FR3075161A1

FR3075161A1 - Systeme deflecteur de courant d'eau

Info

Publication number: FR3075161A1
Application number: FR1762288A
Authority: FR
Inventors: Guillaume D'arcimoles; Olivier Nastorg
Original assignee: Prolarge
Current assignee: Prolarge
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-06-21
Anticipated expiration: 2037-12-15
Also published as: FR3075161B1

Abstract

Système déflecteur de courant (4) d'eau monté sur une structure immergée (1) mobile et déplaçable et apte à dévier ce courant (4) arrivant sur la structure suivant une direction XX', et tel qu'il comporte : - un ensemble d'ancrage porté par la structure (1) et comprenant au moins un dispositif de forage (18) apte à forer le fond marin (7) sous la structure (1), et à y maintenir au moins un foret assurant l'ancrage et l'immobilisation de la structure (1), et - au moins- un volet articulé (3) dont un des bords est pivotant autour d'un axe (8), entre une position dite de repos et une position dite de travail dans laquelle le volet (3), étant ouvert en présentant une de ses faces (11) dans la direction XX' et écarté de la structure (1), est alors apte à dévier le courant (4) et à protéger une zone (5) dite calme située en aval de ce volet (3).

Description

La présente invention a pour objet un système déflecteur de courant d'eau monté sur une structure immergée et apte à dévier ce courant arrivant sur la structure.

Le secteur technique de l'invention est celui de la fabrication d'équipements de structures immergées et d'engins sous-marins.

On connaît en effet différents dispositifs et/ou systèmes de déflexion de courant d'eau pour différentes applications tels que par exemple celui décrit dans la demande de brevet internationale W02009/116870 publiée le 24 septembre 2009, qui enseigne un déflecteur en forme de « coin », monté devant un objet tel que la coque d'un bateau, en particulier de bateau de sauvetage largué en chute libre (dit « free fall liveboat ») , pour dévier l'eau, lors de la phase initiale d'impact de cette coque quand elle heurte l'eau en tombant dans celle-ci, et ainsi réduire la contrainte exercée sur cette coque.

On pourrait également citer la demande de brevet allemande DE19622096 publiée le 04 décembre 1997, qui décrit une échelle à poisson comportant différents bassins qui se succèdent dans le sens de la pente et qui comporte des éléments de déviation de l'eau pour former un passage en forme de méandres succéssifs.

De même dans le domaine des sous-marins, on peut citer la demande de brevet FR2135968 déposée sous priorité d'une demande de brevet japonaise et publiée le 23 février 1972 : il y est décrit un submersible de type « scooter » comportant, entre autres, un écran formant déflecteur contre l'écoulement de l'eau devant la coque en mouvement pour protéger le plongeur qui le pilote et lui permettre ainsi de se déplacer sous l'eau confortablement sans subir toute la force du courant d'eau en mouvement par rapport au scooter.

On pourrait ainsi citer différents dispositifs ou systèmes déflecteurs de courant d'eau existants à ce jour mais aucun ne permet de répondre au problème posé et résolue par la présente invention, à savoir de réaliser et mettre en œuvre un système ou dispositif mobile, déplaçable, même en cas de courant, d'un endroit à un autre sans nécessité trop d'énergie pour vaincre ce courant, et permettant à des plongeurs de pouvoir travailler en tout endroit du fond de la mer, ou de tout plan d'eau, parcouru par un courant de plus de deux nœuds et pouvant même atteindre cinq nœuds il est connu en effet qu'il n'est pas possible à un plongeur de rester en place et de travailler alors dans de telles conditions.

