FR3028121A1 - Systeme et procede de surveillance d'une installation sous-marine - Google Patents
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Abstract
Ce système de surveillance comprend au moins un dispositif électronique de mesure sous-marin (12) possédant un émetteur acoustique (14) et un dispositif électronique de réception sous-marin (16) possédant au moins un hydrophone (18). Le dispositif de mesure (12) est configuré pour acquérir une mesure d'une grandeur physique à partir d'un signal de sortie issu d'un capteur, pour déterminer si une mesure vérifie un critère d'alerte prédéterminé, et pour émettre, à l'aide de l'émetteur acoustique (14), un signal acoustique d'alerte si la mesure satisfait le critère d'alerte. Le dispositif de réception (16) est configuré pour détecter, à l'aide de l'hydrophone (18), l'émission d'un signal acoustique d'alerte par le dispositif de mesure (12).
Description
Système et procédé de surveillance d'une installation sous-marine La présente invention concerne le domaine des systèmes de surveillance d'installations sous-marines.
Il est souhaitable de contrôler à distance une installation sous-marine, telle qu'un champ pétrolier sous-marin, actif ou inactif, de manière à anticiper un incident ou à intervenir rapidement en cas de survenance d'un incident. US 2012/0294114 Al divulgue un système de surveillance d'installation sous- marine comprenant un capteur équipant un équipement d'une installation sous-marine, un transpondeur acoustique de mesure recevant le signal de sortie issu du capteur, et un véhicule télécommandé sous-marin configuré pour interroger le transpondeur de mesure de manière à récupérer des données de mesure et à les transmettre à un navire de surface par l'intermédiaire d'un ombilical, en vue de leur analyse par un opérateur. US 2012/0275274 Al divulgue un système de surveillance d'une installation sous- marine comprenant un capteur équipant un équipement d'une installation sous-marine, un transpondeur acoustique de mesure recevant le signal de sortie du capteur, et un transpondeur acoustique de contrôle configuré pour interroger le transpondeur de mesure périodiquement de manière à récupérer et enregistrer des données de mesure. Le transpondeur de contrôle transmet les données de mesure à un navire de surface par l'intermédiaire d'un ombilical ou est interrogé par un véhicule télécommandé sous-marin qui transmet les données de mesure par l'intermédiaire d'un ombilical, en vue de leur analyse par un opérateur. Dans chacun de ces systèmes de surveillance, le transpondeur de mesure reste actif en permanence pour détecter des éventuels signaux d'interrogation émis par le transpondeur de contrôle ou par le véhicule télécommandé. Ceci limite l'autonomie énergétique du transpondeur de mesure, et nécessite son remplacement fréquent. Un des buts de l'invention est de proposer un système de surveillance d'installation sous-marine possédant une autonomie énergétique améliorée. A cet effet, l'invention propose un système de surveillance d'une installation sous- marine, comprenant au moins un dispositif électronique de mesure sous-marin possédant un émetteur acoustique, et un dispositif électronique de réception sous-marin possédant au moins un hydrophone, le dispositif de mesure étant configuré pour acquérir une mesure d'une grandeur physique à partir d'un signal de sortie issu d'un capteur, dans lequel le dispositif de mesure est configuré pour déterminer si une mesure vérifie un critère d'alerte prédéterminé, et pour émettre, à l'aide de l'émetteur acoustique, un signal acoustique d'alerte si la mesure satisfait le critère d'alerte, et dans lequel le dispositif de réception est configuré pour détecter, à l'aide de l'hydrophone, l'émission d'un signal acoustique d'alerte par le dispositif de mesure. Selon des modes de réalisation particuliers, le système de surveillance comprend une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le dispositif de mesure est configuré pour prendre des mesures par intermittence ; - le dispositif de mesure est configuré pour se mettre dans un mode de veille entre deux prises de mesure ; - dans lequel le dispositif de réception est configuré pour détecter en permanence l'émission de signaux d'alerte ; - le dispositif de mesure est configuré pour émettre chaque signal acoustique d'alerte plusieurs fois ; - le dispositif de mesure comprend une source d'énergie thermoélectrique pour l'alimentation en énergie électrique du dispositif de mesure et/ou un accumulateur électrique pour l'alimentation en énergie électrique du dispositif de mesure ; - le dispositif de mesure comprend un connecteur pour connecter électriquement le dispositif de mesure à au moins un capteur installé sur un