FR2650551A1 - Dispositif permettant de recuperer une antenne lineaire sous-marine - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les dispositifs permettant de récupérer une antenne linéaire sous-marine après la rupture de son câble de remorquage. Elle consiste à prévoir un tronçon de désaccouplement 13 qui relie le câble électroporteur et l'antenne et qui se sépare de l'antenne après la détection de la rupture. Le dispositif comporte en outre un tronçon de repérage 17 fixé à l'autre extrémité de l'antenne et qui se dégage après détection de la rupture du câble pour remonter vers la surface de l'eau en restant relié à l'antenne par un câble 59 qui se dévide pendant cette remontée. Arrivé à la surface un émetteur radioélectrique 61 se met en route ainsi qu'une lampe à éclats 64. Elle permet de récupérer facilement une antenne acoustique linéaire sans être gêné par le câble électrotracteur.

Description

DISPOSITIF PERMETTANT DE RECUPERER
UNE ANTENNE LINAIRE SOUS-MARINE
La présente invention se rapporte aux dispositifs qui permettent de récupérer une antenne linéaire sous-marine lorsque celle-ci vient à se détacher accidentellement du bâtiment qui la tracte.

On utilise, notamment pour Ia prospection pétrolière dans les océans, - des antennes acoustiques linéaires de grande longueur qui comprennent un ensemble d'hydrophones répartis dans une enveloppe en forme de tube pouvant atteindre des dimensions de plusieurs centaines de mètres.Cette antenne est remorquée derrière un bâtiment naval à l'aide d'un câble électro-tracteur qui permet de supporter l'effort dû à la trainée hydraulique, d'alimenter les appareillages électroniques, tels que les amplificateurs, situés dans l'antenne et de transmettre au bâtiment tracteur les signaux des hydrophones, ceux-ci ' étant éventuellement traités par les dispositifs électroniques; Ce câble électro-tracteur est relativement long afin de permettre d'éloigner l'antenne dite du bâtiment et de minimiser ltinfluence des bruits acoustiques provenant de ce bâtiment.L'antenne elle-même est étudiée pour présenter une flottabilité sensiblement nulle afin de pouvoir naviguer sans difficulté à la profondeur requise, pouvant atteindre elle aussi plusieurs centaines de mètres, tout en restant sensiblement droite et horizontale. Le câble électro-tracteur quant à lui est étudié pour être le plus résistant et le plus mince possible et présenter la trainée la plus faible possible. L'effort de traction augmente depuis l'extrémité libre de l'antenne jusqu'au point d'attache du câble sur le bâtiment, puisque la traînée augmente régulièrement le long de cet ensemble depuis cette extrémité jusqu'au bâtiment.

Comme on ne peut pas faire un câble très gros, puisqu'il doit être relativement long et qu'il faut pouvoir ltenrouler sur un tambour de dimensions raisonnables, les risques de rupture de ce câble sont assez importants, surtout si l'on tient compte des secousses dues aux vagues. Si une telle rupture se produit, elle risque de se produire relativement près du bâtiment1 puisque l'effort de traction y est le plus grand, et le morceau de câble ainsi détaché entraînera l'antenne vers le fond en raison de son poids important.Il est alors très difficile de récupérer l'antenne, qui est un appareil coûteux, d'une part parce qu'elle est difficile à localiser dans de telles conditions, et d'autre part parce que le poids du câble nécessite des moyens de levage que l'on ne trouve généralement pas à bord des bateaux tracteurs.

Pour permettre de récupérer facilement une antenne linéaire acoustique en cas de rupture du câble-tracteur, l'invention propose un dispositif permettant de récupérer une antenne linéaire sous-marine reliée à un bâtiment par un câble tracteur, principalement caractérisé en ce qu'il comprend un tronçon de désaccouplement relié à une extrémité de l'antenne et à une extrémité du cable pour séparer ladite antenne dudit câble tracteur après la rupture de celui-ci.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante faite en regard des figures annexées qui représentent
- La figure 1 : une vue schématique d'une antenne selon l'invention accrochée au bout de son câble-tracteur
- La figure 2 : une vue en coupe d'un tronçon de désaccouplement entre le câble-tracteur et l'antenne ; et
- La figure 3 : une vue en coupe d'un tronçon permettant de localiser l'antenne ainsi détachée.

On a représenté sur la figure 1 une antenne linéaire 10 reliée à un câble électro-tracteur 11, par un tronçon d'ancrage 12.

