EP0707307A1 - Self-contained acoustic source for ocean tomography - Google Patents

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Publication number
EP0707307A1
EP0707307A1 EP95402280A EP95402280A EP0707307A1 EP 0707307 A1 EP0707307 A1 EP 0707307A1 EP 95402280 A EP95402280 A EP 95402280A EP 95402280 A EP95402280 A EP 95402280A EP 0707307 A1 EP0707307 A1 EP 0707307A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transducer
source according
container
axis
autonomous source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP95402280A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alain Scarpitta
Didier Boucher
François Martin-Lauzer
François Evennou
M. Wintz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
Original Assignee
Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Direction General pour lArmement DGA, Etat Francais filed Critical Direction General pour lArmement DGA
Publication of EP0707307A1 publication Critical patent/EP0707307A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • B06B1/0633Cylindrical array
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/004Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
    • G10K11/006Transducer mounting in underwater equipment, e.g. sonobuoys

Definitions

  • the present invention relates to an autonomous acoustic source for ocean tomography.
  • the technical sector of the invention is the field of manufacturing electroacoustic transducers for the emission of acoustic waves when immersed in a liquid.
  • the main application of the invention is the possibility of emitting and / or receiving acoustic waves in horizontal planes to study the different properties, by layers or by slices, of the oceans, such as temperature, salinity, density, currents etc ..., both for understanding the phenomena and their fluctuation over time.
  • acoustic tomography of the oceans to generate a three-dimensional image of the area crossed by sound waves, as is done in medicine with beams of "X” rays, or in geology of the earth's crust with seismic waves in the oceanic domain.
  • low frequency acoustic waves are used.
  • These subject to known physical laws decrease in intensity as the distance from their emission source, can be accelerated, or deflected, or slowed down when they meet and move with the currents, be attenuated, reflected or refracted by variations in temperature, density, or salinity. Their behavior being predictable and interpretable with precision by physical laws, the disturbances of the acoustic field then provide the information necessary for the determination of certain properties of oceanic masses.
  • low frequency acoustic waves are used, and even at the lowest possible frequencies, because their energy is less attenuated with distance than for higher frequencies: thus waves of frequencies below 100 hertz travel thousands of kilometers without loss significant energy.
  • the waves emitted either above or below this depth of the minimum speed channel, or upwards, or downwards, move near the surface or near the bottom of the ocean, and following a trajectory crossing regions of high speed; thus they reach receivers first in most regions of the ocean, because their speed is higher on average, and a very clear unique sound is received at a distant point in the form of several reproductions of the original sound.
  • Oceanographers can also increase the amount of data by using transceivers on each anchor, rather than transmitters and receivers on separate moorings.
  • assemblies composed of at least one low frequency acoustic transceiver coupled and fixed to a battery container ensuring its autonomy: these assemblies are retained at their lower part by an anchoring cable connected to the bottom with a release mechanism to ensure its recovery, and at their upper part to a cable pulled upwards by a set of floating buoys, and carrying hydrophones; their position in geographic coordinates is determined by any system, either surface or background.
  • a tomographic beacon is described in the publication cited above by Messrs. SPINDEL and WORCESTER, with transducers of various known types, some of which have made it possible to carry out tests and research during oceanographic cruises, during the last five to six years.
  • the objective of the present invention is to propose an autonomous source adapted to such an application to allow its development and respecting the constraints thereof.
  • the problem is therefore to be able to have such a source that can be hung and wetted on a cable anchored on the ocean floor several thousand meters away, and stretched upwards by any system of floats, and whose autonomy is sufficient to transmit and record using hydrophones for long periods, which source, which can be submerged at very great depth, must be able to transmit at very low frequencies and in a fairly wide bandwidth, in all radial directions in a given plane and without shadow area; this source of emission must therefore be both omnidirectional in a given horizontal plane of immersion, and directive in site in all vertical planes.
  • a solution to the problem posed is an autonomous source for the emission of acoustic waves immersed in a liquid, comprising an energy storage container and the electronic and electrical systems necessary for the operation of said source, at least one integral acoustic transmitter.
  • said container, and a device for holding along a determined axis said transmitter is a transducer of external cylindrical shape of symmetrical section with respect to its axis, hollow and open in its center, radiating the acoustic waves radially in all directions and in a plane perpendicular to its axis, and said container of cylindrical shape and compatible dimensions, threaded and fixed coaxially in the open interior part of the transducer.
  • the determined axis of maintenance is of course preferably merged with that of the axis of the external cylindrical shape of the transducer.
  • Said holding device can be constituted on the one hand by a lower mooring line comprising a cable connected to an anchoring system placed at the bottom of the ocean, and on the other hand, an upward traction cable connected to any floating device, the buoyancy of which is greater than that of all of the elements which must remain at a given depth and less than the force of said anchoring system reduced by the hydrodynamic forces applied to the assembly.
  • the determined axis of maintenance is a vertical axis.
  • said transducer is polygonal in shape and made up of at least six electroacoustic cylindrical motors, arranged in a ring along said plane perpendicular to the cylinder axis, each held between two countermasses, themselves common to two adjacent motors, by prestressed rods, which foremen bearing pavilions arranged parallel to the axis of the transducer and covering the outer periphery of the transducer.
  • the outside diameter of said polygonal transducer is preferably at least about one meter.
  • transducer-container assembly these can be made up of elements of small diameter, therefore able to withstand very strong immersions; they can also be put in equipression, then allowing an unlimited depth, such as for example for the parts constituting said transducer which can be coated in elastic resin, ensuring the protection, the sealing and the insulation of the electrical parts and transmitting then all of the outside pressure.
  • Figure 1 is an overall profile view of a device for wetting a source according to the invention.
  • Figure 2 is a side view of an autonomous source according to the invention.
  • Figure 3 is a horizontal sectional view of a transducer which can be used in the present invention.
  • FIG. 4 is a view in vertical section of a transducer of FIG. 3.
  • FIG. 1 represents an assembly making it possible to vertically maintain a container 2 for storing system energy electronic and electrical necessary for the operation of an acoustic transmitter 1, integral with said container, in a submerged ocean environment 10.
  • a mooring line comprises, on the one hand downwards a cable 4 connected to an anchoring system 11 opposite the bottom 9 of ocean 10 and, on the other hand, a pull cable 3 upwards, and connected to any floating device not shown in the figure; it can be submerged or very close to the surface to be spotted, and its buoyancy must be greater than that of all the elements which must remain at a given depth such as all those represented in FIG. 1 above the bottom 9, and less than the force of the anchoring system 11 minus the hydrodynamic forces applied to the assembly.
  • Said lower mooring line 4 may include a release device 8 which can make it possible to recover all of the wetting, including the autonomous acoustic source, except of course the anchoring device 11, and this at the end of operations or in the event of technical problems with the equipment: any known system of this type can be used, and its method of implementation is known elsewhere, without it being necessary to describe it more precisely in the present description.
  • this lower mooring line 4 may include various buoyancy devices and / or mooring stabilizer 12, so on the one hand not to pull too much on the attachment system to the container 2 located above and, d on the other hand, to stabilize the mooring line in an almost stable direction, so as to avoid gyration effects which could be detrimental to the mechanical systems and to the measurements.
  • a set of hydrophone networks 7 or listening flutes makes it possible to collect acoustic waves which can be emitted by other beacon devices of the same type. If other transmitters 1 are arranged at different depths, the mooring line, 4 or 3, of this beacon may then have hydrophone networks 7 arranged at these same depths, as indicated above.
  • the whole of the holding device constituted by the various elements of the mooring line 3, 4, therefore defines an axis determined xx 'vertical, and is fixed on the storage container 2 at its two ends, without subjecting any effort to the transmitter device 1 proper: indeed, according to Figures 2, 3 and 4, said transmitter 1 is a transducer external cylindrical shape 13 of symmetrical section with respect to its axis, hollow and open at its center, radiating the acoustic waves radially in all directions and in a plane perpendicular to the axis xx '; and said container 2 also of cylindrical shape, and of compatible diameter, is threaded and fixed coaxially in the interior part of said hollow cylinder 13.
  • an upper protective crown 5 and a lower protective crown 6 can be arranged which enclose the attachment devices to the parts of the mooring lines 3 and 4. .
  • FIG 3 is a horizontal sectional view along AA 'of Figure 2 or Figure 4 of the transducer alone, without the container 2, which is threaded inside the hollow cylinder 13 of the transducer and shown in dotted lines: said transducer 1 is in this embodiment of external polygonal shape, and consisting of at least six electroacoustic cylindrical motors 14 and, preferably eight as shown in Figure 3, arranged in a crown in a plane perpendicular to the axis xx ' which is both that of vertical retention and that of the cylinder 13, and each maintained between two counterweights 16, themselves and each common to two adjacent motors, by preload rods 17, which counterweights carry flags 15 arranged parallel to the axis xx ', and covering the external periphery of the transducer 1.
  • Said pavilions 15 can be planes and mounted two by two on each countermass 16, forming an angle matching the cylindrical external shape; these so-called pavilions can also be faceted or other shapes such as cylindrical themselves.
  • All the parts constituting said transducer are preferably coated in elastic resin 18 ensuring the protection, the sealing and the insulation of the electrical parts, and then undergoing external pressure, allowing an unlimited immersion depth of the transducer assembly. .
  • the outside diameter of said polygonal transducer is at least about one meter, and to increase its possible emission power, said transducer can comprise several superimposed rings of electroacoustic motors 14 and arranged one below the other.
  • Figure 4 is a sectional view along BB 'of Figure 3, showing in profile the space available between the interior of the pavilions 15 and the outer surface of this container defining an internal cavity 19, which can also be defined in top view in Figure 3.
  • this cavity can be arranged all types of transducer supports 1 fixed on this container 2, but not shown in the present figures.

