LU87126A1 - Vehicule sousmarin pour la mesure de donnees au fond de la mer profonde - Google Patents
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Description
v l » P2231
VEHICULE SOUSMARIN POUR LA MESURE DE DONNEES AU FOND DE LA MER PROFONDE
L'invention concerne un véhicule sousmarin pour la mesure de données au fond de la mer profonde, comportant un pénétrateur conçu pour pénétrer dans les sédiments au fond de la mer après une chute libre.
Pour une connaissance des phénomènes se déroulant dans les sédiments sousmarins, on a conçu dans le passée des capsules instrumentées gui ont été fixées sur un câble et descendues au fond- de la mer. Après arrivée, la capsule a prélevé un échantillon de sédiment, gui ensuite a été remonté à la surface.
Il a en outre été proposé d'utiliser à ces fins un véhicule sousmarin avec ou sans personnel à bord, ce véhicule étant guidé vers un site de prélèvement d'échantillons. Or, ces deux méthodes ne sont applicables qu'à une profondeur limitée et ne se prêtent pas à une recherche de longue durée. De plus, elles ne permettent pas de placer des instruments de mesure à l'intérieur du sédiment.
Par le document IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. OE-10 Nr. 1, janvier 1985, pages 38 à 49, on connaît une suggestion d'utiliser des pénétrateurs libres qui descendent donc au fond de la mer en chute libre et qui pénètrent dans les sédiments pour y relever des données de mesures. Ces données sont ensuite transmises à la surface sous forme de signaux ultrasonores. Selon cet article, il semble possible de prédicter la profondeur de pénétration dans un sédiment donné.
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Un inconvénient d’un tel pénétrateur est qu'il reste définitivement dans le sédiment et que son instrumentation ne peut pas être récupérée à la fin des tests. Ceci est particulièrement gênant si le pénétrateur n'arrive pas à sa position correcte de mesure lors de la chute libre, soit qu'il n'atteint pas le site voulu, soit qu'il se place incorrectement, par exemple en oblique.
L'invention a pour but de rémédier à ces inconvénients et de proposer un véhicule sousmarin tel que spécifié ci-dessus permettant de remonter en surface et ainsi d'être récupéré.
Ce but est atteint selon l'invention par un véhicule sousmarin tel que spécifié ci-dessus, qui comporte en outre une structure-support d'axe vertical et une pluralité de flotteurs disposés régulièrement autour de l'axe de la structure-support dans sa partie supérieure, le pénétrateur étant monté à l'extrémité inférieure de ladite structure-support et coaxialement à cette dernière et étant séparable en deux moitiés cylindriques par un moyen télécommandable de désaccouplement, la moitié inférieure ayant une extrémité arrondie servant à pénétreter dans les sédiment du fond de mer et constituant un lest tel que le véhicule puisse descendre en chute libre et à une vitesse prédéterminée vers le fond de mer, tandis que la moitié supérieure dudit cylindre sert à loger des appareillages pour mesurer des données dans le sédiment, un émetteur-récepteur de signaux ultrasonores étant monté entre les flotteurs dans la partie supérieure de la structure-support et servant à coopérer avec un émetteur-récepteur analogue à la surface libre de la mer pour lui transmettre les données de mesure et en recevoir des signaux de commande, par exemple pour la commande de désaccouplement des deux moitiés du pénétrateur.
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Dans une réalisation préférée de l'invention, un disque horizontal est soudé sur l'extrémité supérieure dudit pénétrateur et sert de butée au mouvement de pénétration du véhicule dans les sédiments.
De façon avantageuse, un dispositif pyrotechnique télécomman-dable est fixé à la partie supérieure de ladite structure. Ce dispositif comporte un sac pouvant être gonflé pour aider au décollage au cas où le désaccouplement seul du lest ne suffit pas pour vaincre les forces de friction du pénétrateur dans les sédiments.
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Lorsqu'on désire guider le véhicule vers un site particulier d'atterrissage, on peut monter des propulseurs sur la structure permettant à dirigier le véhicule sous contrôle d'un système de navigation acoustique.
L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple préféré de réalisation et des dessins.
Fig. 1 montre cet exemple de réalisation et la fig. 2 représente.ce'véhicule lors de la descente.
Le véhicule représenté sur la fig. 1 comporte un pénétrateur 1 d'axe vertical, et une structure-support fixée sur l'extrémité supérieure du pénétrateur. Cette structure comporte quatre disques horizontaux, 2, 3, 4 et 5, dont le disque 2 est fixé sur l'extrémité supérieure du pénétrateur 1 et sert de butée au mouvement de pénétration dans le sédiment. Ce disque 2 délimite avec un deuxième disque 3 un espace pour des appareillages, instruments, batteries, etc. Ces deux disques sont interconnectés â travers une pluralité de boulons 6. Le disque 3 est soudé à un tube 7 qui le réunit aux deux /4 > - 4 - disques supérieurs 4 et 5. Ces disques 4 et 5, d'un diamètre plus grand, supportent une pluralité de flotteurs 8 de forme générale cylindrique, qui sont disposés régulièrement autour du tube 7. Ils sont fait d'un matériau léger tel qu'une mousse syntactique, et servent, comme il sera décrit ci-après plus en détail, à faire remonter la plus grande partie du véhicule après achèvement des mesures.
