FR3051961A1

FR3051961A1 - UNDERWATER CONNECTION DEVICE AND CORRESPONDING ASSEMBLY METHOD

Info

Publication number: FR3051961A1
Application number: FR1654936A
Authority: FR
Inventors: Devehat Laurent Le; Anael Chretien; Afef Lebouc; Christian Chillet; Benjamin Pichancourt
Original assignee: M Prime Innovation; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: M Prime Innovation; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-12-01

Abstract

Il est proposé un dispositif de connexion sous-marine (100) d'au moins un premier câble (101) comprenant au moins un premier conducteur électrique et un deuxième câble (102) comprenant au moins un deuxième conducteur électrique. Le dispositif comprend : une première partie (1) comprenant une première partie de noyau magnétique et au moins une première bobine conductrice configurée pour être connectée audit au moins un premier conducteur électrique ; et une deuxième partie (2) comprenant une deuxième partie de noyau magnétique et au moins une deuxième bobine conductrice configurée pour être connectée audit au moins un deuxième conducteur électrique; lesdites première et deuxième parties du dispositif étant assemblables, lesdites parties de noyau formant un noyau permettant un couplage inductif des bobines lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées. Le dispositif comprend en outre des moyens de découplage mécanique des deux parties de noyau lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées.There is provided a subsea connection device (100) of at least a first cable (101) comprising at least a first electrical conductor and a second cable (102) comprising at least a second electrical conductor. The device comprises: a first portion (1) comprising a first magnetic core portion and at least a first conductive coil configured to be connected to said at least one first electrical conductor; and a second portion (2) comprising a second magnetic core portion and at least a second conductive coil configured to be connected to said at least one second electrical conductor; said first and second parts of the device being connectable, said core portions forming a core for inductive coupling of the coils when the first and second parts of the device are assembled. The device further comprises mechanical decoupling means of the two core portions when the first and second parts of the device are assembled.

Description

Dispositif de connexion sous-marine et procédé d'assemblage correspondantUnderwater connection device and corresponding assembly method

1 DOMAINE TECHNIQUE1 TECHNICAL FIELD

Le domaine de l'invention est celui des connecteurs utilisés pour raccorder des câbles en milieu sous-marin (chaque câble comprenant au moins un conducteur électrique et éventuellement au moins une fibre optique).The field of the invention is that connectors used to connect cables in underwater environment (each cable comprising at least one electrical conductor and possibly at least one optical fiber).

Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de connexion sous-marine permettant la connexion de manière simplifiée de tels câbles, ainsi que, le cas échéant, l'abaissement ou l'élévation de la tension entre de tels câbles.More specifically, the invention relates to an underwater connection device for connecting in a simplified manner such cables, and, where appropriate, the lowering or raising of the voltage between such cables.

Du fait du nombre croissant d'applications envisagées mettant en oeuvre l'exploitation des ressources marines, l'invention a de nombreuses applications, notamment, mais non exclusivement, sur l'ensemble des marchés de la connexion sous-marine de puissance et d'instrumentation, typiquement pour des réseaux dont les puissances électriques véhiculées vont de la centaine de W à la centaine de MW, et dont les tensions alternatives ont une amplitude crête entre 12 V et 400 kV et une fréquence entre 50Hz et 60 Hz. A titre d'exemple, on peut citer les marchés de l'exploitation des énergies marines renouvelables (p. ex. énergie issue des courants de marée, énergie issue de la houle, énergie issue du vent en mer, énergie issue des gradients de température ou de salinité, etc.), ou encore des ressources énergétiques extracôtières (déploiement de réseaux électriques sous-marins pour l'exploitation de ressources sous-marines minières et/ou pétrolières), mais aussi les marchés de la défense qui ont régulièrement recours aux connexions de puissance électrique sous-marines.Due to the increasing number of applications envisaged implementing the exploitation of marine resources, the invention has many applications, in particular, but not exclusively, in all the markets of the underwater connection of power and power. instrumentation, typically for networks whose electrical powers conveyed range from the hundred W to the hundred MW, and whose AC voltages have a peak amplitude between 12 V and 400 kV and a frequency between 50Hz and 60 Hz. for example, markets for the exploitation of marine renewable energies (eg energy from tidal currents, wave energy, wind energy at sea, energy from temperature or salinity gradients , etc.), or offshore energy resources (deployment of submarine power grids for the exploitation of submarine mining and / or oil resources), but also defense markets that regularly use underwater power connections.

2 ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE2 TECHNOLOGICAL BACKGROUND

Classiquement les dispositifs de connexion sous-marine sont de deux types : • les connecteurs à appairage en milieu sec, dit « dry-mate » en anglais, et pouvant s'apparenter à des boîtes de connexions étanches ; • les connecteurs à appairage en milieu humide, dit « wet-mate » en anglais, et qui s'apparentent à des prises électriques étanches.Conventionally underwater connection devices are of two types: • dry-mate connectors in dry environment in English, and can be likened to sealed connection boxes; • wet-mate connectors, which are similar to sealed electrical outlets.

Ces deux types de dispositif impliquent des méthodes de connexion et déconnexion différentes, i.e. une méthode émergée pour le type « dry-mate », et une méthode immergée pour ie type « wet-mate ».These two types of device involve different connection and disconnection methods, i.e. an emerging method for the "dry-mate" type, and a submerged method for the "wet-mate" type.

Plus particulièrement, les connecteurs « dry-mate » connus sont de conception relativement simple mais la méthode de connexion et de déconnexion se faisant en dehors de l'eau, elle nécessite de remonter le connecteur au niveau de la surface. Cet impératif entraîne : • des sur-longueurs de câbles entre le fond de la mer et la surface. Ces surlongueurs dans les zones fortement énergétiques favorisent les mouvements de câbles et les rendent sensibles au phénomène de fatigue. Par ailleurs, ces surlongueurs impliquent une moindre densité d'installation pour éviter tout phénomène d'entortillement entre câbles voisins ; • l'obligation de réaliser les opérations de pose et/ou de maintenance durant des périodes météorologiques relativement calmes avec des moyens nautiques pouvant assurer un positionnement précis (navires de classe DP, pour « Dynamic Positioning » en anglais) et de taille suffisamment importante pour assurer la sécurité du personnel et ne pas être gênés par une faible houle.More particularly, the known "dry-mate" connectors are of relatively simple design but the method of connection and disconnection being outside the water, it requires to reassemble the connector at the surface. This imperative entails: • over-lengths of cables between the seabed and the surface. These excess lengths in highly energetic areas favor the movements of cables and make them susceptible to the phenomenon of fatigue. Moreover, these excess lengths imply a lower density of installation to avoid any phenomenon of kinking between adjacent cables; • the obligation to carry out laying and / or maintenance operations during relatively calm meteorological periods with nautical means capable of ensuring accurate positioning (DP class vessels, for "Dynamic Positioning" in English) and of sufficient size to ensure the safety of the personnel and not be bothered by a small swell.

Les connecteurs « wet-mate » sont quant-à-eux, dans leur majorité, des dispositifs de conception relativement complexes permettant de réaliser des contacts physiques démontables entre l'équivalent d'une prise mâle et d'une prise femelle. • ils comportent notamment des mécanismes permettant d'assurer l'étanchéité des parties en contact vis-à-vis de l'eau de mer. Ces mécanismes comportent plusieurs pièces en mouvement de grandes précisions et sont généralement réalisés dans des matériaux nobles (titane par exemple) pour éviter la corrosion impliquant des coûts de fabrication élevés ; • la précision de ce type de dispositif suppose une précision des moyens de connexion et déconnexion, c'est-à-dire l'usage de robots sous-marins ou de plongeurs professionnels. Leur déploiement implique des conditions de mer calme pendant les périodes de faibles courants de marée ou de faible houle et donc des fenêtres météorologiques relativement réduites sur les sites énergétiques. Par ailleurs, pour assurer la sécurité des robots ou des plongeurs, les équipes d'intervention se doivent d'être relativement nombreuses et agir depuis des moyens nautiques de dimension importantes pour assurer la stabilité en surface et généralement à positionnement précis (navires de classe DP là-aussi) ; • malgré la précision des moyens de déploiement, les occurrences d'opérations de connexion / déconnexion entraînent généralement une perte de précision dans les connecteurs « wet-mate » pouvant amener une défectuosité de leur mécanisme d'étanchéité et les rendre inopérants.The majority of "wet-mate" connectors are relatively complex design devices that make it possible to make demountable physical contacts between the equivalent of a plug and a socket. • They include mechanisms for sealing the parts in contact with seawater. These mechanisms have several moving parts of great precision and are generally made of noble materials (titanium by example) to avoid corrosion involving high manufacturing costs; • The accuracy of this type of device assumes a precision means of connection and disconnection, that is to say the use of underwater robots or professional divers. Their deployment implies calm sea conditions during periods of weak tidal currents or low swell and therefore relatively small weather windows on energy sites. In addition, to ensure the safety of robots or divers, the intervention teams must be relatively numerous and act from nautical means of significant size to ensure surface stability and generally accurate positioning (DP class ships) there too) ; • In spite of the precision of the deployment means, the occurrences of connection / disconnection operations generally lead to a loss of precision in the "wet-mate" connectors that can cause a malfunction of their sealing mechanism and render them inoperative.

Par ailleurs, la chaîne de conversion électrique d'un réseau électrique est classiquement composée d'une source de puissance, parfois des convertisseurs de fréquence, d'un transformateur élévateur ou abaisseur de tension, d'un connecteur, de câbles et parfois de boîtes de dérivation. Les convertisseurs et le transformateur sont généralement encapsulés dans une enceinte étanche.Furthermore, the electrical conversion chain of an electrical network is conventionally composed of a power source, sometimes frequency converters, a step-up or step-down transformer, a connector, cables and sometimes boxes. bypass. The converters and the transformer are usually encapsulated in a sealed enclosure.

Il apparaît que dans une chaîne de conversion électrique terrestre, la problématique de la connexion est un problème technique facilement résolu et peu onéreux favorisant une approche basée sur l'utilisation de fonctions en dispositifs séparés. Or, dans une chaîne de conversion sous-marine, l'approche par séparation des fonctions entraîne des coûts supplémentaires par la multiplication des interfaces d'étanchéité, le coût lié à l'installation de chacun des composants et l'addition des risques de défaillance.It appears that in a terrestrial electrical conversion chain, the problem of the connection is a technical problem easily solved and inexpensive favoring an approach based on the use of functions in separate devices. However, in an underwater conversion chain, the separation of functions approach entails additional costs by multiplying the sealing interfaces, the cost of installing each component and adding the risks of failure. .

Cependant, parmi les connecteurs « wet-mate », certains reposent sur le principe d'une connexion sans contact et utilisent le principe de l'induction électrique pour connecter des conducteurs électriques de deux câbles. Ces connecteurs permettent alors une première simplification de la structure d'une telle chaîne de conversion électrique en offrant la possibilité de regrouper les fonctions de connexion au réseau et de conversion de tension.However, among the "wet-mate" connectors, some rely on the principle of a contactless connection and use the principle of electrical induction to connect electrical conductors of two cables. These connectors then allow a first simplification of the structure of such an electrical conversion chain by offering the possibility of grouping the network connection and voltage conversion functions.