Landscapes

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Abstract

A cylindrical container (2) holds the energy store and the electronics and is held in place vertically by axial lines to an anchor and a float. A toroidal emitter is fixed around the container (2). The motors (16) form a ring perpendicular to the axis (X) of the cylinder. They are held between counterweights (16), which are common to two motors, by pre-stressed rods (17) whose counterweights carry the acoustic apertures (15). The apertures are planar and form an angle between them marrying with the external cylindrical surface of the transducer. The transducer is enclosed in an elastic resin (18) to protect, seal and insulate the electrical circuits while transmitting the external pressure. The anchored line has hydrophones and a remote controlled release.

Description

La présente invention a pour objet une source autonome acoustique pour la tomographie des océans.The present invention relates to an autonomous acoustic source for ocean tomography.

Le secteur technique de l'invention est le domaine de la fabrication des transducteurs électroacoustiques pour l'émission d'ondes acoustiques en immersion dans un liquide.The technical sector of the invention is the field of manufacturing electroacoustic transducers for the emission of acoustic waves when immersed in a liquid.

L'application principale de l'invention est la possibilité d'émettre et/ou de recevoir des ondes acoustiques dans des plans horizontaux pour étudier les différentes propriétés, par couches ou par tranches, des océans, tel que la température, la salinité, la densité, les courants etc..., tant pour la compréhension des phénomènes que de leur fluctuation au cours du temps.The main application of the invention is the possibility of emitting and / or receiving acoustic waves in horizontal planes to study the different properties, by layers or by slices, of the oceans, such as temperature, salinity, density, currents etc ..., both for understanding the phenomena and their fluctuation over time.

Une publication de la revue "Pour la Science" No. 158 de Décembre 1990, pages 66 et suivantes et présentée par Messieurs Robert SPINDEL et Peter WORCESTER décrit une telle application, les équipements et les mesures obtenus à ce jour dans ce domaine.A publication of the review "Pour la Science" No. 158 of December 1990, pages 66 and following and presented by Messrs Robert SPINDEL and Peter WORCESTER describes such an application, the equipment and the measurements obtained to date in this field.

Ils nous enseignent en particulier "qu'il est connu depuis longtemps que les océans adoucissent les températures des continents, influent sur les variations saisonnières du climat et transportent des corps chimiques dissous, des nutriments, des polluants et même des plantes et des animaux, d'une région de la Terre vers une autre. Les fluctuations de ces énormes masses liquides sont complexes : leur turbulence se manifeste tantôt par des brassages permanents à petite échelle et des ondes internes, tantôt par de grands courants océaniques, tel le Gulf Stream, qui varient saisonnièrement ou à plus long terme à l'échelle d'un bassin ; des différences d'échelles rendent difficile l'étude précise des structures océaniques par les instruments de mesure classiques".They teach us in particular "that it has long been known that the oceans soften the temperatures of the continents, influence the seasonal variations of the climate and transport dissolved chemicals, nutrients, pollutants and even plants and animals, d from one region of the Earth to another. The fluctuations of these enormous liquid masses are complex: their turbulence is manifested sometimes by permanent small-scale mixing and internal waves, sometimes by large ocean currents, such as the Gulf Stream, which vary seasonally or in the longer term at the scale of a basin; differences in scales make it difficult to study ocean structures accurately using conventional measuring instruments ".

Il a donc été mis au point une technique, dite "tomographie acoustique des océans" pour engendrer une image à trois dimensions de la zone traversée par des ondes sonores, comme cela se fait en médecine avec des faisceaux de rayons "X", ou en géologie de la croûte terrestre avec des ondes sismiques dans le domaine océanique, on utilise des ondes acoustiques basses fréquences. Celles-ci soumises aux lois physiques connues diminuent d'intensité au fur et à mesure de l'éloignement de leur source d'émission, peuvent être accélérées, ou déviées, ou ralenties lorsqu'elles rencontrent et se déplacent avec les courants, être atténuées, réfléchies ou réfractées par des variations de température, de densité, ou de salinité... Leur comportement étant prévisible et interprétable avec précision par des lois physiques, les perturbations du champ acoustique fournissent alors les informations nécessaires à la détermination de certaines propriétés des masses océaniques.It has therefore been developed a technique, called "acoustic tomography of the oceans" to generate a three-dimensional image of the area crossed by sound waves, as is done in medicine with beams of "X" rays, or in geology of the earth's crust with seismic waves in the oceanic domain, low frequency acoustic waves are used. These subject to known physical laws decrease in intensity as the distance from their emission source, can be accelerated, or deflected, or slowed down when they meet and move with the currents, be attenuated, reflected or refracted by variations in temperature, density, or salinity. Their behavior being predictable and interpretable with precision by physical laws, the disturbances of the acoustic field then provide the information necessary for the determination of certain properties of oceanic masses.