Selon l'invention un tronçon de désaccouplement 13 relie le tronçon d'ancrage 12 à l'antenne 10 en étant amarré au tronçon d'ancrage par une jonction de type connu 14 et à l'antenne 10 par une jonction de désaccouplement 15. L'antenne 10 comprend une électronique de désaccouplement 16 située à l'une de ses extrémités du côté de la jonction de désaccouplement 15. Un tronçon de repérage 17 est fixé à l'autre extrémité de l'antenne par l'intermédiaire d'un câble 18. Un carénage 19 assure une continuité hydrodynamique entre l'antenne et le tronçon de repérage 17.

Les tronçons de désaccouplement 13 et de repérage 17 sont des appareils de construction simples qui en particulier ne sont pas étanches et donc se remplissent d'eau de mer.

L'antenne 10 comprend une gaine 21 terminée å une extrémite par un organe faisant partie de la jonction de désaccouplement 15. Cet organe comprend un manchon 25 muni d'un plateau d'extrémité circulaire 33 perpendiculaire à l'axe de l'antenne et formant une cloison de fermeture de celle-ci.

Cette cloison est munie d'un connecteur étanche 23 permettant de faire passer les signaux de mesure et les alimentations de l'antenne, et d'un connecteur supplémentaire 22 permettant de faire passer les signaux de désaccouplement. Ce connecteur 22 peut être remplacé par des fiches libres sur le connecteur principal 23.

Le tronçon de désaccouplement 13 comprend un corps cylindrique rigide 24 de. diamètre extérieur égal à celui de la gaine 21. Ce corps est muni à une extrémité d'un organe de type connu faisant partie de la jonction 14. A l'autre extrémité se trouve fixé un ensemble d'organes qui forment avec les organes 25 et 33 la jonction du désaccouplement 15. Ces organes comprennent essentiellement deux demi-coquilles 26 et 27 non solidaires et qui forment lorsqu'elles sont réunies ensemble un bouchon fileté qui est vissé à î'extrémité du corps 24 laquelle est filetée intérieurement. Ces coquilles sont évidées pour permettre le logement des connecteurs 23 et 22. Des connexions électriques 30 et 31 fixées sur ces connecteurs ressortent par l'évidement des deux demi-coquilles pour pénétrer à l'intérieur du corps du tronçon de désaccouplement.Le câble de connexion 30 traverse le corps pour être relié au connecteur de l'organe 14.

Les extrémités des demi-coquilles qui sortent du corps pour venir se raccorder sur l'autre partie de la jonction de désaccouplement sont usinées pour former une gorge intérieure circulaire 32 en forme de U dans laquelle vient s'engager le plateau circulaire 33 qui ferme l'antenne et sert de support aux connecteurs 23 et 22. Lors du montage on vient emboîter les deux demi-coquilles sur cette extrémité plane puis, lorsqu'elles sont réunies, on visse le bouchon ainsi obtenu dans le corps 24.

Pendant ce montage, le plateau 33 coulisse en rotation dans la gorge 32. Ce système permet d'assurer la tenue aux efforts de traction et, pour éviter qu'il n'y ait une rotation de l'antenne par rapport au tronçon de désaccouplement ainsi qu'au câble électro-tracteur ce qui poserait des problèmes au niveau des connexions électriques, on bloque ensuite en rotation les coquilles par rapport au plateau à l'aide d'une goupille 34 qui est enfoncée à force dans un trou perforé dans la gorge de l'une des coquilles et dans la périphérie du plateau 33. Le cas échéant et, en fonction des dimensionnements des organes, on peut utiliser plusieurs goupilles.

A l'intérieur du corps 24 on trouve un réservoir d'air comprimé 35 (ou éventuellement d'un autre gaz comprimé) qui est rempli à l'aide d'un orifice 36 muni d'une vanne. Ce réservoir communique par l'intermédiaire d'une électro-vanne 37 et d'un clapet anti-retour 38 avec un moteur rotatif à air comprimé de type connu 39. Sous l'action de l'air comprimé ce moteur entraîne en rotation un arbre de sortie 40 dont l'axe est longitudinal au corps 24. Cet axe peut également coulisser parallèlement à lui-même en sortant plus ou moins du moteur.

L'arbre 40 entraîne en rotation une came 42 qui vient actionner une cisaille 43 laquelle sectionne les câbles 30 et 31.