équipement de l'installation sous-marine ; - le dispositif de mesure est connecté électriquement à au moins un capteur choisi parmi : un capteur de pression, un capteur de température, un capteur de vibrations, un accéléromètre, un capteur de contrainte mécanique, un hydrophone, un capteur chimique ; - le dispositif de mesure est configuré pour inclure dans le signal acoustique d'alerte un identifiant propre au dispositif de mesure ; - le dispositif de mesure est configuré pour inclure dans le signal acoustique d'alerte une valeur de mesure représentative de la mesure ; - le dispositif de réception est configuré pour générer un message d'alerte vers une station de supervision de surface en réponse à la détection d'un signal acoustique d'alerte ; - le dispositif de réception est configuré pour analyser le bruit ambiant à partir du signal de mesure de l'hydrophone et pour générer un message d'alerte si un son présent dans le bruit ambiant répond à un critère d'alerte prédéterminé ; - le dispositif de réception est configuré pour déterminer et/ou transférer vers une station de supervision de surface le spectre fréquentiel du bruit ambiant ; - le dispositif de réception, équipé de plusieurs hydrophones, est configuré pour déterminer le(s) angles(s) d'arrivée du signal acoustique d'alerte, et en déduire la direction de la source du signal acoustique d'alerte ; - le dispositif de réception est configuré pour envoyer un message d'alerte vers une station de supervision de surface à la détection d'un son présent dans le bruit ambiant répondant à un critère d'alerte prédéterminé ; - il comprend un réseau de communication possédant un module électronique de surveillance sous-marin et une station de supervision de surface reliés par un ombilical, le dispositif de réception étant connecté au module de surveillance sous-marin ; et - le dispositif de mesure et le dispositif de réception sont adaptés pour être immergés à une profondeur d'au moins 20 m. L'invention concerne également un procédé de surveillance d'une installation sous-marine comprenant les étapes d'acquérir une mesure d'une grandeur physique associée à un équipement de l'installation sous-marine à partir d'un signal de sortie d'un capteur, déterminer si la mesure prise vérifie un critère d'alerte prédéterminé, émettre un signal acoustique d'alerte sous l'eau si le critère d'alerte est vérifié, détecter le signal acoustique d'alerte sous l'eau, et, en réponse à la détection du signal acoustique d'alerte, transmettre un message d'alerte correspondant vers une station de supervision en surface et/ou enregistrer des informations relatives au signal acoustique d'alerte.
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 représente schématiquement une installation sous-marine et un système de surveillance de l'installation sous-marine ; - la Figure 2 représente un organigramme d'un procédé de contrôle de l'installation sous-marine ; - la Figure 3 représente schématiquement un système de surveillance d'une installation sous-marine selon une variante. Tel qu'illustré sur la Figure 1, un ensemble 2 comprend une installation sous- marine 4 et un système de surveillance 6 de l'installation sous-marine 4. L'installation sous-marine comprend un équipement 8 sous-marin équipé d'un capteur 10 propre à fournir un signal de sortie représentatif d'une grandeur physique associée à l'équipement 8. L'équipement 8 est immergé, typiquement à une profondeur supérieure à 20 m. L'équipement 8 est ici une tête d'un puits pétrolier sous-marin.
Le capteur 10 est choisi parmi un capteur de pression, un capteur de température, un capteur de vibration, un accéléromètre, un hydrophone, un capteur de contraintes mécaniques, et un capteur chimique. D'autres capteurs sont envisageables en fonction des grandeurs physiques de l'équipement qu'il est souhaitable de contrôler pour anticiper ou détecter un incident. L'équipement 8 est ici équipé d'un seul capteur 10. En variante, l'équipement 8 est équipé de plusieurs capteurs. Dans ce cas, l'équipement 8 est équipé de plusieurs capteurs mesurant la même grandeur physique, par exemple en différents points de l'équipement, et/ou de plusieurs capteurs mesurant des grandeurs physiques différentes. Dans un mode de réalisation, l'équipement 8 est équipé d'un capteur de pression pour mesurer une pression à l'intérieur de l'équipement, et d'un capteur de température interne pour mesurer une température à l'intérieur de l'équipement. Le système de surveillance 6 comprend un dispositif électronique de mesure sous-marin 12 comprenant un émetteur acoustique 14, un dispositif électronique de réception sous-marin 16, comprenant au moins un hydrophone 18, ici deux hydrophones 18, et une station de supervision 20.