Une des informations importantes est déduite de la variation de vitesse des ondes acoustiques qui augmente avec la température et la pression : le son se déplace ainsi plus vite et dans les eaux chaudes de surface, et moins vite au fur et à mesure que la profondeur augmente du fait de la chute de température, jusqu'à 1.000 mètres environ en moyenne, et quelque fois plus ; et au delà de cette immersion, l'augmentation de pression compensant l'effet de diminution de température, la vitesse réaugmente. Ces variations de quelques pour cent de la vitesse moyenne, définissent donc une profondeur de vitesse minimale, autour de laquelle les ondes sont en quelque sorte piégées dans un chenal sonore, car si l'onde s'incurve vers le haut ou vers le bas autour de cette profondeur, l'accélération de sa vitesse qui en résulte, la renvoie soit vers le bas ou le haut respectivement.One of the important information is deduced from the variation in speed of the acoustic waves which increases with temperature and pressure: the sound thus travels faster and in warm surface water, and slower as the depth increases. due to the drop in temperature, up to about 1,000 meters on average, and sometimes more; and beyond this immersion, the pressure increase compensating for the temperature decrease effect, the speed increases again. These variations of a few percent of the average speed, therefore define a minimum speed depth, around which the waves are somehow trapped in a sound channel, because if the wave bends up or down around from this depth, the acceleration of its resulting speed, returns it either down or up respectively.

On utilise dans cette application des ondes acoustiques basses fréquences, et même aux plus basses fréquences possibles, car leur énergie est moins atténuée avec la distance que pour des fréquences supérieures : ainsi les ondes de fréquences inférieures à 100 hertz parcourent des milliers de kilomètres sans perte importante d'énergie.In this application, low frequency acoustic waves are used, and even at the lowest possible frequencies, because their energy is less attenuated with distance than for higher frequencies: thus waves of frequencies below 100 hertz travel thousands of kilometers without loss significant energy.

Quand ces ondes sont canalisées dans le chenal de profondeur de vitesse minimale définie ci-dessus, et sont émises dans différentes directions, leur propagation multidirectionnelle, indispensable à la tomographie, échantillonne le plan vertical entre chaque couple de balises acoustiques émettrice et réceptrice.When these waves are channeled in the channel of minimum speed depth defined above, and are emitted in different directions, their multidirectional propagation, essential for tomography, samples the vertical plane between each pair of acoustic transmitting and receiving beacons.

Les ondes acoustiques émises dans une direction pratiquement parallèle à l'axe du chenal de vitesse minimale, longent celui-ci dans une région où le son se propage donc lentement.Acoustic waves emitted in a direction practically parallel to the axis of the minimum speed channel, go along this one in a region where the sound thus propagates slowly.

En revanche, les ondes émises soit au-dessus ou au-dessous de cette profondeur du chenal de vitesse minimale, ou vers le haut, ou vers le bas, se déplacent près de la surface ou près du fond de l'océan, et suivant une trajectoire traversant des régions de vitesse élevée ; ainsi elles parviennent aux récepteurs les premières dans la plupart des régions de l'océan, car leur vitesse est en moyenne plus élevée, et un son unique bien net est reçu en un point éloigné sous forme de plusieurs reproductions du son d'origine.On the other hand, the waves emitted either above or below this depth of the minimum speed channel, or upwards, or downwards, move near the surface or near the bottom of the ocean, and following a trajectory crossing regions of high speed; thus they reach receivers first in most regions of the ocean, because their speed is higher on average, and a very clear unique sound is received at a distant point in the form of several reproductions of the original sound.

Des dizaines de trajets du signal acoustique sont possibles et existent en effet pour chaque couple d'instruments émetteur-récepteur. Chaque signal se déplaçant le long d'un trajet différent des autres, traverse une partie différente de la colonne d'eau ; ainsi, les trajets proches de l'axe du chenal défini ci-dessus de vitesse minimale, ne fournissent des données que sur les caractéristiques de l'eau à cette profondeur. Suivant le trajet emprunté par chacun des signaux reçus par le récepteur, et qui est déterminé suivant son moment d'arrivée, on identifie la partie de la colonne d'eau ainsi échantillonnée.Dozens of acoustic signal paths are possible and indeed exist for each pair of transmitter-receiver instruments. Each signal moving along a different path from the others, crosses a different part of the water column; thus, the paths close to the axis of the channel defined above at minimum speed, only provide data on the characteristics of the water at this depth. According to the path taken by each of the signals received by the receiver, and which is determined according to its moment of arrival, the part of the water column thus sampled is identified.

Quand on utilise plusieurs émetteurs et récepteurs, on forme un réseau de trajectoires croisées, et plus on augmente le nombre de ces émetteurs et/ou de récepteurs, le nombre de trajets possibles pour ces faisceaux, augmente plus vite qu'avec des instruments classiques, qui ne relèvent les données que dans une seule direction.When we use several transmitters and receivers, we form a network of crossed trajectories, and the more we increase the number of these transmitters and / or receivers, the number of possible paths for these beams, increases faster than with conventional instruments, which only collect data in one direction.

La progression géométrique du nombre de données recueillies est l'un des avantages majeurs de la tomographie, car elle permet aux chercheurs de couvrir de très grandes zones avec relativement peu d'instruments.One of the major advantages of tomography is the geometric progression of the amount of data collected, as it allows researchers to cover very large areas with relatively few instruments.

Les océanographes peuvent également augmenter le nombre de données en utilisant des émetteurs-récepteurs sur chaque mouillage, plutôt que des émetteurs et des récepteurs sur des mouillages séparés.Oceanographers can also increase the amount of data by using transceivers on each anchor, rather than transmitters and receivers on separate moorings.

Ainsi, grâce à de tels relevés, on a pu se rendre compte qu'à l'échelle d'un bassin, les océans étaient surtout dominés par ce que les océanographes appellent des champs d'échelle moyenne : c'est-à-dire des courants hautement variables, très énergétiques, dont la vitesse peut atteindre dix fois la vitesse moyenne des courants les plus importants, qui étant lents, perturbent alors moins la climatologie à court terme.Thus, thanks to such surveys, we could realize that at the scale of a basin, the oceans were mainly dominated by what oceanographers call medium-scale fields: that is to say highly variable currents, very energetic, the speed of which can reach ten times the average speed of the most important currents, which being slow, then disturb the climatology in the short term less.