Entre le tube central 7 et les flotteurs 8, il y a encore de la place pour des capteurs de mesure 9 pour.étudier les caractéristiques de l'eau surplombant directement le sédiment, et pour un émetteur-récepteur 10 acoustique servant à établir une liaison bidirectionnelle avec un récepteur-émetteur analogue à la surface de l'eau.
Le pénétrateur 1 a une forme cylindrique de révolution et 'se compose de deux parties 11 et 12, dont la partie inférieure 11 avec une extrémité arrondie constitue un lest tel que le véhicule puisse descendre en chute libre vers le fond de mer, alors que la partie supérieure 12 comporte sur sa surface extérieure des capteurs de mesure. La partie 12 étant modulaire, elle peut être placée dans le sédiment à une profondeur déterminée. Des appareillages de contrôle sont logés à l'intérieur de cette partie supérieure 12.
Les deux parties du pénétrateur 1 sont réunies par un boulon explosif 13, qui peut être déclenché par un signal sonore provenant de la surface et reçu par l'émetteur-récepteur 10. Par la détonation du boulon 13, les deux parties sont séparées le long d'une ligne de séparation 14 et la moitié supérieure 12 est alors propulsée vers le haut par les flotteurs 8, gui sont calculés pour aider au décollage du véhicule excepté le lest 11 et pour remonter le tout vers la surface.
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Il serait possible de mettre en oeuvre un autre moyen d'aide au décollage, si l'impact ascendant réuni de l'explosion du boulon 13 et des flotteurs 8 ne suffit pas pour vaincre les forces de friction retenant la partie supérieure 12 du péné-trateur dans le sédiment. Ce moyen peut être un dispositif pyrotechnique 15 monté dans le tube central 7 et coopérant avec un sac gonflable. Dès que ce dispositif 15 est activé, le sac se gonfle d'un gaz et tire ainsi le véhicule vers le haut.
Il est possible également de munir le véhicule de propulseurs 18 (voir fig. 2), qui peuvent par exemple être montés sur le disque 3 et qui sont susceptibles de guider le véhicule vers un site d'atterrissage voulu. A ces fins, on prévoit en outre un système de navigation acoustique qui est schématiquement indiqué sur la fig. 2 et se base sur plusieurs émetteurs acoustiques 16 et des sondes de mesure de distance 17 montées sur le véhicule.
La vitesse de descente du véhicule peut être contrôlée en ajustant le poids du lest convenablement, ce qui permet de prédéterminer la profondeur de pénétration dans le sédiment. En outre, on peut prévoir des propulseurs à effet vertical par lesquels on peut également agir sur la vitesse de descente.
Pour donner des idées concrètes, on indique ci-après des chiffres d'un véhicule prototype: hauteur hors tout 4,5 m hauteur de la moitié lest 11: 1 m densité des flotteurs: 0,6 densité du lest: 7,8 poids du lest à la surface: 600 kg poids de la charge utile (instrumentation): 350 kg A-h - 6 -
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L'autonomie des batteries permet d'étendre une phase expérimentale au fond de mer à plusieurs mois.
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Claims (4)
1. Véhicule sousmarin pour la mesure de données au fond de la mer profonde, comportant un pénétrateur conçu pour pénétrer dans les sédiments au fond de la mer après une chute libre, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une structure-support (2 à 7) d'axe vertical, et une pluralité de flotteurs (8) disposés régulièrement autour de l'axe de la structure-support dans sa partie supérieure, le pénétrateur (1) étant monté à l'extrémité inférieure de ladite structure-support et coaxialement à cette dernière, le pénétrateur étant séparable en deux parties cylindriques (11, 12) par un moyen télécomman-dable de désaccouplement (13), la partie inférieure (11) ayant une extrémité arrondie conçue pour pénétrer dans les sédiment du fond de mer et constituant un lest tel que le véhicule puisse descendre en chute libre et à une vitesse prédéterminée vers le fond de mer, tandis que la partie supérieure (12) dudit pénétrateur (1) sert à loger des appareillages pour mesurer des données dans le sédiment, un émetteur-récepteur (10) de signaux ultrasonores étant monté entre les flotteurs (8) dans la partie supérieure de la structure-support et servant à coopérer avec un émetteur-récepteur analogue à la surface libre de la mer pour lui transmettre les données de mesure et en recevoir des signaux de commande, par exemple pour la commande de désaccouplement des deux parties (11, 12) du pénétrateur (1).
2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un disque horizontal (2) est fixé sur l'extrémité supérieure dudit pénétrateur (1) et sert de butée au mouvement de pénétration du véhicule dans les sédiments.
3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce » « t * " - 8 - gu'un dispositif pyrotechnique (15) télécommandable est fixé à la partie supérieure de ladite structure (2 à 7), ce dispositif comportant un sac pouvant être gonflé pour aider au décollage.
4. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un jeu de propulseurs (18) montés sur ladite structure (2 à 7) permettent à diriger le véhicule vers un site voulu d'atterrissage sous contrôle d'un système de navigation acoustique (16, 17). Luxembourg, le fiy> \rtcr~ %fXM ‘'™*
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