FR3025027A1 - Procede et systeme de controle d'un dispositif comprenant un recipient prevu pour contenir un gaz et un liquide - Google Patents

Abstract

Le procédé de contrôle est prévu pour un dispositif comprend un récipient étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz est constante et la quantité de liquide est variable, le volume occupé par le gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient. Le procédé de contrôle comprend la mesure de la pression du gaz et/ou la mesure de la température du gaz, et le calcul du volume du gaz en fonction de la pression du gaz mesurée et/ou de la température du gaz mesurée, en considérant le gaz comme parfait et en fonction d'au moins une équation thermodynamique relative aux gaz parfaits.

Description

1 Procédé et système de contrôle d'un dispositif comprenant un récipient prévu pour contenir un gaz et un liquide La présente invention concerne le domaine des dispositifs possédant un récipient étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume du gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient. Il est possible de munir un engin naval, notamment un engin de surface ou un sous-marin, d'un régleur pour ajuster la flottabilité de l'engin naval. Un régleur possède un récipient étanche et indéformable, prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume du gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient. Le récipient occupe un volume sensiblement constant. Le liquide sert de lest pour augmenter ou diminuer le poids du régleur de manière à respectivement diminuer ou augmenter sa flottabilité, et par conséquent celle de l'engin naval. L'ajout de liquide dans le récipient augmente le poids du régleur et diminue sa flottabilité. Le retrait de liquide hors du récipient diminue le poids du régleur et augmente sa flottabilité. Afin de commander le remplissage du régleur en liquide et d'ajuster sa flottabilité, il convient de déterminer la quantité de liquide présente dans le réservoir, ou, par soustraction, le volume de gaz comprimé par l'entrée de liquide.

Un des buts de l'invention est de proposer un procédé de contrôle permettant un contrôle simple et fiable d'un dispositif comprenant un récipient prévu pour contenir un gaz et un liquide. A cet effet, l'invention propose un procédé de contrôle d'un dispositif comprenant un récipient étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume occupé par le gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient, le procédé comprenant la mesure de la pression du gaz et/ou la mesure de la température du gaz, et le calcul du volume du gaz en fonction de la pression du gaz mesurée et/ou de la température du gaz mesurée, en considérant le gaz comme parfait et en fonction d'au moins une équation thermodynamique relative aux gaz parfaits. Le procédé de contrôle permet de déterminer de manière simple et fiable, le volume occupé par le gaz dans le récipient et d'en déduire d'autres caractéristiques du récipient ou du dispositif, par exemple le volume de liquide à l'intérieur du récipient ou la flottabilité générée par le dispositif dans un fluide environnant.