Ainsi, de tels phénomènes découverts à des échelles dites moyennes, équivalents aux phénomènes météorologiques, s'étendent sur quelques centaines de kilomètres et persistent pendant plusieurs dizaines de jours les phénomènes météorologiques couvrent généralement des milliers de kilomètres, et durent trois à cinq jours.Thus, such phenomena discovered on so-called average scales, equivalent to meteorological phenomena, extend over a few hundred kilometers and persist for several tens of days weather phenomena generally cover thousands of kilometers, and last three to five days.

Ainsi, on peut considérer que plus de 90% de l'énergie cinétique de l'ensemble des océans est véhiculée par ces champs d'échelle moyenne, qui jouent un rôle significatif dans le brassage océanique et les interactions océan-atmosphère, et, dans certains cas extrêmement importants, un rôle occasionnel, dans des événements climatologiques locaux, tels que le El Nino dans le Pacifique Equatorial, dont la perturbation atmosphérique et océanique affecte les conditions météorologiques de l'ensemble du Globe.Thus, we can consider that more than 90% of the kinetic energy of all the oceans is transported by these medium-scale fields, which play a significant role in ocean mixing and ocean-atmosphere interactions, and, in some extremely important cases, an occasional role, in local climatological events, such as the El Nino in the Equatorial Pacific, whose atmospheric and oceanic disturbance affects the weather conditions of the whole Globe.

Cependant, malgré tout l'intérêt indiqué ci-dessus et exposé encore plus précisément dans l'article en référence cité précédemment, dont certaines données ci-dessus sont extraites, la fabrication et la mise en oeuvre des balises acoustiques nécessaires pour une telle application, posent de nombreux problèmes, en particulier dus à :

  • la profondeur importante de mouillage dans les océans, l'immersion des transducteurs qu'il faut maintenir à une profondeur intermédiaire, donc souvent bien au-dessus du fond, et de toutes façons à de grandes immersions subissant des pressions importantes ;
  • leur autonomie nécessaire pendant de longues périodes ;
  • l'impératif de directivité dans le plan vertical pour bien maîtriser et définir un plan d'émission, et la multidirectionnalité de celle-ci dans ce plan pour éviter des zones d'ombre et limiter le nombre de balises.
However, despite all the interest indicated above and exposed even more precisely in the article cited above, from which some of the above data are extracted, the manufacture and implementation of the acoustic beacons necessary for such an application, pose many problems, in particular due to:
  • the significant depth of mooring in the oceans, the immersion of the transducers which must be maintained at an intermediate depth, therefore often well above the bottom, and in any case at large immersions under significant pressure;
  • their necessary autonomy for long periods;
  • the imperative of directivity in the vertical plane to properly control and define an emission plan, and the multidirectionality of this in this plane to avoid gray areas and limit the number of beacons.

Ainsi à ce jour, on utilise des ensembles composés d'au moins un émetteur-récepteur acoustique basses fréquences accouplé et fixé à un container de batteries lui assurant son autonomie : ces ensembles sont retenus à leur partie inférieure par un câble d'ancrage relié au fond avec un mécanisme de largage pour en assurer la récupération, et à leur partie supérieure à un câble tiré vers le haut par un ensemble de bouées flottantes, et portant des hydrophones ; leur position en coordonnées géographiques est déterminée par tout système, soit de surface, soit de fond. Une telle balise tomographique est décrite dans la publication citée précédemment de Messieurs SPINDEL et WORCESTER, avec des transducteurs de différents types connus, dont certains ont permis de réaliser des essais et des recherches lors de campagnes océanographiques, au cours des cinq à six dernières années.To date, we use assemblies composed of at least one low frequency acoustic transceiver coupled and fixed to a battery container ensuring its autonomy: these assemblies are retained at their lower part by an anchoring cable connected to the bottom with a release mechanism to ensure its recovery, and at their upper part to a cable pulled upwards by a set of floating buoys, and carrying hydrophones; their position in geographic coordinates is determined by any system, either surface or background. Such a tomographic beacon is described in the publication cited above by Messrs. SPINDEL and WORCESTER, with transducers of various known types, some of which have made it possible to carry out tests and research during oceanographic cruises, during the last five to six years.

Pour tenter d'assurer à la fois la directivité verticale et l'omnidirectionnalité horizontale des transducteurs, ceux-ci peuvent être choisis parmi ceux de type décrits dans les demandes de brevets, telles que FR. 2.600.227 publiée le 18 Décembre 1987 et déposée sous priorité allemande par la société HONEY WELL ELAK NAUTIK sur un "transducteur électroacoustique tubulaire", ou FR. 2.674.717 publiée le 02 Octobre 1992 et déposée par la société THOMSON CSF sur une "antenne acoustique basse fréquence directive".In an attempt to ensure both vertical directivity and horizontal omnidirectionality of the transducers, these can be chosen from those of the type described in patent applications, such as FR. 2,600,227 published on December 18, 1987 and filed under German priority by the company HONEY WELL ELAK NAUTIK on a "tubular electroacoustic transducer", or FR. 2,674,717 published on October 2, 1992 and deposited by the company THOMSON CSF on a "directive low frequency acoustic antenna".

Mais dans tous les équipements de balises tomographiques réalisées à ce jour, avec des transducteurs tels que ci-dessus ou d'autres, la présence du container batterie, qui ne peut pas être trop éloigné du transducteur, perturbe l'émission de celui-ci par effet de masque, sauf à disposer plusieurs transducteurs autour en couronne, mais alourdissant le système et consommant davantage d'énergie ; de plus, si on éloigne les transducteurs du container batterie la stabilité et donc la directivité dans un plan déterminé n'est plus assurée ; certains de ces transducteurs ne permettent pas non plus d'être immergés à des grandes profondeurs, et leur bande passante n'est pas dans les gammes de très basses fréquences souhaitées ; par ailleurs, si on utilise également des containers cylindriques de stockage d'énergie autonome qui sont de petits diamètres et assez hauts, pour d'une part améliorer la stabilité et une meilleure résistance à la pression, et d'autre part moins d'encombrement pour être plus transparents aux ondes et faciliter leur mise en oeuvre, les tubes enveloppes peuvent rentrer en vibration, car soumis fortement aux champs d'ondes émetteurs, s'ils sont placés dans le même plan comme cela est souhaité pour des questions de stabilité et de mise en oeuvre.But in all the tomographic beacon equipment produced to date, with transducers such as above or others, the presence of the battery container, which cannot be too far from the transducer, disturbs the emission of the latter. by mask effect, except for having several transducers around in a ring, but weighing down the system and consuming more energy; moreover, if the transducers are moved away from the battery container, stability and therefore directivity in a determined plane is no longer ensured; some of these transducers also do not allow to be submerged at great depths, and their bandwidth is not in the ranges of very low frequencies desired; moreover, if cylindrical containers for autonomous energy storage are also used, which are small in diameter and quite high, on the one hand to improve stability and better resistance to pressure, and on the other hand less bulk to be more transparent to the waves and to facilitate their implementation, the envelope tubes can enter into vibration, because subjected strongly to the fields of emitting waves, if they are placed in the same plane as it is desired for questions of stability and of implementation.