De tels connecteurs sans contact sont classiquement basés sur des architectures de transformateurs électriques s'appuyant sur différentes formes d'un noyau utilisé pour la concentration du champ magnétique dans les circuits primaires et secondaires. Plus précisément, les architectures connues, comme celles divulguées par exemple dans les documents de brevet EP2447962B1, EP2690635A1 et GB2458476A, utilisent des noyaux en deux parties, situées l'une dans le circuit primaire et l'autre dans le circuit secondaire. Ces deux parties de noyau sont par exempie respectivement en forme de « E » et de « i », en forme de « C » et de « T », ou encore toutes ies deux en forme de « E ».Such contactless connectors are conventionally based on architectures of electrical transformers based on different forms of a core used for the concentration of the magnetic field in the primary and secondary circuits. More specifically, the known architectures, such as those disclosed for example in EP2447962B1, EP2690635A1 and GB2458476A, use two-part cores, one in the primary circuit and the other in the secondary circuit. These two core portions are, for example, respectively in the form of "E" and "i", in the form of "C" and "T", or all of them in the form of "E".

Lors de i'appairage des parties primaires et secondaires de ces structures afin d'étabiir ia connexion éiectrique recherchée, ie probième se pose de ia jonction entre ies deux parties de noyau, notamment afin de minimiser ies pertes fer (pertes dans le circuit magnétique) iiées à i'entrefer résuitant de cette jonction.During the pairing of the primary and secondary parts of these structures in order to establish the desired electrical connection, the problem arises between the two core parts, in particular in order to minimize iron losses (losses in the magnetic circuit). linked to the air gap resulting from this junction.

Cette probiématique est exacerbée dans ies structures connues comme celles divulguées dans les documents de brevet cités ci-dessus. En effet, les parties de noyau utilisées dans les circuits primaires et secondaires de ces structures divulguées ont des géométries qui entraînent la saturation du noyau magnétique à proximité des espaces entre les deux parties principales, quelle que soit la forme de jointure envisagée, transverse ou axiale, ce qui conduit à des pertes fer importantes.This problem is exacerbated in structures known as those disclosed in the patent documents cited above. Indeed, the core parts used in the primary and secondary circuits of these disclosed structures have geometries that cause the saturation of the magnetic core near the spaces between the two main parts, regardless of the proposed joint shape, transverse or axial which leads to significant losses.

Pour minimiser ces pertes, une solution proposée dans ces documents consiste à imposer au moins un contact direct, par mise en butée, au niveau de ces espaces entre les deux parties de noyau.To minimize these losses, a solution proposed in these documents is to impose at least a direct contact, by abutment, at these spaces between the two core parts.

Une telle mise en butée se fait généralement par l'intermédiaire de pointes de positionnement intégrées soit directement dans le connecteur soit sur une forme externe rapportée (notamment pour les systèmes triphasés).Such abutment is usually done via integrated positioning pins either directly in the connector or on an external form reported (especially for three-phase systems).

En l'absence de pointes de positionnement intégrées directement dans le connecteur (ce qui semble être le cas dans les documents de brevet cités ci-dessus), un système de positionnement externe au connecteur et comportant au minimum deux pointes de positionnement est nécessaire afin d'obtenir une précision suffisante. De telles pointes peuvent conduire à un blocage par hyper-statisme. Il apparaît ainsi que le contact direct ou la mise en butée des parties de noyau magnétiques impose un positionnement très précis des circuits primaires et secondaires lors de leur appairage.In the absence of positioning points integrated directly into the connector (which seems to be the case in the patent documents cited above), a positioning system external to the connector and having at least two positioning points is necessary to to obtain sufficient precision. Such spikes can lead to blockage by hyper-droop. It thus appears that the direct contact or the abutment of the magnetic core parts imposes a very precise positioning of the primary and secondary circuits during their pairing.

Par ailleurs, une telle mise en butée des parties de noyau induit un couplage mécanique et donc une reprise des efforts par les parties de noyau entre elles. Or, ces parties de noyau magnétiques sont notamment le siège de vibrations inhérentes au champ magnétique alternatif qui les parcourt. Un tel couplage mécanique conduit alors à une fatigue prématurée des pièces au point de contact entre les parties de noyau.Moreover, such an abutment of the core portions induces a mechanical coupling and therefore a recovery of forces by the core parts between them. Now these magnetic core parts are in particular the seat of vibrations inherent to the alternating magnetic field which traverses them. Such mechanical coupling then leads to premature fatigue of the parts at the point of contact between the core parts.

Il apparaît également que les dispositifs terrestres électriques génèrent des pertes habituellement évacuées dans l'air. Or, les systèmes sous-marins sont généralement encapsulés dans une enceinte étanche comme rappelé ci-dessus, ce qui oblige à utiliser des systèmes à base de fluide caloporteur pour le refroidissement. Les dispositifs existants utilisent alors l'eau de mer comme fluide caloporteur soit de manière directe sur les parties électromagnétiques soit de manière indirecte sur des dispositifs d'échange thermique.It also appears that electric terrestrial devices generate losses usually discharged into the air. However, the subsea systems are generally encapsulated in a sealed enclosure as recalled above, which requires the use of coolant-based systems for cooling. Existing devices then use seawater as heat transfer fluid either directly on the electromagnetic parts or indirectly on heat exchange devices.

Or, dans le cas direct, l'eau de mer étant conductrice, des lignes de courant se créent autour des bobines entraînant des pertes induites. Dans le cas de dispositifs d'échange, les risques de colonisation bactérienne et de dépôts carbonatés sont importants et impliquent des nettoyages réguliers ou de relargages de chlore réguliers impactant l'environnement.However, in the direct case, the seawater being conductive, current lines are created around the coils causing induced losses. In the case of exchange devices, the risks of bacterial colonization and carbonate deposition are important and involve regular cleaning or regular chlorine release affecting the environment.

Par ailleurs, les connecteurs connus du type « wet-mate », aptes à raccorder des câbles (comprenant à la fois au moins un conducteur électrique et au moins une fibre optique), embarquent également des moyens permettant aussi bien le transfert de puissance électrique, que celui des données (p. ex. via des paires cuivre, des fibres optiques, etc.).Furthermore, the known connectors of the "wet-mate" type, capable of connecting cables (comprising at least one electrical conductor and at least one optical fiber), also carry means for both the transfer of electrical power, than that of the data (eg via copper pairs, optical fibers, etc.).

Dans le cas d'un transfert de données via des fibres optiques, la connexion se fait classiquement au travers de lentilles qui doivent donc rester propres en toutes occasions. Pour ce faire, les méthodes connues proposent de protéger les lentilles des connecteurs dans une cavité afin d'éviter toute pollution du signal par le dépôt de particules. Il apparaît toutefois qu'une telle méthode n'est pas entièrement satisfaisante, notamment lors des opérations de connexion / déconnexion (ou appairage / désappairage).In the case of a data transfer via optical fibers, the connection is conventionally made through lenses that must remain clean on all occasions. To do this, the known methods propose to protect the lenses of the connectors in a cavity in order to avoid any pollution of the signal by the deposition of particles. However, it appears that such a method is not entirely satisfactory, especially during connection / disconnection operations (or pairing / unplugging).

Il existe ainsi un besoin pour un connecteur du type « wet-mate » à la fois robuste dans le temps et simple d'assemblage.There is thus a need for a "wet-mate" type connector that is both robust in time and simple to assemble.

Il existe également un besoin pour qu'un tel connecteur présente des pertes électriques réduites.There is also a need for such a connector to have reduced electrical losses.

Il existe enfin un besoin pour qu'un tel connecteur embarque différentes fonctionnalités des réseaux électriques, et éventuellement de communications, dont il doit connecter différents câbles entre eux de manière à simplifier la structure du réseau. 3 RESUMEFinally, there is a need for such a connector to embody different functionalities of the electrical networks, and possibly communications, which it must connect different cables together in order to simplify the structure of the network. 3 SUMMARY

Dans un mode de réalisation de l'invention, il est proposé un dispositif de connexion sous-marine d'au moins un premier câble comprenant au moins un premier conducteur électrique et un deuxième câble comprenant au moins un deuxième conducteur électrique, le dispositif comprenant : • une première partie comprenant une première partie de noyau magnétique et au moins une première bobine conductrice configurée pour être connectée audit au moins un premier conducteur électrique ; et • une deuxième partie comprenant une deuxième partie de noyau magnétique et au moins une deuxième bobine conductrice configurée pour être connectée audit au moins un deuxième conducteur électrique ; les première et deuxième parties du dispositif étant assemblables, les parties de noyau formant un noyau permettant un couplage inductif des bobines lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées.In one embodiment of the invention, there is provided an underwater connection device for at least a first cable comprising at least a first electrical conductor and a second cable comprising at least a second electrical conductor, the device comprising: A first portion comprising a first magnetic core portion and at least a first conductive coil configured to be connected to said at least one first electrical conductor; and a second portion comprising a second magnetic core portion and at least a second conductive coil configured to be connected to said at least one second electrical conductor; the first and second parts of the device being assemblable, the core portions forming a core for inductive coupling of the coils when the first and second parts of the device are assembled.

Un tel dispositif comprend en outre des moyens de découplage mécanique des deux parties de noyau lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées.Such a device further comprises mechanical decoupling means of the two core portions when the first and second parts of the device are assembled.

Ainsi, l'invention propose un dispositif de connexion nouveau et inventif permettant le raccordement d'au moins deux câbles (chaque câble comprenant au moins un conducteur électrique et éventuellement au moins une fibre optique) en milieu sous-marin, le dispositif en question présentant une robustesse améliorée par rapport eu solutions connues.Thus, the invention proposes a novel and inventive connection device allowing the connection of at least two cables (each cable comprising at least one electrical conductor and possibly at least one optical fiber) in an underwater environment, the device in question having improved robustness compared to known solutions.

Pour ce faire, le dispositif de connexion proposé incorpore des moyens de découplage mécanique entre les deux parties de noyau magnétique utilisées pour réaliser le couplage inductif entre les conducteurs électriques des au moins deux câbles.To do this, the proposed connection device incorporates mechanical decoupling means between the two magnetic core portions used to perform the inductive coupling between the electrical conductors of the at least two cables.

Ainsi, les vibrations mécaniques résultant du champ magnétique alternatif présent dans les noyaux n'ont pas pour conséquence des chocs répétés entre ces deux parties de noyau, conduisant par là-même à une réduction de la fatigue de ces pièces et donc à une plus grande robustesse du dispositif de connexion.Thus, the mechanical vibrations resulting from the alternating magnetic field present in the cores do not result in repeated shocks between these two core parts, thereby leading to a reduction in the fatigue of these parts and therefore to a greater robustness of the connection device.

Selon un mode de réalisation, les moyens de découplage mécanique comprennent un cadre en deux parties, les première et deuxième partie du dispositif comprenant respectivement une première et une deuxième partie du cadre configurées pour assurer la suspension d'une des première et deuxième parties du noyau par rapport à l'autre lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées, un espace correspondant à une distance prédéterminée, de préférence supérieure à 500mm, étant maintenu entre les parties de noyau.According to one embodiment, the mechanical decoupling means comprise a two-part frame, the first and second parts of the device comprising respectively a first and a second part of the frame configured to ensure the suspension of one of the first and second parts of the core. relative to each other when the first and second parts of the device are assembled, a gap corresponding to a predetermined distance, preferably greater than 500mm, being maintained between the core portions.

Ainsi, les parties de noyau sont maintenues à une distance suffisante pour permettre leur débattement sans se percuter lorsqu'elles fonctionnent, i.e. quant le noyau est parcouru par un champ magnétique alternatif.Thus, the core portions are held at a distance sufficient to allow their movement without striking when they operate, i.e. when the core is traversed by an alternating magnetic field.