3025027 2 Selon des modes de mise en oeuvre particuliers, le procédé de contrôle comprend une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : - il comprend le calcul d'une valeur du volume du gaz VG en appliquant l'équation d'état des gaz parfaits, selon l'équation VG = n.R.TG/PG, où n est le nombre de moles de 5 gaz contenue dans le récipient (en mole), PG est la pression du gaz mesurée (en Pascal), TG est la température du gaz mesurée (en Kelvin), R est la constante des gaz parfaits et VR est le volume interne du récipient (en m3) ; - il comprend le calcul d'une valeur du volume du gaz VG en appliquant au gaz la loi de Laplace de transformation adiabatique des gaz parfaits, selon l'équation VG = 10 (C/PG)", Où PG est la pression mesurée (en Pascal), y est le coefficient de Laplace du gaz, et C est la constante de transformation adiabatique du gaz ; - il comprend le calcul d'une première valeur du volume du gaz en appliquant au gaz l'équation des gaz parfaits, le calcul d'une deuxième valeur du volume du gaz en appliquant au gaz l'équation de la loi de Laplace de la transformation adiabatique des gaz 15 parfaits, et le calcul du volume du gaz en fonction de la première valeur et de la deuxième valeur ; - le volume du gaz calculé est déterminé comme une combinaison linéaire de la première valeur et de la deuxième valeur ; - il comprend la mesure du débit volumique de liquide entrant ou sortant du 20 récipient et le calcul du volume du gaz en fonction en outre du débit volumique de liquide ; - le calcul du volume du gaz est réalisé à l'aide d'un filtre de Kalman dont les variables d'état sont le débit volumique de liquide, la pression du gaz et, éventuellement, la température du gaz ; - le volume du gaz est calculé à partir des variables d'état calculées par le filtre de 25 Kalman, en appliquant au gaz l'équation d'état des gaz parfaits et/ou l'équation de la loi de Laplace de la transformation adiabatique des gaz parfaits ; - il comprend le calcul de la valeur du volume de liquide comme la différence entre le volume du récipient VR et le volume du gaz VG calculé ; - il comprend le calcul de la flottabilité nette générée par le dispositif dans un fluide 30 environnant, selon l'équation Fnette = p (Vo + VG) - m.g, où VG est le volume du gaz calculé (en m3), Vo est le volume occupé par le dispositif hors le volume du gaz (en m3), p la densité du fluide environnant le dispositif, m est la masse (en kilogrammes) du dispositif, et g la gravité terrestre (en m/s2) ; - la mesure de la température du gaz est effectuée à l'aide de plusieurs capteurs 35 de température disposés en plusieurs points distincts du récipient, et le calcul d'une température mesurée en fonction de la pluralité de signaux de mesure de température ; 3025027 3 - il comprend le brassage du gaz pour homogénéiser sa température. ; - le récipient contient une chambre de gaz et une chambre de liquide séparées de manière étanche l'une de l'autre ; L'invention concerne également un système de contrôle d'un dispositif comprenant 5 un récipient étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume occupé par le gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient, le système de contrôle comprenant au moins un capteur de pression pour mesurer la pression du gaz et/ou au moins un capteur de température pour mesurer la température du gaz et un calculateur configuré pour 10 mettre en oeuvre un procédé de contrôle tel que défini ci-dessus. L'invention concerne encore un dispositif comprenant un récipient étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume du gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient, et un système de contrôle tel que défini ci-dessus.

15 Selon des modes de réalisation particuliers, le dispositif est un régleur pour engin naval ou un accumulateur hydraulique. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexé, sur lesquels : 20 - la Figure 1 est une vue schématique d'un régleur pour engin naval; et - les Figures 2 et 3 sont des vues schématiques de régleurs selon des variantes. Le régleur 2 illustré sur la Figure 1 est prévu pour équiper un engin naval 3, notamment un engin de surface ou un sous-marin, pour ajuster la flottabilité de l'engin naval. L'engin naval est en particulier un engin sous-marin, par exemple un sous-marin ou 25 un planeur sous-marin. Le régleur 2 comprend un récipient 4 étanche prévu pour contenir un gaz G et un liquide L de remplissage, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume occupé par le gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient.

30 Le récipient 4 est rigide et sensiblement indéformable. Le volume interne du récipient 4 est constant. Le liquide est sensiblement incompressible et le gaz est compressible. Lorsque la quantité de liquide dans le récipient 4 augmente, le volume du liquide augmente, le volume du gaz diminue de manière correspondante. Lorsque la quantité de liquide diminue dans le récipient 4, le volume du liquide dans le récipient 4 35 diminue, le volume du gaz augmente. Malgré les variations du volume du gaz, la quantité de gaz, i.e. le nombre de moles du gaz dans le récipient 4, reste constante.

3025027 4 Le régleur 2 comprend un dispositif de remplissage 6 permettant d'ajouter du liquide dans le récipient 4 ou de retirer du liquide du récipient 4 sans modifier la quantité de gaz contenue dans le récipient 4, à partir d'une source de liquide. Tel qu'illustré, la source de liquide est un réservoir 30 prévu pour un transfert du 5 liquide L entre le réservoir 30 et le récipient 4. Le réservoir 30 est plongé dans le fluide environnant, dans lequel évolue l'engin naval 3. Le réservoir 30 possède une paroi déplaçable et/ou déformable de sorte que le volume externe du réservoir 30 varie en fonction de son remplissage. Le réservoir 30 est par exemple une enveloppe souple déformable.