Ainsi, le manque d'équipement spécifique et adapté aux impératifs de cette application tomographique telle que définie précédemment et dont les critères de mise en oeuvre sont très stricts pour pouvoir obtenir des résultats fiables et interprétables, se traduit par le fait que la tomographie acoustique des océans n'est pas encore un outil opérationnel pour l'océanographie, malgré les essais, recherches et tests prometteurs réalisés à ce jour, alors qu'elle est la seule méthode qui permette une réelle analyse tridimensionnelle des océans complémentaire aux mesures satellites.Thus, the lack of specific equipment adapted to the requirements of this tomographic application as defined above and whose implementation criteria are very strict in order to be able to obtain reliable and interpretable results, results in the fact that the acoustic tomography of the oceans is not yet an operational tool for oceanography, despite the promising trials, research and tests carried out to date, whereas it is the only method which allows a real three-dimensional analysis of the oceans complementary to satellite measurements.

L'objectif de la présente invention est de proposer une source autonome adaptée à une telle application pour permettre son développement et respectant les contraintes de celle-ci.The objective of the present invention is to propose an autonomous source adapted to such an application to allow its development and respecting the constraints thereof.

Le problème posé est donc de pouvoir disposer d'une telle source pouvant être accrochée et mouillée à un câble ancré sur le fond des océans à plusieurs milliers de mètres, et tendu vers le haut par tout système de flotteurs, et dont l'autonomie est suffisante pour émettre et enregistrer grâce à des hydrophones pendant de longues périodes, laquelle source, pouvant être immergée à très grande profondeur, doit pouvoir émettre à très basses fréquences et dans une bande passante assez large, dans toutes les directions radiales dans un plan donné et sans zone d'ombre ; cette source d'émission doit donc être à la fois omnidirectionnelle dans un plan horizontal donné d'immersion, et directive en site dans tous les plans verticaux.The problem is therefore to be able to have such a source that can be hung and wetted on a cable anchored on the ocean floor several thousand meters away, and stretched upwards by any system of floats, and whose autonomy is sufficient to transmit and record using hydrophones for long periods, which source, which can be submerged at very great depth, must be able to transmit at very low frequencies and in a fairly wide bandwidth, in all radial directions in a given plane and without shadow area; this source of emission must therefore be both omnidirectional in a given horizontal plane of immersion, and directive in site in all vertical planes.

Une solution au problème posé est une source autonome pour l'émission d'ondes acoustiques en immersion dans un liquide, comprenant un container de stockage d'énergie et des systèmes électroniques et électriques nécessaires au fonctionnement de ladite source, au moins un émetteur acoustique solidaire dudit container, et un dispositif de maintien suivant un axe déterminé ledit émetteur est un transducteur de forme cylindrique externe de section symétrique par rapport à son axe, creux et ouvert en son centre, rayonnant les ondes acoustiques radialement dans toutes les directions et dans un plan perpendiculaire à son axe, et ledit container de forme cylindrique et de dimensions compatibles, enfilé et fixé coaxialement dans la partie intérieure ouverte du transducteur. L'axe déterminé de maintien se confond bien sûr de préférence avec celui de l'axe de la forme cylindrique externe du transducteur.A solution to the problem posed is an autonomous source for the emission of acoustic waves immersed in a liquid, comprising an energy storage container and the electronic and electrical systems necessary for the operation of said source, at least one integral acoustic transmitter. of said container, and a device for holding along a determined axis said transmitter is a transducer of external cylindrical shape of symmetrical section with respect to its axis, hollow and open in its center, radiating the acoustic waves radially in all directions and in a plane perpendicular to its axis, and said container of cylindrical shape and compatible dimensions, threaded and fixed coaxially in the open interior part of the transducer. The determined axis of maintenance is of course preferably merged with that of the axis of the external cylindrical shape of the transducer.

Ledit dispositif de maintien peut être constitué d'une part par une ligne de mouillage inférieure comportant un câble relié à un système d'ancrage posé au fond de l'océan, et d'autre part, un câble de traction vers le haut relié à tout dispositif flottant, dont la flottabilité est supérieure à celle de l'ensemble des éléments devant rester à une profondeur donnée et inférieure à la force dudit système d'ancrage diminuée des efforts hydrodynamiques appliqués à l'ensemble. En ce cas bien sûr, l'axe déterminé de maintien est un axe vertical.Said holding device can be constituted on the one hand by a lower mooring line comprising a cable connected to an anchoring system placed at the bottom of the ocean, and on the other hand, an upward traction cable connected to any floating device, the buoyancy of which is greater than that of all of the elements which must remain at a given depth and less than the force of said anchoring system reduced by the hydrodynamic forces applied to the assembly. In this case of course, the determined axis of maintenance is a vertical axis.

Dans un mode de réalisation préférentiel, ledit transducteur est de forme polygonale et constitué d'au moins six moteurs électroacoustiques cylindriques, disposés en couronne suivant ledit plan perpendiculaire à l'axe du cylindre, maintenus chacun entre deux contremasses, elles-mêmes communes à deux moteurs adjacents, par des tiges de précontraintes, lesquelles contremasses portant des pavillons disposés parallèlement à l'axe du transducteur et couvrant la périphérie extérieure du transducteur.In a preferred embodiment, said transducer is polygonal in shape and made up of at least six electroacoustic cylindrical motors, arranged in a ring along said plane perpendicular to the cylinder axis, each held between two countermasses, themselves common to two adjacent motors, by prestressed rods, which foremen bearing pavilions arranged parallel to the axis of the transducer and covering the outer periphery of the transducer.

Le diamètre extérieur dudit transducteur polygonal est de préférence d'un mètre environ au moins.The outside diameter of said polygonal transducer is preferably at least about one meter.

Le résultat est une nouvelle source autonome acoustique pour la tomographie des océans répondant au problème posé ci-dessus, et aux divers impératifs tels que définis précédemment pour cette application.The result is a new autonomous acoustic source for ocean tomography that responds to the problem posed above, and to the various requirements as defined above for this application.

