EP4731978A1 - Système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin - Google Patents

Abstract

Selon un aspect, la présente description a pour objet un système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin comprenant un instrument de mesure fibré (101) comprenant : un premier compartiment rigide (110) en connexion fluidique avec un premier conduit rigide (112) et rempli d'un premier liquide; un deuxième compartiment (120) au moins partiellement rigide en connexion fluidique avec un deuxième conduit (122) au moins partiellement souple, et rempli d'un deuxième liquide; une vanne (140) configurée pour permettre, en position ouverte, une connexion fluidique entre le premier conduit et le deuxième conduit et pour séparer de façon étanche, en positon fermée, le premier conduit du deuxième conduit; une membrane (150) configurée pour séparer le premier compartiment et le deuxième compartiment; un hublot (162) agencé dans une paroi commune entre un troisième compartiment et l'un des premier ou deuxième compartiment; une tête optique fibrée (170) configurée pour former avec une unité d'émission/réception un capteur interférométrique fibré configuré pour mesurer, en position fermée de la vanne, à travers ledit hublot, un déplacement de la membrane résultant d'une variation de pression entre le premier compartiment et le deuxième compartiment.

Description

Système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin La présente description concerne un système de mesure de pression en milieu sous-marin, et plus précisément de mesure de pression différentielle, ainsi qu’un procédé de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin. Etat de la technique Les mesures de variations pression sont utiles dans de nombreuses applications comme en médecine, en pétrochimie ou en aérospatiale et aéronautique, par exemple dans les souffleries. En particulier, des mesures de variations de pression sont utilisées en géosciences et géodésie fond de mer pour mesurer les variations du niveau marin, afin, par exemple, de pouvoir détecter les variations de hauteur en plusieurs points de la croûte terrestre pour étudier et anticiper les événements sismiques ou volcaniques. Ces mesures peuvent aussi être utilisées pour la détection de tsunamis. Pour réaliser de telles mesures de variations de pression, il est connu d’employer des capteurs de pression à cristaux de Quartz résonants, c’est-à-dire des capteurs comprenant des oscillateurs électriques à quartz dont la fréquence de résonance varie selon les contraintes de pression auxquels ils sont soumis. De tels capteurs de pression à cristaux de quartz résonants sont par exemple décrits dans le document [Réf 1]. Cependant de tels capteurs sont des capteurs complexes qui ont besoin d’une source d’énergie électrique et de composant électronique ne devant pas subir d’oxydation. Au-delà du coût qu’ils représentent, ces capteurs doivent donc être connectés à une alimentation externe ou bien comprendre une batterie au niveau de la tête du capteur, c’est-à-dire là où l’interaction entre le capteur et l’environnement à mesurer a lieu. Cela n’est pas souhaitable lorsque les capteurs sont déployés dans des environnements hostiles ou distants dans lesquels l’intervention de l’homme, par exemple pour changer une batterie déchargée, est extrêmement difficile ou bien impossible (forage profond, fond marin, milieu irradiant ou électromagnétique, haute température). Or dans le cas de mesures de pression pour des applications en géosciences, il est souvent préférable de se rapprocher au plus près de certaines zones de la croûte terrestre où ont lieu des événements tectoniques importants. Ainsi, il est parfois nécessaire de réaliser des mesures de pression dans des points de la croûte terrestre immergés à plusieurs kilomètres de profondeur. Dans cette configuration, l’utilisation de capteurs de pression à cristaux de quartz n’est donc pas toujours adéquate et d’autres types de capteurs seraient préférés. D’autres types de capteurs de pression sont connus comme le capteur de pression interférométrique à membrane, dont des modes de réalisation sont divulgués, par exemple, dans [Réf.2]. Un capteur interférométrique à membrane tel que décrit dans [Réf.2] comprend une cavité Fabry-Pérot fermée par une membrane. Une fibre optique projette un faisceau laser sur une première face de la membrane qui réfléchit le signal vers la fibre. Une deuxième face de la membrane est en contact avec un environnement, extérieur à la cavité, dont la pression est à mesurer. Une variation de pression de l’environnement entraîne une variation de pression sur la deuxième face de la membrane ; celle-ci se déforme, modifiant la façon dont le faisceau laser est réfléchi vers la fibre. En analysant les interférences qui se produisent entre le faisceau réfléchi par la membrane et un faisceau de référence, par exemple issu d’une réflexion à l’interface entre la fibre optique et la cavité, on peut déterminer les variations de pression de l’environnement. Dans un tel capteur, la génération du signal laser et la mesure de pression via l’analyse des interférences peuvent être réalisées à distance de la tête du capteur, au moyen d’une fibre optique. La source laser, l’énergie d’alimentation associée et les composants électroniques peuvent être déportés sur des distances importantes. Il est possible de maintenir une bonne sensibilité de la mesure à condition d’avoir une faible dispersion et une faible absorption dans le transport des faisceaux optiques par la fibre optique. Cependant, le capteur interférométrique à membrane tel que décrit dans [Réf.2] n’est adapté qu’à des mesures de micro-pression, c’est-à-dire des mesures de variation de pression inférieures ou égales à environ une dizaine de kPa. Un tel capteur n’est donc pas adapté à une mesure de pression dans les fonds marins dans laquelle la pression environnante peut être supérieure à plusieurs centaines de bars soit supérieure à 10⁷ Pa. La présente description a pour objet un système de mesure de pression appliqué à des mesures de variations de pression sous haute pression, notamment en milieu sous-marin. Résumé de l’invention Dans la présente description, le terme « comprendre » signifie la même chose que « inclure » ou « contenir », et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non décrits ou représentés. En outre, dans la présente description, le terme « environ » ou « sensiblement » est synonyme de (signifie la même chose que) présente une marge inférieure et/ou supérieure de 10%, par exemple 5%, de la valeur respective. Selon un premier aspect, la présente description concerne un système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin comprenant : - au moins une première unité d’émission/réception comprenant une source lumineuse, des moyens de détection et des moyens de traitement du signal; - au moins un premier instrument de mesure fibré configuré pour être positionné à une première position dans ledit milieu sous-marin et comprenant : - un premier compartiment rigide en connexion fluidique étanche avec un premier conduit rigide, le premier compartiment étant rempli d’un premier liquide; - un deuxième compartiment au moins partiellement rigide, en connexion fluidique étanche avec un deuxième conduit au moins partiellement souple, le deuxième compartiment étant rempli d’un deuxième liquide; - un troisième conduit pour la prise de pression sous-marine, ledit troisième conduit étant ouvert sur le milieu sous-marin et en connexion fluidique avec le deuxième conduit ; - au moins une première vanne configurée pour permettre, en position ouverte, une connexion fluidique entre le premier conduit et le deuxième conduit, afin de maintenir en équipression le premier compartiment et le deuxième compartiment, et configurée pour séparer de façon étanche, en positon fermée, le premier conduit du deuxième conduit; - une membrane configurée pour séparer le premier compartiment et le deuxième compartiment; - un troisième compartiment, étanche, rempli d’un fluide à pression atmosphérique ; - au moins un premier hublot, transparent dans une plage de longueurs d’onde donnée, agencé dans une paroi commune entre ledit troisième compartiment et l’un des premier ou deuxième compartiment ; - au moins une première tête optique fibrée configurée pour former avec ladite première unité d’émission/réception, un premier capteur interférométrique fibré, ledit premier capteur interférométrique fibré étant configuré pour mesurer, en position fermée de la première vanne, à travers ledit premier hublot, au moins un premier déplacement de la membrane résultant d’une variation de pression entre le premier compartiment et le deuxième compartiment lorsque le premier instrument de mesure est soumis à une variation de pression sous-marine. Par « rigide », on comprend dans la présente description que le premier compartiment et le premier conduit en connexion fluidique avec le premier compartiment ne subissent pas de déformations lorsqu’ils sont soumis aux pressions du milieu extérieur par rapport à la pression du premier liquide, par exemple au maximum 5 bars. Dans la présente description, un deuxième conduit au moins partiellement souple est un conduit qui comprend au moins localement des parois souples, c’est-à-dire des parois de nature à se déformer lorsqu’elles sont soumises aux pressions du milieu extérieur par rapport à la pression du deuxième liquide, typiquement des pressions supérieures à environ 1 bar. Dans la présente description, une séparation étanche réalisée par la membrane entre le premier compartiment et le deuxième compartiment signifie que la membrane ne laisse passer aucun liquide en deçà d’une pression seuil prédéterminée, par exemple une pression seuil égale à environ 1 bar, avantageusement 5 bars. Dans la présente description, une séparation étanche réalisée par la première vanne en position fermée entre le premier conduit du deuxième conduit signifie que la première vanne ne laisse passer aucun liquide en deçà d’une pression seuil prédéterminée, par exemple une pression seuil égale à environ 10 bars, avantageusement 200 bars. Le premier capteur interférométrique fibré est un capteur sans contact configuré pour mesurer un déplacement de la membrane en fonction d’un signal interférométrique résultant d’interférences entre un faisceau optique de référence et un faisceau optique signal résultant de la réflexion par la membrane d’un faisceau optique incident émis par la dite source lumineuse. Des capteurs interférométriques connus de l’état de l’art peuvent être mis en œuvre dans un système de mesure de pression différentielle selon le premier aspect. On connaît par exemple un capteur de déplacement optique comprenant un interféromètre de type Fabry-Pérot et décrit par exemple dans [réf.3]. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite au moins une première tête optique fibrée comprend : - une première fibre optique pour transporter un faisceau lumineux émis par la source de lumière vers la membrane, une extrémité de ladite première fibre optique étant agencée dans le troisième compartiment; - un premier collimateur pour collimater ledit faisceau lumineux émis par la source et issu de ladite première fibre optique, dans lequel ladite extrémité de la première fibre optique se trouve dans un plan focal objet du collimateur. Le faisceau optique de référence est alors par exemple un faisceau optique résultant de la réflexion par l’extrémité de ladite première fibre optique du faisceau optique incident émis par la dite source lumineuse. Le système de mesure de pression différentielle selon le premier aspect comprend ainsi au moins ledit premier instrument de mesure fibré qui, en opération, est destiné à être positionné à une première position donnée de l’environnement sous-marin dont on veut mesurer les variations de pression et ladite première unité d’émission/réception qui peut être déportée de l’endroit de mesure, grâce à la technologie fibrée. La première unité d’émission/réception comprend la source lumineuse, les moyens de détection et de traitement du signal et peut comprendre également des sources d’alimentation électrique, des moyens d’enregistrement et/ou de transmission des données. Le traitement des données peut ainsi se faire à grande distance, jusqu’à quelques dizaines de kilomètres, permettant d’envisager des installations sous-marines d’instruments de mesure à grande profondeur. Par ailleurs, dans un système de mesure de pression différentielle selon le premier aspect, le premier et le deuxième compartiment restent en équipression lorsque, dans un état initial, le premier instrument de mesure est descendu en milieu sous-marin jusqu’au fond sous-marin et la première vanne reste ouverte. Pour initier la mesure de pression différentielle, la première vanne est fermée. Le premier compartiment, rigide, est isolé de la pression externe et conserve la pression initiale. Le deuxième compartiment, en connexion fluidique avec un conduit au moins partiellement souple lui-même en connexion avec le milieu sous-marin, est soumis aux variations de pressions externe et transmet la pression externe. Une force se crée alors sur la membrane produisant un déplacement proportionnel à la variation de pression. Les déposants ont constaté que l’arrangement original du premier instrument de mesure à deux compartiments séparés par une première vanne selon le premier aspect permet des mesures de pression différentielle en milieu sous-marin à haute pression, typiquement jusqu’à 5 bars sans risque de détérioration de la membrane, puisque la membrane ne subit que les variations de pression et non pas la pression du milieu sous-marin. Il est ainsi possible d’effectuer une descente en fond marin profond en toute sécurité pour l’instrument et d’éviter toute structure de protection résistante à la haute pression qui est complexe, couteuse et qui diminue la fiabilité de l’instrument. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit premier instrument de mesure comprend en outre une enceinte de protection mécanique non étanche avec le milieu sous-marin, à l’intérieure de laquelle sont agencés le premier compartiment, le deuxième compartiment et le troisième compartiment. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le fluide qui remplit le troisième compartiment est un gaz, par exemple de l’air sec ou de l’azote. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, la membrane comprend un film mince, par exemple un film en silicium, inox ou titane, par exemple en forme de disque. Une épaisseur du film mince est par exemple comprise entre environ 90 µm et environ 500 µm. Avantageusement, la membrane peut comprendre en outre une fine couche réfléchissante, par exemple en or, pour optimiser la réflexion du faisceau incident. Une épaisseur de la couche réfléchissante est par exemple comprise entre environ 2 ^m et environ 10 ^m. La couche réfléchissante est par exemple localisée dans une région centrale de la membrane. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le premier liquide qui remplit le premier compartiment et/ou le deuxième liquide qui remplit le deuxième compartiment est transparent dans une gamme de longueurs d’onde comprise entre environ 1300 nm et environ 1600 nm. Cette plage de longueurs d’onde correspond à des longueurs d’onde de faisceaux lumineux utilisés de façon avantageuse dans un capteur interférométrique fibré, par exemple un capteur décrit dans [Réf.3]. Par transparent, on comprend que le liquide présente une absorption inférieure à environ 20% dans toute la plage de longueurs d’onde considérée. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le premier liquide qui remplit le premier compartiment et/ou le deuxième liquide qui remplit le deuxième compartiment a une densité sensiblement égale à celle de l’eau, ou supérieure à celle de l’eau, avantageusement supérieure ou sensiblement égale à deux fois celle de l’eau. Le premier liquide et/ou le deuxième liquide est de façon préférentielle non miscible avec l’eau pour limiter les risques de fuite. Un liquide plus dense que l’eau est plus facile à manipuler. Dans des exemples de réalisation, le premier liquide qui remplit le premier compartiment et/ou le deuxième liquide qui remplit le deuxième compartiment a un coefficient de viscosité cinématique proche de celui de l’eau, par exemple compris entre environ 1 et environ 15 mm²/s pour optimiser la réponse instrumentale. Pour le premier liquide et/ou le deuxième liquide, on pourra utiliser par exemple des huiles perfluorées présentant une densité égale à environ 1.9, par exemple les huiles LYF de la société Lubrilog® (8 mm²/s à 20°C) ou des huiles silicones de densité environ égale à 1, par exemple des huiles silicones de MerckEurolab® ou Lubrilog®(1 mm²/s à 20°C). Dans des exemples de réalisation, le premier compartiment comprend une paroi réalisée en un matériau dont le coefficient de dilatation thermique permet de compenser au moins en partie la dilatation thermique du premier liquide situé dans le premier compartiment. Plus le premier compartiment est grand, plus la sensibilité de la mesure est grande mais la sensibilité thermique augmente également. Dans des exemples de réalisation, le premier liquide a un coefficient de dilatation thermique compris entre environ 10^-5/°C et environ 1,1.10^-3/°C environ 9,6.10^-4/°C et environ 1,1.10^-3/°C. Dans des exemples de réalisation, la paroi du premier compartiment pourra être réalisée avec un matériau présentant un coefficient de dilation thermique important, par exemple compris entre 150.10^-6/°C et 230.10^-6/°C, par exemple entre 200.10^-6/°C et 230.10^-6/°C, par exemple du polyéthylène haute densité (PEHD) ou polyéthylène basse densité (PEBD). Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le premier liquide et le deuxième liquide sont identiques et le premier compartiment et le deuxième compartiment sont ainsi remplis du même liquide. Dans d’autres exemples de réalisation, le premier liquide et le deuxième liquide sont différents. Par exemple, le premier liquide qui remplit le premier compartiment a un coefficient de dilatation inférieur au coefficient de dilatation du deuxième liquide qui remplit le deuxième compartiment, un rapport entre les coefficients de dilatation étant par exemple compris entre environ 1 et environ 100, avantageusement entre environ 10 et environ 100. La déposante a montré qu’avec une différence entre les coefficients de dilatation du premier liquide et du deuxième liquide, l’impact des variations de température sur les mesures pouvait être réduit. Lorsqu’on fait le choix d’un premier liquide et d’un deuxième liquide différents, on pourra avantageusement choisir des liquides non miscibles. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit premier instrument de mesure comprend en outre un quatrième compartiment en communication fluidique avec le premier compartiment, ledit quatrième compartiment comprenant une paroi et au moins un premier élément rigide immergé dans le premier liquide en circulation au sein dudit quatrième compartiment, ledit au moins un premier élément rigide présentant un coefficient de dilatation thermique inférieur au coefficient de dilatation thermique de la paroi. Dans des cas notamment où la dilatation thermique du matériau dont est formée la paroi du premier compartiment ne permet pas de compenser celle du premier liquide, un tel agencement permet d’augmenter le volume de l’ensemble constitué du premier et du quatrième compartiment, et de compenser la dilatation du premier liquide. En effet, on pourra générer une dilatation thermique moyenne de l’ensemble élément rigide/liquide plus faible qui pourra être compensée par la dilatation thermique du matériau dont est formée la paroi du quatrième compartiment. Par exemple, ledit au moins un premier élément rigide présente un coefficient de dilatation thermique compris entre 10^-6 m/m/°C et 20 x 10^-6 m/m/°C. Par exemple, ledit au moins un premier élément rigide est en inox, en titane, en invar, ou en pyrex. Dans des exemples de réalisation, ledit au moins un premier élément rigide est un élément plein, ou creux. Il peut y avoir un premier élément rigide principal et des éléments rigides supplémentaires plus petits que l’élément rigide principal pour affiner la compensation de la dilatation thermique. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit premier instrument de mesure comprend en outre une deuxième tête optique fibrée agencée dans ledit troisième compartiment et configurée pour former avec ladite unité d’émission/réception, un deuxième capteur interférométrique fibré configuré pour mesurer une variation de température dudit troisième compartiment. La variation de la température au sein du troisième compartiment sera très sensiblement identique à la variation de température au sein du premier liquide et/ou deuxième liquide. En mesurant d’éventuelles variations de température, on pourra compenser d’éventuels artefacts de mesure liés à la dilatation thermique notamment du premier liquide. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit premier instrument de mesure comprend en outre : - un quatrième compartiment, étanche, rempli d’un fluide à pression atmosphérique, par exemple de l’air ; - un deuxième hublot agencé dans une paroi commune entre ledit quatrième compartiment et l’autre des premier ou deuxième compartiment ; et - une troisième tête optique fibrée configurée pour former avec ladite première unité d’émission/réception, un troisième capteur interférométrique fibré, ledit troisième capteur interférométrique fibré étant configuré pour mesurer, en position fermée de la première vanne, à travers ledit deuxième hublot, un deuxième déplacement de la membrane résultant d’une variation de pression entre le premier compartiment et le deuxième compartiment lorsque le système est soumis à une variation de pression sous-marine. Une double mesure permettra de déterminer une éventuelle dérive du premier capteur interférométrique fibré, dérive résultant par exemple d’une dérive de la longueur d’onde de la source lumineuse, et de corriger les artefacts de mesure résultant. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit premier instrument de mesure comprend en outre une quatrième tête optique fibrée agencée dans ledit troisième compartiment et configurée pour former avec ladite première unité d’émission/réception, un quatrième capteur interférométrique fibré configuré pour mesurer une dérive dudit premier capteur de déplacement optique fibré. Un tel capteur interférométrique fibré pourra permettre de détecter une dérive du premier capteur et de corriger les artefacts de mesure résultant, tout en s’affranchissant d’un quatrième compartiment avec un deuxième hublot. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon le premier aspect comprend en outre un deuxième instrument de mesure de pression différentielle configuré pour être positionné à une deuxième position dans ledit milieu sous-marin. Avec des mesures de pression différentielles réalisées à différentes positions, il sera possible d’interpréter avec plus de fiabilité l’origine de ces variations de pression sous-marines. Dans des exemples de réalisation préférés, ledit deuxième instrument de mesure est un instrument de mesure fibré qui coopère avec ladite première unité d’émission/réception pour la mesure de la pression différentielle. Par exemple, le deuxième instrument de mesure est un instrument de mesure comprenant des caractéristiques similaires à celle du premier instrument de mesure. Il est alors possible de travailler avec la même source pour les deux instruments de mesure. Cela permet de corriger une éventuelle dérive interne des deux instruments, en effectuant la différence des mesures fournies par les deux instruments, cette dérive étant identique pour les deux instruments car ils fonctionnent avec la même source lumineuse. Il est alors possible d’analyser par exemple une variation d’altitude ou un déplacement vertical relatif entre les deux instruments, par exemple lorsque l’un d’eux est situés à la circonférence d’un édifice volcanique sous-marin et l’autre sur une zone sommitale. Il est alors possible d’analyser une variation du niveau marin entre les deux instruments, par exemple une différence de niveau marin produit par un tsunami. Selon un deuxième aspect, la présente description concerne un procédé de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin mis en œuvre au moyen d’un système de mesure de pression différentielle selon le premier aspect. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le procédé comprend: - l’ouverture de la première vanne pour la mise en équipression du premier compartiment avec le deuxième compartiment ; - l’installation, dans le milieu sous-marin dont on cherche à mesurer une pression différentielle, dudit premier instrument de mesure; - la fermeture de la première vanne pour séparer, de façon étanche, le premier conduit du deuxième conduit; - la mesure, en position fermée de la première vanne, à travers ledit hublot, d’un déplacement de la membrane résultant d’une variation de pression entre le premier compartiment et le deuxième compartiment lorsque le premier instrument de mesure est soumis à une variation de pression sous-marine. Brève description des figures D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures suivantes : [Fig.1], représente un schéma d’un exemple d’un système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la présente description ; [Fig.2], représente un schéma illustrant le déplacement de la membrane dans un système de mesure de pression différentielle selon la présente description, lorsque le système est en utilisation ; [Fig.3A], représente un schéma d’une membrane, dans un premier exemple de réalisation ; [Fig.3B], représente un schéma d’une membrane, dans un deuxième exemple de réalisation ; [Fig.4], une photo montrant un exemple d’une membrane conforme à la membrane illustrée sur la Fig.3B ; [Fig.5A], représente un schéma d’une membrane dans un troisième exemple de réalisation, en utilisation dans un exemple d’un système de mesure de pression différentielle selon la présente description, dans un état initial ; [Fig.5B], représente un schéma de la membrane décrite sur la Fig.5A, en utilisation dans un exemple d’un système de mesure de pression différentielle selon la présente description, lors d’une mesure de pression différentielle ; [Fig.6], représente un schéma d’un autre exemple d’un système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la présente description ; [Fig.7], représente un schéma d’un exemple d’un autre exemple d’un système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la présente description ; [Fig.8], représente un schéma d’un autre exemple d’un système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la présente description ; [Fig.9A], représente un schéma d’un collimateur dans un exemple d’une première tête optique fibrée d’un appareil de mesure selon la présente description, le collimateur étant configuré pour la mise en forme spatiale d’un faisceau lumineux issu d’une fibre optique de ladite première fibre optique et son orientation vers la membrane ; [Fig.9B], représente un schéma illustrant plus en détails le fonctionnement du collimateur représenté sur la Fig.9A, lorsque ledit collimateur présente un défaut d’alignement. Les figures annexées sont schématiques et ne sont pas nécessairement à l'échelle, elles visent avant tout à illustrer les principes de l'invention. Sur les figures, des éléments (ou parties d'élément) identiques sont repérés, quand cela est possible, par les mêmes signes de référence. Description détaillée de l’invention La Fig.1 représente un schéma d’un exemple d’un système de mesure de pression différentielle 100 en milieu sous-marin selon la présente description. Le système 100 comprend au moins un premier instrument de mesure 101 et une unité démission/réception optique 102. L’instrument de mesure 101 comprend un premier compartiment rigide 110 en connexion fluidique étanche avec un premier conduit rigide 112 et un deuxième compartiment 120 au moins partiellement rigide, en connexion fluidique étanche avec un deuxième conduit 122 au moins partiellement souple. Le premier compartiment est rempli d’un premier liquide 131 et le deuxième compartiment est rempli d’un deuxième liquide 132. Dans des exemples de réalisation, le premier compartiment et le deuxième compartiment sont remplis d’un même liquide, le premier liquide et le deuxième liquide étant identiques. Le deuxième conduit 122 est en connexion fluidique avec un troisième conduit 123b ouvert sur le milieu sous-marin pour la prise de pression sous-marine. Le deuxième conduit 122 est partiellement souple pour faciliter la transmission de la pression externe, en opération. Par exemple, comme illustré sur la Fig.1, le deuxième conduit 122 est directement relié au troisième conduit 123b par l’intermédiaire d’une deuxième vanne 141, par exemple une vanne 3 voies en T permettant la mise en liquide et par laquelle est transmise la pression extérieure P_ext. L’instrument de mesure 101 comprend en outre une première vanne 140 configurée pour permettre, en position ouverte, une connexion fluidique entre le premier conduit 112 et le deuxième conduit 122. La première vanne 140 permet ainsi, en position ouverte, de maintenir en équipression le premier compartiment 110 et le deuxième compartiment 120. La première vanne 140 est par ailleurs configurée pour séparer de façon étanche, en positon fermée, le premier conduit 112 du deuxième conduit 122. La première vanne 140 permet donc d’isoler le compartiment 110 et de conserver une pression initiale P_i à l’intérieur du premier compartiment 110. La pression différentielle est alors quantifiée par rapport à cette pression initiale. Comme illustré sur la Fig.1, l’instrument de mesure 101 comprend également une membrane 150 configurée pour séparer le premier compartiment et le deuxième compartiment. L’instrument de mesure 101 comprend en outre un troisième compartiment 160, étanche, rempli d’un fluide 161 à pression atmosphérique P_atm, par exemple un gaz, par exemple de l’air sec ou de l’azote, et un hublot 162, transparent dans une plage de longueurs d’onde donnée, agencé dans l’exemple de la Fig.1 dans une paroi commune entre le troisième compartiment 160 et le deuxième compartiment 120. Dans des exemples de réalisation, au moins le deuxième compartiment 120 et le troisième compartiment 160 comprennent des parois avec un coefficient de dilatation thermique inférieur à 20 x 10^-6 