EP0018891A1

EP0018891A1 - Submarine vehicle for dredging and lifting minerals at a great depth

Info

Publication number: EP0018891A1
Application number: EP80400553A
Authority: EP
Inventors: Pierre Lemercier; Henri Ligozat; Paul Marchal; Jean-Pierre Moreau; Jean Vertut
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1979-04-27
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1980-11-12
Also published as: NO154894B; US4357764A; NO154894C; NO801097L; JPS5634892A; EP0018891B1; JPS6242119B2; CA1156689A; DE3062322D1; FR2455162A1; FR2455162B1

Abstract

Véhicule sous marin pour le ramassage et la remontée de matériaux reposant sur un fond marin à grande profondeur. Le véhicule se caractérise en ce qu'il comprend une structure porteuse (2) réalisée en un matériau de flottablité, ladite structure ayant la forme d'un anneau présentant un plan de symétrie longitudinal et définissant l'étrave (2a), l'arrière (2b) et les flancs (2c et 2d) du véhicule et ménageant ainsi un espace libre central, la face externe de la structure (2) réalisant la carène du véhicule. Des silos de stockage (16a...16n) sont ménagés dans l'espace central. Le véhicule comprend également des élément de ramassage (14) disposés en avant de l'étrave et des propulseurs principaux (12) fixés sous la structure porteuse. Application au ramassage de nodules polymétalliques.Underwater vehicle for the collection and ascent of materials resting on a deep seabed. The vehicle is characterized in that it comprises a supporting structure (2) made of a buoyancy material, said structure having the shape of a ring having a plane of longitudinal symmetry and defining the bow (2a), the rear (2b) and the sides (2c and 2d) of the vehicle and thus providing a central free space, the external face of the structure (2) providing the hull of the vehicle. Storage silos (16a ... 16n) are provided in the central space. The vehicle also includes pickup elements (14) arranged in front of the bow and main thrusters (12) fixed under the carrying structure. Application to the collection of polymetallic nodules.

Description

La présente invention a pour objet un véhicule sous--marin pour le dragage et la remontée de minéraux reposant sur les fonds marins à grande profondeur.The present invention relates to an underwater vehicle for dredging and raising minerals based on the deep seabed.

Le dragage de minéraux et en particulier de nodules polymétalliques et leur remontée à partir d'une grande profondeur sont généralement envisagés par deux engins distincts : d'une part, l'engin de dragage généralement placé au bas d'une longue conduite et un dipositif hydraulique permettant de faire remonter dans la conduite les minéraux récoltés jusqu'à un support de surface.The dredging of minerals and in particular polymetallic nodules and their ascent from a great depth are generally envisaged by two distinct devices: on the one hand, the dredging device generally placed at the bottom of a long pipe and a device hydraulic allowing the collected minerals to flow back up to a surface support.

On connaît un procédé utilisant des engins de ramassage et de remontée. Ces engins sont rendus lourds par rapport au milieu marin ambiant par la très forte compression de gaz régnant dans ses ballasts, le reste du poids des structures étant compensé par des produits de flottabilité connus résistant aux grandes pressions et qui sont nécessaires pour le séjour à grande profondeur. Lorsque l'engin approche du fond, la détente du gaz contenu dans ces ballasts assure en même temps l'énergie de. ramassage et de progression du véhicule sur le fond marin. Cette détente, en fin d'opération, produit un allègement du véhicule permettant ainsi sa remontée.There is a known process using pickup and ascent devices. These devices are made heavy compared to the ambient marine environment by the very strong compression of gas prevailing in its ballasts, the rest of the weight of the structures being compensated by known buoyancy products resistant to high pressures and which are necessary for the stay at large depth. When the machine approaches the bottom, the expansion of the gas contained in these ballasts ensures at the same time the energy of. pick up and progress of the vehicle on the seabed. This relaxation, at the end of the operation, produces a lighter vehicle allowing its ascent.

Ce sous-marin de dragage et de remontée de nodules à énergie pneumatique dispose de peu de possibilités de guidage pendant sa descente ou pendant son déplacement sur le fond marin. Par ailleurs, l'énergie pneumatique emmagasinée sur ces engins de dragage est nécessaire tant au dragage lui-même qu'à la remontée des matériaux collectés sur le fond et le rendement énergétique est très mauvais.This pneumatic energy dredging and nodule submarine submarine has few guidance options during its descent or during its movement on the seabed. Furthermore, the pneumatic energy stored on these dredging machines is necessary both for the dredging itself and for the ascent of the materials collected on the bottom and the energy efficiency is very poor.

La demande de brevet français n° 77 012BB déposée au nom du demandeur le 18 Janvier 1977 décrit un autre procédé dans lequel l'énergie nécessaire aux manoeuvres précises du véhicule et au dragage sur le fond marin est emmagasinée dans les engins sous forme connue, par exemple sous forme électrique mais où l'énergie nécessaire à la descente et à la remontée du véhicule est apportée sous forme d'une énergie potentielle. Plus précisément, elle est produite par un léger excès de lest permettant la descente. Ce lest est progressivement largué au fur et à mesure du dragage et l'excès de lest restant encore après le dragage est largué à la fin de l'opération pour rendre l'engin léger afin de permettre sa remontée. Cette remontée et cette descente peuvent être guidés avec précision par la forme hydrodynamique de l'engin sous-marin qui se comporte comme un "planeur" sous l'excès de poids apparent nécessaire à la descente ou sous l'excès de flottabilité nécessaire à la remontée.French patent application n ° 77 012BB filed in the name of the applicant on January 18, 1977 describes another process in which the energy necessary for precise maneuvering of the vehicle and for dredging on the seabed is stored in vehicles in known form, for example in electric form but where the energy necessary for the descent and ascent of the vehicle is provided in the form of potential energy. More specifically, it is produced by a slight excess of ballast allowing the descent. This ballast is gradually released as dredging and the excess ballast remaining after dredging is released at the end of the operation to make the machine light to allow its ascent. This ascent and descent can be guided with precision by the hydrodynamic shape of the underwater vehicle which behaves like a "glider" under the excess of apparent weight necessary for the descent or under the excess of buoyancy necessary for the ascent.

Ce procédé présente comme avantage de permettre une économie importante d'énergie dans toutes les phases de l'opération de ramassage et de remontée des nodules. Des propulseurs alimentés en énergie pour la progression sur le fond sont les seuls à fonctionner pendant une durée importante, alors que les propulseurs auxiliaires de manoeuvre sont peu utilisés (uniquement pour les manoeuvres précises d'atterrissage sur le fond-marin et/ou de rendez-vous lors du retour à la surface).This process has the advantage of allowing a significant saving of energy in all the phases of the operation of collecting and raising the nodules. Only propellants supplied with energy for advancing on the seabed operate for a significant period of time, while auxiliary maneuvering thrusters are little used (only for precise landings and / or rendezvous maneuvers when you return to the surface).

On connaît par ailleurs de nombreux engins sous-marins ou véhicules qui, pour de faibles profondeurs, trouvent leur flottabilité dans l'étanchéité de leur coque et qui, pour les grandes immersions, utilisent des produits de flottabilité résistant aux très hautes pressions pour constituer un "sous-marin humide". Celui-ci, outre l'éventuelle capsule étanche résistante où se trouvent les passagers si l'engin est habité, comporte une structure formant une armature tubulaire ou autre, reliant les divers éléments pesants entre eux. Sur cette armature, est fixé en général le produit de flottabilité sous forme de blocs de faibles ou moyennes dimensions. Ces sous-marins humides comportent ou non une carène hydrodynamique qui, si elle existe, se présente sous forme d'un carénage mince mais en aucun cas ce carénage ne se confond avec la surface externe du produit de flottabilité. On comprend que les structures précédemment évoquées interviennent largement dans le bilan de poids apparent dans l'eau des engins sous-marins ainsi réalisés. Cela entraîne en conséquence l'augmentation de la masse de produit de flottabilité nécessaire à la réalisation de la flottabilité nulle ou positive.We also know many underwater vehicles or vehicles which, for shallow depths, find their buoyancy in the tightness of their hull and which, for large immersions, use buoyancy products resistant to very high pressures to constitute a "wet submarine". This, in addition to the possible resistant waterproof capsule where the passengers are if the craft is manned, has a structure forming a tubular or other frame, connecting the various heavy elements together. On this reinforcement, the buoyancy product is generally fixed in the form of small or medium-sized blocks. These wet submarines may or may not have a hydrodynamic hull which, if it exists, is in the form of a thin fairing but in no case this fairing does not merge with the external surface of the buoyancy product. It will be understood that the structures mentioned above play a large part in the apparent weight balance in water of the underwater vehicles thus produced. This consequently results in an increase in the mass of buoyancy product necessary for achieving zero or positive buoyancy.