10 En variante, le liquide utilisé pour remplir le récipient 4 est le fluide environnant. Le régleur 2 comprend un système de contrôle 8 pour contrôler le régleur 2, et notamment pour mesurer le volume du gaz dans le récipient 4. Le système de contrôle 8 comprend un capteur de pression 10 disposé dans le récipient 4 pour fournir un signal de mesure représentatif de la pression du gaz contenu 15 dans le récipient 4 et un capteur de température 12 disposé dans le récipient 4 pour fournir un signal de mesure représentatif de la température du gaz contenu dans le récipient 4. Le système de contrôle 8 comprend un calculateur 14 configuré pour mettre en oeuvre un procédé de contrôle du régleur 2, en déterminant éventuellement la flottabilité 20 du régleur 2. Le calculateur 14 est un calculateur numérique, comprenant un processeur et une mémoire pour traiter des données. En variante, le calculateur 14 est un calculateur analogique comprenant des composants électroniques propre à traiter des signaux analogique.

25 Le calculateur 14 reçoit en entrée le signal de mesure du capteur de pression 10 et le signal de mesure du capteur de température 12. Le calculateur 14 est configuré pour calculer le volume du gaz en fonction de la pression du gaz mesurée et de la température du gaz mesurée, par application au gaz du récipient 4 de l'équation d'état des gaz parfaits.

30 L'équation d'état des gaz parfaits appliquée au gaz du récipient s'écrit comme suit : PG VG = n.R.TG (1) où n est la quantité de gaz contenue dans le récipient (en mole), PG est la pression du gaz mesurée (en Pascal), TG est la température du gaz mesurée (en Kelvin), R est la 35 constante des gaz parfaits et VG est le volume de gaz calculé (en m3). Ainsi, le volume du gaz est donné par l'équation suivante : 3025027 5 VG = n.R.TG/PG (2) Le volume interne du récipient VR est occupé par le gaz et le liquide. Ainsi, la somme du volume du gaz VG et du volume du liquide VI_ est égale au volume interne VR du récipient, qui est une donnée connue du récipient.

5 En option, le calculateur 14 est configuré pour calculer le volume de liquide VI_ en fonction du volume du gaz VG, comme la différence du volume interne du récipient VR et du volume du gaz VG calculé, suivant l'équation suivante : VI_ = VR - VG (3) Le calculateur 14 calcule ainsi le volume du liquide selon l'équation suivante, 10 résultant de la combinaison des équations (2) et (3) : VI_ = VR - n.R.TG/PG (4) Le calculateur 14 est configuré pour calculer la flottabilité nette générée par le régleur 2 dans le fluide environnant (i.e. le poids du régleur 2 dans ce fluide). Dans une variante, la flottabilité nette est calculée selon l'équation suivante : 15 Fnette = p (Vo + VG) - m.g (5) où p est la densité (kg/m3) du fluide environnant, Vo est le volume (m3) occupé par le régleur 2 non compris le volume du gaz (m3), m la masse du régleur 2, et g la gravité (m/s2). Le calculateur 14 calcule ainsi flottabilité nette selon l'équation suivante, résultant 20 de la combinaison des équations (2) et (5) : Fnette = p (V0 + n.R.TG/PG) - m.g (6) Les équations (5) et (6) sont valables lorsque le liquide de remplissage du récipient 4 est le fluide environnant et lorsque le liquide provient du réservoir 30. Dans ce dernier cas, la masse du réservoir 30 et la masse de liquide L de remplissage sont 25 comptées dans la variable m, et le volume du réservoir 30 rempli au maximum est compté dans Vo. Le mode de réalisation de la Figure 2 diffère de celui de la Figure 1 en ce que le calculateur 14 est configuré pour calculer le volume du gaz VG uniquement à partir de la pression du gaz mesurée PG en appliquant au gaz l'équation de Laplace de 30 transformation adiabatique des gaz parfaits. L'équation de Laplace de transformation adiabatique des gaz parfaits appliquée au gaz s'écrit comme suit : PG.VGY = C (7) Où PG est la pression mesurée, VG est le volume de gaz, y est le coefficient de 35 Laplace du gaz et C est un coefficient de transformation adiabatique du gaz. Le coefficient 3025027 6 C dépend en pratique de la température. Celle-ci étant considérée comme constante, le coefficient C est considéré comme constant. Le volume du gaz est ainsi déterminé par l'équation suivante : VG = (C/PG)" (8) 5 Le calculateur 14 est configuré pour calculer le volume du liquide VI_ selon l'équation suivante, résultant de la combinaison des équations (3) et (8) : vL= VR - (CiPG)" (9) En variante ou en option, le calculateur 14 est configuré pour calculer la flottabilité nette générée par le régleur 2 selon l'équation suivante, résultant de la combinaison des 10 équations (5) et (7) : Frette = P (Vo + (C/PG)11Y) - m.g (10) Dans ce mode de réalisation, un capteur de température n'est pas nécessaire. Le récipient 4 de la Figure 2 est dépourvu de capteur de température. Ce mode de réalisation suppose l'utilisation d'un récipient 4 adiabatique isolé 15 thermiquement. L'avantage de ce mode d'utilisation est de s'affranchir d'une mesure de température pouvant être entachée d'erreur. Il permet donc une mesure plus précise sur une période de temps courte pendant laquelle la température du gaz varie peu, mais se retrouve entachée d'erreur sur une période de temps longue du fait que le récipient 4 ne peut être parfaitement adiabatique et que la température du gaz évolue donc.