Par ailleurs, les contraintes de précision de positionnement lors de l'assemblage des deux parties du dispositif sont relâchées par rapport aux solutions connues de par l'absence de mise en butée de deux parties de noyau magnétique dans le cas présent.Moreover, the constraints of positioning accuracy during the assembly of the two parts of the device are relaxed with respect to the known solutions due to the absence of abutment of two magnetic core parts in this case.

Selon un mode de réalisation, au moins une des première et deuxième parties de noyau magnétique comporte, dans au moins une zone de surface, une couche d'un matériau magnétique, présente dans au moins une partie de l'espace lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées.According to one embodiment, at least one of the first and second magnetic core portions comprises, in at least one surface area, a layer of a magnetic material, present in at least a part of the space when the first and second parts of the device are assembled.

Ainsi, l'entrefer résultant de la mise en suspension est minimisé ainsi que les pertes fer associées.Thus, the air gap resulting from the suspension is minimized as well as the associated iron losses.

Selon un mode de réalisation, au moins une des première et deuxième parties de noyau magnétique comporte, dans au moins une zone de surface, une couche d'un matériau anti-vibratoire, présente dans au moins une partie de l'espace lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées.According to one embodiment, at least one of the first and second magnetic core portions comprises, in at least one surface area, a layer of an anti-vibration material, present in at least a part of the space when the first and second parts of the device are assembled.

Ainsi, le matériau anti-vibratoire aide à absorber les vibrations des parties de noyau, aidant par là-même au découplage mécanique entre ces pièces.Thus, the anti-vibratory material helps to absorb the vibrations of the core parts, thereby helping mechanical decoupling between these parts.

Selon un mode de réalisation, le matériau magnétique est en outre un matériau anti-vibratoire.According to one embodiment, the magnetic material is in addition an anti-vibration material.

Ainsi, le même matériau est magnétique (pour réduire l'entrefer) et antivibratoire (pour aider à absorber les vibrations des parties de noyau, aidant par là-même au découplage mécanique entre ces pièces).Thus, the same material is magnetic (to reduce the air gap) and antivibration (to help absorb the vibration of the core parts, thereby helping the mechanical decoupling between these parts).

Selon un mode de réalisation, les moyens de découplage mécanique comprennent au moins une couche de matériau anti-vibratoire assurant l'appui mécanique des première et deuxième parties du noyau l'une sur l'autre lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées.According to one embodiment, the mechanical decoupling means comprise at least one layer of anti-vibration material ensuring the mechanical support of the first and second parts of the core on one another when the first and second parts of the device are assembled .

Ainsi, le découplage mécanique est assuré sans complexification des deux parties du dispositif de connexion, une simple couche de matériau anti-vibratoire étant placée entre les parties de noyau, au niveau des zones de contact, de manière à assurer leur appui l'une sur l'autre.Thus, the mechanical decoupling is ensured without complexification of the two parts of the connection device, a simple layer of anti-vibration material being placed between the core portions, at the contact areas, so as to ensure their support one on the other.

Par ailleurs, la couche de matériaux anti-vibratoire est disposée au contact des parties de noyau mais de manière non solidaire, ce qui contribue également à la minimisation du couplage mécanique entre les parties de noyau.Furthermore, the layer of anti-vibration material is disposed in contact with the core portions but not secured, which also contributes to minimizing the mechanical coupling between the core portions.

Enfin, les contraintes de précision de positionnement lors de l'assemblage des deux parties du dispositif de connexion sont également relâchées par rapport aux solutions connues, de par l'absence de mise en butée des parties de noyau magnétique.Finally, the constraints of positioning accuracy during assembly of the two parts of the connection device are also relaxed with respect to known solutions, due to the absence of abutment of the magnetic core parts.

Selon un mode de réalisation, le matériau antl-vibratoire est en outre un matériau magnétique.According to one embodiment, the anti-vibratory material is furthermore a magnetic material.

Ainsi, le matériau absorbeur de vibrations, permettant de découpler mécaniquement les parties de noyau, permet également de réduire l'entrefer, permettant par là-même de minimiser les pertes fer associées. Dans une variante, les matériaux anti-vibratoires et magnétiques sont distincts et forment alors au moins deux couches de matériaux à l'entrefer.Thus, the vibration-absorbing material, which makes it possible to mechanically decouple the core parts, also makes it possible to reduce the air gap, thus making it possible to minimize the associated iron losses. In a variant, the anti-vibration and magnetic materials are distinct and then form at least two layers of materials at the air gap.

Selon un mode de réalisation, les parties de noyau ont des sections transverses de dimensions différentes.According to one embodiment, the core portions have cross sections of different dimensions.

Ainsi, le niveau d'induction magnétique subi peut être optimisé pour chacune des parties du dispositif de connexion afin d'éviter les problèmes de saturation du matériau magnétique à l'entrefer et par là-même de minimiser les pertes fer.Thus, the level of magnetic induction undergone can be optimized for each of the parts of the connection device in order to avoid problems of saturation of the magnetic material at the air gap and thereby to minimize iron losses.

Selon un mode de réalisation, les première et deuxième parties du dispositif forment une cuve étanche à un environnement extérieur lorsqu'elles sont assemblées, la cuve contenant le noyau et les bobines, le dispositif de connexion comprenant en outre des moyens d'obtention d'un fluide caloporteur à faible concentration en sel, de préférence inférieure à 1,5 g/l, destiné à remplir la cuve.According to one embodiment, the first and second parts of the device form a tank sealed to an external environment when they are assembled, the tank containing the core and the coils, the connection device further comprising means for obtaining a heat transfer fluid with a low salt concentration, preferably less than 1.5 g / l, intended to fill the tank.

Ainsi, l'utilisation d'une eau faiblement concentrée en sel permet de diminuer les pertes par courants induits qui pourraient se développer autour des bobines, de modifier les conditions de l'écosystème afin d'éviter le développement des organismes vivants dans la cuve et d'améliorer les échanges thermiques aux parois des bobines pour extraire les calories des éléments actifs (noyau, bobines) afin d'assurer un vieillissement maitrisé.Thus, the use of water with low salt concentration makes it possible to reduce the induced current losses that could develop around the coils, to modify the conditions of the ecosystem in order to avoid the development of living organisms in the tank and to improve heat exchange at the walls of the coils to extract calories from the active elements (core, coils) to ensure controlled aging.

Selon un mode de réalisation, les moyens d'obtention comprennent un osmoseur configuré pour obtenir le fluide caloporteur à partir de l'eau de mer.According to one embodiment, the obtaining means comprise an osmosis unit configured to obtain the coolant from seawater.

Ainsi, le dispositif de connexion est autonome en terme de génération et/ou régénération du fluide caloporteur présent dans la cuve étanche, et peut obtenir ce dernier directement à partir de l'eau de mer.Thus, the connection device is autonomous in terms of generation and / or regeneration of the heat transfer fluid present in the sealed tank, and can obtain the latter directly from the seawater.

Selon un mode de réalisation, les moyens d'obtention comprennent un boîtier de jonction permettant au fluide caloporteur d'être injecté depuis l'extérieur de la cuve.According to one embodiment, the obtaining means comprise a junction box allowing the coolant to be injected from outside the tank.

Ainsi, le fluide caloporteur peut être injecté depuis l'extérieur de la cuve étanche, par exemple depuis une installation en surface, permettant par là-même de maîtriser sa qualité.Thus, the coolant can be injected from outside the sealed tank, for example from a surface installation, thereby to control its quality.

Par ailleurs, la structure du dispositif de connexion sous-marine reste ainsi plus simple, et donc plus fiable et plus facile à maintenir.Moreover, the structure of the underwater connection device thus remains simpler, and therefore more reliable and easier to maintain.

Selon un mode de réalisation, le dispositif de connexion comprend un dispositif de dérivation configuré pour connecter la première bobine ou la deuxième bobine à au moins un troisième conducteur électrique compris dans un troisième câble.According to one embodiment, the connection device comprises a bypass device configured to connect the first coil or the second coil to at least a third electrical conductor included in a third cable.

Ainsi, le dispositif de connexion fournit la fonction de dérivation, en plus des fonctions de connexion et de transformation. Ceci permet en outre d'obtenir des configurations de réseau plus complexes, comme les configurations dites « en arrête », sans boîtier de dérivation supplémentaire.Thus, the connection device provides the bypass function, in addition to the connection and transformation functions. This also makes it possible to obtain more complex network configurations, such as so-called "on-off" configurations, without additional bypass boxes.

Selon un mode de réalisation, la au moins une première bobine et la au moins une deuxième bobine étant enroulées autour d'un axe commun lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées, parmi la au moins une première bobine et la au moins une deuxième bobine, la bobine configurée pour être la plus éloignée radialement de l'axe, lorsque les première et deuxième parties du dispositif sont assemblées, est la bobine de plus basse tension.According to one embodiment, the at least one first coil and the at least one second coil being wound around a common axis when the first and second parts of the device are assembled, among the at least one first coil and the at least one second coil, the coil configured to be furthest radially from the axis, when the first and second parts of the device are assembled, is the lowest voltage coil.

En effet, les bobines connectées au conducteur électrique fonctionnant à la plus basse tension sont parcourues par les courants les plus forts. Ce sont donc les bobines présentant réchauffement le plus important. Cette disposition permet alors de positionner ces bobines en contact direct avec le fluide caloporteur et donc d'extraire le plus facilement les calories qu'elles produisent.Indeed, the coils connected to the electrical conductor operating at the lowest voltage are traversed by the strongest currents. These are the coils with the greatest warming. This arrangement then makes it possible to position these coils in direct contact with the coolant and thus to extract the calories they produce most easily.

Selon un mode de réalisation, la première partie du dispositif comprend en outre un élément de centrage. La deuxième partie du dispositif comprend en outre un élément de centrage complémentaire. Les éléments de centrage et de centrage complémentaire sont destinés à coopérer de manière à permettre le centrage des première et deuxième parties du dispositif lors de leur assemblage.According to one embodiment, the first part of the device further comprises a centering element. The second part of the device further comprises a complementary centering element. The centering and centering complementary elements are intended to cooperate to allow the centering of the first and second parts of the device during their assembly.

Ainsi, le centrage des premières et deuxièmes parties du dispositif est garanti lors de l'assemblage du dispositif de connexion.Thus, the centering of the first and second parts of the device is guaranteed during assembly of the connection device.

Selon un mode de réalisation, la première partie du dispositif comprend en outre un élément de guidage angulaire. La deuxième partie du dispositif comprend en outre un élément de guidage angulaire complémentaire. Les éléments de guidage angulaire et de guidage angulaire complémentaire sont destinés à coopérer de manière à permettre le guidage angulaire des première et deuxième parties du dispositif lors de leur assemblage.According to one embodiment, the first part of the device further comprises an angular guide element. The second part of the device further comprises a complementary angular guide element. The angular guide elements and complementary angular guide are intended to cooperate to allow angular guidance of the first and second parts of the device during assembly.

Ainsi, le guidage angulaire des premières et deuxièmes parties du dispositif est garanti lors de l'assemblage du dispositif de connexion.Thus, the angular guidance of the first and second parts of the device is guaranteed during assembly of the connection device.