Parmi ces véhicules, on peut citer celui qui est décrit et revendiqué dans la demande de brevet n° 77 29460 déposée le 30 septembre 1977 au nom du demandeur.Among these vehicles, mention may be made of that described and claimed in patent application No. 77 29460 filed on September 30, 1977 in the name of the applicant.

La présente invention a précisément pour objet _Ui. véhicule sous-marin perfectionné pour le ramassage et la remontée de matériaux (en particulier de nodules) qui pallie les inconvénients cités ci-dessus.The object of the present invention is precisely _U i. improved underwater vehicle for collecting and lifting materials (in particular nodules) which overcomes the drawbacks mentioned above.

L'engin de dragage et de remontée, objet de la présente invention s'applique plus particulièrement au procédé qui vient d'être évoqué et concerne un véhicule assurant la descente et la remontée sous forme d'énergie potentielle transformée en propulsion longitudinale à l'aide des formes hydrodynamiques externes du véhicule l'amenant à planer à la descente comme à la remontée, ayant pour fonction essentielle de se déplacer au contact des fonds marins à l'aide de propulseurs principaux alimentés par une énergie stockée en même temps que cette dernière énergie actionne des mécanismes de dragage situés à l'avant dudit véhicule et sur toute sa largeur frontale, l'appui et la propulsion sur le fond étant réalisés par lesdits propulseurs principaux de forme cylindrique rotatifs comportant des filets d'hélice placés de part et d'autre du véhicule par unité ou par paire.The dredging and ascent device, object of the present invention applies more particularly to the process which has just been mentioned and relates to a vehicle ensuring the descent and the ascent in the form of potential energy transformed into longitudinal propulsion at the aids in the external hydrodynamic forms of the vehicle causing it to hover both on the descent and on the ascent, having the essential function of moving in contact with the seabed using main thrusters supplied with an energy stored at the same time as the latter energy actuates dredging mechanisms located at the front of said vehicle and over its entire frontal width, the support and propulsion on the bottom being produced by said main cylindrical rotary thrusters comprising propeller threads placed on either side other vehicle per unit or per pair.

Il se distingue des sous-marins pour grande profondeur connus en ce qu'il permet la remontée de masses importantes de minéraux collectés sur le fond avec le rapport maximal entre la masse totale et la charge utile remontée. Par charge utile, on entend la charge remontée, laquelle diffère pour les engins selon l'invention le moins possible de la charge de lest nécessaire descendue et la différence entre les deux constituant l'énergie potentielle. Par charge, on entend ici poids apparent dans l'eau. Pour mémoire, il est rappelé que les sous-marins habités connus pour grande immersion peuvent remonter tout au plus une masse équivalente à 10 % de leur propre masse ainsi que le bathyscaphe dont le flotteur est liquide. Le véhicule selon l'invention permet de remonter au moins 30 % de sa masse totale.It differs from submarines for great depth known in that it allows the ascent of large masses of minerals collected on the bottom with the maximum ratio between the total mass and the payload raised. By payload is meant the lifted load, which differs for the machines according to the invention as little as possible from the necessary ballast load lowered and the difference between the two components. potential energy. By charge is meant here apparent weight in water. For the record, it is recalled that manned submarines known for great immersion can go back at most a mass equivalent to 10% of their own mass as well as the bathyscaphe whose float is liquid. The vehicle according to the invention makes it possible to reassemble at least 30% of its total mass.

Pour obtenir ces résultats selon l'invention, le véhicule sous-marin pour le ramassage et la remontée de matériaux reposant sur un fond marin à grande profondeur, qui est du type comportant une-structure porteuse, des éléments de ramassage des matériaux, des silos de stockage des matériaux ramassés et/ou de matériau de lest, des moyens de transfert entre lesdits éléments de ramassage et lesdits silos ; et des propulseurs principaux pour faire avancer ledit véhicule sur le fond marin, se caractérise en ce que ladite structure porteuse est réalisée en un matériau de flottabilité, ladite structure ayant la forme d'un anneau ayant un plan de symétrie longitudinal et définissant l'étrave, l'arrière et les flancs dudit véhicule et ménageant ainsi un espace libre central, la face externe de ladite structure réalisant la carène dudit véhicule, lesdits silos de stockage étant disposés dans l'espace libre central et fixés à ladite structure porteuse, lesdits éléments de ramassage étant disposés en avant et en dessous de ladite étrave, lesdits propulseurs principaux étant fixés sur la face inférieure de ladite structure porteuse.To obtain these results according to the invention, the underwater vehicle for the collection and ascent of materials resting on a seabed at great depth, which is of the type comprising a support structure, material collection elements, silos for storage of the materials collected and / or of ballast material, means of transfer between said collection elements and said silos; and main thrusters for advancing said vehicle over the seabed, is characterized in that said carrying structure is made of a buoyancy material, said structure having the shape of a ring having a plane of longitudinal symmetry and defining the bow , the rear and the sides of said vehicle and thus providing a central free space, the external face of said structure producing the hull of said vehicle, said storage silos being arranged in the central free space and fixed to said carrying structure, said elements pickup being arranged in front of and below said bow, said main propellants being fixed on the underside of said supporting structure.

Selon une caractéristique préférée de réalisation, ladite structure porteuse est réalisée par association côte à côte d'éléments modulaires réalisés en un matériau de flottabilité, lesdits éléments modulaires étant solidarisés entre eux, par des éléments d'assemblage travaillant à la traction, la face latérale externe de chaque élément modulaire définissant la portion correspondante de la carène.According to a preferred embodiment characteristic, said supporting structure is produced by side by side association of modular elements made of a buoyancy material, said modular elements being joined together, by assembly elements working in traction, the lateral face external of each modular element defining the corresponding portion of the hull.

Selon une autre caractéristique préférée de réalisation, les éléments de ramassage sont disposés côte à côte et occupent sensiblement toute la largeur du véhicule ; lesdits silos de stockage sont disposés selon au moins deux lignes parallèles au plan de symétrie longitudinal dudit véhicule et placés symétriquement par rapport à ce plan, chaque ligne occupant sensiblement toute la longueur dudit espace libre central ; et lesdits moyens de transfert consistent en un premier ensemble de convoyeurs se déplaçant dans la direction de la longueur du véhicule, chaque convoyeur du premier ensemble étant associé à un élément de ramassage, un deuxième ensemble de convoyeurs constitué par au moins deux convoyeurs symétriques par rapport audit plan longitudinal et aptes à ramener vers ledit plan longitudinal les matériaux transférés par les convoyeurs du premier ensemble, et un troisième ensemble de convoyeurs constitué par au moins deux convoyeurs disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal et passant au-dessus de l'ouverture supérieure des silos desdites lignes et permettant le déversement par gravité desdits matériaux dans lesdits silos.According to another preferred embodiment characteristic, the pickup elements are arranged side by side and occupy substantially the entire width of the vehicle; said storage silos are arranged along at least two lines parallel to the longitudinal plane of symmetry of said vehicle and placed symmetrically with respect to this plane, each line occupying substantially the entire length of said central free space; and said transfer means consist of a first set of conveyors moving in the direction of the length of the vehicle, each conveyor of the first set being associated with a pick-up element, a second set of conveyors constituted by at least two conveyors symmetrical with respect to to said longitudinal plane and capable of bringing towards said longitudinal plane the materials transferred by the conveyors of the first set, and a third set of conveyors constituted by at least two conveyors arranged symmetrically with respect to the longitudinal plane and passing over the upper opening silos of said lines and allowing the gravity dumping of said materials into said silos.

