Brevet FR3132076A1 — publié le 20230728

La présente invention concerne un procédé d'exploration sous-marine, dans lequel au moins on effectue un ancrage (4) d'un navire (3) en amont d'un site d'exploration et un mouillage (5) avec un cordon (50) de mouillage avec une butée (51) placée le long ; on met à l'eau un ROV de type drone (1) sous-marin filo-guidé au moyen d'un câblage (100) ; on contrôle sa descente en immersion ; caractérisé en ce qu'on immerge une gueuse (6) coulissante le long dudit cordon (50) avec ledit câblage (100) relié à ladite gueuse (6) ; lors de de la descente, on commande conjointement le coulissement de ladite gueuse (6) jusqu'à ladite butée (51). L'invention concerne aussi un dispositif (7) de mouillage d'un drone (1) d'exploration sous-marine, comprenant un cordon (50) de mouillage et une gueuse (6), montée en coulissement le long dudit cordon (50) de mouillage ; ladite gueuse (6) comprenant des moyens (70) d'accrochage d'un câblage (101) dudit drone (1). Figure pour l'abrégé : Fig. 1 Procédé d'exploration sous-marine et dispositif de mouillage d'un drone d'exploration sous-marine L'invention a pour objet un procédé d'exploration sous-marine, ainsi qu'un dispositif de mouillage d'un drone d'exploration sous-marine. Domaine technique de l'invention La présente invention entre dans le domaine de l'exploration sous-marine et des fonds marins. L'invention trouvera des applications préférentielles, mais aucunement limitatives, dans la récupération d'objets immergés, notamment du matériel scientifique comme un hydrophone, mais aussi dans l'inspection d'ouvrages, comme les parties immergées d'infrastructures, notamment un quai ou une digue, une éolienne de type offshore ou une plate-forme pétrolière, mais encore dans les investigations et les opérations de renflouement sur le site d'un naufrage de navire. Usuellement, l'exploration sous-marine d'un site en mer nécessite le déploiement de plongeurs à partir d'un navire. Proportionnellement à la profondeur à atteindre et des tâches d'exploration à mener, ainsi que du matériel à immerger, les plongeurs doivent avoir des formations et des compétences extrêmement spécialisées, sans pour autant assurer totalement leur sécurité. En particulier, les conditions marines du site rendent d'autant plus complexe et dangereuse une plongée humaine, en raison de la houle, de l'amplitude des marées, de la force des courants et de la fluctuation constante de ces conditions environnementales. Pour cette raison, l'exploration sous-marine et des fonds marins fait intervenir des sous-marins, ou bien des structures immergées pressurisées spécifiques, permettant d'embarquer des humains. Ces solutions nécessitent une structure flottante dédiée à la surface, conséquente et coûteuse à déployer, limitant autant techniquement que financièrement le recours à leur utilisation, en particulier pour des tâches de moindre importance, comme c'est le cas de l'inspection de structure ou encore la récupération de matériel scientifique. Dans ce contexte, depuis les années 1960-1970, l'exploration sous-marine a recours à des robots sous-marin télé- ou préférentiellement filo-guidés, communément appelés « ROV » (pour « Remotely Operated underwater Vehicle »), essentiellement répertoriés en deux catégories. Une première catégorie regroupe les ROV de travail (« Workclass ROV »), engins lourds équipés de bras et d'outils pour l'accomplissement de travaux, en particulier à grande profondeur (jusqu'à - 6 000 mètres). Encore une fois, ces ROV lourds nécessitent de déployer une structure flottante conséquente dédiée avec un équipage formé avec des compétences très spécifiques, bien au-delà d'un télé-opérateur conventionnel. Une seconde catégorie regroupe les ROV d'OBServation (« OBSROV »), engins légers filo-guidés, avec une masse d'au moins 50 kg (kilogrammes), généralement d'au moins 100 kg. Ces ROV légers sont plus simples à déployer à partir d'un navire conventionnel, mais qui doit être équipé encore une fois de matériel dédié embarqué, comme une grue et une alimentation électrique de surface. En outre, ces ROV légers peuvent uniquement effectuer des tâches d'inspection ou de mesure, sans pouvoir intervenir physiquement, ne disposant pas des outils embarqués nécessaires à une intervention. Récemment, la catégorie