Le dispositif de mesure 12 et le dispositif de réception 16 sont immergés, typiquement à une profondeur supérieure à 20 m. Ils possèdent à cet effet un boîtier étanche, de manière connue. Le dispositif de mesure 12 est connecté à l'équipement 8 de manière à être connecté électriquement au capteur 10 pour recevoir le signal de sortie du capteur 10.
Le dispositif de mesure 12 est ici connecté de manière amovible à l'équipement 8. Plus spécifiquement, le dispositif de mesure comprend un connecteur 22 de dispositif de mesure complémentaire d'un connecteur 24 d'équipement prévu sur l'équipement 8. Le connecteur de dispositif de mesure 22 connecté au connecteur d'équipement 24 relie électriquement le dispositif de mesure 12 au capteur 10, de sorte que le dispositif de mesure 12 reçoit le signal de sortie du capteur 10. Avantageusement, comme cela est le cas ici, les connecteurs 22, 24 réalisent en outre une liaison mécanique entre le dispositif de mesure 12 et l'équipement 8. Le connecteur de dispositif de mesure 22 connecté au connecteur d'équipement 24 fixe rigidement le dispositif de mesure 12 sur l'équipement 8. En variante, le dispositif de mesure comprend, d'une part, un connecteur électrique pour réaliser la connexion électrique et, d'autre part, un connecteur mécanique pour réaliser une liaison mécanique. En variante, le dispositif de mesure est ancré au fond de la mer et le dispositif de mesure est connecté à l'équipement par l'intermédiaire d'un câble de manière à recevoir le signal de mesure du capteur.
Le dispositif de mesure 12 possède un dispositif de stockage d'énergie électrique 26 pour l'alimentation en énergie électrique du dispositif de mesure 12. Le dispositif de stockage d'énergie électrique 26 comprend un accumulateur électrique, par exemple une pile électrique et/ou une batterie électrique. En option, le dispositif de mesure 12 possède un générateur thermoélectrique 28 pour générer de l'énergie électrique à partir d'une différence de température (effet Seebeck). La différence de température est prise par exemple entre l'équipement 8 auquel le dispositif de mesure 12 est connecté et l'eau environnante, à l'aide de surfaces d'échange thermique 28A, 28B. Le dispositif de mesure 12 comprend une unité électronique de traitement de données 30 configurée pour acquérir des mesures à partir du signal de sortie issus du capteur 10, analyser les mesures, commander l'émetteur 14 pour l'émission de signaux acoustiques, et commander l'alimentation. L'unité de traitement 30 reçoit en entrée le signal de sortie du capteur 10. L'unité de traitement 30 commande l'émetteur 14, le dispositif de stockage d'énergie 26 et le générateur thermoélectrique 28.
Chaque fonction de l'unité de traitement 30 (acquisition de mesures, analyse de mesures, contrôle de l'émission de signaux acoustiques, contrôle de l'alimentation...) est mise en oeuvre par une application logicielle stockée dans une mémoire de l'unité de traitement 30 et exécutée par un processeur de l'unité de traitement 30, par un composant électronique configurable de l'unité de traitement 30 ou par un circuit intégré dédié de l'unité de traitement 30. En particulier, dans un mode de réalisation, l'acquisition du signal de sortie du capteur 10 est réalisée par une carte électronique d'acquisition et/ou le contrôle de l'alimentation est commandée réalisée par une carte électronique d'alimentation. Le dispositif de mesure 12 est configuré pour alimenter en énergie électrique le capteur 10 à partir de son dispositif de stockage d'énergie électrique 26. L'alimentation électrique du capteur 10 est réalisée par l'intermédiaire de la liaison électrique entre le dispositif de mesure 12 et le capteur 10. L'unité de traitement 30 du dispositif de mesure 12 est configurée pour acquérir des mesures à partir du signal de sortie issu du capteur 10, pour analyser les mesures et pour commander l'émetteur 14 en fonction de l'analyse. L'unité de traitement 30 du dispositif de mesure 12 est configurée pour acquérir des mesures à partir du signal de sortie du capteur 10 par intermittence. Dans un mode de réalisation, l'unité de traitement 30 du dispositif de mesure 12 est configurée pour acquérir des mesures périodiquement, de préférence selon une fréquence temporelle prédéterminée.