De toutes façons l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :

- la fig. 1 est une vue simplifiée en perspective du véhicule sous-marin,
- la fig. 2a est une vue en perspective de la structure porteuse constituant en même temps le corps de flottabilité et la carène,
- la fig. 2b est une vue en coupe horizontale de la structure porteuse,
- la fig. 2c est une demi-vue en coupe verticale de la structure porteuse,
- la fig. 3a est une vue partielle en coupe longitudinale du véhicule montrant un convoyeur principal,
- les fig. 3b et 3c sont des vues de détail de la fig. 3a montrant la façon dont on commande le basculement des godets du convoyeur au-dessus d'un silo non totalement rempli,
- la fig. 4 est une demi-vue en coupe verticale du véhicule montrant la structure d'un silo de stockage de nodules et/ou de lest,
- la fig. 5a est une vue simplifiée en perspective d'un élément de ramassage, et
- la fig. 5b est une vue en coupe verticale de l'élément de ramassage de la fig. 5a..

In any case, the invention will be better understood on reading the following description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example. The description refers to the appended figures in which:

- fig. 1 is a simplified perspective view of the underwater vehicle,
- fig. 2a is a perspective view of the support structure constituting at the same time the buoyancy body and the hull,
- fig. 2b is a view in horizontal section of the support structure,
- fig. 2c is a half-view in vertical section of the supporting structure,
- fig. 3a is a partial view in longitudinal section of the vehicle showing a main conveyor,
- figs. 3b and 3c are detailed views of FIG. 3a showing the way in which the tilting of the buckets of the conveyor is controlled over a silo which is not completely filled,
- fig. 4 is a half-view in vertical section of the vehicle showing the structure of a nodule and / or ballast storage silo,
- fig. 5a is a simplified perspective view of a pick-up element, and
- fig. 5b is a vertical sectional view of the collecting element of FIG. 5a ..

Sur la fig. 1 on a représenté en perspective partiellement écorchée l'ensemble du véhicule selon l'invention. Ce véhicule comprend une structure porteuse 2 ayant la forme d'un anneau, elle comprend une partie frontale 2a formant étrave, une partie arrière 2b et deux montants latéraux ou flancs 2c et 2d. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, cette structure porteuse 2 est constituée par un matériau de flottabilité résistant aux grandes pressions que le véhicule est amené à supporter. Il est important d'observer que la structure 2 constitue par sa face externe la carène du véhicule. Dans ce matériau de flottabilité, sont prévus un certain nombre d'orifices permettant de loger des propulseurs auxiliaires du véhicule pour permettre les manoeuvres de celui-ci. On trouve d'une part quatre propulseurs verticaux 4a, 4b, 4c (le quatrième propulseur n'est pas visible sur la fig. 1). On trouve également des propulseurs latéraux tels que 6a et 6b, les autres propulseurs n'étant pas visibles et enfin; des propulseurs longitudinaux, seul le propulseur Ba étant visible. Fixé sur la face inférieure de la structure porteuse de flottabilité 2, on trouve un châssis d'assemblage 10 sur la face inférieure duquel sont fixés des propulseurs principaux de déplacement sur le sol portant la référence générique 12. Dans le cas considéré et comme on le verra mieux sur les autres figures, de chaque côté du véhicule, on trouve quatre propulseurs 12 montés par paire en boggies. Ces propulseurs sont de préférence constitués par des vis d'Archimède comme cela est décrit dans la demande de brevet français n° 77 01288.In fig. 1 is shown in partially cutaway perspective the entire vehicle according to the invention. This vehicle comprises a support structure 2 having the shape of a ring, it comprises a front part 2a forming a bow, a rear part 2b and two lateral uprights or sides 2c and 2d. According to an essential characteristic of the invention, this support structure 2 is constituted by a buoyancy material resistant to the great pressures that the vehicle is brought to bear. It is important to observe that the structure 2 constitutes, by its external face, the hull of the vehicle. In this buoyancy material, a certain number of orifices are provided making it possible to accommodate auxiliary thrusters of the vehicle to allow the maneuvers of the latter. On the one hand there are four vertical thrusters 4a, 4b, 4c (the fourth thruster is not visible in fig. 1). There are also lateral thrusters such as 6a and 6b, the other thrusters not being visible and finally; longitudinal thrusters, only the thruster Ba being visible. Fixed on the underside of the buoyancy carrying structure 2, there is an assembly frame 10 on the underside of which are fixed main displacement propellers on the ground bearing the generic reference 12. In the case considered and as is will see better in the other figures, on each side of the vehicle, there are four thrusters 12 mounted in pairs in bogies. These propellants are preferably constituted by Archimedes screws as described in French patent application No. 77,01288.

A la partie avant de la structure porteuse 2, on trouve des éléments de ramassage 14 disposés côte à côte. Ils sont tous identiques et occupent toute la largeur du véhicule. Ces éléments de ramassage 14 peuvent correspondre à ceux qui ont déjà été décrits dans la demande de brevet français n° 77 29460. De préférence, ils sont constitués comme on va le décrire en liaison avec les fig. 5a et Sb.At the front part of the supporting structure 2, there is finds pickup elements 14 arranged side by side. They are all identical and occupy the entire width of the vehicle. These pick-up elements 14 may correspond to those which have already been described in French patent application No. 77 29460. Preferably, they are formed as will be described in connection with FIGS. 5a and Sb.

Dans l'espace interne de la structure porteuse 2, est logé un ensemble de silos de stockage, de nodules disposés selon deux alignements parallèles au plan de symétrie longitudinal du véhicule. Ces silos verticaux sont référencés 16, 16a.... 16n et pour l'autre ligne 16', 16'a.... 16'n. En avant de ces deux alignements de silos, on trouve des silos référencés 18 et 18' dont on expliquera ultérieurement le fonctionnement.In the internal space of the supporting structure 2, is housed a set of storage silos, of nodules arranged in two alignments parallel to the longitudinal plane of symmetry of the vehicle. These vertical silos are referenced 16, 16a .... 16n and for the other line 16 ', 16'a .... 16'n. In front of these two silo alignments, there are silos referenced 18 and 18 ', the operation of which will be explained later.

Le transfert des nodules prélevée par les organes de ramassage 14 jusque dans les silos de stockage 16, 16' se fait par trois ensembles de convoyeurs. On trouve tout d'abord une première série de convoyeurs 20, chacun de ces convoyeurs étant associé à un élément de ramassage 14. Ces convoyeurs 20 transfèrent les matériaux dans un plan parallèle au plan longitudinal. De part et d'autre du plan de symétrie, la moitié des convoyeurs se déversent dans un des convoyeurs 22 et 22'. Ces deux convoyeurs transfèrent le matériau dans un plan perpendiculaire au plan de symétrie du véhicule. Chacun des convoyeurs 22 récupère les nodules entraînés par la moitié correspondante des convoyeurs 20. Enfin, les nodules transférés par ces deux convoyeurs 22 sont acheminés vers un troisième ensemble constitué par deux convoyeurs 24 et 24' qui transfèrent les nodules des convoyeurs 22 jusque dans les silos 16, 16'. On voit que la partie supérieure du convoyeur 24 ou 24' passe au-dessus respectivement des silos 16 et des silos 16'. On décrira plus en détail ultérieurement la structure de ces convoyeurs et en particulier celle des convoyeurs 24 et 24'.The transfer of the nodules removed by the pick-up members 14 as far as the storage silos 16, 16 ′ is carried out by three sets of conveyors. First there is a first series of conveyors 20, each of these conveyors being associated with a pickup element 14. These conveyors 20 transfer the materials in a plane parallel to the longitudinal plane. On either side of the plane of symmetry, half of the conveyors discharge into one of the conveyors 22 and 22 '. These two conveyors transfer the material in a plane perpendicular to the plane of symmetry of the vehicle. Each of the conveyors 22 collects the nodules driven by the corresponding half of the conveyors 20. Finally, the nodules transferred by these two conveyors 22 are conveyed to a third assembly consisting of two conveyors 24 and 24 ′ which transfer the nodules from the conveyors 22 to the silos 16, 16 '. It can be seen that the upper part of the conveyor 24 or 24 'passes above the silos 16 and the silos 16' respectively. The structure of these conveyors and in particular that of the conveyors 24 and 24 'will be described in more detail later.