20 Dans une variante pouvant être mise en oeuvre par le dispositif de la Figure 1, le calculateur 14 est configuré pour calculer le volume du liquide en fonction d'une première valeur du volume de gaz VG1 calculée par application de l'équation d'état des gaz parfaits au gaz, et d'une deuxième valeur du volume du liquide VG2 calculée par application de l'équation de Laplace de transformation adiabatique des gaz parfaits au gaz. Ces valeurs 25 sont entachées d'erreurs différentes (erreur sur la mesure de température dans le premier cas, et erreur du fait de l'utilisation d'une enceinte non parfaitement adiabatique dans le deuxième) Dans un mode de mise en oeuvre, la première valeur et la deuxième valeur sont calculées selon les équations suivantes : 30 VG1 = n.R.TG/PG (11) VG2 = (C/PG)" (12) Dans un mode de mise en oeuvre, le volume du gaz VG est calculé comme une combinaison linéaire de la première valeur VG1 et de la deuxième valeur VG2 affectées de coefficients de pondérations al et a2, suivant l'équation suivante : 35 VG = ai .VG1 + a2.VG2 (13) De préférence, les coefficients de pondération vérifient les conditions suivantes : 3025027 7 0 < al <1 ; (14) 0 < a2 <1 ; et (15) a2= 1 - al - (16) Le volume de liquide et/ou la flottabilité nette générée par le régleur 2 dans un 5 fluide environnant sont calculées comme précédemment. Dans ce mode de réalisation, la mesure de la pression du gaz et de la température du gaz sont nécessaires pour l'application de l'équation des gaz parfaits. De préférence, pour tenir compte de la variation de température du gaz et d'une variation correspondante du coefficient de transformation adiabatique du gaz qui est 10 fonction de la température du gaz, le calculateur 14 est configuré pour calculer le coefficient de transformation adiabatique du gaz à un instant courant en fonction du volume du gaz et de la pression du gaz à au moins un instant précédent. Le coefficient de transformation adiabatique du gaz à un instant courant est par exemple calculé selon l'équation suivante : 15 Cc = PG,Prec-VG,Prec Y (17) OÙ PG,Prec est la mesure de la pression du gaz à un instant précédent et VG,pre, le volume du gaz calculé à ce même instant précédent. Le mode de réalisation de la Figure 3 diffère de celui de la Figure 1 en ce que le système de contrôle 8 comprend en outre un capteur de débit 16 (ou débitmètre) disposé 20 de manière à fournir une mesure de débit représentative de la variation du volume de débit du liquide entrant dans le récipient ou sortant du récipient. Le calculateur 14 est configuré pour calculer le volume du gaz en fonction du débit du liquide mesuré, de la pression du gaz mesurée et, éventuellement, de la température du gaz mesurée, par application au gaz de l'équation de Laplace de transformation 25 adiabatique des gaz parfaits, et, éventuellement, de l'équation des gaz parfaits. Le capteur de débit 16 mesure par exemple un débit volumique du liquide. En variante, le capteur de débit mesure le débit massique, auquel cas le débit volumique est calculé en divisant le débit massique par la masse volumique du liquide. Le débit volumique du liquide est la variation du volume du liquide dans le récipient 30 4 en fonction du temps. L'intégration dans le temps de la variation du volume de liquide permet théoriquement de déterminer le volume du liquide présent dans le réservoir. Cependant, en pratique, une telle intégration produit des résultats précis sur une période de temps courte mais qui tendent à diverger sur une période de temps longue. L'utilisation du débit de liquide mesuré en combinaison avec la pression du gaz 35 mesurée, et, éventuellement, la température du gaz mesurée, permet de déterminer avec précision le volume du gaz.