L'unité de traitement 30 du dispositif de mesure 12 est configurée, pour chaque mesure, pour commander l'alimentation du capteur 10 pendant l'acquisition de la mesure. Le capteur 10 est alimenté et actif uniquement pendant l'acquisition de mesure, et reste inactif le reste du temps. Le capteur 10 fournit un signal de sortie lorsqu'il est activé, et ne fournit pas de signal de mesure lorsqu'il est inactif. L'unité de traitement 30 du dispositif de mesure 12 est configurée, pour chaque mesure, pour analyser la mesure, et en particulier pour déterminer si la mesure vérifie un critère d'alerte prédéterminé. Un critère d'alerte est par exemple le dépassement d'un seuil de pression, le dépassement d'un seuil de température, le dépassement d'un seuil d'accélération, le dépassement d'un seuil de fréquence de vibration, le dépassement d'un seuil d'amplitude de vibration. Ces critères d'alerte sont simples. Un critère d'alerte complexe peut combiner plusieurs critères d'alerte simples. Si le dispositif de mesure reçoit les signaux de sortie de plusieurs capteurs, un critère d'alerte simple peut combiner des critères simples ou complexes respectifs relatifs aux mesures. L'unité de traitement 30 du dispositif de mesure 12 est configurée pour commander l'émission, à l'aide de l'émetteur 14 acoustique, d'un signal acoustique d'alerte 32 si la mesure vérifie le critère d'alerte. Le signal acoustique d'alerte 32 est émis uniquement si la mesure vérifie le critère d'alerte. Le signal acoustique d'alerte 32 est un signal incluant en option des données relatives à la mesure (ou données de mesure). Des données de mesure comprennent la mesure elle-même (i.e. le signal de mesure) et/ou des données de traitement résultant du traitement de la mesure.
Des données de traitement comprennent une valeur de mesure représentative de la grandeur physique mesurée. Une valeur de mesure est une valeur instantanée ou une valeur moyenne calculée sur une période de temps à partir de la mesure. Par exemple, si le capteur est un capteur de pression, une valeur de mesure est une pression instantanée ou une pression moyenne sur une période de temps (quelques secondes). Si le capteur est un hydrophone, une mesure est l'enregistrement du son pendant une période de temps (quelques secondes). Dans ce cas, des données de traitement de mesure sont par exemple un niveau sonore à une ou plusieurs fréquence(s) donnée(s). Le signal acoustique d'alerte 32 inclut en option un identifiant propre au dispositif de mesure 12. L'identifiant permet de déterminer que le signal d'alerte provient du dispositif de mesure 12, pour distinguer un signal acoustique d'alerte émis par un dispositif de mesure d'un signal d'alerte émis par un autre dispositif de mesure.
De préférence, l'unité de traitement 30 du dispositif de mesure 12 est configurée pour la mise en veille du dispositif de mesure 12 entre deux prises de mesure. Dans le mode en veille, la consommation électrique du dispositif de mesure 12 est minimisée. Ceci permet de prolonger l'autonomie du dispositif de mesure. En mode de veille, le capteur 10 et l'émetteur 14 sont inactifs, et l'unité de traitement exerce une activité minimale. En option, l'unité de traitement 30 du dispositif de mesure 12 est configurée pour commander l'émission d'un signal acoustique de secours en cas de dysfonctionnement interne du dispositif de mesure 12 lui-même. Un tel dysfonctionnement est par exemple un niveau d'énergie trop faible dans le dispositif de stockage d'énergie 26. La station électronique de supervision 20 est située en surface. La station de supervision 20 est disposée sur un navire 34, une plateforme flottante (par ex. une plateforme pétrolière) ou une installation à terre. Le dispositif de réception 16 est relié par un ombilical 36 à la station de supervision 20. Le dispositif de réception 16 est en communication avec la station de supervision par l'intermédiaire de l'ombilical. Le dispositif de réception 16 est alimenté en énergie électrique par l'intermédiaire de l'ombilical. Le dispositif de réception 16 est à portée acoustique du dispositif de mesure 12, pour pouvoir détecter les signaux acoustiques émis par le dispositif de mesure 12.
