée de la zone et de la marge de protection verticale du dispositif sous-marin, la profondeur estimée du dispositif sous-marin (11) étant calculée en fonction de la longueur filée du câble tracteur (14), de la vitesse du bâtiment de surface (10) et du taux de giration correspondant à la trajectoire candidate (24, 25, 26) sur laquelle se trouve le point ; - un deuxième paramètre d’apparence de trajectoire si la profondeur estimée corrigée du dispositif sous-marin est inférieure à la somme de la profondeur minimale margée et de la marge de protection verticale du dispositif sous-marin, la profondeur estimée corrigée du dispositif sous-marin (11) étant calculée en fonction de la longueur filée du câble tracteur (14), de la vitesse du bâtiment de surface (10), du taux de giration correspondant à la trajectoire candidate (24, 25, 26) sur laquelle se trouve le point, et de l’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate, le deuxième paramètre d’apparence de trajectoire étant en outre également attribué aux points suivants de la trajectoire candidate (24, 25, 26) ; - un troisième paramètre d’apparence de trajectoire si la giration de la trajectoire candidate (24, 25, 26) est impossible compte tenu de la longueur du câble tracteur (14), ou si la giration est impossible compte tenu de la vitesse du bâtiment de surface (10), le troisième paramètre d’apparence de trajectoire étant en outre également attribué aux points suivants de la trajectoire candidate. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le premier paramètre d’apparence de trajectoire, le deuxième paramètre d’apparence de trajectoire et le troisième paramètre d’apparence de trajectoire correspondent à des couleurs différentes. 7. Procédé selon l’une des revendications 2 à 6, comprenant en outre une étape de correction de la marge de protection verticale du dispositif sous-marin (11), et/ou une étape de correction du rayon prédéfini utilisé dans le calcul de la profondeur minimale margée. 8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdites actions prédéfinies comprennent une action de remontée du dispositif sous-marin (11) et/ou une action d’accélération du bâtiment de surface (10). 9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la faisabilité d’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate (24, 25, 26) est calculée en tenant compte du délai de réalisation de l’action avant l’arrivée du bâtiment de surface (10) dans une zone (22, 23) classée selon un degré d’accessibilité différent de la zone correspondant à la position courante du bâtiment de surface (10). 10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de génération d’un affichage de chaque trajectoire possible (24, 25) comprend une génération d’un affichage de la trajectoire sous la forme d'un arc de cercle passant par un point représentant le bâtiment de surface (10), ou sous la forme d’un segment (26) aligné avec le point représentant le cap du bâtiment de surface (10). 11. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les étapes a) à d) sont répétées périodiquement. 12. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant en réponse à la sélection, par l’utilisateur, d’un des points (27) situés sur la représentation d'une des trajectoires candidates (24, 25, 26) générées sur l'interface homme machine, une étape de simulation des étapes a) à d), en considérant que le bâtiment de surface (10) est fictivement positionné au niveau dudit point (27). 13. Produit programme d’ordinateur, comportant des instructions pour l’exécution du procédé selon l’une des revendications 1 à 12 lorsque le programme est exécuté par un processeur. 14. Système d’aide au guidage d’un bâtiment de surface destiné à remorquer un dispositif sous-marin par l’intermédiaire d’un câble tracteur, le système comprenant : - Un dispositif de calcul (502) comprenant : -- une unité de discrétisation (5021), configurée pour discrétiser le secteur géographique autour du bâtiment de surface en une pluralité de zones, chaque zone étant classée selon un degré d’accessibilité parmi un ensemble de degrés d’accessibilité, en fonction de paramètres courants de navigation du bâtiment de surface comprenant la longueur du câble tracteur ; -- une première unité de calcul (5022), configurée pour calculer un ensemble de trajectoires candidates du bâtiment de surface dans ledit secteur géographique, chaque trajectoire candidate correspondant à un taux de giration différent à partir de la position actuelle du bâtiment de surface; -- une unité de classification (5023), configurée pour classer chaque trajectoire candidate en fonction du degré d’accessibilité de la zone du secteur géographique traversée par la trajectoire possible (24, 25, 26), et en fonction de la faisabilité d’une ou plusieurs actions prédéfinies sur ladite trajectoire candidate (24, 25, 26) ; - Une interface homme machine (501) configurée pour générer un affichage des zones et des trajectoires candidates en fonction de leur classement et/ou pour transmettre les consignes relatives auxdites actions. 15. Système selon la revendication 14, dans lequel le dispositif sous-marin comprend un sonar.