Une solution au problème posé est un système déflecteur de courant d'eau monté sur une structure immergée et apte à dévier ce courant considéré arrivant sur la structure suivant une direction connue ou prédéterminée, et tel qu'il comporte suivant l'invention:

un ensemble d'ancrage porté par la structure, qui est mobile et déplaçable, et comprenant au moins un dispositif de forage apte à forer le fond marin sous la structure, une fois celle-ci disposée sur ce fond, et maintenir au moins un foret assurant l'ancrage et

1'immobilisation de la structure, et au moins un volet articulé dont un des bords est pivotant autour d'un axe, entre une position dite de repos dans laquelle le dit volet est disposé fermé,

déplacée en la manœuvrant de telle façon que le dit volet fermé soit dans un plan parallèle à la direction du courant, et mise en place en tout endroit voulu), et une position dite de travail dans laquelle il est ouvert en présentant une de ses faces dans la direction connue du courant, avec son bord, opposé à celui pivotant, écarté de la structure, lequel volet ainsi ouvert et déployé étant alors apte à dévier le courant d'eau et à protéger une zone dite calme située en aval de ce volet par rapport au dit courant.

L'objectif de la présente invention est également atteint par un engin sous-marin comportant au moins une coque résistante apte à transporter au moins un plongeur sous l'eau, avec un accès vers l'extérieur apte à lui permettre de sortir dans l'eau depuis l'intérieur de cette coque par sa partie inférieure, et tous les équipements nécessaires au moins à sa propulsion, à sa maniabilité, à son positionnement tant en immersion que sur le fond de l'eau, à l'alimentation en gaz respirable du au moins un plongeur et à sa sécurité, et tel que suivant l'invention :

le dit engin sous-marin comporte un système déflecteur de courant d'eau suivant les caractéristiques décrites précédemment et précisées ci-après, et dans lequel la structure immergée est le dit engin sousmarin, le dit système déflecteur étant apte à immobiliser le dit engin sous-marin sur le fond marin, et la zone protégée, dite calme, située en aval du au moins volet déployé est une zone de travail pour le plongeur.

Dans un mode particulier de réalisation, le au moins volet une fois ouvert et déployé est apte à dévier au moins une partie du courant d'eau, d'au moins deux nœuds et pouvant atteindre cinq nœuds, arrivant sur la structure et à protéger la zone dite calme située en aval de ce volet par rapport au dit courant courant résiduel est alors inférieur à dans laquelle le

0,8 nœud maximum, alors que le courant incident arrivant sur la structure immergée est de plus de deux nœuds, et pouvant même atteindre six nœuds.

Des précisions sur les caractéristiques de ce système déflecteur de courant suivant l'invention sont données dans le cadre de la description ci-après des figures ; ces caractéristiques permettent, entre autres d'une part de diminuer au maximum les efforts appliqués au système déflecteur, en lui-même ou à

1'ensemble de

1'engin sous-marin qui peut le porter, lorsque le au moins ou les volets articulés sont en position dite de repos, soit rabattus vers ladite structure, et

- d'autre part d'inverser la portance lorsque le système déflecteur de courant, en lui-même ou l'engin sous-marin qui peut le porter, est proche du fond marin afin d'accroître sa déportance pour pousser le système vers ce fond, en augmentant le moins possible la trainée et de telle façon qu'une fois le ou les volets déployés, le système déflecteur, et/ou l'engin qui le porte, est même plaqué sur ce fond marin et ne fait pas subir ainsi de forces d'arrachement à l'ensemble d'ancrage, qui n'a alors qu'à assurer la résistance au cisaillement dû à la trainée.

Dans un mode préférentiel de réalisation, chaque dispositif de forage de l'ensemble d'ancrage comprend au moins deux fonctions de forage commutables ou complémentaires, l'une de type tarière pour sol mou et l'autre de type tige de forage pour sol dur.

Une telle configuration permet de pouvoir ancrer de façon répétitive le système déflecteur de courant, en lui-même ou/et avec l'engin qui le porte, sur le fond marin et de conserver une position fixe pour permettre à au moins un plongeur d'y effectuer une intervention, ce qui nécessite que l'ensemble d'ancrage doit pouvoir être utilisable dans tout type de sol, dur ou mou (ou meuble), être mis en œuvre rapidement et de façon fiable, ainsi que d'être abandonné en cas de blocage lorsque le système déflecteur est porté par un engin sous-marin dont il est séparable suivant l'invention.