m/m/°C, par exemple des parois inox ou en titane. Dans des exemples de réalisation, le premier compartiment 110 comprend une paroi en polyéthylène-haute-densité ou un autre matériau ayant un coefficient de dilatation thermique linéaire supérieur à environ 200 µm/m/°C ; cela permet de compenser au moins partiellement la dilatation du premier liquide dans le premier compartiment et ainsi minimiser la sensibilité thermique de l’instrument. Comme cela sera décrit plus en détail en référence à la Fig.8, le premier compartiment peut également se trouver en communication fluidique avec un quatrième compartiment au sein duquel est immergé dans le premier liquide un élément rigide (par exemple en inox, titane, invar ou pyrex) se dilatant moins que le premier liquide. Il est alors possible d’ajuster la dilatation équivalente de l’ensemble liquide + élément rigide avec la température et ainsi optimiser la compensation thermique. Comme illustré sur la Fig.1, le premier compartiment 110, le deuxième compartiment 120 et le troisième compartiment 160 peuvent être agencés dans une enceinte 180 de protection mécanique mais non étanche avec l’extérieur. L’enceinte 180 permet une protection mécanique des différents compartiments (chocs, manipulation, etc…) mais ne doit pas être étanche au milieu environnant pour ne pas gêner la mesure de la pression différentielle. Elle se présente par exemple comme un cylindre avec une longueur par exemple inférieur ou égale 1 m et un diamètre externe par exemple supérieur à 10 cm, par exemple compris entre environ 10 cm et environ 20 cm. La première vanne 140 est par exemple placée à l’extérieur de cette enceinte afin qu’elle soit manipulable, par un véhicule sous-marin téléopéré (ou « ROV » selon l’abréviation de l’expression anglo-saxonne « Remotely Operated Vehicle »). La première vanne 140 peut aussi être située à l’intérieur de l’enceinte 180 de protection si on choisit une électrovanne. La première vanne 140 est avantageusement étanche à des variations de pression supérieures à plusieurs dizaines de bar, pendant la durée de fonctionnement de l’instrument qui peut être supérieure à plusieurs années. La première vanne est par exemple en inox ou en titane. Pour assurer l’équipression entre le premier compartiment et le deuxième compartiment (première vanne ouverte), le deuxième compartiment 120 au moins partiellement rigide est en connexion fluidique étanche avec le deuxième conduit 122 au moins partiellement souple. Le matériau formant le conduit souple 122 peut être choisi pour être compatible avec le milieu extérieur et avec le deuxième liquide 132, c’est-à-dire non poreux et non réactif chimiquement. Par exemple, on pourra choisir pour le matériau formant le tube souple un matériau de type polychlorure de vinyle (PVC) Dans l’exemple de la Fig.1, le tube souple 123 se situe à l’intérieur de l’enceinte de protection 180. A l’extérieur de l’enceinte, on pourra prolonger le tube souple 123 du deuxième conduit 122 par un tronçon 124 en matériau plus robuste et plus rigide pour faire face à des chocs extérieurs, par exemple de l’inox ou du titane. Le tronçon 124 se prolonge jusqu’à la première vanne 140 séparant le premier conduit 112 et le deuxième conduit 122. Le premier compartiment 110 rigide est quant à lui en connexion fluidique étanche avec un premier conduit 112 rigide. Le premier conduit rigide 112 comprend par exemple un tube, comme illustré sur la Fig.1. Il est suffisamment rigide pour ne pas subir de déformations lorsqu’il est soumis aux pressions du milieu extérieur par rapport à la pression du premier liquide 131. L’objectif est de s’assurer que le premier liquide 131 à l’intérieur du premier compartiment 110 ne subisse aucune compression malgré les variations de pression du milieu extérieur environnant. Autrement dit, on cherche à s’assurer que le volume du premier compartiment reste à une pression initiale de référence avant fermeture de la première vanne 140 qui isole le premier compartiment 110 du deuxième compartiment 120 Par exemple, le premier conduit 112 est en inox ou en titane. Le deuxième liquide 132 qui remplit le deuxième compartiment 120, le deuxième conduit 122 au moins partiellement souple et le troisième conduit 123b est de préférence non absorbant dans le proche infrarouge, plus précisément, de préférence transparent dans une gamme de longueurs d’onde comprise entre environ 1300 nm et environ 1600 nm. En effet, des faisceaux lumineux à de telles longueurs d’onde notamment peuvent être transportés dans des fibres optiques de très grande longueur avec une très faible atténuation. Par exemple, on pourra utiliser des longueurs d’onde utilisées aujourd’hui dans les télécom, à savoir 1310 nm et 1550 nm. Pour le deuxième liquide 132, on peut utiliser de l’eau mais l’eau étant absorbante dans le proche infrarouge, cela réduit la distance que le faisceau optique incident peut traverser dans le liquide, et par conséquent la plage de mesure pour la pression différentielle. Ainsi, en pratique, on choisira plutôt un liquide non miscible avec l’eau et plus dense que l’eau, pour minimiser le risque de fuite. On pourra ainsi choisir une huile, par exemple une huile avec une densité au moins deux fois supérieure à celle de l’eau. Par exemple, on pourra utiliser une huile perfluorée. Le premier liquide 131 peut être identique au deuxième liquide 132. Néanmoins, on pourra choisir des liquides différents, de préférence non miscibles. Par exemple, le premier liquide 131 qui remplit le premier compartiment peut avoir un coefficient de dilatation inférieur au coefficient de dilatation du deuxième liquide 132 qui remplit le deuxième compartiment, la différence entre les coefficients de dilatation étant par exemple comprise entre environ 1 et environ 100, par exemple entre environ 10 et environ 100. La déposante a montré qu’avec une différence entre les coefficients de dilatation du premier liquide et du deuxième liquide, l’impact des variations de température sur les mesures pouvait être réduit. Par exemple, pour le premier liquide 131, on peut utiliser de l’eau pure, et pour le deuxième liquide, on peut utiliser une huile. Dans des exemples de réalisation, le premier instrument de mesure comprend en outre une vanne 142 agencée sur un conduit 110b en communication fluidique avec le premier compartiment 110 et/ou une vanne 143 agencée sur un conduit 120b en communication fluidique avec le deuxième compartiment 120. Ces vannes permettent d’injecter le liquide à l’intérieur de l’instrument et/ou d’effectuer une vidange. Cela permet aussi d’isoler le liquide de l’extérieur pendant le transport de l’instrument par exemple avant la mise à l’eau. Le premier instrument de mesure 101 comprend par ailleurs une tête optique fibrée 170 configuré pour former, avec l’unité d’émission/réception, un capteur interférométrique fibré. Ce capteur interférométrique fibré est configuré pour mesurer, en position fermée de la première vanne, à travers le hublot 162, un déplacement de la membrane résultant d’une variation de pression entre le premier compartiment 110 et le deuxième compartiment 120 lorsque le premier instrument de mesure est soumis à une variation de pression sous-marine. Le hublot 162 permet de faire passer le faisceau lumineux incident, par exemple un faisceau laser présentant un diamètre compris entre environ 0,5 mm et environ 3 mm depuis le troisième compartiment (160, Fig.1) à pression atmosphérique vers l’un des premier et deuxième compartiments séparés par la membrane. Dans l’exemple de la Fig.1, le hublot 162 est agencé dans une paroi commune entre le troisième compartiment 160 et le deuxième compartiment 120 relié au conduit au moins partiellement souple et qui transmet les variations de pression du milieu extérieur lorsque la première vanne 140 est fermée. Cependant, dans d’autres configurations, le hublot peut tout à fait être agencé dans une paroi commune entre le troisième compartiment 160 et le premier compartiment rigide 110 configuré pour rester à une même pression P_i de référence lorsque la première vanne 140 est fermée. Le hublot 162 a des propriétés optiques et mécaniques adaptées. Il est fait en un matériau qui peut résister à la pression extérieure du fond marin, et notamment du fond marin profond, par exemple jusqu’à environ 600 bars. Par exemple, pour le hublot, on pourra utiliser la silice, ou avantageusement le saphir, dont les propriétés mécaniques de résistance aux fortes pressions sont très bonnes. Le hublot 162 est également conçu pour laisser passer le faisceau laser incident et le faisceau laser réfléchi avec le moins possible d’absorption et le maximum de transmission. Pour minimiser les réflexions parasites, le hublot peut être revêtu d’un traitement anti-reflet, avantageusement sur chacune de ses faces. Dans des exemples de réalisation, le hublot a la forme d’une lame à faces planes et parallèles. Il est par exemple cylindrique, et comprend par exemple un diamètre compris entre environ 2 cm et environ 5 cm et par exemple une épaisseur comprise entre environ 5 mm et environ 15 mm pour optimiser la résistance aux hautes pressions externes. Dans des exemples de réalisation, le premier instrument de mesure présente des dimensions d₁, d₂, d₃ avec d₁ compris entre environ 5 cm et environ 15 cm, d₂ compris entre environ 10 cm et environ 20 cm, d₃ compris entre environ 50 cm et environ 1 m. Comme illustré sur la Fig.1, la tête optique fibrée 170 comprend généralement une fibre optique 172a, 172b configurée pour transporter dans le troisième compartiment 160 un faisceau lumineux incident B₁ émis par une source de lumière 177 de l’unité d’émission/réception, déportée du milieu dans lequel est faite la mesure. Comme cela sera décrit plus en détails par la suite, le faisceau lumineux incident est dirigé vers la membrane 150 et est réfléchi par ladite membrane. Le faisceau réfléchi interfère avec un faisceau de référence pour former un signal interférométrique envoyé vers des moyens de détection 178 de l’unité d’émission/réception. Le signal ainsi détecté est traité par des moyens de traitement du signal 179 de l’unité d’émission/réception pour déterminer un déplacement de la membrane 150. En opération, un