3025027 8 Comme illustré sur la Figure 3, le calculateur 14 est configuré pour calculer le volume du gaz par mise en oeuvre d'un filtre de Kalman 18 utilisant le débit de liquide mesuré, en combinaison avec la pression du gaz mesurée, et, éventuellement, de la température du gaz mesurée. La mesure de température est nécessaire en cas 5 d'application de l'équation d'état des gaz parfaits. Le filtre de Kalman 18 utilise comme variables d'état du réservoir le débit volumique de liquide, la pression du gaz, et, éventuellement, la température du gaz. La mise en oeuvre du filtre de Kalman 18 comprend l'itération récursive des étapes suivantes : 10 - le calcul de valeurs prédites des variables à un instant courant en fonction des valeurs de ces variables calculée à l'instant précédent, - la comparaison des valeurs prédites à des valeurs mesurées des variables, mesurées à l'instant courant, et le calcul d'une erreur associée à chaque variable, et - le calcul d'une valeur de sortie de chaque variable à l'instant courant en fonction 15 de la valeur prédite de la variable, de la valeur mesurée de la variable et de l'erreur associée à cette variable. Dans le cas présent, les valeurs du débit volumique du liquide, de la pression du gaz et, éventuellement, de la température du gaz, à l'instant précédent, permettent de calculer à l'instant courant un volume de liquide prédit par intégration temporelle du débit 20 volumique du liquide, et une pression du gaz prédite, et éventuellement une température du gaz prédite, par exemple à partir des équations (1) à (4), en fonction du volume de liquide prédit. La valeur de chaque variable à un instant courant est par exemple calculée comme la moyenne pondérée de la valeur prédite et de la valeur mesurée. Les 25 coefficients de pondération sont calculés en fonction de l'erreur associée à la variable. Plus l'erreur est élevée, plus le coefficient de pondération attribué à la valeur prédite est faible relativement à celui attribué à la valeur mesurée. L'erreur associée à chaque variable est par exemple calculée comme la covariance entre les valeurs prédites et les valeurs mesurées, sur plusieurs instants 30 successifs. Le calculateur 14 est configuré pour calculé, par exemple dans un module de calcul 20, le volume de gaz à un instant courant en fonction des variables d'état à l'instant courant calculée par le filtre de Kalman 18, en appliquant au gaz l'équation des gaz parfaits et/ou l'équation de Laplace de transformation adiabatique des gaz parfaits 35 conformément aux modes de réalisation décrits précédemment, et en particulier les équations (2), (8) et (11) à (13).