Le résultat est un nouveau système déflecteur de courant d'eau qui répond à toutes les considérations du problème posé et dont les avantages évoqués ci-dessus et précisés ci-après en prouvent l'intérêt. La description et les figures ci-jointes en donnent deux exemples de réalisation mais d'autres modes de réalisation sont possibles dans le cadre de la portée de la présente invention.

La figure 1 est une vue de dessus d'un système déflecteur de courant suivant l'invention et représenté en position dite de travail avec ses volets ouverts et déployés.

La figure 2 est une vue de face (par rapport au courant) du système déflecteur de la figure 1 et tel que disposé sur le fond marin en position dite de travail.

La figure 3 est une vue du dessus du système déflecteur suivant la figure 1 mais en position repos avec ses volets rabattus vers la structure et pouvant ainsi être déplacé d'un endroit à un endroit du fond marin.

La figure 4 est une vue en perspective d'un engin sous-marin portant un système déflecteur suivant l'invention et disposé en position dite de travail sur le fond marin.

La	figure 5	est	une	vue	du	dessus	de	1'engin	sous-
marin de	la figure	4 .
La	figure 6	est	une	vue	latérale	de	1'engin	sous-
marin des	figures	4 et	5.
La	figure 7	est	une	vue	du	dessus	de	1'engin	sous-

marin des figures 4, 5 et 6 mais représenté en position repos avec ses volets rabattus et permettant à l'engin sous-marin de se déplacer en pleine eau.

Suivant la représentation des figures 1 et 2, le système déflecteur de courant 4 d'eau est monté sur une structure immergée 1 et est apte à dévier le courant 4 considéré, arrivant sur la structure suivant une direction connue ou prédéterminé XX', et sans que celleci, grâce à la présente invention, puisse être entraînée par ce courant.

En effet pour cela, le système déflecteur suivant l'invention comporte :

- un ensemble d'ancrage porté par la structure 1, qui est mobile et déplaçable, et comprenant au moins un dispositif de forage apte à forer le fond marin 7 sous la

structure 1, une	fois celle-ci disposée sur	ce	fond	7,	et
à y maintenir au	moins un foret 6 assurant	1'	ancrage	et
1'immobilisation	de la structure 1, et
- au moins	un volet articulé 3 dont	un	des	bords

est pivotant autour d'un axe 8, entre une position dite de repos dans laquelle le dit volet 3 est disposé fermé, rabattu vers la dite structure 1, tel que représenté sur la figure 3, et une position dite de travail dans laquelle il est ouvert (soit suivant les figures 1 et 2) en présentant une de ses faces 11 dans la direction XX', avec son bord, opposé à celui pivotant, écarté de la structure 1, lequel volet 3 ainsi ouvert et déployé étant alors apte à dévier au moins une partie du courant 4 d'eau et à protéger une zone 5 dite calme située en aval de ce volet 3 par rapport au dit courant 4, et la structure immergée 1 comporte un bloc d'alimentation 17 (tel qu'en énergie électrique et/ou hydraulique) de l'ensemble d'ancrage et des moyens de pivotement de l'articulation du au moins volet 3, avec si nécessaire un ensemble de batteries assurant l'autonomie éventuelle de la structure 1 si celle-ci n'est pas alimentée par un câble.

Tel que représenté sur la figure 1, le au moins volet 3 une fois ouvert et déployé est donc apte à dévier au moins une partie du courant 4 d'eau, même quand celuici est d'au moins deux nœuds et pouvant atteindre cinq nœuds, arrivant sur la structure 1 et à protéger ainsi la zone 5 dite calme dans laquelle le courant résiduel est alors inférieur à 0,8 nœud maximum.

Pour une meilleure efficacité et équilibre de la structure disposée dans le courant 4, et tel que représenté sur l'ensemble des figures, le système déflecteur de courant comporte au moins deux volets 3i, 32 disposés de part et d'autre de la structure 1 et apte à se déployer face à la direction XX' du courant une fois ladite structure 1 positionnée sur le fond et ancrée dans celui-ci.