déplacement de la membrane entraîne une modification du chemin optique subi par le faisceau réfléchi et de ce fait une modification du signal d’interférence. Dans des exemples de réalisation, une calibration préalable du système permet d’associer à un déplacement de la membrane, une variation de pression. Dans un système de mesure de pression différentielle 100 tel qu’illustré sur la Fig.1, on peut ainsi distinguer l’instrument de mesure 101 avec tous les éléments destinés à être positionnés dans le milieu dans laquelle se fait la mesure et l’unité d’émission/réception 102 avec tous les éléments déportés dudit milieu, agencés par exemple sur une plateforme en surface (port ou plateforme marine). L’unité d’émission/réception 102 comprend par exemple tous les éléments électriques, électroniques, ou alimentation électrique et de façon générale, tous les éléments dont la maintenance ou le fonctionnement sont difficiles en milieu sous-marin. L’unité d’émission/réception 101 et l’instrument de mesure 102 sont reliés par la fibre optique 172a, 172b. Dans l’exemple de la Fig.1, la fibre optique comprend un premier tronçon 172a pour transporter la lumière entre la plateforme en surface et le troisième compartiment. Ce premier tronçon comprend par exemple une gaine renforcée. Sa longueur peut être de quelques dizaines de mètres à quelques dizaines de kilomètres, par exemple entre environ 10 m et environ 40 kms. La fibre optique comprend également, dans l’exemple de la Fig.1, un deuxième tronçon 172b pour transporter la lumière dans le troisième compartiment 160. L’instrument de mesure peut comprendre un élément de connexion étanche 176 permettant l’insertion de la fibre optique dans le troisième compartiment 160. Comme illustré sur la Fig.1, la tête optique fibrée comprend avantageusement un collimateur 174 en sortie du tronçon de fibre 172b configuré pour former un faisceau incident collimaté à partir du faisceau lumineux issu de la fibre 172b et une platine 175 d’alignement optique du collimateur 174 pour optimiser la réflexion du faisceau collimaté sur la membrane 150. Le collimateur 174 et la platine 175 sont agencés au sein du troisième compartiment 160. Le collimateur 174 permet avantageusement en collimatant le faisceau optique de viser la membrane 150 à une distance comprise entre 5 mm et 20 mm du collimateur. Cette distance de plusieurs centimètres permet tout d’abord une sortie du faisceau de la fibre optique dans l’air. Cela permet d’avoir une interface fibre/air ce qui permet la génération d’un faisceau de référence résultant de la réflexion (environ 4%) sur ladite interface. Par ailleurs, le faisceau collimaté traverse le deuxième liquide 132 du deuxième compartiment 120 sur une distance suffisamment grande pour ne pas subir des artefacts qui pourraient résulter d’une trop fine couche de liquide. L’éloignement centimétrique de la membrane par rapport à la sortie de fibre permet également plus de flexibilité dans le choix de la membrane (dimension, épaisseur) afin d’optimiser la sensibilité et l’étendue de mesure de l’instrument. En fonctionnement, dans un système de mesure de pression différentielle tel qu’illustré sur la Fig.1, pendant la descente jusqu’au fond marin, la première vanne 140 est ouverte, le premier compartiment 120 à pression P_ext et le deuxième compartiment 110 à pression P_i sont en équipression entre eux (P_ext = P_i), mais aussi en équipression avec le milieu extérieur, Puis, une fois posé sur le fond marin, pour la mesure de pression différentielle, la première vanne est fermée et conserve un état initial de la pression dans le compartiment isolé 110. La Fig.2 illustre ainsi la déformation de la membrane, lorsque la première vanne est fermée et qu’une variation de pression est exercée par le milieu sous-marin par rapport à l’état initial. Sur la Fig.2, par souci de simplification, seuls le premier compartiment 110, deuxième compartiment 120 et hublot 162 du troisième compartiment sont représentés. Le premier compartiment 110, rigide, reste isolé de la pression externe et conserve la pression initiale P₁. Le deuxième compartiment, en connexion fluidique avec un conduit au moins partiellement souple, est quant à lui soumis aux variations de pressions externe. La pression du deuxième compartiment diffère. Une force se crée alors sur la membrane produisant un déplacement proportionnel à la variation de pression. Ainsi, une pression P_ext du deuxième compartiment supérieure à la pression P_i du premier compartiment, entraîne un déplacement +dx de la membrane et inversement, une pression P_ext plus faible entraînera un déplacement – dx. Une calibration préalable du système pourra permettre de déterminer la pression différentielle à partir de la valeur de déplacement dx. Des capteurs interférométriques fibrés pour la mesure du déplacement dx sont connus de l’état de l’art et peuvent être mis en œuvre dans un système de mesure de pression différentielle selon la présente description. On connaît par exemple un capteur interférométrique comprenant un interféromètre de type Fabry-Pérot et décrit par exemple dans [réf.3]. Comme illustré sur la Fig.2, un faisceau optique incident B₁ issu de la fibre optique 172b traverse le hublot 162 et est réfléchi sur la membrane 150 en déplacement du fait des variations de pression. Le faisceau réfléchi B₂ est transporté à nouveau par la fibre. Des interférences ont lieu entre le faisceau réfléchi par la membrane B₂ et un faisceau réfléchi en bout de fibre, non représenté sur la figure. Lorsque la membrane subit un déplacement, le faisceau réfléchi subit une variation du chemin optique et il s’ensuit une modification de la figure d’interférence. Les variations de la figure d’interférence sont enregistrées par les moyens de détection (178, Fig.1) puis l’unité de traitement 179 permet d’en déduire la mesure de pression différentielle. Comme décrit précédemment, un collimateur 174, avantageusement agencé sur une platine de réglage, permet de collimater le faisceau optique incident. L’éloignement centimétrique entre le bout de la fibre 172b et la membrane rendu possible par le collimateur configuré pour produire un faisceau incident collimaté, permet également d’avoir une grande étendue de mesure et ainsi d’avoir des déplacements dx importants de plusieurs centaines de µm et donc de pouvoir mesurer des variations de pression proche de 5 bars, tout en gardant une sensibilité suffisante permettant d’avoir une grande résolution du niveau marin proche de 0.1 mm, soit ~1 Pa. La membrane 150 est configurée pour séparer le premier compartiment et le deuxième compartiment de façon étanche, c’est-à-dire qu’elle ne laisse passer aucun liquide en deçà d’une pression seuil prédéterminée, par exemple une pression seuil égale à environ 5 bar, avantageusement 10 bars. Les paramètres de la membrane (matériau, épaisseur, dimensions) dépendent des capacités recherchées, et notamment la sensibilité, c’est-à-dire la capacité de se déformer en fonction de la variation de pression, la plage de mesure de pression différentielle souhaitée, le seuil de résistance mécanique souhaité. Le matériau pour la membrane est choisi pour être compatible avec le ou les liquide(s) utilisé(s) et avec les matériaux du premier compartiment et du deuxième compartiment, afin d’éviter des phénomènes d’oxydoréduction qui peuvent se produire même en présence de joints isolants entre la membrane et les deux compartiments. Les Fig.3A et Fig.3B illustrent ainsi deux premiers exemples de membranes agencées dans un système de mesure de pression différentielle selon la présente description, pour la séparation du premier compartiment et du deuxième compartiment. Comme pour la Fig.2, seul le premier compartiment 110, le deuxième compartiment 120 et le hublot 162 du troisième compartiment sont représentés. La Fig.3A illustre un premier exemple d’une membrane 150 selon la présente description. La membrane comprend dans cet exemple un film mince 152, par exemple un film en silicium, par exemple en forme de disque. D’autres matériaux peuvent être utilisés, par exemple l’inox ou le titane. L’épaisseur est par exemple comprise entre environ 90 µm et environ 500 µm. Dans le cas où la membrane à la forme d’un disque, le diamètre pourra par exemple être comprise entre 50 mm et environ 100 mm. De manière générale, la sensibilité de la membrane dépend de façon connue des propriétés mécaniques du matériau utilisé, de l’épaisseur de la membrane et des dimensions maximales de la membrane, par exemple un diamètre dans le cas où la membrane a la forme d’un disque. Avantageusement, la membrane 150 peut comprendre une fine couche réfléchissante 151 pour optimiser la qualité de réflexion du faisceau laser à sa surface et augmenter la sensibilité optique de l’instrument. La couche réfléchissante peut être localisée dans la région de la membrane où se trouve l’impact avec le faisceau lumineux incident, par exemple dans une région centrale. La couche réfléchissante est par exemple une couche en or, avec une épaisseur par exemple comprise entre environ 2 ^m et environ 10 ^m. La couche réfléchissante se trouve au moins du côté de la membrane qui reçoit le faisceau lumineux incident. Comme illustré sur la Fig.3A, la membrane 150 est agencée de telle sorte à séparer de façon étanche le premier compartiment et le deuxième compartiment. L’étanchéité est par exemple assurée au moyen de joints d’étanchéité 158, 159. Dans des exemples de réalisation, le premier compartiment 110 et le deuxième compartiment 120 forment un cylindre et la membrane sépare le cylindre en deux parties pour former chacun des compartiments. Chaque compartiment a par exemple une dimension interne mesurée dans la direction du rayon incident comprise entre environ 3 mm et environ 5 mm. Le volume de chaque compartiment est par exemple compris entre environ 10 cm³ et environ 100 cm³. La Fig.3B illustre un deuxième exemple d’une membrane 150 selon la présente description. La membrane comprend dans cet exemple un film mince 153 (d’épaisseur comprise par exemple entre environ 90 µm et environ 100 µm) avec une forme en accordéon concentrique permettant d’augmenter le domaine de linéarité de l’instrument. Comme