Le dispositif de réception 16 comprend une unité électronique de traitement de données 38 configurée pour détecter un signal acoustique d'alerte, émettre d'un message d'alerte et, en option, analyser le bruit ambiant. L'unité de traitement 38 reçoit les signaux de sortie des hydrophones 18. Chaque fonction de l'unité de traitement 38 (détection de signal acoustique d'alerte, émission d'un message d'alerte, analyse du bruit ambiant) est mise en oeuvre par une application logicielle stockée dans une mémoire de l'unité de traitement 38 et exécutée par un processeur de l'unité de traitement, par un composant électronique configurable de l'unité de traitement 38 ou par un circuit intégré dédié de l'unité de traitement 38.
L'unité de traitement 38 du dispositif de réception 16 est configurée pour détecter un signal acoustique d'alerte 32 émis par le dispositif de mesure 12 à partir des signaux issus des hydrophones 18, et pour transmettre un message d'alerte correspondant à la station de supervision 20. En option, l'unité de traitement 38 du dispositif de réception 16 est configurée pour analyser le bruit ambiant 39 à partir des signaux de sortie des hydrophones 18, et pour émettre un message d'alerte correspondant suite à la détection dans le bruit ambiant 39 d'un son vérifiant un critère d'alerte prédéterminé. Des exemples de sons suspects sont un craquement, un sifflement d'une fuite, ou un ronronnement d'une machine tournante sous-marine. En option, si le dispositif de réception 16 comprend plusieurs hydrophones 18, l'unité de traitement 38 du dispositif de réception 16 est configurée pour localiser le dispositif de réception ayant émis un signal d'alerte par comparaison de signaux de mesure des hydrophones. La localisation est effectuée par analyse en formation de voie du signal acoustique d'alerte reçu, éventuellement combinée à une triangulation, si plusieurs récepteurs sont implémentés.
Le dispositif de réception 16 est actif en permanence. Il est configuré pour détecter en permanence l'émission d'un signal acoustique d'alerte 32 par le dispositif de mesure 12, et pour, en réponse à la détection d'un signal acoustique d'alerte 32, envoyer un message d'alerte à la station de supervision 20. En option, il est configuré pour analyser en permanence le bruit ambiant et envoyer un message d'alerte vers la station de supervision suite à la détection dans le bruit ambiant d'un son vérifiant un critère d'alerte prédéterminé et/ou pour détecter en permanence un signal de secours du dispositif de mesure. La communication entre le dispositif de réception 16 et la station de supervision 20 est effectuée par l'intermédiaire d'une liaison filaire de communication de l'ombilical 36. La liaison filaire est une liaison électrique (câble de communication) ou une liaison optique (fibre optique). En variante, d'autres modes de communication sont envisageable. Dans une variante, la communication entre le dispositif de réception et la station de supervision est effectuée par signaux acoustiques sous-marin ou par signaux radiofréquence. La station de supervision 20 est connectée à une interface homme-machine 40 permettant à un opérateur de prendre connaissance des messages d'alerte reçus par la station de supervision. Comme illustré, sur la Figure 1, le dispositif de mesure 12 comprend de préférence un organe de saisie 42 propre à être saisi par un véhicule télécommandé sous-marin (ou ROV pour « Remote Operated Vehicle » en anglais) pour manipuler le dispositif de mesure 12 et le connecter à l'équipement 8 sous-marin à distance, sous l'eau. En fonctionnement, le système de surveillance met en oeuvre le procédé de surveillance illustré sur la Figure 2. Selon une première étape 51, le dispositif de mesure 12 est en mode de veille. Selon une deuxième étape S2, le dispositif de mesure 12 s'active temporairement pour réaliser une mesure à l'aide du capteur 10 et analyser la mesure. Le dispositif de mesure 12 alimente le capteur 10 et acquière une mesure à partir du signal de sortie issu du capteur 10. Selon une troisième étape S3, le dispositif de mesure 12 analyse les données de mesure.