3025027 9 L'utilisation d'un filtre de Kalman 18 permet de prendre en compte le débit de liquide en assurant des calculs rapides et en obtenant une bonne précision sur la valeur du volume du gaz. Les différentes erreurs inhérentes aux différents calculs (intégration temporelle du débit de liquide, mesure de température, récipient non adiabatique) 5 peuvent se compenser les unes les autres. Dans les modes de réalisation des Figures 1 à 3, le régleur 2 comprend un élément de séparation 22 délimitant à l'intérieur du récipient une première chambre 24 remplie avec le gaz et une deuxième chambre remplie avec le liquide, séparées physiquement l'une de l'autre, de manière étanche au gaz et au liquide.

10 Le capteur de pression du gaz 10, et, lorsqu'il est présent, le capteur de température du gaz 12, sont disposés dans la première chambre 24. L'élément de séparation 22 est deformable et/ou déplaçable de telle sorte que le volume de la première chambre 24 varie en fonction du volume de liquide contenu dans la deuxième chambre 26.

15 Le dispositif de remplissage 6 est connecté fluidiquement à la deuxième chambre 26. Le dispositif de remplissage 6 permet d'ajouter du liquide dans la deuxième chambre 26 ou de retirer du liquide de la deuxième chambre 26. L'élément de séparation 22 est ici une enveloppe souple reçue à l'intérieur du récipient 4. Le remplissage de l'enveloppe en liquide gonfle l'enveloppe, augmente le 20 volume occupé par celle-ci à l'intérieur du récipient 4, et diminue de manière correspondante le volume du gaz. D'autres éléments de séparation sont envisageables. Dans une variante possible, l'élément de séparation est un piston coulissant à l'intérieur du récipient. L'ajout de liquide dans la deuxième chambre déplace le piston 25 dans le sens d'une augmentation du volume de la deuxième chambre et d'une diminution correspondante du volume de la première chambre. Dans une autre variante possible, l'élément de séparation est un soufflet délimitant la deuxième chambre à l'intérieur de celui-ci et délimitant la première chambre avec le récipient. Le remplissage du soufflet en liquide entraîne un allongement du soufflet à 30 l'intérieur du récipient s'accompagnant d'une augmentation du volume de la deuxième chambre et d'une diminution correspondant du volume de la première chambre. Dans un autre mode de réalisation, le régleur 2 est dépourvu d'élément de séparation. Le liquide reste dans la partie inférieure du récipient et le gaz dans la partie supérieure du récipient. Le dispositif de remplissage débouche dans le fond du récipient.

35 Dans les modes de réalisation des Figures 1 à 3, le dispositif de remplissage 6 comprend une conduite de remplissage 28 du récipient 4 en liquide s'alimentant en liquide 3025027 10 à une source de liquide. Cette source est soit le fluide environnant, soit le réservoir 30. Le liquide dans le réservoir 30 est sensiblement à la même pression que le fluide environnant du fait que celui-ci agit sur la paroi déplaçable et/ou deformable du réservoir 30. La conduite de remplissage 28 est munie d'une vanne 32.

5 Le récipient 4 est rempli de gaz de sorte que le gaz est en dépression par rapport à la source de liquide au moins tant que le régleur 2 est partiellement rempli en liquide, par rapport à une contenance maximale de liquide déterminée. La contenance maximale est déterminée par construction et est strictement inférieure au volume interne du récipient 4. La contenance maximale en liquide est ici égale à la contenance maximale de 10 l'enveloppe interne formant l'élément de séparation 22. Le dispositif de remplissage 6 comprend une conduite de vidage 34 raccordée fluidiquement au récipient 4 et une pompe 36 disposée sur la conduite de vidage pour pomper du liquide hors du récipient 4. Ce dispositif de remplissage 6 est adapté lorsque le gaz est en dépression par 15 rapport à la source. L'ouverture de la vanne 32 permet l'ajout de liquide dans le récipient 4, le liquide étant aspiré du fait que le gaz est en dépression. Le pompage du liquide hors du récipient provoque une dépression du gaz. En variante, le gaz est en surpression par rapport à la source de liquide lorsque le récipient 4 est partiellement rempli de liquide ou dépourvu de liquide.