A l'extrémité de l'axe est fixée une roue filetée 41 qui vient s'engager dans l'évidement Intérieur des deux demi-coquilles 26 et 27 qui est lui aussi fileté. Cette roue comprend un trou permettant de laisser passer les cables de connexion 30 et 31. Ceux-ci sont assez longs pour ne pas entraver le mouvement de la roue avant cisaillement. La roue se visse donc dans cet evidement et avance vers l'extérieur du corps en entraînant en translation l'arbre 40. Cette action pourrait être obtenue mécaniquement d'une autre manière, par exemple en prévoyant que l'arbre 40 est fixe en translation et que la roue 41 glisse sur celui-ci dans des rainures longitudinales.

A la fin de sa course la roue 41 vient buter contre un épaulement interne des demi-coquilles, ce qui la solidarise de celle-ci et l'ensemble se met alors à tourner.

Sous l'effort la goupille 34, dont la résistance a été étudiée à cet effet, se casse.

Le bouchon formant l'ensemble des demi-coquilles est alors libre de tourner et de se dévisser en sortant du corps 24.

Lorsque le bouchon est entièrement dévissé du corps, les demi-coquilles ne sont plus retenues ensemble et se séparent donc, ce qui dégage aussi bien le plateau 33 que la roue 41.

L'antenne est donc alors totalement séparée du tronçon de désaccoupkment ainsi que du tronçon d'ancrage et de la partie de câble électro-porteur qui est reliée à ce dernier après sa rupture.

A l'intérieur de l'antenne se trouve un capteur de pression 44 et un capteur acoustique 45 reliés à un dispositif électronique 46. Le dispositif électronique 46 mesure la pression dont la valeur lui est donnée par le capteur 44, et il détecte aussi les signaux acoustiques envoyés par le bâtiment tracteur ou par tout autre véhicule de secours. lorsque la pression dépasse une certaine valeur, indiquant que l'antenne est à une profondeur telle que le câble s'est rompu, ou lorsque le capteur 45 reçoit un signal déterminé commandant la
séparation de l'antenne, le dispositif électronique 46 envoie par l'intermédiaire du connecteur 22 et du câble 31 un signal qui actionne I'électrovanne 37.L'électronique 46 comprend une source d'énergie autonome, par exemple une pile au lithium, qui permet de faire fonctionner cette électronique et d'envoyer le signal de commande de l'électrovanne même si le câble est rompu et qu'il n'y a donc plus d'alimentation par l'intermédiaire de celui-ci. Dans l'exemple décrit les capteurs et l'électronique sont situés dans l'antenne pour être récupérables avec celle-ci et pour être protégés par l'huile qui remplit l'antenne. A titre de variante on pourrait placer ces organes dans le corps 24, mais il faudrait prévoir une protection particulière de ceux-ci contre l'action de l'eau de mer qui remplit le corps
Le tronçon de repérage 17 représenté sur la figure 3 est relié à l'extrémité de l'antenne 10 par un câble 18.Un carénage 19 assure la continuité hydrodynamique entre l'antenne et le tronçon de repérage pour éviter d'augmenter la traînée.

Ce tronçon comprend un corps cylindrique rigide 51 de même diamètre que l'antenne, fermé du côté de l'antenne par une paroi 52 et de l'autre côté par un bouchon 53.

A l'intérieur du corps on trouve un capteur de pression 44 et un capteur acoustique 45 reliés à une électronique 46. Ces organes sont semblables aux organes correspondants pour le tronçon de désaccouplement. Lorsque le câble électro-tracteur se rompt et que l'antenne coule, entraînant le tronçon de repérage, le capteur de pression ou le capteur acoustique déclenchent par l'intermédiaire de l'électronique 46 une électro-vanne 37 semblable à celle de la figure 2. L'électronl ie 46 comprend une pile permettant d'alimenter les capteurs 45 et 44 et qui est dimensionnée pour fonctionner en permanence, puisque le tronçon de repérage n'est pas relié électriquement à l'antenne, et pour alimenter également des moyens de repérage décrits plus loin.

Un réservoir d'air comprimé 66 est rempli par l'intermédiaire d'un orifice 36 muni d'une valve qui permet de contrôler régulièrement la pression de I'air. Ce réservoir est relié à la vanne 37.

Lorsque cette vanne 37 s'ouvre, l'air comprimé vient actionner une cisaille 54 fixée sur la paroi 52 et dans laquelle passe le câble 18. - Cette cisaille est semblable à celle de la figure 2 mais fonctionne par action directe de l'air comprime.

Le câble 18, qui n'a à supporter que la traction due à la traînée du tronçon de repérage, peut être de faible diamètre et réalisé par exemple en fibre polyamide, ce qui permet une coupure très facile à l'aide d'une cisaille de ce type
Simultanément l'air comprimé est applqué à l'entrée d'une -baudruche gonflable 55, qui est repliée dans un espace ménagé à l'extrémité droite du tronçon, entre le bouchon 53 et une cloison interne 56. Cette baudruche se - gonfle alors, ce qui procure au tronçon une flottabilité positive.