En effet, le choix d'utiliser un transducteur en forme externe de cylindre ouvert en son centre et de préférence polygonal, apporte de nombreux avantages tels que :

  • d'assurer à la fois l'omnidirectionnalité de l'émission dans un plan horizontal, et la directivité en site dans tous les plans verticaux ;
  • grâce à la possibilité d'avoir un transducteur de grand diamètre, les émissions d'ondes acoustiques sont de très basses fréquences, et l'existence d'une cavité interne, en plus de la structure vibrante elle-même, génère une émission de basse fréquence qui complète la largeur de bande de la vibration de structure, permettant d'obtenir globalement une bande passante assez large, dans les fréquences très basses.
  • l'ouverture centrale du transducteur permet de pouvoir y enfiler le container portant la réserve d'énergie et l'électronique permettant de piloter l'ensemble, ce qui évite d'avoir tout obstacle extérieur au tore qui gênerait l'émission des ondes, alors que la disposition en tore permet effectivement un rayonnement continu, omnidirectionnellement et dans un plan ;
  • la compacité de l'ensemble container et transducteur, permet d'une part, une très bonne stabilité de l'ensemble, ainsi qu'une possibilité de fixation de cet élément vertical à un ensemble de mouillage connu, sans encombrement vertical ou horizontal trop important, et d'autre part une connexion électrique entre ledit container et ledit transducteur d'une manière définitive et bien protégée ;
  • la puissance des ondes acoustiques est bien utilisée dans les directions voulues suivant une directivité maîtrisée par la stabilité verticale du container.
Indeed, the choice of using a transducer in the form of an open cylinder at its center and preferably polygonal, brings many advantages such as:
  • to ensure both the omnidirectionality of the emission in a horizontal plane, and the directivity in site in all the vertical planes;
  • thanks to the possibility of having a large diameter transducer, the acoustic wave emissions are of very low frequencies, and the existence of an internal cavity, in addition to the vibrating structure itself, generates a low emission frequency which completes the bandwidth of the structure vibration, making it possible to obtain a fairly wide passband overall, in very low frequencies.
  • the central opening of the transducer makes it possible to be able to thread there the container carrying the energy reserve and the electronics making it possible to control the assembly, which avoids having any obstacle external to the torus which would hamper the emission of the waves, then that the toroidal arrangement effectively allows continuous radiation, omnidirectionally and in a plane;
  • the compactness of the container and transducer assembly, allows on the one hand, a very good stability of the assembly, as well as a possibility of fixing this vertical element to a known wetting assembly, without excessive vertical or horizontal dimensions , and on the other hand an electrical connection between said container and said transducer in a final and well protected manner;
  • the power of the acoustic waves is well used in the desired directions according to a directivity controlled by the vertical stability of the container.

De plus, du fait de la disposition de l'ensemble transducteur-container, ceux-ci peuvent être constitués d'éléments de petit diamètre, donc pouvant résister à de très fortes immersions ; ils peuvent également être mis en équipression, permettant alors une profondeur illimitée, tel que par exemple pour les pièces constituant ledit transducteur qui peuvent être enrobées dans de la résine élastique, assurant la protection, l'étanchéité et l'isolation des pièces électriques et transmettant alors l'ensemble de la pression extérieure.In addition, due to the arrangement of the transducer-container assembly, these can be made up of elements of small diameter, therefore able to withstand very strong immersions; they can also be put in equipression, then allowing an unlimited depth, such as for example for the parts constituting said transducer which can be coated in elastic resin, ensuring the protection, the sealing and the insulation of the electrical parts and transmitting then all of the outside pressure.

Une telle source autonome est alors simple de mise en oeuvre, peu coûteuse, et d'un très bon rendement permettant les mesures acoustiques telles que définies précédemment, pour permettre à la tomographie océanique de se développer dans les meilleures conditions.Such an autonomous source is then simple to implement, inexpensive, and of very good yield allowing acoustic measurements as defined above, to allow ocean tomography to develop in the best conditions.

On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt.We could cite other advantages of the present invention, but those mentioned above already show enough to demonstrate its novelty and interest.

La description et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier en changeant le dispositif de mouillage et/ou l'assemblage des différents moteurs électroacoustiques dans le transducteur tel que défini ci-après.The description and the figures below represent an exemplary embodiment of the invention, but have no limiting character: other embodiments are possible within the scope and scope of this invention, in particular in changing the wetting device and / or the assembly of the different electroacoustic motors in the transducer as defined below.

La figure 1 est une vue de profil d'ensemble d'un dispositif de mouillage d'une source suivant l'invention.Figure 1 is an overall profile view of a device for wetting a source according to the invention.

La figure 2 est une vue de profil d'une source autonome suivant l'invention.Figure 2 is a side view of an autonomous source according to the invention.

La figure 3 est une vue en coupe horizontale d'un transducteur pouvant être utilisé dans la présente invention.Figure 3 is a horizontal sectional view of a transducer which can be used in the present invention.

La figure 4 est une vue en coupe verticale d'un transducteur de la figure 3.FIG. 4 is a view in vertical section of a transducer of FIG. 3.

La figure 1 représente un ensemble permettant de maintenir verticalement un container 2 de stockage d'énergie de système électronique et électrique nécessaire au fonctionnement d'un émetteur 1 acoustique, solidaire dudit container, dans un environnement océanique immergé 10. Une ligne de mouillage comporte , d'une part vers le bas un câble 4 relié à un système d'ancrage 11 opposé au fond 9 de l'océan 10 et, d'autre part, un câble de traction 3 vers le haut, et relié à tout dispositif flottant non représenté sur la figure ; celui-ci peut être en subimmersion ou très près de la surface pour être repéré, et sa flottabilité doit être supérieure à celle de l'ensemble des éléments devant rester à une profondeur donnée telle que tous ceux représentés sur la figure 1 au-dessus du fond 9, et inférieure à la force du système d'ancrage 11 diminuée des efforts hydrodynamiques appliqués à l'ensemble.FIG. 1 represents an assembly making it possible to vertically maintain a container 2 for storing system energy electronic and electrical necessary for the operation of an acoustic transmitter 1, integral with said container, in a submerged ocean environment 10. A mooring line comprises, on the one hand downwards a cable 4 connected to an anchoring system 11 opposite the bottom 9 of ocean 10 and, on the other hand, a pull cable 3 upwards, and connected to any floating device not shown in the figure; it can be submerged or very close to the surface to be spotted, and its buoyancy must be greater than that of all the elements which must remain at a given depth such as all those represented in FIG. 1 above the bottom 9, and less than the force of the anchoring system 11 minus the hydrodynamic forces applied to the assembly.

Ladite ligne de mouillage inférieure 4 peut comporter un dispositif de largage 8 qui peut permettre de récupérer l'ensemble du mouillage, dont la source autonome acoustique, sauf bien sûr le dispositif d'ancrage 11, et cela en fin d'opérations ou en cas de problèmes techniques sur les équipements : tout système connu de ce type peut être utilisé, et son procédé de mise en oeuvre est connu par ailleurs, sans qu'il soit nécessaire de le décrire plus précisément dans le présent descriptif.Said lower mooring line 4 may include a release device 8 which can make it possible to recover all of the wetting, including the autonomous acoustic source, except of course the anchoring device 11, and this at the end of operations or in the event of technical problems with the equipment: any known system of this type can be used, and its method of implementation is known elsewhere, without it being necessary to describe it more precisely in the present description.

De même, cette ligne de mouillage inférieure 4 peut comporter différents dispositifs de flottabilité et/ou de stabilisateur de mouillage 12, afin d'une part de ne pas trop tirer sur le système d'accrochage au container 2 situé au-dessus et, d'autre part, de stabiliser la ligne de mouillage suivant une direction à peu près stable, de façon à éviter des effets de giration qui pourraient être préjudiciables aux systèmes mécaniques et aux mesures.Likewise, this lower mooring line 4 may include various buoyancy devices and / or mooring stabilizer 12, so on the one hand not to pull too much on the attachment system to the container 2 located above and, d on the other hand, to stabilize the mooring line in an almost stable direction, so as to avoid gyration effects which could be detrimental to the mechanical systems and to the measurements.