L'énergie électrique nécessaire pour alimenter les divers propulseurs ainsi que par exemple les moteurs d'entrai- nement des convoyeurs et autres organes annexes qui seront décrits ultérieurement est assurée par deux ensembles de batteries tels que 26 montés symétriquement de part et d'autre du plan longitudinal du véhicule. De préférence, ces batteries sont montées coulissantes dans une structure à glissière 28 solidaire du châssis inférieur 10. Un système de vis-écrou actionné par un moteur 32 permet de déplacer selon la direction longitudinale du véhicule l'ensemble de batteries 26. Comme on le précisera ultérieurement, cela permet de régler l'assiette longitudinale du véhicule.The electrical energy required to power the various propellers as well as for example the drive motors The conveyors and other ancillary members which will be described later are provided by two sets of batteries such as 26 mounted symmetrically on either side of the longitudinal plane of the vehicle. Preferably, these batteries are slidably mounted in a slide structure 28 integral with the lower chassis 10. A screw-nut system actuated by a motor 32 makes it possible to move the battery assembly 26 in the longitudinal direction of the vehicle. specify later, this allows to adjust the longitudinal attitude of the vehicle.

Sur les fig. 2a à 2c, on a représenté le mode de réalisation préféré de la structure porteuse constituant en même temps la carène et le corps de flottabilité. Comme on l'a déjà indiqué, cette structure porteuse comporte une partie avant 2a formant étrave, une zone arrière 2b qui de préférence est munie d'ailerons 2'b et 2"b et de deux poutres longitudinales ou flancs 2c et 2d. En fait, ces structures sont modulaires comme on le voit mieux sur la fig. 2b. Chacun de ces quatre éléments est constitué par un assemblage d'éléments modulaires portant la référence générale 40. Ces éléments modulaires comportent dans leur face de contact, soit une partie faisant saillie 42, soit une partie en creux 42'. Les divers éléments modulaires 40 constituant un des quatre éléments 2a à 2d sont maintenus entre eux par des tirants horizontaux 44 et 46. Des tirants servent également à solidariser entre elles les quatre parties de la structure porteuse. Bien entendu, le profil de chaque élément modulaire 40 est adapté à la forme externe de la carène.à réaliser et aux évidements internes pour créer l'espace interne dans lequel sont placés les silos de stockage et les convoyeurs. En outre, comme on l'a déjà exposé, certains de ces éléments modulaires 40 comportent des alésages qui permettent en particulier la mise en place des divers propulseurs. Sur la fig. 2c, on a représenté schématiquement la liaison entre ces divers éléments de la structure porteuse 2 et le châssis d'assemblage 10. Cette liaison se fait également par des tirants qui sont alors verticaux et qui portent la référence 48, ces tirants étant fixés à leur extrémité inférieure sur le châssis 10. Dans les éléments modulaires, sont prévus des évidements pour permettre en particulier l'implantation des batteries 26. Le châssis 10 assemble essentiellement les propulseurs principaux à vis d'Archimède 12, les silos de stockage 16 et 16' entre eux et l'ensemble sur la structure porteuse 2.In fig. 2a to 2c, there is shown the preferred embodiment of the support structure constituting at the same time the hull and the buoyancy body. As already indicated, this support structure comprises a front part 2a forming a bow, a rear zone 2b which preferably is provided with fins 2'b and 2 "b and two longitudinal beams or sides 2c and 2d. In fact, these structures are modular, as best seen in Fig. 2. Each of these four elements is made up of an assembly of modular elements with the general reference 40. These modular elements have in their contact face, that is a part projecting 42, or a hollow part 42 '. The various modular elements 40 constituting one of the four elements 2a to 2d are held together by horizontal tie rods 44 and 46. The tie rods also serve to secure the four parts of the Of course, the profile of each modular element 40 is adapted to the external shape of the hull to be produced and to the internal recesses to create the internal space in which the storage silos are placed and the conveyors. In addition, as already explained, some of these modular elements 40 have bores which allow in particular the installation of various propellants. In fig. 2c, there is shown schematically the connection between these various elements of the support structure 2 and the assembly frame 10. This connection is also made by tie rods which are then vertical and which bear the reference 48, these tie rods being fixed at their lower end on the chassis 10. In the modular elements, recesses are provided to allow in particular the installation of the batteries 26. The chassis 10 essentially assembles the main screw propellers of Archimedes 12, the storage silos 16 and 16 'between them and the assembly on the supporting structure 2.

Chaque élément modulaire 40 de la structure porteuse qui constitue en même temps l'élément de flottabilité peut avantageusement être réalisé en un matériau aggloméré résistant à la pression. Ce matériau peut consister en des sphérules de verre creuses entre lesquelles peuvent s'agglomérer des sphères de diamètre plus important. Chaque élément modulaire peut être moulé. Il faut ajouter que pour éviter, du fait des tirants, l'introduction de concentrations de contraintes excessives, on peut appliquer entre les surfaces en contact des volumes convenables d'élastomère répartissant les contraintes.Each modular element 40 of the support structure which at the same time constitutes the buoyancy element can advantageously be made of an agglomerated material resistant to pressure. This material may consist of hollow glass spherules between which spheres of larger diameter may agglomerate. Each modular element can be molded. It should be added that to avoid, due to the tie rods, the introduction of excessive stress concentrations, it is possible to apply between the surfaces in contact suitable volumes of elastomer distributing the stresses.

Si l'on considère l'ensemble de la structure porteuse 2, on peut observer que sa forme générale est aplatie et présente un coefficient C _x optimal, un coefficient C_z très élevé et un coefficient C y moyen. On constate que la structure porteuse ainsi constituée permet de rapprocher autant que faire se peut, le centre de flottabilité globale et le centre de gravité de l'ensemble du véhicule. En effet, une structure-dans laquelle les parties pondéreuses seraient situées vers le bas et les parties légères vers le haut, aurait un couple de rappel hydrostatique très élevé. Or, pour permettre la descente du véhicule selon l'invention, il faut pouvoir donner au véhicule lors de cette phase, une assiette longitudinale négative importante, cette assiette pouvant atteindre 45°. Il est nécessaire que le couple de rappel positif soit suffisamment faible pour que 10 % d'excès de lest placé à l'avant lors de la descente, soit capable d'entraîner la position angulaire inclinée requise de 45° environ. Cette disposition est donc d'une part optimale pour la réalisation de la stabilité transversale et longitudinale limitée, d'autre part, du fait que les silos de stockage occupent une position centrale, on minimise au maximum les couples dus à des défauts de symétrie latérale ou longitudinale de la charge utile. On expliquera ultérieurement comment se fait le remplissage des silos.If we consider the whole of the supporting structure 2, we can observe that its general shape is flattened and has an optimal coefficient C _x , a very high coefficient C _z and a medium coefficient C y. It can be seen that the supporting structure thus formed makes it possible to bring the overall buoyancy center and the center of gravity of the whole vehicle as close as possible. Indeed, a structure in which the heavy parts are located downwards and the light parts upwards, would have a very high hydrostatic return torque. However, to allow the vehicle to descend according to the invention, it must be possible to give the vehicle during this phase, a significant negative longitudinal attitude, this attitude being able to reach 45 °. It is necessary that the positive return torque is sufficiently low so that 10% excess ballast placed at the front during the descent is capable of driving the required inclined angular position of 45 ° about. This arrangement is therefore on the one hand optimal for achieving limited transverse and longitudinal stability, on the other hand, due to the fact that the storage silos occupy a central position, the couples due to lateral symmetry defects are minimized as much as possible. or longitudinal of the payload. We will explain later how the filling of the silos is done.