précédemment, la membrane 150 illustré sur la Fig.3B peut comprendre une fine couche réfléchissante 151 pour optimiser la qualité de réflexion du faisceau laser à sa surface et augmenter la sensibilité optique de l’instrument. La Fig.4 représente à titre d’illustration une photo d’un exemple d’une telle membrane en Cuivre Bérilium (CuBe) agencée dans un support 155. Pour une telle membrane en forme d’accordéon, chaque ondulation peut se déformer de façon indépendante et produire un déplacement du centre de la membrane. La somme de ces déplacements permet une mesure dans un domaine linéaire plus important que pour une membrane lisse telle que montrée sur la Fig.3A qui ne peut se déformer que dans un seul plan. Comme dans l’exemple de la Fig.3A, l’étanchéité est par exemple assurée au moyen de joints d’étanchéité 158, 159. Comme dans l’exemple de la Fig.3A, le premier compartiment 110 et le deuxième compartiment 120 peuvent former un cylindre et la membrane sépare le cylindre en deux parties, par exemple deux parties semblables, pour former chacun des compartiments. La Fig.5A et la Fig.5B illustrent un troisième exemple d’une membrane 150 selon la présente description agencée dans un système de mesure de pression différentielle selon la présente description. Dans cet exemple, plusieurs membranes sont associées entre elles pour former un ou plusieurs soufflets remplis du premier liquide 131. Le ou les soufflets forment le deuxième compartiment 120 au moins partiellement souple, en communication fluidique avec le deuxième conduit 122. Comme illustré sur les Fig.5A et Fig.5B, le hublot 162 est dans cet exemple agencé dans une paroi commune avec le premier compartiment 110 rigide et le troisième compartiment 160 (non représenté). En opération, le faisceau incident B₁ peut comme précédemment se trouver réfléchi par une région centrale 151 réfléchissante. La Fig.5A illustre un état initial lorsque la pression dans le compartiment 120 est égale à la pression initiale P_i. La Fig.5B illustre un état de mesure lorsque la pression P_ext dans le compartiment 120 est par exemple supérieure à la pression initiale P_i. Une augmentation de la pression P_ext est transmise grâce au deuxième conduit 122 en communication fluidique avec le troisième conduit (non représenté sur la Fig.5A, Fig.5B) ouvert sur le milieu sous-marin et entraîne un élargissement du ou des soufflets, ce qui à son tour, entraîne un déplacement de la membrane. Comme cela est illustré à titre d’exemple sur la Fig.5B, le déplacement de la membrane 150 résulte dans cet exemple de l’élargissement des deux soufflets. Il en résulte un déplacement égal à dx_1,f – dx_1,i + dx_2,f - dx_2,i, où dx_1,i, dx_2,i sont les épaisseurs des soufflets mesurées dans la direction du faisceau incident, dans l’état initial, et dx_1,f, dx_2,f sont les épaisseurs des soufflets dans l’état de mesure. La sensibilité de mesure peut ainsi être augmentée avec le nombre de soufflets. Dans des exemples de réalisation avantageux, on peut prévoir d’autres mesures permettant de mesurer et compenser au moins partiellement les dérives du capteur et/ou mesurer et compenser au moins partiellement les effets des variations de température au sein du système de mesure 100. Les Fig.6, Fig.7 et Fig.8 illustrent ainsi différents exemples de réalisation de systèmes de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la présente description. Par souci de simplification, seul l’instrument de mesure est représenté sur ces figures. La Fig.6 représente ainsi un schéma d’un exemple d’un système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la présente description, comprenant au sein du troisième compartiment 160, une deuxième tête optique fibrée 610 configurée pour former, avec l’unité d’émission/réception, un deuxième capteur interférométrique fibré configuré pour mesurer une variation de température au sein du troisième compartiment. La deuxième tête optique fibrée 610 comprend dans cet exemple un tube 618 configuré pour se dilater avec la température. A l’extrémité du tube se trouve une cible réfléchissante 612, par exemple une pastille en or. Un faisceau lumineux émis par la même source que celle du premier capteur et issu d’une fibre optique 172c permet d’illuminer la cible 612. Comme pour la première tête optique 170, un collimateur 615 peut être utilisé pour collimater le faisceau en sortie de fibre. Une mesure de déplacement de la cible 612 résultant de la variation de la longueur du tube est effectué comme pour la mesure de déplacement de la membrane au moyen du premier capteur. On peut en déduire une variation de température dans le troisième compartiment 160 représentative de la température de l’instrument 101. Cette mesure de variation de température permet de corriger d’éventuels artefacts de mesure, par exemple au moyen d’une calibration préalable du système. La calibration comprend par exemple une estimation d’un déplacement de la membrane en fonction d’une variation de température. Par ailleurs, L’instrument de mesure illustré sur la Fig.6 comprend en outre un quatrième compartiment 660 étanche, rempli d’un fluide 661 à pression atmosphérique, par exemple un gaz, par exemple de l’air ou de l’azote, un deuxième hublot 662 agencé dans une paroi commune entre ledit quatrième compartiment 660 et l’un des premiers ou deuxième compartiment 110, 120. L’instrument de mesure comprend en outre une troisième tête optique fibrée 670 configurée pour former, avec l’unité d’émission/réception (non représentée sur la Fig.6), un troisième capteur interférométrique fibré configuré pour mesurer, en position fermée de la première vanne, à travers le deuxième hublot, un deuxième déplacement de la membrane. Dans cet exemple, le premier hublot 162 est agencé dans une paroi commune entre le troisième compartiment 160 et le deuxième compartiment 120 au moins partiellement souple et le deuxième hublot 662 est agencé dans une paroi commune entre le quatrième compartiment 660 et le premier compartiment 110 rigide mais l’inverse est également possible. Cet agencement particulier permet de faire deux mesures de part et d’autre de la membrane 150 et de contrôler ainsi des dérives internes du capteur associées par exemple à un vieillissement de la source laser et à une variation de la longueur d’onde associée qui peut introduire un artéfact sur la mesure du déplacement de la membrane et donc de la pression différentielle. Dans cet exemple de réalisation, des couches d’or centrales réfléchissantes pourront se trouver de part et d’autre de la membrane. Un faisceau lumineux issu de la même source laser que celle du premier capteur est transmis au moyen d’une fibre optique vers le deuxième hublot 662 par exemple au moyen d’un élément de connexion étanche 676 permettant l’insertion de la fibre optique dans le quatrième compartiment 660. Comme dans l’exemple de la première tête optique fibrée 170, la tête optique fibrée 670 comprend avantageusement un collimateur 674 en sortie de fibre configuré pour former un faisceau incident collimaté et une platine 675 d’alignement optique du collimateur 674 pour optimiser la réflexion du faisceau collimaté sur la membrane 150. Le collimateur 674 et la platine 675 sont agencés au sein du quatrième compartiment 660. Le troisième capteur de déplacement optique fibré fonctionne de la même manière que le premier capteur et mesure donc un déplacement qui devrait être de même amplitude mais de sens opposé à celui mesuré par le premier capteur. En cas de dérive de la source, la somme des déplacements mesurés n’est pas nulle et on peu en déduire la correction à appliquer. Bien entendu, le deuxième capteur de déplacement optique fibré illustré sur la Fig.6 pour la mesure de la température et le quatrième compartiment 660 équipé du deuxième hublot 662 pour la compensation des dérives peuvent être prévus dans le système de mesure de pression différentielle indépendamment l’un de l’autre. La Fig.7 représente un schéma d’un autre exemple d’un système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la présente description. Le système comprend par exemple une tête optique fibrée 610 configurée pour former un capteur de température tel que décrit précédemment. Dans cet exemple de réalisation, le système comprend en outre, au sein du troisième compartiment 160, une quatrième tête optique fibrée 710 configurée pour former, avec l’unité d’émission/réception, un quatrième capteur de déplacement optique fibré (capteur de référence) configuré pour mesurer une dérive du premier capteur de déplacement optique fibré. Il est ainsi possible de contrôler des dérives internes du premier capteur, dues par exemple à un vieillissement de la source et à une variation de la longueur d’onde associée. Comparé au système décrit sur la Fig.6, le quatrième capteur permet d’éviter un mode de réalisation à deux hublots et utilisant 2 passages étanches 176 et 676, plus encombrant, et diminuant la fiabilité. La tête optique fibrée 710 comprend dans cet exemple un tube 718 réalisé dans un matériau qui ne se dilate pas avec la température, par exemple un verre de type vitrocéramique comme le zérodur®. A l’extrémité du tube se trouve une cible réfléchissante 712, par exemple un miroir en or. Un faisceau lumineux issu de la même source que celle du premier capteur issu d’une fibre optique 172d permet d’illuminer la cible 712. Une mesure de déplacement de la cible 712 résulte nécessairement d’une dérive de la source puisque le tube ne se dilate pas. Une différence entre le signal du déplacement obtenu avec le premier capteur et le signal obtenu avec le capteur de référence permet d’obtenir un signal corrigé. La Fig.8 représente un schéma d’un autre exemple d’un système de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la présente description. L’instrument de mesure comprend dans cet exemple (optionnellement) un capteur de température 610 tel que décrit précédemment et un capteur 710 pour la mesure de la dérive de la source, tel que décrit précédemment. L’instrument de mesure comprend en outre un quatrième compartiment 810 en communication fluidique avec le premier compartiment 110, ledit quatrième compartiment comprenant une paroi 812 et, selon des