Celui-ci n'étant plus retenu par le câble 18 se dégage alors du carénage 19 dans lequel il est emmanché à frottement doux, et il remonte vers la surface de la mer.

Au fur et à mesure que le tronçon de repérage remonte, l'air en excédant dans la baudruche s'échappe par un évent 57 relié à la canalisation d'alimentation de la baudruche par une soupage calibrée 58 qui permet d'éviter l'éclatement de cette baudruche au cours de la remontée. A titre de variante, le bouchon 53 est conçu pour pouvoir s'éjecter sous la pression de la baudruche afin de permettre à celle-ci de se dilater en dehors du corps du tronçon de manière à obtenir la flottabilité nécessaire.

La partie du câble 18 qui reste accrochée 9 l'antenne est reliée, par une épissure par exemple, à un câble 59 enroulé sur une bobine 60 située à l'intérieur du tronçon. Ce câble 18 pourrait éventuellement être fixé directement à l'antenne 10. Au fur et à mesure que le tronçon remonte vers la surface, et que l'antenne s'enfonce vers le fond, le câble 59 se dévide de la bobine 60, à la manière d'un moulinet de pêche par exemple.

Compte tenu de la profondeur des fonds marins il peut être nécessaire d'enrouler une longueur relativement importante de câble sur cette bobine. Si le câble 59 est alors étudié pour pouvoir repêcher l'antenne par traction, il sera nécessaire de lui prévoir une section relativement importante, entraînant un dimensionnement corrélativement important du tronçon de repérage. A titre de variante on peut prévoir d'utiliser un câble de faible section, pouvant donc s'enrouler sur une bobine de dimensions réduites, et ce câble servira simplement à relier l'antenne qui repose sur le fond de la mer au tronçon qui flotte à la surface de celle-ci. Pour récupérer l'antenne on utilisera alors des dispositifs auxiliaires, tels qu'un appareil télécommandé qui se guidera sur le câble pour arriver Jus qu'au niveau de l'antenne.

Le tronçon de repérage etant de taille modeste, il est difficilement visible à la surface de l'eau, même si la baudruche fait saillie hors de son extrémité et que l'ensemble est peint de couleur vive.

Pour faciliter le repérage du tronçon on a donc muni celui-ci de divers moyens auxiliaires de repérage. Un premier moyen de repérage consiste en un émetteur VHF 61 placé dans le compartiment qui contient la baudruche et fixé, soit sur le bouchon 53, soit sur la paroi interne 56 si le bouchon 53 est amovible. Une antenne émettrice 62 est reliée à cet émetteur et fait saillie hors du bouchon 53 parallèlement à l'axe du tronçon.Ainsi, compte tenu de ce que la baudruche gonflée est à cette même extrémité, lorsque le tronçon flotte à la surface de l'eau, il se place dans une position verticale avec l'antenne qui fait saillie hors de la surface de liteau. L'émetteur est alimenté par une connexion provenant de la pile contenue dans l'électronique 46, par l'intermédiaire d'un interrupteur 63 lequel est actionné par cette même électronique avec une temporisation étudiée pour que l'alimentation ne s'établisse qu'après la remontée du tronçon.

L'interrupteur 63, l'électronique 46 et les capteurs 44 et 45 sont situés dans une enceinte remplie d'huile par exemple qui les isole de liteau de mer qui remplit le corps du tronçon
Cette même alimentation temporisée est également connectée à une lampe à éclats 64 qui émet des éclairs à intervalles réguliers et constitue un deuxième moyen de repérage. Dans la version représentée sur la figure 3, cette lampe à éclat est située sur la paroi latérale du corps à peu de distance du bouchon 53 de manière à émerger hors de l'eau.

Avantageusement dans cette disposition on placera plusieurs lampes à éclats réparties autour de ce corps de manière à être visibles quel que soit l'endroit où est situé I1 observateur.

Dans .une autre variante on peut aussi pIacer la lampe à éclat sur le bouchon 53 lorsqu'il n'est pas éjectable.

Un troisième moyen de repérage est formé de miroirs 65 répartis sur la paroi latérale du corps du tronçon au niveau de l'extrémité émergée de celui-cl.