Selon un mode de réalisation, le dispositif de connexion est destiné en outre à l'acheminement d'informations entre au moins une première et au moins une deuxième fibre optique comprises respectivement dans les premier et deuxièmes câbles, l'acheminement d'informations étant réalisé par un système passif de transmission de signal optique par lentille, sans contact entre la au moins une première fibre optique et la au moins une deuxième fibre optique. La première partie d'un tel dispositif comprend en outre un élément de positionnement de la au moins une première fibre optique. La deuxième partie d'un tel dispositif comprend en outre un élément flexible de positionnement complémentaire de la au moins une deuxième fibre optique. Les éléments flexibles de positionnement d'un tel dispositif sont destinés à coopérer de manière à permettre le positionnement de la au moins une première fibre optique et de la au moins une deuxième fibre optique par rapport au système passif de transmission de signal optique par lentille lors de l'assemblage des première et deuxième parties du dispositif.According to one embodiment, the connection device is also intended for the routing of information between at least a first and at least a second optical fiber comprised respectively in the first and second cables, the routing of information being realized. by a passive optical signal transmission system by lens, without contact between the at least one first optical fiber and the at least one second optical fiber. The first part of such a device further comprises a positioning element of the at least one first optical fiber. The second part of such a device further comprises a flexible positioning element complementary to the at least one second optical fiber. The flexible positioning elements of such a device are intended to cooperate in order to allow the positioning of the at least one first optical fiber and the at least one second optical fiber with respect to the passive optical signal transmission system per lens when of the assembly of the first and second parts of the device.

Ainsi l'intégration de la fonction d'acheminement de données par fibres optiques à l'invention permet d'éviter de multiplier les dispositifs de connexion dans les réseaux en connectant à la fois la puissance et les données. Les terminaisons des fibres optiques par lentilles offrent une tolérance de positionnement plus large permettant une connexion sans contact et donc une simplification des connecteurs. Le guidage flexible permet de rattraper les défauts d'alignements lors de la phase d'assemblage pour obtenir une bonne qualité de connexion.Thus, the integration of the fiber optic data routing function with the invention makes it possible to avoid multiplying the connection devices in the networks by connecting both the power and the data. Terminations of optical fibers by lenses offer a wider positioning tolerance allowing a contactless connection and thus a simplification of the connectors. Flexible guidance makes it possible to make up for misalignments during the assembly phase to obtain a good connection quality.

Selon un mode de réalisation, l'élément de positionnement complémentaire comprend des lèvres hélicoïdales internes, configurées pour essuyer la au moins une première fibre optique lors de l'assemblage des première et deuxième parties du dispositif.According to one embodiment, the complementary positioning element comprises internal helical lips, configured to wipe the at least one first optical fiber during assembly of the first and second parts of the device.

Ainsi le guidage autonettoyant permet de rattraper les défauts de salissures lors de la phase d'assemblage pour obtenir une bonne qualité de connexion.Thus the self-cleaning guide makes it possible to make up for the dirt defects during the assembly phase to obtain a good quality of connection.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé un procédé d'assemblage d'un dispositif de connexion sous-marine d'au moins un premier câble comprenant au moins un premier conducteur électrique et un deuxième câble comprenant au moins un deuxième conducteur électrique, le dispositif comprenant : • une première partie comprenant une première partie de noyau magnétique et au moins une première bobine conductrice configurée pour être connectée audit au moins un premier conducteur électrique ; et • une deuxième partie comprenant une deuxième partie de noyau magnétique et au moins une deuxième bobine conductrice configurée pour être connectée audit au moins un deuxième conducteur éiectrique ; iesdites première et deuxième parties du dispositif étant assembiabies, iesdites parties de noyau formant un noyau permettant un coupiage inductif des bobines iorsque ies première et deuxième parties du dispositif sont assembiées.In another embodiment of the invention, there is provided a method of assembling an underwater connecting device of at least one first cable comprising at least a first electrical conductor and a second cable comprising at least one second electrical conductor, the device comprising: a first portion comprising a first magnetic core portion and at least a first conductive coil configured to be connected to said at least one first electrical conductor; and a second portion comprising a second magnetic core portion and at least a second conductive coil configured to be connected to said at least one second electrical conductor; said first and second parts of the device being attachable, said core portions forming a core for inductive clipping of the coils when the first and second parts of the device are joined together.

Un tei procédé comprend une étape d'assembiage des première et deuxième parties du dispositif, ies deux parties de noyau étant découpiées mécaniquement iorsque ies première et deuxième parties du dispositif sont assembiées.Such a method comprises a step of joining the first and second parts of the device, the two core portions being mechanically cut when the first and second parts of the device are joined together.

Dans un mode de réaiisation, ia première partie du dispositif comprenant en outre un éiément de centrage et ia deuxième partie du dispositif comprend en outre un éiément de centrage compiémentaire, i'étape d'assembiage comprend une sous-étape de centrage des première et deuxième parties du dispositif obtenu par coopération des éiéments de centrage et de centrage compiémentaire.In one embodiment, the first part of the device further comprising a centering element and the second part of the device further comprises a complementary centering element, the assembly step comprises a centering sub-step of the first and second parts of the device obtained by cooperation of the centering and centering elements.

Dans un mode de réaiisation, ia première partie du dispositif comprenant en outre un éiément de guidage anguiaire et ia deuxième partie du dispositif comprenant en outre un éiément de guidage angulaire complémentaire, l'étape d'assemblage comprend une sous-étape de guidage angulaire desdites première et deuxième parties du dispositif obtenu par coopération desdits éléments de guidage angulaire et de guidage angulaire complémentaire.In one embodiment, the first part of the device further comprising an angular guide element and the second part of the device further comprising a complementary angular guide member, the assembly step comprises a sub-step of angularly guiding said first and second parts of the device obtained by cooperation of said angular guide elements and complementary angular guidance.

Dans un mode de réalisation, le dispositif de connexion étant destiné en outre à l'acheminement de l'information entre au moins une première fibre optique et au moins une deuxième fibre optique d'un réseau de communication, l'acheminement de l'information étant réalisé par un système passif de transmission de signal optique par lentille, sans contact entre la au moins une première fibre optique et la au moins une deuxième fibre optique, la première partie du dispositif comprenant en outre un élément de positionnement de ladite au moins une première fibre optique, la deuxième partie du dispositif comprenant en outre un élément flexible de positionnement complémentaire de ladite au moins une deuxième fibre optique, l'étape d'assemblage comprend une sous-étape de positionnement de la au moins une première fibre optique et de la au moins une deuxième fibre optique par rapport au système passif de transmission de signal optique par lentille obtenu par coopération des éléments flexibles de positionnement et de positionnement complémentaire.In one embodiment, the connection device is further intended for the routing of information between at least a first optical fiber and at least a second optical fiber of a communication network, the routing of the information being realized by a passive optical signal transmission system by lens, without contact between the at least one first optical fiber and the at least one second optical fiber, the first part of the device further comprising a positioning element of said at least one first optical fiber, the second part of the device further comprising a flexible positioning element complementary to said at least one second optical fiber, the assembly step comprises a sub-step of positioning the at least one first optical fiber and of the at least one second optical fiber with respect to the passive optical signal transmission system obtained by cooperation lens flexible positioning and complementary positioning elements.

Dans un mode de réalisation, l'élément de positionnement complémentaire comprenant des lèvres hélicoïdales internes, la sous-étape de positionnement des première et deuxième fibres optiques comprend une sous-étape d'essuyage de la première fibre optique par les lèvres hélicoïdales internes.In one embodiment, the complementary positioning element comprising internal helical lips, the positioning sub-step of the first and second optical fibers comprises a sub-step of wiping the first optical fiber by the internal helical lips.

Ainsi, les caractéristiques et avantages du procédé d'assemblage sont les mêmes que ceux du dispositif de connexion sous-marine décrit précédemment. Par conséquent, ils ne sont pas détaillés plus amplement.Thus, the characteristics and advantages of the assembly method are the same as those of the undersea connection device described above. Therefore, they are not detailed further.

4 LISTE DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 illustre un dispositif de connexion sous-marine en deux parties, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; les figures 2a et 2b (vue de dessus et vue en coupe respectivement) détaillent la première partie du dispositif de connexion sous-marine de la figure 1 ; les figures 3a, 3b et 3c (vue de dessus, vue en coupe et zoom sur une zone de la figure 3b respectivement) détaillent la deuxième partie du dispositif de connexion sous-marine de la figure 1 ; la figure 4 illustre un dispositif de connexion sous-marine selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; les figures 5a à 5f illustrent différentes phases successives d'assemblage du dispositif de connexion sous-marine de la figure 1; la figure 6 illustre les étapes d'un procédé d'assemblage du dispositif de connexion sous-marine de la figure 1 ; les figures 7a, 7b et 7c illustrent différentes configurations de réseaux électriques, et éventuellement de communications, mettant en oeuvre plusieurs dispositifs de connexion sous-marine (chacun selon la figure 1 ou 4).4 LIST OF FIGURES Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description, given by way of indicative and nonlimiting example, and the attached drawings, in which: FIG. 1 illustrates a connection device underwater in two parts, according to a first embodiment of the invention; Figures 2a and 2b (top view and sectional view respectively) detail the first part of the undersea connection device of Figure 1; Figures 3a, 3b and 3c (top view, sectional view and zoom on an area of Figure 3b respectively) detail the second part of the undersea connection device of Figure 1; FIG. 4 illustrates an underwater connection device according to a second embodiment of the invention; Figures 5a to 5f illustrate different successive phases of assembly of the underwater connection device of Figure 1; Figure 6 illustrates the steps of a method of assembling the underwater connection device of Figure 1; FIGS. 7a, 7b and 7c illustrate various configurations of electrical networks, and possibly communications, using several underwater connection devices (each according to FIG. 1 or 4).

5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Sur toutes les figures du présent document, les éléments et étapes identiques sont désignés par une même référence.In all the figures of this document, the elements and identical steps are designated by the same reference.

Le principe général de la technique décrite consiste en un dispositif permettant la connexion sous-marine d'au moins deux câbles (chaque câble comprenant au moins un conducteur électrique et éventuellement au moins une fibre optique). Le dispositif de connexion est obtenu par assemblage d'une première et d'une deuxième partie, chaque partie comprenant un circuit comprenant au moins une bobine conductrice et une partie de noyau magnétique. Les deux parties de noyau (une dans chacune des deux parties du dispositif) forment alors un noyau magnétique permettant le couplage inductif des bobines lorsque les deux parties du dispositif sont assemblées, tout en étant découplées mécaniquement par des moyens de découplage.The general principle of the described technique consists of a device allowing the underwater connection of at least two cables (each cable comprising at least one electrical conductor and possibly at least one optical fiber). The connecting device is obtained by assembling a first and a second portion, each portion comprising a circuit comprising at least one conductive coil and a magnetic core portion. The two core parts (one in each of the two parts of the device) then form a magnetic core enabling the inductive coupling of the coils when the two parts of the device are assembled, while being decoupled mechanically by decoupling means.

On décrit maintenant, en relation avec la figure 1, un dispositif de connexion sous-marine 100 selon un premier mode de réalisation de l'invention.An undersea connection device 100 according to a first embodiment of the invention will now be described with reference to FIG.

Selon ce premier mode de réalisation, le dispositif de connexion sous-marine 100 est constitué d'une première partie 1 et d'une deuxième partie 2.According to this first embodiment, the undersea connection device 100 consists of a first part 1 and a second part 2.