Selon une quatrième étape S4, si les données de mesure vérifient un critère d'alerte prédéterminé, le dispositif de mesure 12 émet un signal acoustique d'alerte à l'aide de l'émetteur, contenant en option des données de mesure. Si les données de mesure ne vérifient aucun critère d'alerte, le dispositif de mesure 12 se remet en veille et le procédé retourne à la première étape (flèche en pointillés).
Les premières, deuxièmes et troisièmes étapes 51, S2, S3 sont répétées cycliquement. Le dispositif de mesure déclenche la deuxième étape par intermittence, de préférence périodiquement, à intervalles de temps réguliers. A chaque fois que la deuxième étape S2 conduit à une mesure vérifiant le critère d'alerte, le dispositif de mesure émet le signal acoustique d'alerte. De préférence, pour chaque mesure vérifiant le critère d'alerte, le dispositif de mesure émet plusieurs fois de suite le signal de mesure. Le dispositif de mesure émet par exemple le signal d'alerte de manière répétitive jusqu'à la mesure suivante. Selon une cinquième étape S5, le dispositif de réception 16 détecte le signal acoustique d'alerte 32 émis par le dispositif de mesure 12, par l'intermédiaire des hydrophones. Selon une sixième étape S6, en réponse à la détection du signal acoustique d'alerte émis par le dispositif de mesure 32, le dispositif de réception 16 envoie un message d'alerte à la station de supervision 20, ici par l'intermédiaire de l'ombilical 36. Selon une septième étape S7, la station de supervision 20 reçoit le message d'alerte en surface. Ainsi, le dispositif de mesure 12 est propre à acquérir des mesures et à analyser les mesures de manière autonome, et à émettre un signal d'alerte uniquement lorsque des mesures vérifient des critères d'alerte prédéterminés. Le dispositif de mesure 12 ne reste donc pas en permanence actif pour détecter un signal d'interrogation. Le dispositif de mesure 12 prend une mesure, analyse la mesure et le cas échéant émet un signal d'alerte de manière spontanée, i.e. sans être sollicité ou interrogé par un autre dispositif, en particulier par le dispositif de réception. Entre deux mesures, le dispositif de mesure 12 peut rester dans un mode de veille, dans lequel le dispositif de mesure 12 consomme peu d'énergie. Ainsi, l'autonomie énergétique du dispositif de mesure 12 est prolongée. Par ailleurs, le dispositif de mesure 12 émet des signaux acoustiques uniquement en cas d'alerte, ce qui permet de ne pas encombrer l'espace sonore, par exemple pour l'analyse du bruit ambiant par le dispositif de réception 16, et ce qui permet l'utilisation simultanée de plusieurs dispositifs 12 pour un seul récepteur 16. Le dispositif de réception 16 reste en écoute active permanente pour détecter les signaux d'alerte du dispositif de mesure 12, mais il est alimenté par l'intermédiaire de l'ombilical, de sorte que la question de l'autonomie énergétique est moins prégnante. Des variantes de réalisation sont envisageables. Dans l'exemple illustré, un seul dispositif de mesure 12 est représenté sur la Figure 1 pour des raisons de simplification. De préférence, le système de surveillance 6 comprend plusieurs dispositifs de mesure analogues, le dispositif de réception 16 étant configuré pour détecter les signaux acoustiques d'alerte émis par les différents dispositifs de mesure. Chaque dispositif de mesure est connecté à un équipement respectif. De préférence, pour chaque mesure vérifiant le critère d'alerte, chaque dispositif de mesure émet un signal de mesure correspondant plusieurs fois, avec une séquence temporelle d'émission propre différente de celle des autres dispositifs de mesure. Dans un mode de réalisation, chaque dispositif de mesure émet plusieurs fois le signal d'alerte avec des intervalles de temps entre les émissions du signaux acoustiques d'alerte spécifiques à ce dispositif de mesure et différentes de ceux des autres dispositifs de mesure du système de surveillance. Les intervalles de temps entres les émissions d'un signal acoustique d'un