exemples, au moins un premier élément rigide 814 immergé dans le premier liquide 131 en circulation au sein du quatrième compartiment, ledit au moins un premier élément rigide présentant un coefficient de dilatation thermique inférieur au coefficient de dilatation thermique de la paroi. Un tel arrangement permet de compenser une éventuelle dilatation du liquide dans le premier compartiment 110. Dans le premier compartiment 110 en effet, si le liquide se dilate à pression constante, il augmente de volume et donc provoque un déplacement de la membrane, traduisant une erreur de mesure de variation de pression négative. On peut compenser ou minimiser cette dilatation du liquide 131 grâce au compartiment supplémentaire 810 en communication fluidique avec le premier compartiment 110. Un cas idéal serait un compartiment ayant une variation de volume après dilatation identique à celle du premier liquide. Dans ce cas, la membrane 150 ne subira aucune erreur de déplacement. Il est cependant difficile de trouver une matière pour le compartiment ayant le coefficient de dilatation parfaitement adapté pour compenser la dilatation du premier liquide. On pourra alors ajouter à l’intérieur du compartiment 810 au moins un premier élément rigide 814 ayant un plus faible coefficient de dilatation que celui du premier liquide, comme l’inox ou le titane, avantageusement un coefficient de la dilatation très faible comme l’invar, le zerodur, ou la silice. L’association liquide et solide rigide permet de diminuer la dilatation équivalente de l’ensemble, et même de l’ajuster avec précision à celle du premier compartiment en calculant puis en plaçant une proportion du volume rigide précis. Cet ajustement peut se faire en plaçant de petits éléments rigides additionnels, par exemple des disques d’un certain diamètre et d’une certaine épaisseur. On peut noter que dans les exemples des systèmes illustrés sur les Fig.6, Fig.7, Fig.8, une seule source lumineuse est utilisée pour une pluralité de capteurs (170, 670, 610, 710). Il est alors possible d’éliminer ou fortement réduire des sources de bruit par mesure différentielle entre les capteurs et obtenir un contrôle de la dérive interne du système optique. Autrement dit, la dérive étant identique sur le réseau multi-capteurs, elle peut être éliminée. Par ailleurs, on limite le coût des capteurs déployés en utilisant une seule source lumineuse. On conçoit également qu’il est possible d’utiliser une seule source laser pour ledit premier instrument de mesure et pour au moins un deuxième instrument de mesure (non représenté sur les figures), permettant également de faire des mesures différentielles entre les 2 instruments et d’éliminer toute forme de dérive interne ou de bruit se produisant pour les 2 instruments. La Fig.9A représente un schéma d’un collimateur 174 dans un exemple d’un premier capteur de déplacement optique fibré selon la présente description. Le collimateur présente un axe optique ( ^) et est configuré pour la mise en forme spatiale d’un faisceau lumineux issu de la fibre optique 172b du premier capteur (Fig.1) afin de produire le faisceau lumineux collimaté B₁ et de le diriger vers la membrane 150, située par exemple entre environ 5 mm et environ 20 mm d’une face de sortie du collimateur. Plus précisément, dans des exemples de réalisation, le faisceau lumineux collimaté est incident de façon sensiblement perpendiculaire sur la partie centrale réfléchissante 151 de la membrane. Comme illustré sur la Fig.9A, le collimateur est monté sur une platine d’alignement 175 qui permet d’orienter l’axe optique du collimateur dans un cône d’angle au sommet, par exemple compris entre environ ±5°. La platine d’alignement comprend par exemple un support mobile 901 dans lequel est agencé le collimateur, un support fixe 902 et des vis de réglages 903 configurés pour modifier l’inclinaison du support mobile 901 par rapport au support fixe 902 autour de deux axes contenus dans le plan du support mobile. Il en résulte un pivotement de l’axe optique du collimateur dans un cône 905 centré sensiblement sur une direction perpendiculaire au plan du support fixe. Les déposants ont montré que le premier capteur de déplacement optique fibré ainsi décrit est extrêmement robuste en ce qu’il fonctionne parfaitement bien même avec un léger défaut d’alignement du collimateur de ±1.5° qui résulte en un léger défaut d’alignement de l’axe optique du collimateur avec une direction perpendiculaire à la membrane 151. La Fig.9B représente ainsi un schéma illustrant plus en détails le fonctionnement du collimateur représenté sur la Fig.9A, lorsque le collimateur 174 présente un défaut d’alignement. Dans cet exemple de réalisation, un foyer objet du collimateur 174 est sensiblement situé dans un plan de sortie P_F de la fibre optique 172b. Pour rappel, dans un capteur de déplacement optique comprenant un interféromètre de type Fabry-Pérot, on mesure des variations d’un signal d’interférence résultant des interférences entre d’une part, un faisceau lumineux de détection (B₂, Fig.2) qui résulte de la réflexion du faisceau lumineux incident collimaté B₁ sur la membrane et d’autre part, un faisceau lumineux de référence, qui résulte de la réflexion de la lumière incidente à l’extrémité de la fibre optique 172b, la réflexion résultant de l’interface verre/air. Le faisceau de détection rentre dans la fibre 172b et se combine avec le faisceau de référence pour produire des interférences. Tout mouvement ou déplacement de la surface réfléchissante 151, ou de manière équivalente, toute variation de la longueur de la cavité optique telle qu'induite par une variation de position de la membrane se traduira par la génération de franges d'interférences dynamiques. Ce signal d'interférence est ensuite transmis par le circuit de fibre jusqu'aux moyens de détection 178 du capteur (voir Fig.1), déportés du milieu dans lequel est faite la mesure, puis traité de manière connue par l’unité de traitement du signal 179 pour déterminer le déplacement de la membrane et en déduire une mesure de pression différentielle. Comme expliqué précédemment, des artefacts de mesure liés par exemple à des variations de longueur d’onde de la source d’émission, des variations de température, de dérive interne, etc. peuvent être corrigés. Comme illustré sur la Fig.9B, une partie du faisceau incident se réfléchit en bout de fibre pour revenir dans celle-ci avec une intensité lumineuse proche de 4% (faisceau de référence). Une autre partie du faisceau est issu de l’extrémité du cœur de la fibre optique 172b placé au foyer optique F₁ du collimateur 174 (foyer optique « primaire ») pour former un faisceau incident i₁. Le faisceau incident i₁ est collimaté par la lentille du collimateur 174 et réfléchi par la membrane en un faisceau r₁ qui n’est plus parallèle au faisceau i₁ à cause du désalignement initial ; le faisceau r₁ est transmis à nouveau par la lentille qui le fait converger vers un point F₂ du plan focal décalé du foyer primaire (« foyer secondaire »). Le faisceau r₁ se réfléchit sur le plan de l’extrémité de la fibre (férule) en un faisceau i₂ passant à travers la lentille pour être à nouveau collimaté et ainsi se trouver parallèle au faisceau précédent r₁ entre la lentille et la cible. Le faisceau i₂ est réfléchit comme le faisceau i₁ sur la cible en un faisceau r₂ qui est parallèle au 1^er faisceau incident i₁ entre la lentille et la cible. Le faisceau r₂ est alors orienté parfaitement dans la direction lui permettant de revenir après passage dans la lentille au 1^er foyer primaire se trouvant au cœur de la fibre. Il pénètre donc automatiquement dans la fibre après 2 réflexions pour interférer avec le faisceau de référence. Cette double réflexion ainsi que la réflexion sur le foyer secondaire se trouvant sur le plan du bout de la fibre à faible coefficient de réflexion permet d’avoir un faisceau avec moins d’intensité lumineuse, autour de 4% du faisceau initial, ce qui permet d’optimiser l’interférence avec le faisceau de référence qui lui-même revenait dans la fibre à hauteur de 4%. Avec une double réflexion, le chemin optique est 2 fois plus important, ce qui augmente la sensibilité de la mesure par un facteur 2. Ainsi, comme expliqué ci-dessus, l’utilisation d’un collimateur agencé de telle sorte que le foyer optique soit situé dans le plan de l’extrémité du bout de la fibre 172b permet de collimater l’ensemble des faisceaux optiques sortant du bout de la fibre 172b et ainsi viser la membrane à une distance pluri centimétriques plus grande que l’état de l’art. Cette grande distance est aussi possible grâce à l’utilisation de la platine d’alignement 175 et à la double réflexion entre la membrane et le bout de la fibre se trouvant au foyer du collimateur. Ce processus de double réflexion autorise un écart important de désalignement proche de ±1.5° permettant en conséquence un fonctionnement sans risque que le faisceau optique ne revienne pas dans la fibre. Le faisceau collimaté peut ainsi viser la membrane à travers un liquide constamment relié à la pression externe. Cela donne la possibilité d’avoir du liquide de part et d’autre de la membrane pour obtenir une équipression. On peut alors choisir une membrane ayant des propriétés mécaniques plus sensibles (grand diamètre et faible épaisseur) pour atteindre des résolutions proches de 1 Pa~0.1 mm d’eau tout en gardant un domaine de déplacement plus important et donc étendue de mesure nettement plus grande jusqu’à 5 bars ~50m. L’instrument peut être déplacé, transporté en équipression dans un milieu passant des basses aux hautes pressions par exemple lors d’une descente en fond marin jusqu’à 600 bars ou plus sans risque de détérioration des éléments constituant l’instrument notamment la membrane, ce qui n’est pas le cas de l’état de l’art. Bien que décrite à travers un certain nombre d’exemples de réalisation, les systèmes de mesure de pression différentielle selon la présente description comprennent différentes variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l’homme de l’art, étant entendu que ces différentes variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l’invention telle que définie par les revendications qui suivent.