20 Dans une telle variante, le dispositif de remplissage 6 comprend par exemple un circuit de raccordement de la pompe au récipient permettant sélectivement de raccorder l'entrée de la pompe 36 à la source 30 et la sortie de la pompe 36 au récipient 4 pour injecter du liquide dans le récipient ou de raccorder l'entrée de la pompe 36 au récipient 4 et la sortie de la pompe 36 à la source 30 pour retirer du liquide du récipient.

25 Un tel dispositif de remplissage est adapté quelle que soit la pression du gaz en fonction du remplissage du récipient 4 en liquide. Comme illustré sur les Figures 1 à 3, en option, le système de contrôle 8 comprend un capteur de pression de liquide 40 disposé à l'intérieur de l'enveloppe pour fournir un signal de mesure représentatif de la pression du liquide à l'intérieur de 30 l'enveloppe. Le calculateur 14 est configuré pour comparer la pression du gaz mesurée et la pression du liquide mesurée, et pour déterminer que l'enveloppe 22 est complètement pleine en fonction d'une comparaison de la pression du gaz mesurée et de la pression du liquide mesurée.

35 Lorsque l'enveloppe 22 est partiellement pleine la pression du gaz est sensiblement égale à la pression du liquide.

3025027 11 Lorsque l'enveloppe 22 est complètement pleine, une surpression apparait à l'intérieure de l'enveloppe par rapport à l'extérieur de l'enveloppe du fait de l'élasticité de celle-ci. Lorsque l'enveloppe est complètement vide, une dépression apparaît dans 5 l'enveloppe par rapport à celle du gaz. Le calculateur 14 détermine que l'enveloppe est pleine de liquide par exemple lorsque la pression du gaz est strictement inférieure à la pression du liquide ou lorsque la différence entre la pression de liquide et la pression du gaz est supérieure à un seuil prédéterminé.

10 Le calculateur 14 détermine que l'enveloppe est complètement vide lorsque la pression du gaz est strictement supérieure à la pression du liquide. Dans les modes de réalisation des Figures 1 à 3, le réservoir 2 comprend un seul capteur de température du gaz 12. Néanmoins, il est possible que la température du gaz ne soit pas homogène dans 15 le récipient 4. Dans un mode de réalisation, le réservoir 2 comprend plusieurs capteurs de température disposés pour mesurer la température du gaz contenu dans le récipient, chaque capteur fournissant un signal de mesure représentatif de la température du gaz. Le calculateur 14 détermine alors une température du gaz mesurée à partir des 20 signaux de mesure des capteurs de température. Le calculateur détermine par exemple la température du gaz mesurée à partir d'une moyenne des signaux de mesure de température du gaz. En variante ou en option, le procédé de mesure comprend le brassage du gaz pour homogénéiser sa température. Le réservoir 2 comprend un dispositif de brassage 25 disposé à l'intérieur du récipient pour brasser le gaz. Le dispositif de brassage comprend par exemple un ou plusieurs ventilateurs 42, comme illustré sur les figures 1 à 3. Le dispositif de remplissage 6 est commandé par le calculateur 14 en fonction d'un volume de liquide calculé et d'un volume de liquide souhaité ou en fonction d'une flottabilité calculée et d'une flottabilité souhaitée.

30 L'invention n'est pas limitée à un régleur 2 tel qu'illustré sur les Figures 1 à 3. L'invention s'applique également à un accumulateur hydraulique adapté pour stocker dans le récipient 4 une quantité variable de liquide sous pression de la quantité constante de gaz. Dans ce cas, le calcul de la flottabilité n'est pas nécessaire. Le calcul du volume de liquide est plus important.