A titre d'exemple, la structure porteuse et donc l'ensemble du véhicule, grâce à l'assemblage des modules élémentaires, peut permettre de constituer de très grands volumes. La largeur du véhicule peut atteindre 12 mètres, la longueur 30 mètres et la hauteur 7,50 m.For example, the supporting structure and therefore the entire vehicle, thanks to the assembly of the elementary modules, can make it possible to constitute very large volumes. The width of the vehicle can reach 12 meters, the length 30 meters and the height 7.50 m.

On voit par ailleurs, que grâce à la structure porteuse selon l'invention que l'on vient de décrire, on peut aisément effectuer l'enlèvement global de tous les autres composants (le propulseur sur le sol 12, la batterie 26, les silos 16, 16' et 18, les éléments de convoyeur, les éléments de ramassage 14) par simple élévation verticale. Le châssis d'assemblage 10 n'apporte que la résistance nécessaire lors du montage et de la maintenance du véhicule.It can also be seen that, thanks to the carrying structure according to the invention which has just been described, it is easy to carry out the overall removal of all the other components (the propellant on the ground 12, the battery 26, the silos 16, 16 'and 18, the conveyor elements, the pickup elements 14) by simple vertical elevation. The assembly chassis 10 provides only the resistance necessary during assembly and maintenance of the vehicle.

Les différents éléments essentiellement pondéreux et/ou mécaniques qui viennent d'être cités sont, grâce à la disposition annulaire de la structure porteuse, répartis de telle façon que les masses importantes ne soient pas placées trop bas dans cette structure. A cet effet, les batteries 26 pourront être placées en dessous de la structure porteuse comme on l'a décrit ou en fonction de la répartition des masses, placées au-dessus des poutres longitudinales 2c et 2d. A l'exception des batteries 26 (qui représentent à peu près 50 tonnes sur les 800 tonnes de l'engin chargé), si celles-ci sont placées en partie supérieure, on voit que la totalité des éléments pondéreux est disposée en dessous de la structure porteuse et exerce en permanence une traction sur les modules 40 de la structure porteuse constituant la carène.The various essentially heavy and / or mechanical elements which have just been mentioned are, thanks to the annular arrangement of the support structure, distributed in such a way that the large masses are not placed too low in this structure. To this end, the batteries 26 may be placed below the carrying structure as described or depending on the distribution of the masses, placed above the longitudinal beams 2c and 2d. With the exception of the batteries 26 (which represent approximately 50 tonnes out of the 800 tonnes of the loaded vehicle), if these are placed in the upper part, it can be seen that all of the heavy elements are disposed below the load-bearing structure and permanently exerts traction on the modules 40 of the load-bearing structure constituting the hull.

Sur les fig. 3a à 3c, on a représenté le mode de réalisation et de fonctionnement du convoyeur 24 de remplissage des silos. Ce convoyeur est de préférence constitué par deux courroies parallèles (seule la courroie 24a étant visible) sur lesquelles sont montés pivotants des godets tels que 24b. Le tracé du convoyeur 24 comporte une phase de chargement 50, une phase de chargement avec déplacement horizontal 52, une phase de descente 54etune phase de retour 56. Ces différentes phases sont définies par des poulies de renvoi 58a, 58b, et 58c et par une roue d'entraînement 58d actionnée par un moteur (non représenté).In fig. 3a to 3c, there is shown the embodiment and operation of the filling conveyor 24 silos. This conveyor is preferably constituted by two parallel belts (only the belt 24a being visible) on which pivoting buckets such as 24b are mounted. The layout of the conveyor 24 includes a loading phase 50, a loading phase with horizontal displacement 52, a descent phase 54 and a return phase 56. These different phases are defined by return pulleys 58a, 58b, and 58c and by a drive wheel 58d actuated by a motor (not shown).

Sur la figure simplifiée 3a, on voit que les godets 24b, dans la phase montante 50, restent dans une position horizontale retenant ainsi les modules en se déplaçant depuis une goulotte de chargement 60 disposée en dessous du convoyeur 22 jusqu'au tracé horizontal 52. Lorsqu'un godet passe au-dessusdu premier silo non rempli, par exemple le silo 16, le godet bascule (godet 24'b) pour déverser par gravité son chargement dans le silo correspondant. Après ce basculement, le godet 24'b reste dans la même position et ne se retrouve redressé qu'en position 24"b au-dessus du silo plein 16b. Il rebascule au-delà de la roue 58b.In the simplified figure 3a, it can be seen that the buckets 24b, in the rising phase 50, remain in a horizontal position thus retaining the modules by moving from a loading chute 60 disposed below the conveyor 22 to the horizontal line 52. When a bucket passes over the first unfilled silo, for example silo 16, the bucket tilts (bucket 24'b) to discharge its load by gravity into the corresponding silo. After this tilting, the bucket 24'b remains in the same position and is only straightened in position 24 "b above the full silo 16b. It swings back beyond the wheel 58b.

Sur les figures de détail 3b et 3c, on a représenté un mode d'actionnement de ces godets pour assurer que le déversement des modules se produit effectivement comme on l'a indiqué. Sur cette figure, on voit que chaque godet 24b est muni sur sa face externe d'une tige 62 portant à son extrémité libre un galet 64. Dans la région correspondant à la phase montante 50, une rampe inclinée 66 est montée parallèle au trajet du convoyeur 24. Cette rampe est disposée de telle façon que le galet 64 qui est en appui sur la rampe 66, maintient le godet 24b dans une position horizontale assurant la rétention des nodules. Cette rampe 66 au-delà de la poulie 56a se poursuit par une rampe horizontale 68 qui assure que, lorsque le galet 64 est en appui sur cette rampe 68, les godets sont maintenus en position horizontale.In the detail figures 3b and 3c, there is shown a mode of actuation of these buckets to ensure that the spillage of the modules actually occurs as indicated. In this figure, it can be seen that each bucket 24b is provided on its external face with a rod 62 carrying at its free end a roller 64. In the region corresponding to the rising phase 50, an inclined ramp 66 is mounted parallel to the path of the conveyor 24. This ramp is arranged so that the roller 64 which is supported on the ramp 66, maintains the bucket 24b in a horizontal position ensuring the retention of the nodules. This ramp 66 beyond the pulley 56a continues with a horizontal ramp 68 which ensures that, when the roller 64 is supported on this ramp 68, the buckets are kept in the horizontal position.

Au droit de chaque silo à remplir par les nodules, la rampe 68 présente un décrochement 70 raccordé à la rampe 68 par des portions inclinées 76, 76'. Chaque silo de stockage 16, 16a... et 16', 16'a.., comporte deux portions de rampe mobile 74 sur lesquelles sont fixés deux volets inclinés 72 et 72'. Les deux portions de rampe 74 et les volets 72 et 72' ménagent entre eux un orifice de remplissage des silos. Les deux portions de rampe 74 sont solidaires de tiges de guidage 77 maintenues dans des guides 77'.In line with each silo to be filled by the nodules, the ramp 68 has a recess 70 connected to the ramp 68 by inclined portions 76, 76 '. Each storage silo 16, 16a ... and 16 ', 16'a .., comprises two movable ramp portions 74 on which two inclined flaps 72 and 72' are fixed. The two ramp portions 74 and the flaps 72 and 72 ′ form between them a silo filling orifice. The two ramp portions 74 are integral with guide rods 77 held in guides 77 '.