des ROV d'observation a vu apparaître des engins ultra-légers, communément désignés « drones sous-marins ». Cette classe regroupe des drones filo-guidés d'une masse inférieure à 100 kg, généralement de moins de 50 kg. Moins coûteux et faciles à déployer, ces drones se limitent à l'exploration, ne pouvant embarquer d'outil du fait de leur faible capacité d'emport. De plus, les drones doivent opérer dans des conditions marines « calmes », en particulier avec peu de courants marins. En effet, le faible poids de ces drones ultra-légers les rendent extrêmement sensibles aux courants, rendant complexe voire impossible leur déploiement si les conditions marines ne sont pas optimales. En particulier, lors de la plongée d'un drone sous-marin ultra-léger, filo-guidé et donc relié à la surface par un câblage ombilical, les courants agissent autant sur les parois dudit drone que sur l'ombilical. La force exercée sur l'ombilical, fonction de la profondeur à atteindre, génère des efforts de traction suffisants pour le déstabiliser et qu'il n'est pas possible de contrecarrer avec la faible motorisation embarquée sur ce type ultra-léger de drone. A titre d'exemple, pour un ombilical d'un diamètre de 8 mm (millimètres), un câblage de 50 m représente une surface projetée de 0,4 m² (mètre carré). Cette surface s'apparente donc à une voile, prenant le courant comme le vent, de façon proportionnelle à sa superficie. En outre, pour un ROV léger, à l'ombilical dédié au contrôle et à l'approvisionnement en énergie, s'ajoute généralement un lien de sûreté, à l'instar d'une ligne de vie, reliant le ROV à un point fixe d'attache à la surface et situé sur l'embarcation ou la structure flottante. Un tel lien prend aussi la force du courant, augmentant la traction et réduisant davantage sa capacité à opérer dans le courant. État de la technique Une solution existante consiste à déployer un ROV filo-guidé, peu importe sa catégorie, en immergeant une cage l'embarquant jusqu'à ce qu'elle soit positionnée sur le fond marin. La cage sert alors de point d'ancrage et de relais, permettant au drone d'opérer autour, en déroulant son câblage au fur et à mesure de sa progression. Cette solution permet de limiter l'impact du courant uniquement sur la longueur de câblage déroulée, généralement dans une zone hémisphérique autour de la cage, plutôt que sur une longueur équivalente à la profondeur d'immersion. Toutefois, le recours à l'immersion d'une cage nécessite d'embarquer à bord des moyens de levage adaptés, comme une grue marine, pour la descente et la remontée de la cage et du ROV. De surcroît, la dépose de la cage sur le fond marin limite le rayon d'action du drone autour à la longueur de câblage déroulé et à partir du point de ladite dépose. En particulier, si le drone doit opérer à une profondeur intermédiaire, à quelques dizaines de mètres au-dessus du fond marin, des contraintes induites par les courants se reproduisent, complexifiant encore une fois le contrôle des déplacements du drone. Pour résoudre ce problème de plongée à une profondeur intermédiaire, il est possible de descendre la cage avec un ancrage sous-jacent, à savoir déployé inférieurement jusqu'au fond marin. Toutefois, la cage subit la force des courants, la déstabilisant et impactant le contrôle du ROV qui y est relié. Il faudrait alors relier la cage à plusieurs ancrages sur le fond marin, complexifiant les opérations relatives à son immersion. L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l’état de la technique en proposant un procédé d'exploration sous-marine adapté à l'immersion de ROV léger ou ultra-léger, en particulier de type drone, filo-guidé, assurant la reprise des efforts exercés par le courant sur son câblage, ainsi qu'éventuellement sur un lien de grappinage prévu pour la récupération d'un objet immergé. Pour ce faire, l'invention prévoit un mouillage spécifique et dédié, permettant de régler la profondeur d'immersion et une gueuse prévue coulissante le long dudit mouillage jusqu'à ladite butée. Pour ce faire, le procédé d'exploration sous-marine comprend, de façon non limitative, les étapes suivantes : - on effectue un ancrage d'un navire en amont d'un site d'exploration sous-marine ; - on effectue un mouillage à l'aplomb dudit site d'exploration, avec un cordon de mouillage d'une