dispositif de mesure sont réguliers ou irréguliers. Ainsi, si deux dispositifs de mesure 12 émettent un signal d'alerte au même instant ou à des instants très proches, ce qui rend difficile leur détection par le dispositif de réception 16, les deux dispositifs de mesure 12 émettent les occurrences suivantes de leurs signaux acoustiques d'alerte respectifs à des instant différents, ce qui permet leur détection différenciée par le dispositif de réception. Dans l'exemple illustré, le dispositif de mesure reçoit les signaux d'un seul capteur. Si le dispositif de mesure reçoit les signaux de plusieurs capteurs, le dispositif de mesure acquière, reçoit et analyse les mesures respectives des capteurs simultanément, au cours d'une même étape de mesure et d'analyse, ou séquentiellement, chaque mesures étant prise est analysée dans des étapes de mesure et d'analyse respectives. Dans l'exemple illustré, le dispositif de réception 16 est ancré au fond de la mer et relié par l'ombilical 36 à la station de supervision 20 en surface. Dans une variante, le dispositif de réception 16 est disposé sur un véhicule télécommandé sous-marin (ROV). Le véhicule sous-marin est relié par un ombilical à la station de supervision.
Dans une autre variante, le dispositif de réception 16 est disposé sur un véhicule sous-marin autonome (ou AUV pour « Autonomous Underwater Vehicle » en anglais ou « glider »), ou un véhicule de surface autonome (ou ASV pour « Autonomous Surface Vehicle » en anglais). Dans ce cas, le dispositif de réception 16 disposé sur le véhicule autonome enregistre alors des informations relatives aux signaux acoustiques d'alerte reçu, aux sons suspects détectés et/ou aux signaux de secours reçus, pour les restituer ensuite à une station de supervision, après la récupération du véhicule autonome. Dans une autre variante, le dispositif de réception 16 est relié à une bouée possédant un émetteur radiofréquence, qui relaie l'information par communication radiofréquence à la station de supervision. Dans l'exemple illustré sur la Figure 1, le dispositif de réception 16 communique directement avec la station de supervision en surface 20. Dans une variante avantageuse illustrée sur la Figure 3, le dispositif de réception 16 est connecté électriquement à un réseau de communication 44 préexistant de l'installation sous-marine. Dans l'ensemble de la Figure 3, l'installation sous-marine comprend un réseau de communication 44 possédant un module électronique de surveillance sous-marin 46 (ou SCM pour « Subsea Control Module » en anglais) et la station de supervision 20 (ou MCS pour « Master Control Station » en anglais), le module de surveillance sous-marin 46 étant relié à la station de supervision 20 par l'ombilical 36.
Le dispositif de réception 16 est connecté au module de surveillance sous-marin 46, qui est configuré pour recevoir les messages émis par le dispositif de réception 16 et pour les transférer à la station de supervision. Ainsi, le dispositif de réception 16 est en communication avec la station de supervision 20 par l'intermédiaire du module de surveillance sous-marin 46 et de l'ombilical 36. Le dispositif de réception 16 est également alimenté en énergie électrique par l'intermédiaire du module de surveillance sous-marin et de l'ombilical. Le dispositif de réception 16 possède un câble 48 de communication et d'alimentation muni d'un connecteur 50, par l'intermédiaire duquel il est connecté au module de surveillance sous-marin. La variante de la Figure 3 est avantageuse en ce qu'elle permet de tirer avantage d'un réseau de communication 44 préexistant de l'installation sous-marine 4, et d'utiliser un module de surveillance sous-marin 46 et une station de supervision 20 de ce réseau de communication 44. Le procédé et le système de surveillance conviennent pour un champ pétrolier sous-marin et plus généralement pour tout type d'installation sous-marine. Il convient par exemple pour la partie immergée d'un champ d'éoliennes offshore ou pour un champ d'hydroliennes.