Dans un mode particulier de réalisation mais non représenté sur les figures jointes, le système déflecteur comporte deux séries de deux volets 3i, 32 disposées l'une derrière l'autre selon X,X' : la première série ayant pour objectif d'atténuer une partie du courant afin que la seconde série n'en subisse qu'une part résiduelle, offrant alors un résultat optimal de courant résiduel encore plus faible dans la zone 5 qui est alors d'autant plus calme, en aval de cette deuxième série de volets.

Suivant la figure 2, l'ensemble d'ancrage est disposé au niveau du bord inférieur 12 du au moins volet 3 et comporte au moins quatre dispositifs 18 de forage disposés deux par deux de chaque côté de la structure 1.

Comme indiqué précédemment, pour pouvoir permettre à la structure de se positionner sur tout type de fonds marins 7, chaque dispositif de forage comprend au moins deux fonctions de forage 6 commutables ou complémentaires, l'une de type tarière pour sol mou et l'autre de type tige de forage pour sol dur. Ces deux fonctions de forage 6 peuvent être réalisées par des outils interchangeables que l'on peut commuter en remplaçant l'un par l'autre sans avoir à ramener le système déflecteur en surface. Les outils de type tarière pour sol et ceux de type tige de forage sont connus, fiables et amovibles sans avoir besoin de les décrire plus précisément dans le cadre du présent descriptif.

Sur les figures 4 à 7, il est représenté un engin sous-marin 1 de type connu, comportant au moins une coque résistante (à la pression extérieure) dont une partie forme un caisson de plongée (résistant aussi à la pression intérieure) apte à transporter au moins un plongeur sous l'eau, un accès 2 vers l'extérieur apte à lui permettre de sortir dans l'eau depuis l'intérieur de cette coque (en fait de sa partie caisson) par sa partie inférieure et tous les équipements nécessaires au moins à sa propulsion, à sa maniabilité, à son positionnement tant en immersion que sur le fond de l'eau et à l'alimentation en gaz respirable du au moins un plongeur et à sa sécurité.

Cet engin sous-marin comporte en outre un hublot avant hémisphérique 9, un kiosque à sa partie supérieure 13 pour accéder à la coque de cet engin sous-marin quand il est en surface, au moins un aileron 14 orientable de profondeur, un ou plusieurs propulseurs 10 assurant son déplacement à la surface et sous l'eau, des réserves de gaz 16 pour alimenter les plongeurs.

Un tel engin sous-marin suivant l'invention comporte un système déflecteur de courant 4 d'eau tel que décrit précédemment, et tel que la structure immergée 1 est l'engin sous-marin lui-même qui porte alors un bloc d'alimentation 17 (en énergie électrique et/ou hydraulique) de l'ensemble d'ancrage et des moyens de pivotement des articulations des volets 3: ledit système déflecteur est alors apte à immobiliser cet engin sousmarin sur le fond 7 marin et la zone protégée dite calme, située en aval du au moins volet 3 déployé est une zone de travail 5 pour un ou des plongeurs, qui interviennent donc depuis l'engin sous-marin en étant alimenté en gaz respirable et en énergie par un narguilé ; cette zone de travail 5 peut-être de 15 m2 environ pour des volets 3 qui peuvent être alors de dimensions 2,5m x 2m montés de part et d'autre d'un engin sous-marin de forme générale de préférence cylindrique (car cette forme permet d'optimiser les forces de trainée et de portance, et dont l'axe du cylindre est positionné suivant l'axe XX' du courant) de dimensions 6 m de long x 2 m de large x 2 m de haut.

Un tel engin sous-marin peut également déployer et mettre en œuvre dans cette zone un véhicule télécommandé (dit « ROV ») qui ne peut pas non plus opérer quand le courant dépasse les deux nœuds.