longueur adaptée à la profondeur du fond marin, avec une butée placée à une position le long dudit cordon ; - on met à l'eau un ROV de type drone sous-marin filo-guidé au moyen d'un câblage ; - on contrôle la descente en immersion dudit drone ; caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : - on immerge une gueuse coulissante le long dudit cordon de mouillage, ledit câblage du drone étant relié à ladite gueuse ; - lors de de la descente en immersion dudit drone, on commande conjointement le coulissement de ladite gueuse le long dudit cordon de mouillage jusqu'à ladite butée. Selon des caractéristiques additionnelles, non limitatives, ledit mouillage s'effectue en aval dudit ancrage. Selon un mode de réalisation, préalablement au mouillage, on règle la position de ladite butée le long dudit cordon de mouillage, ladite position correspondant à une profondeur d'immersion de ladite gueuse. Selon un mode de réalisation, ledit procédé d'exploration consiste à, préalablement : - équiper ledit drone d'un crochet relié par un filin audit navire, ledit crochet étant monté de façon amovible sur ledit drone ; - relier ledit filin sur ladite gueuse au travers d'un point d'amarrage largable ; puis successivement - une fois le drone en immersion à ladite butée, on contrôle les déplacements dudit drone jusqu'à grappinage au moyen dudit crochet d'un objet immergé présent sur ledit site d'exploration ; - on commande un largage dudit filin par séparation avec ledit point d'amarrage avec ladite gueuse ; - on remonte ledit objet immergé par traction dudit filin depuis ledit navire. Selon un mode de réalisation, on contrôle la remontée dudit drone de façon synchronisée avec la remontée du mouillage. L'invention concerne encore un dispositif de mouillage d'un drone d'exploration sous-marine, comprenant - un cordon de mouillage, avec une extrémité fixe de surface et une extrémité opposée pourvue d'une ancre ; caractérisé en ce qu'il comprend - une gueuse, montée en coulissement le long dudit cordon de mouillage ; - ladite gueuse comprenant des moyens d'accrochage au moins d'un câblage dudit drone filo-guidé. Selon des caractéristiques additionnelles, non limitatives, un tel dispositif de mouillage comprend - une butée réglable à une position le long dudit cordon de mouillage ; - ladite gueuse ayant une course coulissante le long dudit cordon de mouillage, ladite course s'étendant entre ladite extrémité fixe de surface et ladite butée. Selon un mode de réalisation, ladite gueuse comprend un profil intérieur avec un diamètre interne variant sur la longueur de ladite gueuse, ledit diamètre interne étant au moins une fois et demi supérieur au diamètre du cordon de mouillage. Selon un mode de réalisation, ladite butée comprend au moins un disque. Selon un mode de réalisation, ladite butée est de couleur claire, préférentiellement blanche. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens d'accrochage comprennent - un moyen d'amarrage d'un filin relié audit drone de façon amovible, ledit moyen d'amarrage étant prévu largable. (reprise des caractéristiques des revendications dépendantes M+). Selon un mode de réalisation, ledit dispositif de mouillage peut être prévu pour la mise en œuvre dudit procédé d'exploration sous-marine selon l'invention. Présentation des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : représente schématiquement une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif de mouillage ; représente schématiquement une vue simplifiée de côté d'une première étape de mise en œuvre du procédé d'exploration, montrant notamment un navire avec un premier ancrage en amont par rapport au courant, ainsi que la descente du dispositif de mouillage le long d'un second mouillage à l'aplomb d'un objet immergé sur le fond marin, la descente s'effectuant de façon coordonnée avec la plongée d'un drone filo-guidé ; représente une vue similaire à la d'une deuxième étape dudit procédé d'exploration, montrant notamment le déplacement du drone sous-marin, une fois le dispositif de mouillage arrivé en butée à la profondeur requise ; représente une vue similaire à la d'une troisième étape dudit procédé d'exploration, montrant notamment la sécurisation de l'objet immergé par crochetage, suivi du début de la remontée du drone et du dispositif de