Au-dessus du container 2 et fixé au câble de traction 3, un ensemble de réseaux d'hydrophones 7 ou flûtes d'écoute, permet de recueillir des ondes acoustiques pouvant être émises par d'autres dispositifs de balises du même type. Si d'autres émetteurs 1 sont disposés à des profondeurs différentes, la ligne de mouillage, 4 ou 3, de la présente balise peut disposer alors de réseaux d'hydrophones 7 disposés à ces mêmes profondeurs, suivant ce qui est indiqué précédemment.Above the container 2 and fixed to the traction cable 3, a set of hydrophone networks 7 or listening flutes, makes it possible to collect acoustic waves which can be emitted by other beacon devices of the same type. If other transmitters 1 are arranged at different depths, the mooring line, 4 or 3, of this beacon may then have hydrophone networks 7 arranged at these same depths, as indicated above.

L'ensemble du dispositif de maintien, constitué par les différents éléments de la ligne de mouillage 3, 4, définit donc un axe déterminé xx' vertical, et est fixé sur le container de stockage 2 à ses deux extrémités, sans faire subir aucun effort au dispositif émetteur 1 proprement dit : en effet, suivant les figures 2, 3 et 4, ledit émetteur 1 est un transducteur de forme cylindrique externe 13 de section symétrique par rapport à son axe, creux et ouvert en son centre, rayonnant les ondes acoustiques radialement dans toutes les directions et dans un plan perpendiculaire à l'axe xx' ; et ledit container 2 également de forme cylindrique, et de diamètre compatible, est enfilé et fixé coaxialement dans la partie intérieure dudit cylindre creux 13.The whole of the holding device, constituted by the various elements of the mooring line 3, 4, therefore defines an axis determined xx 'vertical, and is fixed on the storage container 2 at its two ends, without subjecting any effort to the transmitter device 1 proper: indeed, according to Figures 2, 3 and 4, said transmitter 1 is a transducer external cylindrical shape 13 of symmetrical section with respect to its axis, hollow and open at its center, radiating the acoustic waves radially in all directions and in a plane perpendicular to the axis xx '; and said container 2 also of cylindrical shape, and of compatible diameter, is threaded and fixed coaxially in the interior part of said hollow cylinder 13.

Afin de protéger ledit émetteur et le container, aux deux extrémités de celui-ci, il peut être disposé une couronne de protection supérieure 5 et une couronne de protection inférieure 6 qui enferment les dispositifs d'accrochage aux parties de lignes de mouillage 3 et 4.In order to protect said transmitter and the container, at both ends thereof, an upper protective crown 5 and a lower protective crown 6 can be arranged which enclose the attachment devices to the parts of the mooring lines 3 and 4. .

La figure 3 est une vue en coupe horizontale suivant AA' de la figure 2 ou de la figure 4 du transducteur seul, sans le container 2, qui est enfilé à l'intérieur du cylindre creux 13 du transducteur et figuré en pointillés : ledit transducteur 1 est dans cet exemple de réalisation de forme polygonale externe, et constitué d'au moins six moteurs électroacoustiques cylindriques 14 et, de préférence huit tel qu'indiqué sur la figure 3, disposés en couronne dans un plan perpendiculaire à l'axe xx' qui est à la fois celui de maintien vertical et celui du cylindre 13, et maintenus chacun entre deux contre masses 16, elles-mêmes et chacune commune à deux moteurs adjacents, par des tiges de précontraintes 17, lesquelles contre masses portent des pavillons 15 disposés parallèlement à l'axe xx', et couvrant la périphérie externe du transducteur 1.Figure 3 is a horizontal sectional view along AA 'of Figure 2 or Figure 4 of the transducer alone, without the container 2, which is threaded inside the hollow cylinder 13 of the transducer and shown in dotted lines: said transducer 1 is in this embodiment of external polygonal shape, and consisting of at least six electroacoustic cylindrical motors 14 and, preferably eight as shown in Figure 3, arranged in a crown in a plane perpendicular to the axis xx ' which is both that of vertical retention and that of the cylinder 13, and each maintained between two counterweights 16, themselves and each common to two adjacent motors, by preload rods 17, which counterweights carry flags 15 arranged parallel to the axis xx ', and covering the external periphery of the transducer 1.

Lesdits pavillons 15 peuvent être plans et montés deux par deux sur chaque contremasse 16, formant un angle épousant la forme extérieure cylindrique ; ces dits pavillons peuvent être également à facettes ou d'autres formes tel que cylindriques eux-mêmes.Said pavilions 15 can be planes and mounted two by two on each countermass 16, forming an angle matching the cylindrical external shape; these so-called pavilions can also be faceted or other shapes such as cylindrical themselves.

Toutes les pièces constituant ledit transducteur sont enrobées de préférence dans de la résine 18 élastique assurant la protection, l'étanchéité et l'isolation des pièces électriques, et subissant alors la pression extérieure, permettant une profondeur d'immersion illimitée de l'ensemble transducteur.All the parts constituting said transducer are preferably coated in elastic resin 18 ensuring the protection, the sealing and the insulation of the electrical parts, and then undergoing external pressure, allowing an unlimited immersion depth of the transducer assembly. .

Le diamètre extérieur dudit transducteur polygonal est d'un mètre environ au moins, et pour augmenter sa puissance d'émission éventuelle, ledit transducteur peut comporter plusieurs couronnes superposées de moteurs électroacoustiques 14 et disposées les unes au-dessous des autres.The outside diameter of said polygonal transducer is at least about one meter, and to increase its possible emission power, said transducer can comprise several superimposed rings of electroacoustic motors 14 and arranged one below the other.

La figure 4 est une vue en coupe suivant BB' de la figure 3, montrant de profil l'espace disponible entre l'intérieur des pavillons 15 et la surface extérieure de ce container délimitant une cavité interne 19, que l'on peut délimiter également en vue de dessus sur la figure 3. Dans cette cavité peuvent être disposés tous types de supports du transducteur 1 fixé sur ce container 2, mais non représentés sur les présentes figures.Figure 4 is a sectional view along BB 'of Figure 3, showing in profile the space available between the interior of the pavilions 15 and the outer surface of this container defining an internal cavity 19, which can also be defined in top view in Figure 3. In this cavity can be arranged all types of transducer supports 1 fixed on this container 2, but not shown in the present figures.