Dans un mode préférentiel de réalisation, ledit engin sous-marin est autonome et comporte pour cela les équipements nécessaires à cette autonomie, tel qu'en particulier un ensemble de batteries 15 qui assure tant la propulsion de l'engin sous-marin 1, son immobilisation sur le fond marin 7 et la mise en œuvre du système déflecteur de courant 4 d'eau, que les capacités opérationnelles, la sécurité et le confort d'au moins un plongeur.

Typiquement l'engin sous-marin, qui peut-être de type connu, est apte à emporter un chef de bord (qui peut être le pilote), un responsable instrumentation et soit une équipe de deux ou trois personnes dédiées à une mission tel que la mise en œuvre d'un véhicule télécommandé depuis l'engin sous-marin, soit une équipe de deux ou trois plongeurs scaphandriers dont un superviseur qui reste dans la partie caisson alors que le ou les autres plongeurs peuvent sortir de celle-ci pour travailler dans la zone calme 5.

Ce dernier type d'intervention peut nécessiter des moyens lourds en surface si les plongeurs opèrent en saturation : la partie caisson de l'engin sous-marin est alors une sorte de tourelle de plongée mobile et autonome (sans ombilical et câble la reliant à la surface) avec une capacité à travailler dans le courant et nécessite cependant un ensemble de plongée en saturation sur un navire support qui doit être équipé également d'un ensemble de manutention pour mettre à l'eau puis récupérer l'engin sous-marin même dans des conditions de mer difficiles.

Pour accroître la déportance de l'engin sous-marin afin de mieux le plaquer contre le fond marin 7 tel que indiqué précédemment, l'axe 8 de chaque volet articulé 3 est disposé en amont de la surface 11 de celui-ci par rapport à la direction XX' du courant 4 et donc de la structure 1 portant le système déflecteur de courant, tel que l'engin sous-marin lui-même, quand le volet 3 est en position repos et chaque volet 3 se déploie alors et s'ouvre vers la direction XX'.

De plus, l'axe 8 de pivotement de chaque volet 3 est incliné, de son extrémité inférieure à son extrémité supérieure, quand le système déflecteur est posé sur le fond 7, en sens opposé à la direction XX' du courant 4 (qui est alors l'axe de la forme cylindrique de l'engin sous-marin positionné face au courant 4) afin d'augmenter justement cette déportance.: de préférence, l'angle d'inclinaison de l'axe 8 de ces volets 3 de

déflection de courant	4 est sont	de 15,5° . de préférence	des	volets
Ces	volets	3
hypersustentateurs	à	fente	ce qui permet au courant de
s'écouler	tout en	cassant	et en déviant le	flux	: cette

forme hydrodynamique permet de diminuer les efforts de traînée.

Ainsi l'engin sous-marin décrit ci-dessus suivant l'invention est libre de tout lien physique avec la surface, et évite ainsi de pénaliser les interventions sous-marine par les difficultés propres à la surface (état de la mer) et à la colonne d'eau, et surtout liées aux effets du courant sur des ombilicaux, et aux discontinuités des milieux. La présente invention peut de plus être mise en œuvre à ce jour grâce à la levée de plusieurs verrous réglementaires et technologiques.

Ainsi la présente invention permet d'effectuer de multiples interventions sous-marines dans des conditions de courant important, ce qui n'était pas possible jusqu'à ce jour, et telles que, dans la tranche de profondeur d'eau 0-200 m, outre le recueil d'informations dans le milieu sous-marin de nature sismique, géophysique, hydrographique, acoustique, visuelle, radiologique, électromagnétique :

tout travaux d'inspection sous-marine de toute structure immergée, . et surtout divers travaux sous-marins de maintenance et de réparation :

par engin télécommandé (ROV) et/ ou outillage télé opéré in situ par plongeurs pour les opérations ponctuelles qui nécessitent d'être complétées ou prolongées par une action humaine.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système déflecteur de courant (4) d'eau monté sur une structure immergée (1) et apte à dévier ce courant (4), considéré arrivant sur la structure suivant une direction XX', caractérisé en ce qu'il comporte :

un ensemble d'ancrage porté par la structure (1), qui est mobile et déplaçable, et comprenant au moins un dispositif de forage apte à forer le fond marin (7) sous la structure (1), une fois celle-ci disposée sur ce fond (7), et à y maintenir au moins un foret (6) assurant l'ancrage et l'immobilisation de la structure (1), et