Les volets 72 sont fixés sur les guides 77 à travers des fenêtres 75 ménagées dans la paroi du silo. Lorsque le silo 16 ou 16' correspondant n'est pas rempli, les portions de rampe 74 sont en position basse et raccordées à la rampe 68 par des plans inclinés 76. En conséquence, lorsque le godet 24b arrive au droit du premier silo non rempli, le galet 64 entre en contact avec les portions inclinées 76 et la rampe mobile 74 et on provoque ainsi le basculement du godet 24b qui se déverse dans le silo. Au contraire, lorsque le silo correspondant 16 ou 16' est rempli, les volets inclinés 72 sont remontés par le remplissage en nodules du silo, de telle façon que la portion de rampe de guidage 74 arrive en alignement avec le reste de la rampe de guidage 68. Ainsi, lorsqu'un nouveau godet 24b se présente au droit du silo 16 ou 16' rempli, la rampe sur laquelle est appliqué le galet 64 ne présente pas de discontinuité à ce niveau. Il y a un léger enfoncement de la rampe mobile 74 ne provoquant qu'un déversement très réduit de nodules hors du godet. Ce basculement complet ne se produira qu'au droit du premier silo où la portion de rampe correspondante 74 se trouve en position basse.The flaps 72 are fixed to the guides 77 through windows 75 made in the wall of the silo. When the corresponding silo 16 or 16 ′ is not filled, the ramp portions 74 are in the low position and connected to the ramp 68 by inclined planes 76. Consequently, when the bucket 24b arrives at the level of the first unfilled silo , the roller 64 comes into contact with the inclined portions 76 and the movable ramp 74 and this causes the tilting of the bucket 24b which pours into the silo. On the contrary, when the corresponding silo 16 or 16 ′ is filled, the inclined flaps 72 are raised by filling the silo with nodules, so that the portion of the guide ramp 74 arrives in alignment with the rest of the guide ramp 68. Thus, when a new bucket 24b is presented at the level of the filled silo 16 or 16 ′, the ramp on which the roller 64 is applied does not have any discontinuity at this level. There is a slight depression of the movable ramp 74 causing only a very small spillage of nodules out of the bucket. This complete tilting will only occur at the right of the first silo where the corresponding ramp portion 74 is in the low position.

Comme on l'a déjà indiqué, la descente et la remontée du véhicule sont provoquée par un jeu sur le poids apparent de celui-ci, ce poids apparent étant réglé par un lest constitué par du minerai stérile logé ou extrait des silos de stockage. Sur la fig. 4, on a précisément représenté le dispositif qui permet d'évacuer le matériau stérile stocké dans un silo de stockage 16 ou 16' avant le remplissage de celui-ci par des nodules prélevés. Dans ce but et comme on le voit sur la fig. 4, les silos 16 comportent à leur partie inférieure un fond 80. Le silo se prolonge par une tubulure 82 disposée perpendiculairement au plan de symétrie longitudinal du véhicule. Une vis d'Archimède 84 est logée au-dessus du fond 80 et se poursuit dans la conduite 82. Cette vis est entraînée par un moteur 86 fixée à l'extrémité de la vis, comme on le voit sur la fig. 4. Le fond 80 et la tubulure 82 sont munis d'orifices 88 qui permettent l'échappement du matériau stérile pour provoquer le délestage. Ces orifices 88 sont disposés de telle façon que le stérile délesté symbolisé par les références A se répande sensiblement sur la moitié de la largeur du véhicule pour réaliser ainsi une bonne répartition du stérile délesté. On notera que le stérile (voir brevets cités) peut provenir du traitement des nodules et se présente sous la forme d'une boue de haute densité. Le silo 16 comporte à sa partie supérieure une conduite 90 de chargement en stérile et vers son fond, il est prévu dans chaque silo 16 ou 16' une conduite 92 d'injection d'eau pour transformer la boue compactée en une boue fluidisée qui pourra être évacuée et distribuée par les vis d'Archimède 84. Ainsi, on peut commander séparément le délestage pour chaque silo.As already indicated, the descent and ascent of the vehicle are caused by a play on the apparent weight thereof, this apparent weight being adjusted by a ballast consisting of sterile ore housed or extracted from storage silos. In fig. 4, there is precisely shown the device which makes it possible to evacuate the sterile material stored in a storage silo 16 or 16 ′ before filling it with sampled nodules. For this purpose and as seen in fig. 4, the silos 16 have in their part lower bottom 80. The silo is extended by a tube 82 arranged perpendicular to the longitudinal plane of symmetry of the vehicle. An Archimedes screw 84 is housed above the bottom 80 and continues in line 82. This screw is driven by a motor 86 fixed to the end of the screw, as seen in FIG. 4. The bottom 80 and the tubing 82 are provided with orifices 88 which allow the sterile material to escape to cause load shedding. These orifices 88 are arranged in such a way that the weight-bearing sterile symbolized by the references A is spread substantially over half of the width of the vehicle, thereby achieving good distribution of the weight-relieved sterile. Note that the waste rock (see cited patents) can come from the treatment of nodules and is in the form of a high density mud. The silo 16 has at its upper part a pipe 90 for loading in sterile and towards its bottom, there is provided in each silo 16 or 16 'a pipe 92 for injecting water to transform the compacted mud into a fluidized mud which can be evacuated and distributed by Archimedes 84 screws. Thus, load shedding can be ordered separately for each silo.

Comme on l'a déjà indiqué, le ramassage des nodules sur le fond marin se fait par l'intermédiaire d'un certain nombre d'éléments de ramassage individuels 14 qui occupent sensiblement toute la largeur du véhicule. Compte tenu du fait que le fond marin peut présenter des inégalités locales, il est intéressant de prévoir des éléments de ramassage qui peuvent s'adapter à ces inégalités de façon aussi précise que possible. En effet, pour assurer un taux de ramassage, il est nécessaire que l'ensemble des éléments de ramassage se conforme au profil du fond marin. Dans ce but, on a représenté sur les fig. 5a et 5b un mode préféré de réalisation des éléments de ramassage 14.As already indicated, the picking up of the nodules on the seabed is done via a number of individual pickup elements 14 which occupy substantially the entire width of the vehicle. Given the fact that the seabed may have local inequalities, it is advantageous to provide pick-up elements which can adapt to these inequalities as precisely as possible. Indeed, to ensure a pickup rate, it is necessary that all of the pickup elements conform to the profile of the seabed. For this purpose, there is shown in FIGS. 5a and 5b a preferred embodiment of the pickup elements 14.

Chaque élément 14 est monté à cardan à l'extrémité inférieure de deux tiges 100. Les tiges sont montées coulissantes par rapport à la structure porteuse 2 par l'intermédiaire d'un certain nombre de galets de guidage tels que 102. De plus, un élément de flottabilité 104 est fixé à l'extrémité supérieure des tiges 100. A leur extrémité inférieure, les tiges 100 sont raccordées par une traverse 106 dans laquelle une fourche 108 est montée pivotante autour de l'axe XX'. Les extrémités 108a et 108b de la fourche 108 sont montées tourillonnantes dans les flancs 110a et 110b du corps 110 de l'élément de ramassage 14. Comme on le voit mieux sur la fig. 5b, le corps 110 comporte un fond arrière 112 et un fond avant 114 séparés par un évidement. Dans cet évidement, on trouve un rateau 116 de ramassage de nodules qui est incliné. Le corps 110 comporte à l'avant une carène 118 raccordée au fond 114.Each element 14 is mounted with a cardan joint at the lower end of two rods 100. The rods are slidably mounted relative to the support structure 2 via of a number of guide rollers such as 102. In addition, a buoyancy element 104 is fixed to the upper end of the rods 100. At their lower end, the rods 100 are connected by a crosspiece 106 in which a fork 108 is pivotally mounted around the axis XX '. The ends 108a and 108b of the fork 108 are pivoted in the sides 110a and 110b of the body 110 of the pickup element 14. As can be seen better in FIG. 5b, the body 110 has a rear bottom 112 and a front bottom 114 separated by a recess. In this recess, there is a rake 116 for collecting nodules which is inclined. The body 110 comprises at the front a hull 118 connected to the bottom 114.