En résumé, lorsque le câble électro-tracteur se rompt, l'antenne coule, et à partir d'une certaine profondeur déterminée par la pression, ou éventuellement par déclenchement télécommandé par un signal acoustique émis du bateau-tracteur, le tronçon de désaccouplement se désolidarise de l'antenne, ce qui en même temps sépare la partie du câble électro-tracteur restée accrochée à ce tronçon. D'une manière sensiblement simultanée le tronçon de repérage se dégage de l'autre extrémité de l'antenne et remonte vers la surface, tandis que l'antenne coule au fond. Le tronçon de repérage reste attaché à l'antenne par un câble qui se dévide. Lorsque son extrémité supérieure vient à émerger de la surface de l'eau, un émetteur radio-électrique envoie un signal de repérage cependant qu'une lampe à éclats se met à envoyer des signaux lumineux.

L'invention s'étend à toutes les variantes qui répondent au fonctionnement ainsi résumé. Notamment les moyens de libération du tronçon de désaccouplement peuvent être très variés. En particulier le moteur à air comprimé peut être remplacé par un moteur électrique et la roue 41 par un jeu d'engrenages.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Dispositif permettant de récupérer une antenne linéaire sous-marine reliée à un bâtiment par un câble tracteur, caractérisé en ce qu'il comprend un tronçon de désaccouplement (13) relié à une extrémité de l'antenne et à une extrémité du cable pour séparer ladite antenne (10) dudit câble tracteur (11) après la rupture de celui-ci.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un tronçon de repérage (17) connecté à l'autre extrémité de l'antenne et comprenant des moyens permettant, après la rupture du câble Blectro-tracteur, de lui donner une flottabilité positive pour le faire remonter vers la surface en restant accroché à l'antenne par un câble (59) qui se déploie pendant cette remontée.

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de pression (44), un capteur de signal acoustique (45), et une électronique de commande (46) reliée à ces capteurs pour commander le désaccouplement.

4. Tronçon de désaccouplement pour dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique (24) deux demi-coquilles (26, 27) formant un bouchon vissé à l'une des extrémités de ce corps et usinées pour présenter une gorge circulaire intérieure (32) destinée à retenir un plateau circulaire (33) formant l'extrémité de l'antenne (10) à récupérer, et des moyens (39) pour devisser ledit bouchon après la détection de la rupture du câble tracteur.

5. Tronçon selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour dévisser le bouchon comprennent un moteur à air comprimé (39), une roue filetée (41) entrainée en rotation par ce moteur et venant entraîner le bouchon., un réservoir de gaz comprimé (35), et une électro-vanne (37) permettant, sous la commande d'un signal électrique, d'alimenter le moteur par le gaz contenu dans ce réservoir.

6. Tronçon selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des câbles électriques (30, 31) reliant l'antenne (10) su câble électro-tracteur (11) et à l'électro-vanne (37) et une cisaille (43) actionnée par ledit moteur (39) pour couper ces câbles.

7. Tronçon selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une goupille (34) venant faire saillie à l'intérieur de ladite gorge circulaire (32) pour immobiliser ledit plateau (33) en rotation par rapport au bouchon ; la force de cisaillement de cette goupille étant inférieure à la force d'entraînement du moteur.

8. Tronçon de repérage pour dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique (51) relié à autre extrémité de l'antenne (10) par un câble (18), et à l'intérieur de ce corps un réservoir de gaz comprimé, une cisaille (54) permettant de couper le câble reliant le tronçon à l'antenne, une électrovanne (37) permettant d'alimenter la cisaille par le gaz comprimé du réservoir, une baudruche (55) repliée à l'intérieur du corps et pouvant se déployer sous l'action du gaz comprimé délivré par l'électrovanne pour donner au tronçon une flottabilité positive, et des moyens pour actionner l'électrovanne après la rupture du câble électro-tracteur.

9. Tronçon selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une bovine (60) de câble (59) relié à l'antenne et pouvant se dévider au fur et à mesure que le tronçon remonte vers la surface de l'eau.

10. Tronçon selon I'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les moyens pour actionner l'électrovanne comprennent un capteur de pression (44), un capteur de signal acoustique (45), et une électronique (46) reliée à ces capteurs et permettant de délivrer le signal de commande de l'électrovanne.

11. Tronçon selon rune quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un émetteur radio-électrique (61) pouvant être mis en fonctionnement lorsque le tronçon atteint la surface de l'eau.

12. Tronçon selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qutil comprend en outre au moins une lampe à éclats (64) pouvant être mise en fonctionnement lorsque le tronçon émerge de l'eau.

13. Tronçon selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qutil comprend en outre des miroirs de repérage.