35 L'invention s'applique de manière générale au contrôle d'un dispositif comprenant un récipient étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant 3025027 12 constante et la quantité de liquide étant variable, le volume occupé par le gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1.- Procédé de contrôle d'un régleur pour engin naval, le régleur comprenant un récipient (4) étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume occupé par le gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient (4), le procédé comprenant la mesure de la pression du gaz et/ou la mesure de la température du gaz, et le calcul du volume du gaz en fonction de la pression du gaz mesurée et/ou de la température du gaz mesurée, en considérant le gaz comme parfait et en fonction d'au moins une équation thermodynamique relative aux gaz parfaits.
2. 2.- Procédé de contrôle selon la revendication 1, comprenant le calcul d'une valeur du volume du gaz VG en appliquant l'équation d'état des gaz parfaits, selon l'équation VG = n.R.TG/PG, où n est le nombre de moles de gaz contenue dans le récipient (en mole), PG est la pression du gaz mesurée (en Pascal), TG est la température du gaz mesurée (en Kelvin), R est la constante des gaz parfaits et VR est le volume interne du récipient (en m3).
3. 3.- Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, comprenant le calcul d'une valeur du volume du gaz VG en appliquant au gaz la loi de Laplace de transformation adiabatique des gaz parfaits, selon l'équation VG = (C/PG)11 Y, où PG est la pression mesurée (en Pascal), y est le coefficient de Laplace du gaz, et C est la constante de transformation adiabatique du gaz.
4. 4.- Procédé de contrôle selon les revendications 2 et 3, comprenant le calcul d'une première valeur du volume du gaz en appliquant au gaz l'équation des gaz parfaits, le calcul d'une deuxième valeur du volume du gaz en appliquant au gaz l'équation de la loi de Laplace de la transformation adiabatique des gaz parfaits, et le calcul du volume du gaz en fonction de la première valeur et de la deuxième valeur.
5. 5.- Procédé de contrôle selon la revendication 4, dans lequel le volume du gaz calculé est déterminé comme une combinaison linéaire de la première valeur et de la deuxième valeur.
6. 6.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant la mesure du débit volumique de liquide entrant ou sortant du récipient et le calcul du volume du gaz en fonction en outre du débit volumique de liquide.
7. 7.- Procédé de contrôle selon la revendication 6, dans lequel le calcul du volume du gaz est réalisé à l'aide d'un filtre de Kalman (18) dont les variables d'état sont le débit volumique de liquide, la pression du gaz et, éventuellement, la température du gaz. 3025027 14
8. 8.- Procédé de contrôle selon la revendication 7, dans lequel le volume du gaz est calculé à partir des variables d'état calculées par le filtre de Kalman, en appliquant au gaz l'équation d'état des gaz parfaits et/ou l'équation de la loi de Laplace de la transformation adiabatique des gaz parfaits. 5
9. 9.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant le calcul de la valeur du volume de liquide comme la différence entre le volume du récipient VR et le volume du gaz VG calculé.
10. 10.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant le calcul de la flottabilité nette générée par le dispositif dans un fluide 10 environnant, selon l'équation Fnette = p (Vo + VG) - m.g, où VG est le volume du gaz calculé (en m3), Vo est le volume occupé par le dispositif hors le volume du gaz (en m3), p la densité du fluide environnant le dispositif, m est la masse (en kilogrammes) du dispositif, et g la gravité terrestre (en m/s2).
11. 11.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 dans lequel la mesure de la température du gaz est effectuée à l'aide de plusieurs capteurs de température disposés en plusieurs points distincts du récipient, et le calcul d'une température mesurée en fonction de la pluralité de signaux de mesure de température.
12. 12.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 comprenant le brassage du gaz pour homogénéiser sa température.
13. 13.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le récipient contient une chambre de gaz (24) et une chambre de liquide (26) séparées de manière étanche l'une de l'autre.
14. 14.- Système de contrôle d'un régleur pour engin naval, le régleur comprenant un 25 récipient (4) étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume occupé par le gaz variant avec la quantité de liquide contenue dans le récipient, le système de contrôle (8) comprenant au moins un capteur de pression (10) pour mesurer la pression du gaz et/ou au moins un capteur de température (12) pour mesurer la température du gaz et un calculateur (14) 30 configuré pour mettre en oeuvre un procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes.
15. 15.- Régleur pour engin naval, le régleur comprenant un récipient (4) étanche prévu pour contenir un gaz et un liquide, la quantité de gaz étant constante et la quantité de liquide étant variable, le volume du gaz variant avec la quantité de liquide contenue 35 dans le récipient, et un système de contrôle (18) selon la revendication 14.