A la sortie du rateau 116, des moyens connus mécaniques ou hydrodynamiques entraînent les nodules N vers la partie inférieure du convoyeur 20 associé à l'élément de ramassage. En N' on a représenté un nodule placé dans un godet 20a du convoyeur 20.At the exit of the rake 116, known mechanical or hydrodynamic means drive the nodules N towards the lower part of the conveyor 20 associated with the pickup element. At N 'a nodule is shown placed in a bucket 20a of the conveyor 20.

Un rouleau 122 sur lequel passe le convoyeur 20 est monté tournant dans des pièces 124 solidaires de l'extrémité inférieure des tiges 100. Le convoyeur 20 passe également sur des rouleaux de renvoi 126, 128 et 130 montés tourillonnants par rapport aux tiges 100. L'un de ces rouleaux assure l'entraînement du convoyeur 20 et est associé à un moteur (non représenté).A roller 122 over which the conveyor 20 passes is mounted rotating in parts 124 integral with the lower end of the rods 100. The conveyor 20 also passes over idler rollers 126, 128 and 130 mounted journalled relative to the rods 100. L 'one of these rollers drives the conveyor 20 and is associated with a motor (not shown).

Au-delà du rouleau 128, les nodules tombent sur un des convoyeurs 22 et 22'.Beyond the roller 128, the nodules fall on one of the conveyors 22 and 22 '.

Le fonctionnement d'un élément de ramassage 14 est le suivant. Grâce aux possibilités de coulissement des tiges 100 par rapport à la structure porteuse 2 et grâce au montage à cardan des éléments de ramassage 14 par rapport aux tiges 100, les rateaux 116 et les surfaces 114 et 112 se conforment à la surface du sol marin. De plus, l'élément de flottabilité 104 permet de compenser le poids apparent de l'élément de ramassage avec son convoyeur, afin d'adapter la pression d'appui à une valeur convenable sur les sédiments du fond marin. En fait, ceux-ci ne tolèrent qu'une charge unitaire très faible pour permettre un glissement convenable du "traîneau" constitué par le corps 110 de l'élément de ramassage. En outre, la zone d'appui 112 (en arrière de la zone de dragage) complète l'appui au sol réalisé par la zone d'appui avant 114. Cette surface d'appui permet, lors du dragage, de tolérer un certain poids apparent de l'ensemble de dragage par l'intermédiaire du montage à cardan.The operation of a pickup element 14 is as follows. Thanks to the sliding possibilities of the rods 100 relative to the support structure 2 and thanks to the cardan assembly of the pickup elements 14 relative to the rods 100, the rakes 116 and the surfaces 114 and 112 conform to the surface of the sea floor. In addition, the buoyancy element 104 makes it possible to compensate for the apparent weight of the pick-up element with its conveyor, in order to adapt the contact pressure to a suitable value on the bottom sediments. marine. In fact, these only tolerate a very low unit load to allow proper sliding of the "sled" formed by the body 110 of the pickup element. In addition, the bearing area 112 (behind the dredging area) completes the ground support provided by the front bearing area 114. This bearing surface allows, during dredging, to tolerate a certain weight apparent from the dredging assembly via the universal joint.

A titre d'exemple, chaque élément de ramassage peut avoir une largeur de l'ordre d'un mètre, et le véhicule comporte douze ensembles identiques, six d'entre eux étant associés au convoyeur 22 et les six autres au convoyeur 22'.For example, each pickup element may have a width of the order of one meter, and the vehicle comprises twelve identical assemblies, six of them being associated with the conveyor 22 and the other six with the conveyor 22 '.

Au vu de la description précédente du mode de réalisation préféré du véhicule, on va décrire le mode de mise en oeuvre de celui-ci.In view of the preceding description of the preferred embodiment of the vehicle, we will describe the mode of implementation thereof.

Auprès de la station de surface, on remplit de matériau stérile certains des silos de stockage de la façon suivante : les silos 16a à 16n et 16'a à 16'n sont remplis de matériau stérile ainsi que le silo 18 jusqu'à pesée indifférente du véhicule mesurable par dynamométrie de ses réactions sur la station de surface. L'ajustage du poids d'équilibre est réalisé à l'aide des derniers silos situés auprès du centre de gravité, le silo 16 restant vide. On remplit ensuite le silo extrême avant 18' dont l'excès de poids va provoquer la descente du véhicule. En outre, le réglage de la position des ensembles d'accumulateurs permet d'ajuster l'assiette pour la descente. Eventuellement, on peut ajuster la trajectoire de descente par les propulseurs auxiliaires verticaux. Avant l'atterrissage, le recul des batteries et une vidange partielle éventuelle du silo extrême avant rétablissent l'assiette horizontale et la forme avec C élevé assure l'atterrissage en douceur, et on met en route les propulseurs.At the surface station, some of the storage silos are filled with sterile material as follows: silos 16a to 16n and 16'a to 16'n are filled with sterile material as well as silo 18 until any weight of the vehicle measurable by dynamometry of its reactions on the surface station. The balance weight is adjusted using the last silos located near the center of gravity, silo 16 remaining empty. The extreme silo is then filled before 18 ', the excess weight of which will cause the vehicle to descend. In addition, the adjustment of the position of the accumulator assemblies makes it possible to adjust the attitude for the descent. Optionally, the descent path can be adjusted by the vertical auxiliary thrusters. Before landing, the recoil of the batteries and a possible partial emptying of the extreme front silo restore the horizontal attitude and the shape with high C ensures the soft landing, and the thrusters are started.

Une fois que le véhicule repose sur le sol, on commande, comme cela est bien connu, la descente des éléments de dragage à l'aide de dispositifs de montée et de descente (non représentés sur la fig. 5b) qui permettent en particulier de remonter les éléments de ramassage lors des déplacements verticaux du véhicule pour en améliorer l'hydrodynamisme et on effectue en même temps le dragage. Le comportement des éléments de ramassage 14 a déjà été décrit. Il faut cependant noter que, en cas de non fonctionnement d'un élément de ramassage, le rateau 116 peut se retourner, ce qui n'empêche pas l'élément de glisser sur la surface des nodules non ramassés. Ainsi, la défaillance d'un élément de ramassage n'entraîne qu'une perte de production, mais pas l'arrêt du véhicule.Once the vehicle rests on the ground, it is controlled, as is well known, the descent of the dredging elements using lifting and lowering devices (not shown in Fig. 5b) which allow in particular to raise the pickup elements during vertical movements of the vehicle to improve the hydrodynamics and dredging is carried out at the same time. The behavior of the pickup elements 14 has already been described. It should however be noted that, in the event of the non-functioning of a pick-up element, the rake 116 can turn over, which does not prevent the element from sliding on the surface of the non-picked up nodules. Thus, the failure of a pickup element only results in a loss of production, but not the stopping of the vehicle.

Au fur et à mesure du ramassage, les nodules sont entraînés par les convoyeurs 20 et ramenés par les convoyeurs 22 et 22' à l'entrée des convoyeurs principaux 24 et 24'. Ces convoyeurs remplissent successivement les silos vides comme on l'a expliqué en liaison avec les figures 3a et 3c. Simultanément et avec un silo d'avance, on vide la boue stérile de lestage des silos, pour permettre le remplissage en nodules. Cette vidange est assurée par les vis d'Archimède. On maintient à une valeur sensiblement constante le poids apparent du véhicule.As the pickup progresses, the nodules are driven by the conveyors 20 and brought back by the conveyors 22 and 22 'at the entrance to the main conveyors 24 and 24'. These conveyors successively fill the empty silos as explained in connection with Figures 3a and 3c. Simultaneously and with an advance silo, the sterile silage for ballasting of the silos is emptied, to allow filling with nodules. This emptying is ensured by Archimedes' screws. The apparent weight of the vehicle is kept at a substantially constant value.