Claims (9)

Source autonome pour l'émission d'ondes acoustiques en immersion dans un liquide (10), comprenant un container (2) de stockage d'énergie et des systèmes électroniques et électriques nécessaires au fonctionnement de ladite source, au moins un émetteur (1) acoustique solidaire dudit container, et un dispositif de maintien (3, 4) suivant un axe déterminé (xx'), caractérisée en ce que ledit émetteur (1) est un transducteur de forme cylindrique externe (13) de section symétrique par rapport à son axe, creux et ouvert en son centre, rayonnant les ondes acoustiques radialement dans toutes les directions et dans un plan perpendiculaire à son axe, lequel est confondu avec celui de maintien (xx'), et ledit container (2) de forme cylindrique et de dimensions compatibles, enfilé et fixé coaxialement dans la partie intérieure ouverte du transducteur.Autonomous source for the emission of acoustic waves immersed in a liquid (10), comprising a container (2) for storing energy and the electronic and electrical systems necessary for the operation of said source, at least one transmitter (1) acoustic integral with said container, and a holding device (3, 4) along a determined axis (xx '), characterized in that said transmitter (1) is a transducer of external cylindrical shape (13) of section symmetrical with respect to its axis, hollow and open in its center, radiating the acoustic waves radially in all directions and in a plane perpendicular to its axis, which coincides with that of maintenance (xx '), and said container (2) of cylindrical shape and compatible dimensions, threaded and fixed coaxially in the open interior part of the transducer. Source autonome suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit transducteur (1) est de forme polygonale et constitué d'au moins six moteurs électroacoustiques cylindriques (14), disposés en couronne suivant ledit plan perpendiculaire à l'axe (xx'), maintenus chacun entre deux contre masses (16), elles-mêmes communes à deux moteurs adjacents, par des tiges de précontraintes (17), lesquelles contre masses portant des pavillons (15) disposés parallèlement à l'axe (xx') et couvrant la périphérie extérieure du transducteur (1).Autonomous source according to claim 1, characterized in that said transducer (1) is of polygonal shape and consists of at least six electroacoustic cylindrical motors (14), arranged in a ring along said plane perpendicular to the axis (xx '), each held between two counterweights (16), themselves common to two adjacent motors, by prestressing rods (17), which counterweights carrying pavilions (15) arranged parallel to the axis (xx ') and covering the outer periphery of the transducer (1). Source autonome suivant la revendication 2, caractérisée en ce que ledit transducteur comporte plusieurs couronnes superposées de moteurs électroacoustiques cylindriques (14) et disposées les unes au-dessus des autres.Autonomous source according to claim 2, characterized in that said transducer comprises several superimposed rings of cylindrical electroacoustic motors (14) and arranged one above the other. Source autonome suivant l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que lesdits pavillons (15) sont plans, montés deux par deux sur chaque contre masse (16) et formant un angle entre eux épousant la forme extérieure cylindrique du transducteur.Autonomous source according to any one of claims 2 or 3, characterized in that said pavilions (15) are planar, mounted two by two on each counterweight (16) and forming an angle between them matching the external cylindrical shape of the transducer. Source autonome suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que toutes les pièces constituant ledit transducteur (1) sont enrobées dans de la résine (18) élastique, assurant la protection, l'étanchéité et l'isolation des pièces électriques, et transmettant la pression extérieure.Autonomous source according to any one of claims 1 to 4, characterized in that all the parts constituting said transducer (1) are coated in elastic resin (18), ensuring the protection, sealing and insulation of the parts electric, and transmitting the external pressure. Source autonome suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit dispositif de maintien (3, 4) est constitué d'une part par une ligne de mouillage inférieure comportant un câble (4) relié à un système d'ancrage (11) posé au fond (9) de l'océan (10), et d'autre part, un câble de traction vers le haut relié à tout dispositif flottant, dont la flottabilité est supérieure à celle de l'ensemble des éléments devant rester à une profondeur donnée et inférieure à la force dudit système d'ancrage diminuée des efforts hydrodynamiques appliqués à l'ensemble.Autonomous source according to any one of the claims 1 to 5, characterized in that said holding device (3, 4) consists firstly of a lower mooring line comprising a cable (4) connected to an anchoring system (11) placed at the bottom (9 ) from the ocean (10), and on the other hand, an upward pull cable connected to any floating device, the buoyancy of which is greater than that of all the elements which must remain at a given depth and less than the strength of said anchoring system reduced by the hydrodynamic forces applied to the assembly. Source autonome suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la ligne de mouillage comporte un dispositif de largage télécommandé (8).Autonomous source according to claim 6, characterized in that the mooring line comprises a remote-controlled release device (8). Source autonome suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un réseau d'hydrophones (7) portés par le dispositif de maintien (3, 4).Autonomous source according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises a network of hydrophones (7) carried by the holding device (3, 4). Source autonome suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le diamètre extérieure dudit transducteur polygonal (1) est de 1 mètre environ au moins.Autonomous source according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the external diameter of said polygonal transducer (1) is at least about 1 meter.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10231537B2 (en) 2015-02-13 2019-03-19 Poppin, Inc. Desk system with expandable benching

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3249913A (en) * 1963-05-08 1966-05-03 Ca Nat Research Council Ultrasonic underwater sound generator
US3444508A (en) * 1967-09-08 1969-05-13 Sparton Corp Directional sonar system
WO1985002084A1 (en) * 1983-10-31 1985-05-09 Gould Inc. Low frequency sound transducer
GB2168568A (en) * 1984-12-14 1986-06-18 Raytheon Co Improvements in magnetrostrictive transducers
EP0243240A1 (en) * 1986-04-18 1987-10-28 Thomson-Csf Partially transportable and re-usable acoustical route-plotting device
FR2600227A1 (en) 1986-06-14 1987-12-18 Honeywell Elac Nautik Gmbh ELECTROACOUSTIC TUBULAR TRANSDUCER
EP0506529A1 (en) * 1991-03-29 1992-09-30 Thomson-Csf Directional antenna for low frequency acoustic waves

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3249913A (en) * 1963-05-08 1966-05-03 Ca Nat Research Council Ultrasonic underwater sound generator
US3444508A (en) * 1967-09-08 1969-05-13 Sparton Corp Directional sonar system
WO1985002084A1 (en) * 1983-10-31 1985-05-09 Gould Inc. Low frequency sound transducer
GB2168568A (en) * 1984-12-14 1986-06-18 Raytheon Co Improvements in magnetrostrictive transducers
EP0243240A1 (en) * 1986-04-18 1987-10-28 Thomson-Csf Partially transportable and re-usable acoustical route-plotting device
FR2600227A1 (en) 1986-06-14 1987-12-18 Honeywell Elac Nautik Gmbh ELECTROACOUSTIC TUBULAR TRANSDUCER
EP0506529A1 (en) * 1991-03-29 1992-09-30 Thomson-Csf Directional antenna for low frequency acoustic waves
FR2674717A1 (en) 1991-03-29 1992-10-02 Thomson Csf LOW FREQUENCY DIRECTIVE ACOUSTIC ANTENNA.

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R. SPINDEL, P. WORCESTER, POUR LA SCIENCE, no. 158, December 1990 (1990-12-01), pages 66 E.S.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10231537B2 (en) 2015-02-13 2019-03-19 Poppin, Inc. Desk system with expandable benching

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CA2160435A1 (en) 1996-04-14
FR2725867A1 (en) 1996-04-19

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