Références [Réf.1] POLSTER, André, FABIAN, Marcus, VILLINGER, Heinrich, « Effective resolution and drift of Paroscientific pressure sensors derived from long-term seafloor measurement”; Geochemistry, geophysics, geosystems, Vol.10, Number 8 (2009). [Réf.2]: TIAN, Bian, ZHAN, Feng, HAN, Feng, et al. “An optical fiber Fabry–Pérot micro- pressure sensor based on beam-membrane structure”; Measurement Science and Technology, 2018, vol.29, no 12, p.125104. [Réf.3] : FR2963421

Claims

REVENDICATIONS 1. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin comprenant : - au moins une première unité d’émission/réception (102) comprenant une source lumineuse (177), des moyens de détection (178) et des moyens de traitement du signal (179); - au moins un premier instrument de mesure fibré (101) configuré pour être positionné à une première position dans ledit milieu sous-marin et comprenant : - un premier compartiment rigide (110) en connexion fluidique étanche avec un premier conduit rigide (112), le premier compartiment étant rempli d’un premier liquide (131); - un deuxième compartiment (120) au moins partiellement rigide, en connexion fluidique étanche avec un deuxième conduit (122) au moins partiellement souple, le deuxième compartiment étant rempli d’un deuxième liquide (132); - un troisième conduit (123b) pour la prise de pression sous-marine, ledit troisième conduit étant ouvert sur le milieu sous-marin et en connexion fluidique avec le deuxième conduit ; - au moins une première vanne (140) configurée pour permettre, en position ouverte, une connexion fluidique entre le premier conduit et le deuxième conduit, afin de maintenir en équipression le premier compartiment et le deuxième compartiment, et configurée pour séparer de façon étanche, en positon fermée, le premier conduit du deuxième conduit; - une membrane (150) configurée pour séparer le premier compartiment et le deuxième compartiment; - un troisième compartiment (160), étanche, rempli d’un fluide (161) à pression atmosphérique ; - au moins un premier hublot (162), transparent dans une plage de longueurs d’onde donnée, agencé dans une paroi commune entre ledit troisième compartiment et l’un des premier ou deuxième compartiment ; - au moins une première tête optique fibrée (170) configurée pour former avec ladite première unité d’émission/réception, un premier capteur interférométrique fibré, ledit premier capteur interférométrique fibré étant configuré pour mesurer, en position fermée de la première vanne, à travers ledit premier hublot, au moins un premier déplacement de la membrane résultant d’une variation de pression entre le premier compartiment et le deuxième compartiment lorsque le premier instrument de mesure est soumis à une variation de pression sous-marine. 2. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la revendication 1, dans lequel le premier liquide et le deuxième liquide sont identiques, le premier compartiment et le deuxième compartiment étant remplis du même liquide. 3. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la revendication 1, dans lequel le premier liquide et le deuxième liquide sont différents, non miscibles. 4. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une première tête optique fibrée (170) comprend : - une première fibre optique (172b) pour transporter un faisceau lumineux émis par la source de lumière vers la membrane, une extrémité de ladite première fibre optique étant agencée dans le troisième compartiment (160); - un premier collimateur (174) pour collimater ledit faisceau lumineux émis par la source et issu de ladite première fibre optique, dans lequel ladite extrémité de la première fibre optique se trouve dans un plan focal objet du collimateur. 5. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit premier instrument de mesure comprend en outre : - une deuxième tête optique fibrée (610) agencée dans ledit troisième compartiment (160) et configurée pour former avec ladite unité d’émission/réception, un deuxième capteur interférométrique fibré configuré pour mesurer une variation de température dudit troisième compartiment. 6. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit premier instrument de mesure comprend en outre : - un quatrième compartiment (660), étanche, rempli d’un fluide (661) à pression atmosphérique ; - un deuxième hublot (662) agencé dans une paroi commune entre ledit quatrième compartiment et l’autre des premier ou deuxième compartiment ; et - une troisième tête optique fibrée (670) configurée pour former avec ladite première unité d’émission/réception, un troisième capteur interférométrique fibré, ledit troisième capteur interférométrique fibré étant configuré pour mesurer, en position fermée de la première vanne, à travers ledit deuxième hublot, un deuxième déplacement de la membrane résultant d’une variation de pression entre le premier compartiment et le deuxième compartiment lorsque le système est soumis à une variation de pression sous-marine. 7. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit premier instrument de mesure comprend en outre: - une quatrième tête optique fibrée (710) agencée dans ledit troisième compartiment (160) et configurée pour former avec ladite première unité d’émission/réception, un quatrième capteur interférométrique fibré configuré pour mesurer une dérive dudit premier capteur de déplacement optique fibré (170). 8. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit premier instrument de mesure comprend en outre: - un quatrième compartiment (810) en communication fluidique avec le premier compartiment (110), ledit quatrième compartiment comprenant une paroi (812) et au moins un premier élément rigide (814) immergé dans le premier liquide en circulation au sein dudit quatrième compartiment, ledit au moins un premier élément rigide présentant un coefficient de dilatation thermique inférieur au coefficient de dilatation thermique de la paroi (812). 9. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit premier instrument de mesure comprend en outre une enceinte (180) de protection mécanique non étanche avec le milieu sous-marin, à l’intérieure de laquelle sont agencés le premier compartiment (110), le deuxième compartiment (120) et le troisième compartiment (160). 10. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un deuxième instrument de mesure de pression différentielle configuré pour être positionné à une deuxième position dans ledit milieu sous-marin. 11. Système (100) de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin selon la revendication 10, dans lequel ledit deuxième instrument de mesure est un instrument de mesure fibré qui coopère avec ladite première unité d’émission/réception pour la mesure de la pression différentielle. 12. Procédé de mesure de pression différentielle en milieu sous-marin mis en œuvre au moyen d’un système de mesure de pression différentielle selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant : - l’ouverture de la première vanne (140) pour la mise en équipression du premier compartiment (110) avec le deuxième compartiment (120) ; - l’installation, dans le milieu sous-marin dont on cherche à mesurer une pression différentielle, dudit premier instrument de mesure (101); - la fermeture de la première vanne (140) pour séparer, de façon étanche, le premier conduit du deuxième conduit ; - la mesure, en position fermée de la première vanne, à travers ledit hublot, d’un déplacement de la membrane résultant d’une variation de pression entre le premier compartiment et le deuxième compartiment lorsque le premier instrument de mesure est soumis à une variation de pression sous-marine.