La première partie 1 correspond à la partie fixe du dispositif de connexion sous-marine 100, i.e. à la partie destinée à reposer sur le fond marin. Elle est raccordée, via un premier câble 101, au réseau sous-marin qui fournit l'énergie via une haute tension. La première partie 1 embarque un premier circuit qui est alors le circuit primaire du dispositif de connexion, i.e. le circuit destiné à recevoir de l'énergie du réseau électrique.The first part 1 corresponds to the fixed part of the underwater connecting device 100, i.e. to the part intended to rest on the seabed. It is connected, via a first cable 101, to the submarine network which supplies the energy via a high voltage. The first part 1 embeds a first circuit which is then the primary circuit of the connection device, i.e. the circuit for receiving energy from the electrical network.

La deuxième partie 2 correspond quant à elle à la partie mobile du dispositif de connexion sous-marine 100, i.e. à la partie qui peut être assemblée et désassemblée de la première partie 1 qui elle repose sur le fond marin. La deuxième partie 2 est raccordée, via un deuxième câble 102, à un module sous-marin (non représenté) qui se comporte dans le cas présent comme une charge électrique. La deuxième partie 2 embarque quant à elle un deuxième circuit qui est alors le circuit secondaire du dispositif de connexion, ce circuit secondaire délivrant de la puissance électrique à la charge.The second part 2 corresponds to the mobile part of the underwater connection device 100, i.e. to the part that can be assembled and disassembled of the first part 1 which rests on the seabed. The second part 2 is connected, via a second cable 102, to a submarine module (not shown) which in this case behaves like an electric charge. The second part 2 embarks meanwhile a second circuit which is then the secondary circuit of the connection device, the secondary circuit delivering electric power to the load.

Les premier et deuxième circuits sont alors raccordés aux conducteurs électriques respectivement compris dans les premier et deuxième câbles 101 et 102 via une boîte de jonction bride / contre bride étanche (non représentée) du dispositif de connexion. Plus particulièrement, chaque câble est pris dans une bride fixée sur une contre bride correspondante dans la boîte de jonction bride / contre bride. Les premier et deuxième circuits sont alors raccordés aux conducteurs électriques correspondants par des connecteurs de puissance adaptés.The first and second circuits are then connected to the electrical conductors respectively included in the first and second cables 101 and 102 via a sealed flange / flange junction box (not shown) of the connection device. More particularly, each cable is taken in a flange fixed on a corresponding counter flange in the flange / flange junction box. The first and second circuits are then connected to the corresponding electrical conductors by suitable power connectors.

Le dispositif de connexion implémente ici une fonction de transformateur délivrant à la charge électrique une tension de plus bas voltage que celle reçue du réseau électrique par le circuit primaire. C'est par exemple le cas lorsque le dispositif de connexion 100 est utilisé pour déployer un réseau électrique sous-marin destiné à alimenter une exploitation de ressources sous-marines minières et/ou pétrolières extracôtières.The connection device here implements a transformer function delivering to the electric load a voltage of lower voltage than that received from the electrical network by the primary circuit. This is for example the case when the connection device 100 is used to deploy an underwater electrical network intended to supply a mining subsea and / or offshore oil resources exploitation.

Dans une variante, la tension délivrée est plus haute que celle reçue du réseau électrique par le circuit primaire.In a variant, the voltage delivered is higher than that received from the electrical network by the primary circuit.

Dans une autre variante, la deuxième partie 2 du dispositif de connexion sous-marine 100 est connectée non pas à une charge électrique, mais à un générateur électrique. Dans ce cas, le deuxième circuit embarqué dans la deuxième partie 2 devient le circuit primaire, et le premier circuit embarqué dans la première partie 1 devient le circuit secondaire délivrant de l'énergie électrique au réseau. C'est par exemple le cas lorsque le dispositif de connexion 100 est utilisé pour connecter une éolienne disposée en mer ou bien une hydrolienne à un réseau électrique collectant l'énergie électrique ainsi produite.In another variant, the second part 2 of the undersea connection device 100 is not connected to an electric load, but to an electric generator. In this case, the second on-board circuit in the second part 2 becomes the primary circuit, and the first on-board circuit in the first part 1 becomes the secondary circuit delivering electrical energy to the network. This is for example the case when the connection device 100 is used to connect a wind turbine disposed at sea or a tidal turbine to an electrical network collecting the electrical energy thus produced.

On détaille maintenant, en relation avec les figures 2a et 2b et avec les figures 3a, 3b et 3c, les première 1 et deuxième 2 parties respectivement du dispositif de connexion sous-marine de la figure 1.Referring now to FIGS. 2a and 2b and FIGS. 3a, 3b and 3c, the first 1 and second 2 parts respectively of the undersea connection device of FIG.

La première partie 1 comprend une cuve ouverte 15 permettant de protéger les éléments actifs, c'est-à-dire ceux qui sont à proprement parler liés à la connexion des premier et deuxième câbles 101 et 102. Ces éléments actifs comprennent par exemple une première partie de noyau magnétique 10 sur laquelle sont montées des premières bobines 11 conductrices.The first part 1 comprises an open tank 15 for protecting the active elements, that is to say those which are strictly related to the connection of the first and second cables 101 and 102. These active elements comprise for example a first part of magnetic core 10 on which are mounted first conductive coils 11.

Le revêtement de la cuve 15 est de préférence réalisé de telle manière à limiter le développement du « biofouling » (ou « biological fouling », c'est-à-dire « encrassement biologique »).The coating of the vat 15 is preferably made in such a way as to limit the development of "biofouling" (or "biological fouling", that is to say "biological fouling").

Dans ce premier mode de réalisation, la première partie de noyau magnétique 10 est en forme de « E ». Elle comprend alors une culasse (la base du « E ») sur laquelle s'appuient trois colonnes (les trois branches du « E »). Par ailleurs, elle est constituée d'un empilement de tôles qui est maintenu et est protégé par un revêtement anticorrosion.In this first embodiment, the first magnetic core portion 10 is "E" shaped. It then includes a breech (the base of the "E") on which rest three columns (the three branches of the "E"). Moreover, it consists of a stack of sheets which is maintained and is protected by an anticorrosive coating.

La première partie de noyau magnétique 10 est maintenue par une première partie de cadre constituée de premières ferrures 12. La deuxième partie de noyau magnétique 20 de la deuxième partie 2 du dispositif de connexion 100, ici en forme de « I » (elle ne comprend donc qu'une culasse), est quant à elle maintenue par une deuxième partie de cadre comprenant des deuxièmes ferrures 21. La première partie de cadre intègre également des supports 13 (s'étendant sensiblement perpendiculairement à partir des premières ferrures 12) destinés à coopérer (en venant en appui) avec les deuxièmes ferrures 21 de la deuxième partie de cadre. Ainsi, la coopération de ces deux parties de cadre permet d'obtenir le découplage mécanique entre les première 10 et deuxième 20 parties du noyau magnétique, en maintenant la deuxième partie 20 suspendue au dessus de la première partie 10 une fois l'assemblage des deux parties 1, 2 du dispositif de connexion effectué.The first magnetic core part 10 is held by a first frame part made up of first fittings 12. The second magnetic core part 20 of the second part 2 of the connection device 100, here in the form of "I" (it does not include therefore a cylinder head), is in turn maintained by a second frame part comprising second fittings 21. The first frame part also integrates supports 13 (extending substantially perpendicularly from the first fittings 12) intended to cooperate (while bearing) with the second fittings 21 of the second frame part. Thus, the cooperation of these two frame parts makes it possible to obtain mechanical decoupling between the first 10 and second 20 parts of the magnetic core, by keeping the second part 20 suspended above the first part 10 once the assembly of the two parts has been completed. parts 1, 2 of the connection device made.

Un espace est ainsi créé entre les première 10 et deuxième 20 parties du noyau magnétique correspondant à une distance minimale (de découplage mécanique) entre ces deux éléments. De préférence, cette distance minimale est supérieure à 500 μm pour permettre les vibrations des deux parties de noyau sous l'effet du champ magnétique alternatif, sans qu'elles ne s'entrechoquent. De préférence, cette distance minimale reste inférieure à 10 mm, afin de limiter les pertes fer au niveau de l'entrefer ainsi constitué.A gap is thus created between the first 10 and second 20 parts of the magnetic core corresponding to a minimum distance (mechanical decoupling) between these two elements. Preferably, this minimum distance is greater than 500 microns to allow vibration of the two core parts under the effect of the alternating magnetic field, without them colliding. Preferably, this minimum distance remains less than 10 mm, in order to limit iron losses at the gap thus formed.

Dans une variante du premier mode de réalisation, une interface entre les zones (ou au moins une de celles-ci) en regard des première 10 et deuxième 20 parties du noyau est réalisée sous la forme d'au moins une couche de matériau magnétique (p. ex. une couche 18 sur des zones de la première partie de noyau 10 et une couche 33 sur des zones de la deuxième partie de noyau 20), afin de minimiser de telles pertes fer. Un tel matériau magnétique peut par exemple être obtenu à partir d'un matériau amagnétique par exemple de type matrice organique thermodurcissable ou thermoplastique (résine époxy), en le chargeant par exemple d'une poudre de fer dont les particules sont de taille inférieure à 300 pm, conduisant par là-même à un matériaux magnétique non massif (par opposition à un assemblage de tôles ou de pièces métalliques massives).In a variant of the first embodiment, an interface between the zones (or at least one of them) facing the first 10 and second 20 parts of the core is formed in the form of at least one layer of magnetic material ( for example, a layer 18 on areas of the first core portion 10 and a layer 33 on areas of the second core portion 20) to minimize such iron losses. Such a magnetic material may, for example, be obtained from a non-magnetic material, for example of the thermosetting or thermoplastic organic matrix type (epoxy resin), for example by loading it with an iron powder whose particles are smaller than 300 pm, thereby leading to a non-massive magnetic material (as opposed to an assembly of sheets or massive metal parts).

Dans une autre variante du premier mode de réalisation, l'interface précitée (entre les zones en regard des première 10 et deuxième 20 parties du noyau) comprend au moins une couche supplémentaire réalisée dans un matériau anti-vibratoire (c'est-à-dire absorbant les vibrations) (p. ex. une couche 34 sur des zones de la deuxième partie de noyau 20 ; dans une variante, une couche (non représentée) est également présente sur des zones de la première partie de noyau 10), permettant ainsi de renforcer le découplage mécanique entre les deux parties du noyau. Une telle couche supplémentaire 34 peut par exemple être faite d'une matrice d'Ethylène-Propylène-Diène Monomère (EPDM), ou d'un matériau malléable et déformable de type graisse marine ou de type savon métallique complexe (par exemple à base de lithium et calcium).In another variant of the first embodiment, the aforementioned interface (between the zones facing the first 10 and second 20 parts of the core) comprises at least one additional layer made of an anti-vibration material (ie vibration-absorbing) (eg a layer 34 on areas of the second core portion 20; alternatively, a layer (not shown) is also present on areas of the first core portion 10), allowing thus to reinforce the mechanical decoupling between the two parts of the core. Such an additional layer 34 may for example be made of an ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) matrix, or a malleable and deformable material of the marine grease type or of the complex metal soap type (for example based on lithium and calcium).

Dans encore une autre variante du premier mode de réalisation, l'interface précitée est réalisée avec un matériau à la fois magnétique et anti-vibratoire. Un tel matériau est par exemple obtenu en chargeant un matériau anti-vibratoire comme décrit ci-dessus (une matrice EPDM, une graisse marine, ou un savon métallique complexe) de particules ferromagnétiques (selon la technique décrite ci-dessus) afin de combiner les propriétés d'absorption des vibrations et de minimisation des pertes fer.In yet another variant of the first embodiment, the aforementioned interface is made of a material that is both magnetic and anti-vibration. Such a material is for example obtained by charging an anti-vibratory material as described above (an EPDM matrix, a marine grease, or a complex metallic soap) of ferromagnetic particles (according to the technique described above) in order to combine the vibration absorption properties and minimization of iron losses.