- au moins un volet articulé (3) dont un des bords est pivotant autour d'un axe (8), entre une position dite de repos dans laquelle le dit volet (3) est disposé fermé, rabattu vers la dite structure (1), et une position dite de travail dans laquelle il est ouvert en présentant une de ses faces (11) dans la direction XX', avec son bord, opposé à celui pivotant, écarté de la structure (1), lequel volet (3) ainsi ouvert et déployé étant alors apte à dévier au moins une partie du courant (4) d'eau et à protéger une zone (5) dite calme située en aval de ce volet (3) par rapport au dit courant (4).
2. Système déflecteur de courant (4) d'eau suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le au moins volet (3) une fois ouvert et déployé est apte à dévier au moins une partie du courant (4) d'eau, d'au moins deux nœuds et pouvant atteindre cinq nœuds, arrivant sur la structure (1) et à protéger la zone (5) dite calme située en aval de ce volet (3) par rapport au dit courant (4) dans laquelle le courant résiduel est alors inférieur à 0,8 nœud maximum.
3. Système déflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux volets (31,32) disposés de part et d'autre de la structure (1) et aptes à se déployer face à la direction X,X'.
4. Système déflecteur de courant (4) d'eau suivant la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte deux séries de deux volets disposées l'une derrière l'autre selon X,X'.
5. Système déflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'ensemble d'ancrage est disposé au niveau du bord inférieur (12) du au moins volet (3) et comporte au moins quatre dispositifs (18) de forage disposés deux par deux de chaque côté de la structure (1).
6. Système déflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que chaque dispositif de forage comprend au moins deux fonctions de forage (6) commutables ou complémentaires, l'une de type tarière pour sol mou et l'autre de type tige de forage pour sol dur.
7. Système déflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'axe (8) de chaque volet (3) est disposé en amont de la surface (11) de celui-ci par rapport à la direction XX' quand le volet (3) est en position repos et chaque volet (3) se déploie et s'ouvre vers la direction XX'.
8. Système déflecteur de courant (4) d'eau suivant la revendication 7 caractérisé en ce que l'axe (8) de pivotement de chaque volet (3) est incliné, de son extrémité inférieure à son extrémité supérieure quand le système déflecteur est posé sur le fond marin (7) , en sens opposé à la direction XX'.
9. Engin sous-marin (1) comportant au moins une coque résistante apte à transporter au moins un plongeur sous l'eau, un accès (2) vers l'extérieur apte à lui permettre de sortir dans l'eau depuis l'intérieur de cette coque par sa partie inférieure, et tous les équipements nécessaires au moins à sa propulsion, à sa maniabilité, à son positionnement tant en immersion que sur le fond de l'eau, à l'alimentation en gaz respirable du au moins un plongeur et à sa sécurité, caractérisé en ce qu'il comporte un système déflecteur de courant (4) d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la structure (1) immergée est l'engin sousmarin, le dite système déflecteur étant apte à immobiliser l'engin sous-marin sur le fond (7) marin et la zone protégée, dite calme, située en aval du au moins volet (3) déployé est une zone de travail pour le plongeur.
10. Engin sous-marin (1) suivant la revendication 9 caractérisé en ce qu'il est autonome et comporte les équipements nécessaires à cette autonomie, tant pour la propulsion de l'engin sous-marin (1), son immobilisation sur le fond marin (7) et la mise en œuvre du système déflecteur de courant (4) d'eau que pour les capacités opérationnelles, la sécurité et le confort d'au moins un plongeur.
11. Engin sous-marin (1) suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisé en ce que le système déflecteur de courant (4) d'eau est séparable de l'engin sous-marin (1).