Il faut ajouter que même s'il y a une différence entre la quantité de nodules gradués par les éléments de ramassage associés au convoyeur 24 par rapport à ceux qui sont associés au convoyeur 24', il y a néammoins remplissage complet des silos. En effet, le convoyeur associé à la ligne de silos déjà remplis continue à fonctionner en rejetant les nodules prélevés au-delà de la poulie 58b (Fig. 3a) pendant que l'autre convoyeur termine le remplissage de l'autre ligne de silos. Ainsi, on maintient autant que possible l'assiette transversale du véhicule.It should be added that even if there is a difference between the quantity of nodules graduated by the pick-up elements associated with the conveyor 24 compared to those associated with the conveyor 24 ′, there is nonetheless complete filling of the silos. Indeed, the conveyor associated with the line of already filled silos continues to operate by rejecting the nodules removed beyond the pulley 58b (Fig. 3a) while the other conveyor finishes filling the other line of silos. Thus, as far as possible the transverse attitude of the vehicle is maintained.

Lorsque le remplissage des silos est achevé, on vide le lest des silos avant 18 et 18', ce qui d'une part assure un poids négatif apparent permettant la remontée du véhicule et d'autre part, réalise la prise d'assiette positive voulue du véhicule pour la remontée. Cette prise d'inclinaison peut être complétée en déplaçant vers l'arrière les ensembles d'accumulateurs 26.When the filling of the silos is complete, the ballast of the silos is emptied before 18 and 18 ', which on the one hand ensures an apparent negative weight allowing the vehicle to rise and on the other hand, achieves the desired positive attitude gain of the vehicle for the ascent. This tilt grip can be completed by moving the accumulator assemblies 26 backwards.

Il découle de la description précédente que le véhicule objet de l'invention, présente de nombreux avantages par rapport à ceux de l'art antérieur. Certains de ses éléments constitutifs remplissent plusieurs fonctions.It follows from the above description that the vehicle which is the subject of the invention has numerous advantages compared to those of the prior art. Some of its constituent elements fulfill several functions.

La structure porteuse constitue en plus l'élément de flottabilité et la carène du véhicule nécessaire à son "planage", les accumulateurs jouent en plus le rôle de masse d'équilibrage pour assurer l'assiette longitudinale du véhicule pour les phases de descente et de remontée. Enfin, les silos de stockage servent à la fois pour le lest et pour le stockage des nodules.The supporting structure also constitutes the buoyancy element and the hull of the vehicle necessary for its "leveling", the accumulators also play the role of balancing mass to ensure the longitudinal attitude of the vehicle for the descent and ascent. Finally, the storage silos are used both for ballast and for storing nodules.

De plus, le véhicule permet un chargement maximum en nodules par rapport à son poids "à vide". Les éléments de ramassage assurent une collecte efficace des nodules, même si le fond marin a un profil irrégulier. Enfin, les moyens de transfert des nodules vers les silos de stockage assurent un remplissage complet de ceux-ci, sans créer de déséquilibrage transverse du véhicule, malgré des variations statistiques de la densité des nodules sur le fond marin parcouru par le véhicule.In addition, the vehicle allows a maximum load of nodules compared to its "empty" weight. The collection elements ensure efficient collection of nodules, even if the seabed has an irregular profile. Finally, the means for transferring the nodules to the storage silos ensure complete filling thereof, without creating transverse imbalance of the vehicle, despite statistical variations in the density of the nodules on the seabed traveled by the vehicle.

Claims

1. Underwater vehicle for collecting and lifting materials resting on a deep seabed, of the type comprising a carrying structure (2), elements for collecting (14) materials, storage silos (16) picked up materials and / or ballast material, transfer means (20, 22, 24) between said pickup elements and said silos and main propellers (12) for advancing said vehicle on the seabed, said vehicle characterized in that said supporting structure (2) is made of a buoyancy material, said structure having the shape of a ring having a longitudinal plane of symmetry and defining the bow (2a), the rear (2b) and the sides (2c, 2d) of said vehicle and thus providing a central free space, the external face of said structure providing the hull of said vehicle, said storage silos (16) being arranged in the central free space and fixed to said supporting structure, said rama elements ssage (14) being arranged in front of and under said bow (2a), said main thrusters (12) also being fixed on the underside of said support structure.

2. Vehicle according to claim 1, characterized in that said supporting structure (2) is produced by association side by side of modular elements (40) made of a buoyancy material, said modular elements being joined together by elements of 'assembly (44, 46) working in traction, the external lateral face of each modular element defining the corresponding portion of the hull.

3. Vehicle according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said pickup elements (14) are arranged side by side and occupy substantially the entire width of the vehicle, in that said storage silos (16) are arranged along at least two lines (16, 16 ') parallel to the longitudinal plane of symmetry of said vehicle and placed symmetrically with respect to this plane, each line occupying substantially the entire length of said central free space, and in that said transfer means consist of a first set of conveyors (20) moving in the direction of the length of the vehicle, each conveyor of the first set being associated with a pickup element (14), a second set of conveyors by at least two symmetrical conveyors (22) with respect to said longitudinal plane and capable of bringing towards said longitudinal plane the materials transferred by the conveyors of the first set (20), and a third set of conveyors constituted by at least two conveyors (24) arranged symmetrically with respect to the longitudinal plane and passing above the upper opening of the silos of said lines (16, 16 ') and allowing dumping t by gravity of said materials in said silos.

4. Vehicle according to claim 3, characterized in that it comprises two lines of storage silos (16, 16 '), in that the second and third sets of conveyors each comprise two conveyors (22, 22'; 24, 24 '), each conveyor of the third set moving over a line of silos, each conveyor of the third set and each silo being provided with means (64, 74, 76) to allow the discharge of said material only in all unfilled silo (16) encountered in the direction of movement of the conveyor (24).

5. Vehicle according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises two sets of electrical energy accumulators (26), each set being arranged symmetrically with respect to the longitudinal plane, each set being mounted on means for translational movement (30) in the direction of said longitudinal plane.

6. Vehicle according to any one of claims 1 to 5, characterized in that each pickup element (14) is constituted by a pickup body mounted with cardan joint at the lower end of two support rods (100) slidably mounted relative to said supporting structure (2), said collecting body being provided with a rake (116) capable of picking up the materials on the seabed.

7. Vehicle according to claim 6, characterized in that said collection body comprises a first bearing surface (114) disposed in front of said rake and a second bearing surface (112) disposed behind said rake (116) by relative to the direction of movement of the vehicle and in that said rods (100) are provided at their upper end with a buoyancy element (104) capable of reducing the contact pressure of said surfaces during the picking up of materials.

8. Vehicle according to any one of claims 1 to 7, characterized in that each silo (16) comprises at its lower end means (84, 88) for discharging the ballast which initially fills them.

9. Vehicle according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises, in the front part of the internal zone of the silos (18) capable of receiving ballast for the descent of the vehicle and capable of rejecting this ballast for raising the vehicle.

10. Vehicle according to claim 4, characterized in that said conveyors of the third assembly (24) are of the bucket type, said buckets (24b) being pivotally mounted relative to the belts (24a) of each conveyor, each bucket comprising a roller (64) able to cooperate with a ramp (66, 68) parallel to the layout of said conveyor, said ramp have recesses (70) in line with each silo (18) allowing the tilting of said buckets, each silo being provided with a movable ramp portion (74) capable of assuming a high position extending said ramp (66, 68) and a low level position with said recesses (70), said ramp being provided on its face facing the silo, means (72) for bringing said ramp portion into the high position when the silo is full.