Dans le premier mode de réalisation représenté en relation avec les figures 2a, 2b et 3a à 3c, les deux parties 10 et 20 du noyau magnétique présentent des sections transverses différentes. Plus particulièrement, en raison d'une section de passage du flux plus faible au niveau de l'entrefer magnétique de la colonne centrale de la première partie de noyau magnétique 10, la section de la culasse de la deuxième partie de noyau magnétique 20 est augmentée par rapport à la section des colonnes de la première partie du noyau magnétique 10 permettant ainsi de diminuer le niveau d'induction et d'éviter la saturation localisée du noyau, ce qui permet au final de minimiser les pertes fer.In the first embodiment shown in relation with FIGS. 2a, 2b and 3a to 3c, the two parts 10 and 20 of the magnetic core have different transverse sections. More particularly, due to a smaller flow passage section at the magnetic gap of the central column of the first magnetic core portion 10, the section of the yoke of the second magnetic core portion 20 is increased. relative to the section of the columns of the first part of the magnetic core 10 thus making it possible to reduce the level of induction and to avoid localized saturation of the core, which ultimately allows iron losses to be minimized.

Par ailleurs, sur les trois colonnes de la première partie de magnétique 10 (i.e. sur les trois branches du « E ») sont montées trois premières bobines 11 (une par colonne) constituées par exemple d'un matériau conducteur (cuivre ou autre) et de résine époxy. Chacune des trois premières bobines 11 est reliée à une des phases du réseau électrique et fait partie du circuit primaire du dispositif de connexion. Les premières bobines 11 sont dans cet exemple connectées à la partie haute tension du réseau électrique, via un conducteur électrique haute-tension compris dans le premier câble 101 qui est fixé à la paroi de la cuve 15 via la boîte de jonction bride / contre bride étanche (non représentée). Les premières bobines 11 comportent alors un nombre de spires plus important que les deuxièmes bobines 23 de la deuxième partie 2 du dispositif de connexion.Moreover, on the three columns of the first part of magnetic 10 (ie on the three branches of the "E") are mounted three first coils 11 (one per column) consisting for example of a conductive material (copper or other) and of epoxy resin. Each of the first three coils 11 is connected to one of the phases of the electrical network and is part of the primary circuit of the connection device. The first coils 11 are in this example connected to the high voltage part of the electrical network, via a high-voltage electrical conductor included in the first cable 101 which is fixed to the wall of the tank 15 via the flange / flange junction box. waterproof (not shown). The first coils 11 then comprise a greater number of turns than the second coils 23 of the second part 2 of the connection device.

Les deuxièmes bobines 23 sont quant à elles suspendues sur les deuxièmes ferrures 21, et sont connectées dans cet exemple à la partie basse-tension du réseau électrique, via un conducteur électrique basse-tension compris dans le deuxième câble 102 qui est fixé au couvercle 26 destiné à refermer la cuve 15 via la boîte de jonction bride / contre bride étanche (non représentée). Dans ce mode de réalisation, les deuxièmes bobines (basse-tension) 23 sont alors coaxiales avec les premières bobines (haute-tension) 11 ainsi que configurées pour venir s'emboîter à l'extérieur de ces dernières. Ainsi, les deuxièmes bobines 23, qui sont parcourues par les courants les plus forts (puisque fonctionnant à la plus basse tension) et présentent donc Réchauffement le plus important, sont positionnées en contact direct avec le fluide caloporteur. Ceci permet d'extraire plus facilement les calories qu'elles produisent. La cuve échange alors les calories extraites des éléments actifs (cf. définition plus haut) par le fluide caloporteur avec le milieu extérieur à travers sa paroi.The second coils 23 are in turn suspended on the second fittings 21, and are connected in this example to the low-voltage part of the electrical network, via a low-voltage electrical conductor included in the second cable 102 which is fixed to the cover 26 intended to close the tank 15 via the flange / sealed flange junction box (not shown). In this embodiment, the second coils (low-voltage) 23 are then coaxial with the first coils (high-voltage) 11 and configured to fit on the outside thereof. Thus, the second coils 23, which are traversed by the strongest currents (since operating at the lowest voltage) and therefore have the greatest warming, are positioned in direct contact with the coolant. This makes it easier to extract the calories they produce. The tank then exchanges the calories extracted from the active elements (see definition above) by the coolant with the external medium through its wall.

Pour ce faire, le couvercle 26 est destiné à refermer la cuve 15 de manière à former une cuve étanche permettant d'isoler de l'eau de mer les éléments actifs du dispositif de connexion, i.e. les éléments dans lesquels transite la puissance électrique, lorsque les première 1 et deuxième 2 parties du dispositif de connexion sont assemblées. Une telle cuve étanche permet notamment d'utiliser un fluide caloporteur de refroidissement de ces parties qui soit différent de l'eau de mer (par exemple une eau à faible concentration en sel, de préférence inférieure à 1,5 g/l). Un tel fluide caloporteur permet de diminuer les pertes par courants induits qui pourraient se développer autour des bobines. Il permet également de modifier les conditions de l'écosystème interne au dispositif de connexion, ceci afin d'éviter le développement des organismes vivants dans la cuve et d'améliorer les échanges thermiques aux parois des bobines pour extraire les calories des éléments actifs (noyau, bobines) afin d'assurer un vieillissement maitrisé.To do this, the lid 26 is intended to close the tank 15 so as to form a sealed tank for isolating seawater active elements of the connection device, ie the elements in which the electrical power passes, when the first 1 and second 2 parts of the connection device are assembled. Such a sealed tank makes it possible in particular to use a coolant for cooling these parts which is different from seawater (for example a water with a low salt concentration, preferably less than 1.5 g / l). Such a heat transfer fluid makes it possible to reduce the losses by induced currents that could develop around the coils. It also makes it possible to modify the conditions of the internal ecosystem of the connection device, in order to avoid the development of living organisms in the tank and to improve the thermal exchanges at the walls of the coils to extract the calories from the active elements (core , reels) to ensure controlled aging.

Dans ce but, le dispositif de connexion comprend également des moyens d'obtention, au sein de la cuve, d'un tel fluide caloporteur à faible concentration en sel, i.e. des moyens permettant à la fois le remplissage et le renouvellement de ce fluide. Dans une première implémentation, ces moyens comprennent un osmoseur permettant d'obtenir le fluide caloporteur à partir de l'eau de mer. Dans une deuxième implémentation, il s'agit d'un boîtier de jonction permettant au fluide caloporteur d'être injecté depuis l'extérieur de la cuve étanche, par exemple depuis une installation en surface, permettant par là-même de maîtriser les caractéristiques (notamment quant à la concentration en sel) du fluide injecté, tout en maintenant un dispositif de connexion plus simple (et donc plus fiable et plus facile à maintenir).For this purpose, the connection device also comprises means for obtaining, within the vessel, such a heat transfer fluid with a low salt concentration, i.e. means for both filling and renewal of this fluid. In a first implementation, these means comprise an osmosis unit making it possible to obtain the coolant from seawater. In a second implementation, it is a junction box allowing the coolant to be injected from the outside of the sealed tank, for example from a surface installation, thereby allowing to control the characteristics (especially as to the salt concentration) of the injected fluid, while maintaining a simpler connection device (and therefore more reliable and easier to maintain).

Dans une variante, les deuxièmes bobines 23 (basse tension) sont constituées de conducteurs en bande, présentant ainsi une rigidité mécanique accrue. Ceci permet d'augmenter les performances du dispositif de connexion ainsi que d'en diminuer le risque de défaillance.In a variant, the second coils 23 (low voltage) consist of strip conductors, thus exhibiting an increased mechanical rigidity. This increases the performance of the connection device and reduce the risk of failure.

Dans le premier mode de réalisation représenté en relation avec les figures 2a, 2b et 3a à 3c, le dispositif de connexion 100 est en outre configuré pour la connexion de fibres optiques. A cet effet, dans le premier mode de réalisation particulier décrit, les premier et deuxième câbles 101, 102 comprennent à la fois au moins trois conducteurs électriques ainsi qu'au moins une fibre optique (non représentés sur les figures) protégés par une armure.In the first embodiment shown in relation with FIGS. 2a, 2b and 3a to 3c, the connection device 100 is further configured for the connection of optical fibers. For this purpose, in the first particular embodiment described, the first and second cables 101, 102 comprise both at least three electrical conductors and at least one optical fiber (not shown in the figures) protected by an armor.

Dans une implémentation particulière, pour l'acheminement de l'information entre les fibres optiques des premier et deuxième câbles 101, 102, le dispositif de connexion comprend un système passif de transmission de signal optique par lentille, sans contact entre les fibres optiques. En effet, les terminaisons des fibres optiques par lentilles offrent une tolérance de positionnement plus large permettant une connexion sans contact et donc une simplification des connecteurs.In a particular implementation, for the routing of information between the optical fibers of the first and second cables 101, 102, the connection device comprises a passive optical signal transmission system by lens, without contact between the optical fibers. Indeed, the terminations of the optical fibers by lenses offer a wider positioning tolerance allowing a connection without contact and thus a simplification of the connectors.

Pour ce faire, la première partie 1 du dispositif de connexion 100 comprend un premier support de fibre(s) optique(s) 17 qui comprend une enveloppe rigide de forme cylindrique (par exemple en polymère ou céramique) destiné à recevoir au moins une première fibre optique, ainsi qu'une lentille de focalisation.To do this, the first part 1 of the connection device 100 comprises a first fiber support (s) optical (s) 17 which comprises a rigid envelope of cylindrical shape (for example polymer or ceramic) for receiving at least a first optical fiber, as well as a focusing lens.

Le premier support 17 est destiné à coopérer avec un deuxième support de fibre(s) optique(s) présent dans la deuxième partie 2 (destiné à recevoir au moins une deuxième fibre optique), et est terminé par une lentille de diffraction. Le deuxième support de fibres optiques comprend deux sections de tube protecteur 29, 31, un élément flexible 30 (par exemple en EPDM) et un élément de réalignement 32 (par exemple également en EPDM) constitué d'un cône d'alignement et d'un cylindre. Ainsi, le guidage flexible permet de rattraper les défauts d'alignements lors de la phase d'assemblage pour obtenir une bonne qualité de connexion optique.The first support 17 is intended to cooperate with a second fiber support (s) optical (s) present in the second portion 2 (for receiving at least a second optical fiber), and is terminated by a diffraction lens. The second optical fiber support comprises two protective tube sections 29, 31, a flexible element 30 (for example made of EPDM) and a realignment element 32 (for example also in EPDM) consisting of an alignment cone and a cylinder. Thus, the flexible guidance makes it possible to make up for alignment defects during the assembly phase in order to obtain a good quality of optical connection.

Dans une variante, l'élément de réalignement 32 est doté de lèvres hélicoïdales Internes permettant d'essuyer les terminaisons optiques des fibres optiques lors de l'assemblage de la première partie 1 et de la deuxième partie 2 du dispositif de connexion 100.In a variant, the realignment element 32 is provided with internal helical lips making it possible to wipe the optical endings of the optical fibers during the assembly of the first part 1 and the second part 2 of the connection device 100.