mouillage ; représente une vue similaire à la d'une quatrième étape dudit procédé d'exploration, montrant notamment la remontée de l'objet une fois sécurisé ; et représente schématiquement une vue de dessus, montrant quatre étapes successives d'un mode de mise en œuvre du procédé d'exploration, depuis le premier ancrage du navire, jusqu'à la mise à l'eau du drone sous-marin. Procédé d'exploration sous-marine, dans lequel au moins : - on effectue un ancrage (4) d'un navire (3) en amont d'un site d'exploration sous-marine ; - on effectue un mouillage (5) à l'aplomb dudit site d'exploration, avec un cordon (50) de mouillage d'une longueur adaptée à la profondeur du fond marin, avec une butée (51) placée à une position le long dudit cordon (50) ; - on met à l'eau un ROV de type drone (1) sous-marin filo-guidé au moyen d'un câblage (100) ; - on contrôle la descente en immersion dudit drone (1) ; caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : - on immerge une gueuse (6) coulissante le long dudit cordon (50) de mouillage, ledit câblage (100) du drone (1) étant relié à ladite gueuse (6) ; - lors de de la descente en immersion dudit drone (1), on commande conjointement le coulissement de ladite gueuse (6) le long dudit cordon (50) de mouillage jusqu'à ladite butée (51). Procédé d'exploration selon la revendication précédente, caractérisé en ce que - ledit mouillage (5) s'effectue en aval dudit ancrage (4). Procédé d'exploration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que - préalablement au mouillage (5), on règle la position de ladite butée (6) le long dudit cordon (50) de mouillage, ladite position correspondant à une profondeur d'immersion de ladite gueuse (6). Procédé d'exploration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à, préalablement : - équiper ledit drone (1) d'un crochet (101) relié par un filin (102) audit navire (3), ledit crochet (101) étant monté de façon amovible sur ledit drone (1) ; - relier ledit filin (101) sur ladite gueuse (6) au travers d'un point d'amarrage largable ; puis successivement - une fois le drone (1) en immersion à ladite butée (6), on contrôle les déplacements dudit drone (1) jusqu'à grappinage au moyen dudit crochet (101) d'un objet (2) immergé présent sur ledit site d'exploration ; - on commande un largage dudit filin (101) par séparation avec ledit point d'amarrage avec ladite gueuse (6) ; - on remonte ledit objet (2) immergé par traction dudit filin (101) depuis ledit navire (3). Procédé d'exploration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à : - on contrôle la remontée dudit drone (1) de façon synchronisée avec la remontée du mouillage (5). Dispositif (7) de mouillage d'un drone (1) d'exploration sous-marine, comprenant - un cordon (50) de mouillage, avec une extrémité fixe de surface et une extrémité opposée pourvue d'une ancre ; caractérisé en ce qu'il comprend - une gueuse (6), montée en coulissement le long dudit cordon (50) de mouillage ; - ladite gueuse (6) comprenant des moyens (70) d'accrochage au moins d'un câblage (100) dudit drone (1) filo-guidé. Dispositif (7) de mouillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend - une butée (51) réglable à une position le long dudit cordon (50) de mouillage ; - ladite gueuse (6) ayant une course coulissante le long dudit cordon (50) de mouillage, ladite course s'étendant entre ladite extrémité fixe de surface et ladite butée (50). Dispositif (7) de mouillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que - ladite gueuse (6) comprend un profil intérieur avec un diamètre interne variant sur la longueur de ladite gueuse (6), ledit diamètre interne étant au moins une fois et demi supérieur au diamètre du cordon (50) de mouillage. Dispositif (7) de mouillage selon l'une des revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que - ladite butée (50) comprend au moins un disque (510). Dispositif (7) de mouillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que - ladite butée (50) est de couleur claire, préférentiellement blanche. Dispositif (7) de mouillage selon les revendications 6 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens (70) d'accrochage comprennent - un moyen (71) d'amarrage d'un filin (100) relié audit drone (1) de façon amovible, ledit moyen (71) d'amarrage étant prévu largable.