Claims (18)
- REVENDICATIONS1.- Système de surveillance d'une installation sous-marine, comprenant au moins un dispositif électronique de mesure sous-marin (12) possédant un émetteur acoustique (14) et un dispositif électronique de réception sous-marin (16) possédant au moins un hydrophone (18), le dispositif de mesure (12) étant configuré pour acquérir une mesure d'une grandeur physique à partir d'un signal de sortie issu d'un capteur, dans lequel le dispositif de mesure (12) est configuré pour déterminer si une mesure vérifie un critère d'alerte prédéterminé, et pour émettre, à l'aide de l'émetteur acoustique (14), un signal acoustique d'alerte si la mesure satisfait le critère d'alerte, et dans lequel le dispositif de réception (16) est configuré pour détecter, à l'aide de l'hydrophone (18), l'émission d'un signal acoustique d'alerte par le dispositif de mesure (12).
- 2.- Système de surveillance selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de mesure (12) est configuré pour prendre des mesures par intermittence.
- 3.- Système de surveillance selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le dispositif de mesure (12) est configuré pour se mettre dans un mode de veille entre deux prises de mesure.
- 4.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le dispositif de réception (16) est configuré pour détecter en permanence l'émission de signaux d'alerte.
- 5.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure (12) est configuré pour émettre chaque signal acoustique d'alerte plusieurs fois.
- 6.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure (12) comprend une source d'énergie thermoélectrique (28) pour l'alimentation en énergie électrique du dispositif de mesure et/ou un accumulateur électrique (26) pour l'alimentation en énergie électrique du dispositif de mesure.
- 7.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure (12) comprend un connecteur (22) pour connecter électriquement le dispositif de mesure (12) à au moins un capteur installé sur un équipement de l'installation sous-marine.
- 8.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure (12) est connecté électriquement à au moins un capteur choisi parmi : un capteur de pression, un capteur de température, uncapteur de vibrations, un accéléromètre, un capteur de contrainte mécanique, un hydrophone, un capteur chimique.
- 9.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure (12) est configuré pour inclure dans le signal acoustique d'alerte un identifiant propre au dispositif de mesure (12).
- 10.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure (12) est configuré pour inclure dans le signal acoustique d'alerte une valeur de mesure représentative de la mesure.
- 11.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de réception (16) est configuré pour générer un message d'alerte vers une station de supervision de surface en réponse à la détection d'un signal acoustique d'alerte.
- 12.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de réception (16) est configuré pour analyser le bruit ambiant à partir du signal de mesure de l'hydrophone (18) et pour générer un message d'alerte si un son présent dans le bruit ambiant répond à un critère d'alerte prédéterminé.
- 13.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de réception (16) est configuré pour déterminer et/ou transférer vers une station de supervision de surface le spectre fréquentiel du bruit ambiant.
- 14.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de réception (16), équipé de plusieurs hydrophones (18), est configuré pour déterminer le(s) angles(s) d'arrivée du signal acoustique d'alerte, et en déduire la direction de la source du signal acoustique d'alerte.
- 15.- Système de surveillance selon la revendication 12, dans lequel le dispositif de réception est configuré pour envoyer un message d'alerte vers une station de supervision de surface (20) à la détection d'un son présent dans le bruit ambiant répondant à un critère d'alerte prédéterminé.
- 16.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un réseau de communication possédant un module électronique de surveillance sous-marin (46) et une station de supervision de surface (20) reliés par un ombilical, le dispositif de réception (16) étant connecté au module de surveillance sous-marin (46).
- 17.- Système de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure (12) et le dispositif de réception (16) sont adaptés pour être immergés à une profondeur d'au moins 20 m.
- 18.- Procédé de surveillance d'une installation sous-marine comprenant les étapes d'acquérir une mesure d'une grandeur physique associée à un équipement de l'installation sous-marine à partir d'un signal de sortie d'un capteur (10), déterminer si la mesure prise vérifie un critère d'alerte prédéterminé, émettre un signal acoustique d'alerte sous l'eau si le critère d'alerte est vérifié, détecter le signal acoustique d'alerte sous l'eau, et, en réponse à la détection du signal acoustique d'alerte, transmettre un message d'alerte correspondant vers une station de supervision en surface et/ou enregistrer des informations relatives au signal acoustique d'alerte.
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Applications Claiming Priority (1)
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2014
- 2014-10-31 FR FR1460533A patent/FR3028121B1/fr active Active
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