Suivant la technique de raccordement décrite ci-dessus en lien avec la figure 1, la (au moins une) première fibre optique et la (au moins une) deuxième fibre optique sont raccordées aux fibres optiques respectivement comprises dans les premier et deuxième câbles 101, 102 via la boîte de jonction bride / contre bride étanche (non représentée) du dispositif de connexion par l'intermédiaire de connecteurs adaptés.According to the connection technique described above in connection with FIG. 1, the (at least one) first optical fiber and the (at least one) second optical fiber are connected to the optical fibers respectively included in the first and second cables 101, 102 via the flange / sealed flange junction box (not shown) of the connection device via suitable connectors.

Par ailleurs, la deuxième partie 2 du dispositif de connexion 100 comprend également un guide de centrage 27 destiné à coopérer avec un guide de centrage complémentaire 16 de la première partie 1 du dispositif de connexion 100. Ceci permet de garantir le centrage de la première partie 1 et de la deuxième partie 2 lors de l'assemblage du dispositif de connexion. Le fonctionnement de ces guides est décrit plus en détail cl-dessous en relation avec les figures 5a à 5f.Furthermore, the second part 2 of the connection device 100 also comprises a centering guide 27 intended to cooperate with a complementary centering guide 16 of the first part 1 of the connection device 100. This makes it possible to guarantee the centering of the first part. 1 and the second part 2 when assembling the connection device. The operation of these guides is described in more detail below in connection with FIGS. 5a to 5f.

Enfin, la deuxième partie 2 du dispositif de connexion 100 comprend également un guide angulaire 28 constitué d'un volume dont deux faces sont parallèles à l'axe de coupure l-l (figure 3a) et dont la largeur est légèrement inférieure à la distance entre les deux supports du cadre 13 intégrés à la première partie 1 du dispositif de connexion 100. Les deux supports de cadre 13 constituent ainsi des guides angulaires complémentaires destinés à coopérer avec le guide angulaire 28 de manière à garantir le guidage angulaire de la première partie 1 et de la deuxième partie 2 lors de l'assemblage du dispositif de connexion. Pour ce faire, l'extrémité inférieure du guide angulaire 28 est formée par deux pans d'un angle compris entre 45° et 60°. Le fonctionnement de ce guidage angulaire est également décrit plus en détail ci-dessous en relation avec les figures 5a à 5f.Finally, the second part 2 of the connection device 100 also comprises an angular guide 28 consisting of a volume whose two faces are parallel to the cutoff axis 11 (FIG. 3a) and whose width is slightly less than the distance between the two frame supports 13 integrated in the first part 1 of the connection device 100. The two frame supports 13 thus constitute complementary angular guides intended to cooperate with the angular guide 28 so as to guarantee the angular guidance of the first part 1 and of the second part 2 during the assembly of the connection device. To do this, the lower end of the angular guide 28 is formed by two sides at an angle between 45 ° and 60 °. The operation of this angular guidance is also described in more detail below in connection with FIGS. 5a to 5f.

On décrit maintenant, en relation avec la figure 4, un dispositif de connexion sous-marine 200 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.We will now describe, in connection with FIG. 4, an undersea connection device 200 according to a second embodiment of the invention.

Il se distingue du dispositif de connexion 100 selon le premier mode de réalisation, en ce qu'il est configuré pour intégrer en outre une fonction de dérivation (en plus des fonctions de connexion et de transformation (abaissement ou élévation) de la tension). Le dispositif de connexion 200 est ainsi apte à connecter trois câbles : ceux référencés 101 et 102, comme pour le dispositif de connexion 100, et un câble complémentaire référencé 205.It differs from the connection device 100 according to the first embodiment, in that it is configured to further integrate a bypass function (in addition to the connection and transformation functions (lowering or raising) of the voltage). The connection device 200 is thus able to connect three cables: those referenced 101 and 102, as for the connection device 100, and a complementary cable referenced 205.

Dans l'implémentation illustrée sur la figure 4, la fonction dérivation est effectuée du côté de la première partie 1 du dispositif de connexion 200 (les câbles 101 et 205 sont reliés à cette première partie 1). Pour ce faire, le dispositif de connexion 200 comprend une boîte de jonction étanche 204 permettant de relier une première bobine conductrice 11 de la première partie 1 du dispositif de connexion à un conducteur électrique (non représenté) du câble 101 ainsi qu'à un autre conducteur électrique (non représenté) du câble 205. Ainsi, par rapport au mode de fonctionnement du dispositif de connexion 100 de la figure 1, le câble 101 ne constitue plus une extrémité de réseau mais est prolongé par l'intermédiaire du câble 205 tout en permettant de relier en parallèle les pôles de la bobines 11 de la première partie 1 du dispositif de connexion 200.In the implementation illustrated in FIG. 4, the derivation function is performed on the side of the first part 1 of the connection device 200 (the cables 101 and 205 are connected to this first part 1). To do this, the connection device 200 comprises a sealed junction box 204 for connecting a first conductive coil 11 of the first part 1 of the connection device to an electrical conductor (not shown) of the cable 101 and another electrical conductor (not shown) of the cable 205. Thus, compared to the operating mode of the connection device 100 of Figure 1, the cable 101 is no longer a network end but is extended through the cable 205 while allowing to connect in parallel the poles of the coils 11 of the first part 1 of the connection device 200.

Dans une variante (non illustrée), la fonction dérivation est effectuée du côté de la deuxième partie 2 du dispositif de connexion 200 (le câble 102 et un câble complémentaire sont reliés à cette deuxième partie 2). Dans ce cas, une boîte de jonction étanche permet de relier une deuxième bobine conductrice 23 de la deuxième partie 2 du dispositif de connexion 200 à deux conducteurs (l'un compris dans le câble 102 et l'autre dans le câble complémentaire).In a variant (not shown), the bypass function is performed on the side of the second part 2 of the connection device 200 (the cable 102 and a complementary cable are connected to this second part 2). In this case, a sealed junction box makes it possible to connect a second conductive coil 23 of the second part 2 of the connection device 200 to two conductors (one included in the cable 102 and the other in the complementary cable).

Dans les modes de réalisation décrits en relation avec les figures 1 à 4, les première 10 et deuxième 20 parties de noyau sont respectivement en forme de « E » et de « I ». Cependant, dans d'autres variantes, les première 10 et deuxième 20 parties de noyau sont dans une des formes précitées (« C », « T », ou autre).In the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 4, the first 10 and second 20 core portions are respectively in the form of "E" and "I". However, in other variations, the first 10 and second 20 core portions are in one of the aforementioned forms ("C", "T", or other).

Dans une variante pouvant s'appliquer aux premier et deuxième modes de réalisation précités et décrits en relation avec les figures 1 à 4, le découplage mécanique entre les première 10 et deuxième 20 parties du noyau magnétique n'est pas obtenu par une mise en suspension d'une partie du noyau par rapport à l'autre (une fois effectué l'assemblage des deux parties 1, 2 du dispositif de connexion), mais par l'utilisation d'au moins une couche de matériau anti-vibratoire, par exemple du type décrit ci-dessus (une matrice EPDM, une graisse marine, ou un savon métallique complexe), assurant l'appui mécanique de ces première 10 et deuxième 20 parties du noyau magnétique l'une sur l'autre. Ainsi, le découplage mécanique est obtenu de manière simplifiée sans rutilisation de cadre de suspension. Dans un cas particulier, le matériau anti-vibratoire est chargé de particules ferromagnétiques (selon la technique décrite ci-dessus) afin de combiner les propriétés d'absorption des vibrations et de minimisation des pertes fer. Dans un autre cas particulier, une couche de matériau magnétique non massif (par exemple une matrice organique thermodurcissable ou thermoplastique (résine époxy) chargée d'une poudre de fer dont les particules sont de taille inférieure à 300 pm) est présente en complément de la couche de matériau anti-vibratoire.In a variant that can be applied to the first and second embodiments mentioned above and described in relation to FIGS. 1 to 4, the mechanical decoupling between the first 10 and second 20 parts of the magnetic core is not obtained by suspending it. one part of the core relative to the other (once the two parts 1, 2 of the connecting device have been assembled), but using at least one layer of anti-vibration material, for example of the type described above (an EPDM matrix, a marine grease, or a complex metal soap), providing mechanical support for these first 10 and second portions of the magnetic core to one another. Thus, the mechanical decoupling is obtained in a simplified manner without reuse of suspension frame. In a particular case, the anti-vibratory material is loaded with ferromagnetic particles (according to the technique described above) in order to combine the properties of vibration absorption and iron loss minimization. In another particular case, a layer of non-bulk magnetic material (for example a thermosetting or thermoplastic organic matrix (epoxy resin) loaded with an iron powder whose particles are less than 300 μm in size) is present in addition to the layer of anti-vibration material.

On décrit maintenant, en relation avec la figure 6, un procédé d'assemblage du dispositif de connexion sous-marine de la figure 1. Cette description fait également référence aux figures 5a à 5f, qui illustrent différentes phases successives de cet assemblage.We will now describe, in relation to FIG. 6, a method of assembling the undersea connection device of FIG. 1. This description also refers to FIGS. 5a to 5f, which illustrate various successive phases of this assembly.

Lors d'une étape d'assemblage E60, la deuxième partie (mobile) 2 du dispositif de connexion est préalablement positionnée au-dessus de la première partie (fixe) du dispositif de connexion, avec une tolérance de quelques centimètres à l'aide d'un système de pose qui dispose d'un moyen de levage à contrôle vertical (grue, treuil, etc.).During an assembly step E60, the second part (mobile) 2 of the connection device is previously positioned above the first part (fixed) of the connection device, with a tolerance of a few centimeters using a laying system that has a vertically controlled lifting device (crane, winch, etc.).

Lors d'une sous-étape de centrage ESI, le système de pose actionne alors son moyen de levage pour abaisser la deuxième partie 2 sur la première partie 1. Le guide de centrage 27 de la deuxième partie 2 s'appuie alors sur le cône du guide de centrage complémentaire 16 de la première partie 1 (figures 5a). Le système de pose continue alors à libérer le contrôle vertical, le dispositif de connexion continue de descendre par gravité. Le guide de centrage 27 dépasse le cône du guide de centrage complémentaire 16 et se centre dans la partie cylindrique du guide de centrage complémentaire 16 (figure 5b). Le positionnement des première 1 et seconde 2 parties du dispositif de connexion l'une par rapport à l'autre est alors précis en un point. Il peut cependant subsister un défaut angulaire dans le plan horizontal.During an ESI centering sub-step, the laying system then actuates its lifting means to lower the second portion 2 on the first portion 1. The centering guide 27 of the second portion 2 then rests on the cone of the complementary centering guide 16 of the first part 1 (FIGS. 5a). The laying system then continues to release the vertical control, the connection device continues to descend by gravity. The centering guide 27 projects beyond the cone of the complementary centering guide 16 and centers in the cylindrical part of the complementary centering guide 16 (FIG. 5b). The positioning of the first 1 and second 2 parts of the connection device relative to each other is then accurate at one point. However, there may still be an angular defect in the horizontal plane.

Lors d'une sous-étape de guidage angulaire E62, la libération du contrôle vertical se poursuit et la première partie 1 continue de descendre. Les extrémités du guide angulaire 28 s'appuient sur les deux supports de cadre 13 intégrés à la première partie 1 permettant par là-même une correction du défaut angulaire (figures 5c et 5d).During an angular guidance sub-step E62, the release of the vertical control continues and the first part 1 continues to descend. The ends of the angular guide 28 rest on the two frame supports 13 integrated in the first part 1 thus allowing correction of the angular defect (Figures 5c and 5d).

Lors d'une sous-étape de positionnement E63, la libération du contrôle vertical se poursuit encore et le premier support de fibre(s) optique(s) 17 entre alors dans le cône de l'élément de réalignement 32 du deuxième support de fibre(s) optique(s) puis entre dans la partie cylindrique 31 de l'élément de réalignement du support de fibre(s) optique(s). La section terminale du premier support de fibre(s) optique(s) 17 s'aligne alors avec le deuxième support de fibre(s) optique(s) 31 par un fléchissement de l'élément flexible 30.During a positioning sub-step E63, the release of the vertical control is continued again and the first optical fiber support (s) 17 then enters the cone of the realignment element 32 of the second fiber support. (s) Optical (s) then enters the cylindrical portion 31 of the realignment element of the fiber support (s) optical (s). The terminal section of the first optical fiber support (s) 17 then aligns with the second optical fiber support (s) 31 by a deflection of the flexible element 30.

Lors de la sous-étape de positionnement E63, les dépôts éventuellement présents sur la lentille du premier support de fibre(s) optique(s) 17 sont nettoyés par le passage des lèvres hélicoïdales présentes dans l'élément de réalignement 32 du deuxième support de fibre(s) optique(s) (figure 5e).During the positioning sub-step E63, the deposits possibly present on the lens of the first fiber support (s) optical (s) 17 are cleaned by the passage of the helical lips present in the realignment element 32 of the second support of optical fiber (s) (Figure 5e).

La cuve est alors hermétiquement fermée. La connexion (électrique et optique) est réalisée (figure 5f).The tank is then hermetically closed. The connection (electrical and optical) is made (Figure 5f).

On décrit maintenant, en relation avec les figures 7a, 7b et 7c, différentes configurations de réseaux sous-marins (électriques, et éventuellement de communications) mettant en oeuvre plusieurs dispositifs de connexion sous-marine (chacun selon le premier mode de réalisation de la figure 1 ou le deuxième mode de réalisation de la figure 4).With reference to FIGS. 7a, 7b and 7c, various configurations of submarine networks (electrical, and possibly of communications) using several submarine connection devices (each according to the first embodiment of FIG. Figure 1 or the second embodiment of Figure 4).

La figure 7a présente par exemple un réseau sous-marin en étoile mettant en œuvre plusieurs dispositifs de connexion 100 selon le premier mode de réalisation illustré sur la figure 1. Ce réseau comprend un ensemble d'éléments mobiles 71. Chaque élément mobile 71 comprend la deuxième partie (mobile) 2 d'un dispositif de connexion 100, un câble 76 (comprenant au moins 3 conducteurs électriques et au moins une fibre optique) et une charge ou un générateur 72. Chaque élément mobile 71 est connecté à un élément fixe comprenant la première partie (fixe) 1 d'un dispositif de connexion 100, et un câble 75 (comprenant 3 conducteurs électriques et au moins une fibre optique) relié à un hub sous-marin 77. Les niveaux des tensions électriques véhiculées par le câble 75 et le câble 76 sont différents. L'objet du hub est de regrouper l'ensemble des branches du réseau sous-marin en étoile pour les connecter à un câble de plus forte puissance permettant l'export ou l'import d'énergie depuis un point relativement éloigné.FIG. 7a for example shows a star-shaped submarine network implementing several connection devices 100 according to the first embodiment illustrated in FIG. 1. This network comprises a set of moving elements 71. Each mobile element 71 comprises the second part (mobile) 2 of a connection device 100, a cable 76 (comprising at least 3 electrical conductors and at least one optical fiber) and a load or a generator 72. Each movable element 71 is connected to a fixed element comprising the first part (fixed) 1 of a connection device 100, and a cable 75 (comprising 3 electrical conductors and at least one optical fiber) connected to a submarine hub 77. The levels of the electrical voltages conveyed by the cable 75 and the cable 76 are different. The purpose of the hub is to group all the branches of the submarine network in a star to connect them to a higher power cable to export or import energy from a relatively distant point.

Les figures 7b et 7c présentent quant à elles des réseaux sous-marins en arrête dans lesquels la dérivation d'un câble est : • soit, comme c'est le cas dans la configuration de la figure 7b, déportée dans un boîtier de dérivation dédié 78, • soit, comme c'est le cas dans la configuration de la figure 7c, intégrée dans la première partie (fixe) 1 d'un dispositif de connexion 200 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 4.FIGS. 7b and 7c show, for their part, subsea underwater networks in which the derivation of a cable is: • either, as is the case in the configuration of FIG. 7b, offset in a dedicated junction box 78, • or, as is the case in the configuration of Figure 7c, integrated in the first part (fixed) 1 of a connection device 200 according to the second embodiment of the invention shown in Figure 4 .

Ainsi, la simplification de la chaîne de transport d'énergie électrique apparaît clairement lors de l'utilisation d'une pluralité de dispositifs de connexion 100 ou 200 selon l'invention, permettant par là-même de réduire les coût d'installation du réseau ainsi que de maintenance.Thus, the simplification of the electrical energy transport chain is clearly apparent when using a plurality of connection devices 100 or 200 according to the invention, thereby making it possible to reduce the cost of installing the network. as well as maintenance.

Claims

An underwater connection device (100) for at least a first cable (101) comprising at least a first electrical conductor and a second cable (102) comprising at least a second electrical conductor, said device comprising: • a first portion (1) comprising a first magnetic core portion (10) and at least a first conductive coil (11) configured to be connected to said at least one first electrical conductor; and • a second portion (2) comprising a second magnetic core portion (20) and at least a second conductive coil (23) configured to be connected to said at least one second electrical conductor; said first and second parts of the device being assemblable, said core portions forming a core allowing inductive coupling of the coils when the first and second parts of the device are assembled, characterized in that it comprises mechanical decoupling means (12, 21 34) of the two core portions when the first and second parts of the device are assembled.

2. Connection device according to claim 1, characterized in that said mechanical decoupling means comprise a frame in two parts, said first and second part of the device respectively comprising a first and a second part of said frame configured to ensure the suspension of one of said first and second portions of said core relative to the other when the first and second parts of the device are assembled, a space corresponding to a predetermined distance, preferably greater than 500 μm, being maintained between said core portions.

3. Connection device according to claim 2, characterized in that at least one of the first and second magnetic core portions comprises, in at least one surface area, a layer of a magnetic material (33), present in at least a portion of said space when the first and second parts of the device are assembled.

4. Connecting device according to claim 3, characterized in that at least one of the first and second magnetic core portions comprises, in at least one surface area, a layer of an anti-vibratory material (34), present in at least a portion of said space when the first and second parts of the device are assembled.

5. Connecting device according to claim 4, characterized in that said magnetic material is further an anti-vibration material.

6. Connection device according to claim 1, characterized in that said mechanical decoupling means comprise at least one layer of antivibration material ensuring the mechanical support of said first and second parts of said core on the other when the first and second second parts of the device are assembled.

7. Connection device according to claim 6, characterized in that said anti-vibratory material is further a magnetic material.

8. Connection device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said core portions have cross sections of different dimensions.

9. Connection device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said first and second parts of the device form a sealed tank to an external environment when they are assembled, said vessel containing said core and said coils, said connection device further comprising means for obtaining a heat transfer fluid with a low salt concentration, preferably less than 1.5 g / l, for filling said tank.

10. Connection device according to claim 9, characterized in that said obtaining means comprise an osmoseur configured to obtain said heat transfer fluid from sea water.

11. Connection device according to claim 9, characterized in that said obtaining means comprise a junction box for said heat transfer fluid to be injected from outside said vessel.

12. Connection device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises a bypass device configured to connect said first coil or said second coil to at least a third electrical conductor included in a third cable ( 205).

13. Connecting device according to any one of claims 1 to 12, said at least one first coil and said at least one second coil being wound around a common axis when said first and second parts of the device are assembled, characterized in that from said at least one first coil and said at least one second coil, the coil configured to be furthest radially from said axis, when said first and second parts of the device are assembled, is the lowest voltage coil.

14. Connection device according to any one of claims 1 to 13, characterized in that said first part of the device further comprises a centering element (16), in that said second part of the device further comprises an element of complementary centering (27), and in that said complementary centering and centering elements are intended to cooperate in order to allow the centering of said first and second parts of the device during their assembly.

15. Connection device according to any one of claims 1 to 14, characterized in that said first part of the device further comprises an angular guide element (13), in that said second part of the device further comprises a component complementary angular guide (28), and in that said angular guide members and complementary angular guide are intended to cooperate to allow angular guidance of said first and second parts of the device during their assembly.

16. Connection device according to any one of claims 1 to 15, further intended for the routing of information between at least a first and at least a second optical fiber included respectively in said first and second cables, said routing of information being realized by a passive optical signal transmission system by lens, without contact between said at least one first optical fiber and said at least one second optical fiber, characterized in that said first part of the device further comprises an element of positioning (17) said at least one first optical fiber, in that said second part of the device further comprises a flexible positioning element (30) complementary to said at least one second optical fiber, and in that said flexible elements of positioning are intended to cooperate so as to allow the positioning of said at least one first re optical fiber and said at least one second optical fiber with respect to said passive system of optical signal transmission through lens during assembly of said first and second parts of the device.

17. Connection device according to claim 16, characterized in that said complementary positioning element comprises internal helical lips. configured to wipe said at least one first optical fiber during assembly of said first and second parts of the device.

18. A method of assembling a subsea connection device (100) of at least a first cable (101) comprising at least a first electrical conductor and a second cable (102) comprising at least a second electrical conductor, said device comprising: a first portion (1) including a first magnetic core portion (10) and at least a first conductive coil configured to be connected to said at least one first electrical conductor; and a second portion (2) comprising a second magnetic core portion (20) and at least a second conductive coil configured to be connected to said at least one second electrical conductor; said first and second parts of the device being connectable, said core portions forming a core enabling inductive coupling of the coils when the first and second parts of the device are assembled, characterized in that it comprises a step of assembling (E60) said first and second parts of the device, the two core portions being mechanically decoupled when the first and second parts of the device are assembled.

19. An assembly method according to claim 18, said first part of the device further comprising a centering element (16) and said second part of the device further comprises a complementary centering element (27), characterized in that said step assembly comprises a centering substep (E61) of said first and second parts of the device obtained by cooperation of said complementary centering and centering elements.

20. An assembly method according to any one of claims 18 or 19, said first portion of the device further comprising an angular guide member (13) and said second portion of the device further comprising a complementary angular guide member (28). ), characterized in that said assembling step comprises an angular guiding sub-step (E62) of said first and second parts of the device obtained by cooperation of said angular guiding and complementary angular guiding elements.

21. Assembly method according to any one of claims 18 to 20, said connection device being further intended for the routing of the information between at least a first optical fiber and at least a second optical fiber of a communication network, said routing of the information being performed by a passive optical signal transmission system by lens, without contact between said at least one first optical fiber and said at least one second optical fiber, said first part of the device comprising in addition to a positioning element (17) of said at least one first optical fiber, said second part of the device further comprising a flexible positioning element (30) complementary to said at least one second optical fiber, characterized in that said step d assembly comprises a positioning sub-step (E63) of said at least one first optical fiber and said at least one second optical fiber with respect to said passive optical signal transmission system by lens obtained by cooperation of said flexible positioning and complementary positioning elements.

22. An assembly method according to claim 21, said complementary positioning element comprising internal helical lips, characterized in that said substep of positioning said first and second optical fibers comprises a wiping substep (E64) of said first optical fiber by said internal helical lips.