WO2021185689A1 - Système de manutention de drones marins ou sous-marins par ponton flottant à module d'interface de drone amovible, navire adapté - Google Patents

Système de manutention de drones marins ou sous-marins par ponton flottant à module d'interface de drone amovible, navire adapté Download PDF

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WO2021185689A1
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drone
pontoon
interface module
drone interface
hulls
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Sébastien GRALL
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Ixblue
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    • B63G2008/002—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned

Definitions

  • TITLE Marine or submarine drone handling system by floating pontoon with removable drone interface module, suitable vessel
  • the present invention relates generally to the field of shipbuilding. It relates more particularly to a system for handling marine or submarine drones by a floating pontoon comprising a removable drone interface module. It also relates to a vessel suitable for implementing the system.
  • Ships are known suitable for launching and recovering drones at sea. Mention may be made, for example, of document FR1760492 which describes a vessel of this type. However, this type of vessel is specialized and it is not suitable for effectively launching or recovering a drone of a type other than that for which it is specialized.
  • each type of drone is installed in a drone interface module specific to the drone and this module is adapted to be taken. loaded simply by a pontoon which can be lowered for launching and brought up, out of the water, on the ship always simply.
  • a system for handling marine or submarine drones for launching or recovering said marine or submarine drones comprising a drone interface module. and a floating pontoon, the pontoon consisting in the lower part of two hulls and in the upper part of an arch connecting the two hulls, each hull having downwards a hull surmounted by an out-of-water area, the arch being fixed to the out-of-water area of the two hulls, in which the pontoon is a catamaran-shaped structure elongated longitudinally between a front end and a rear end, the two shells being elongated longitudinally and parallel to each other, delimiting between them and with the arch which is above, a reception space which is open at the front and at the rear , said receiving space being elongated longitudinally and flooded downwards, each shell comprising an internal face situated on the side of the receiving space, an external face, an upper face, a lower edge, a front
  • - drone interface modules have two ends, a rear end and a front end,
  • the drone interface modules are open for drone passage at least at the rear end
  • the flat surface is substantially horizontal, - the flat surface is a ship's deck,
  • the flat surface is a floating dock or not
  • the drone interface module is inserted or removed from the pontoon through the bottom of the reception area
  • the drone interface module is inserted or removed from the pontoon through the front of the reception area
  • the drone interface module is inserted or removed from the pontoon through the rear of the reception area
  • the term "open” or “closed” for the drone interface modules refers to the possibility or not of passage of a drone, a closed side of the drone interface module can be continuous or discontinuous / clear -way,
  • the walls of the drone interface module are continuous, in particular made of metal or composite sheets,
  • the walls of the drone interface module are discontinuous, especially in the assembly of metal or composite profiles or bars,
  • At least one of the drone interface modules is also open at least at the front
  • At least one of the drone interface modules is also open upwards and closed downwards
  • At least one of the drone interface modules is open towards the rear, towards the front and towards the top and is closed towards the bottom, said drone interface module forming a docking zone in U shape in cross section,
  • At least one of the drone interface modules is also open at the bottom and is closed at the top
  • At least one of the drone interface modules is open towards the rear and is closed towards the bottom, upwards and towards the front, said drone interface module forming a tubular docking zone ,
  • the tubular drone interface module open at the rear and closed at the bottom, top and front, is a cage
  • the system consists of the pontoon and the drone interface module
  • the system comprises a pontoon and several types of interchangeable drone interface modules depending on the drone to be handled,
  • the system includes several types of pontoons and several types of interchangeable drone interface modules depending on the drone to be handled,
  • the pontoon has a pontoon center of gravity
  • the drone interface module has a module center of gravity
  • the drone has a drone center of gravity
  • the pontoon, drone and d-module centers of gravity 'drone interface are aligned longitudinally and, preferably, are located in the sagittal plane of the pontoon,
  • the two keels of the pontoon are also joined to each other by a bottom wall extending below the surface of the water between the two keels and closing down at least in part the reception space,
  • the pontoon without a drone interface module and without a drone is configured to float on the surface of the water in a stable manner, i.e. without capsizing
  • the pontoon without a drone interface module and without a drone is configured to straighten itself automatically in the event of capsizing
  • the pontoon with a drone interface module and without a drone in the module is configured to float on the surface of the water in a stable manner, i.e. without capsizing,
  • the pontoon with a drone interface module and without a drone in the module is configured to straighten up automatically in the event of capsizing
  • the pontoon with a drone interface module and with a drone in the module is configured to float on the surface of the water in a stable manner, i.e. without capsizing,
  • the pontoon with a drone interface module and with a drone in the module is configured to straighten itself automatically in the event of capsizing
  • the arch is fixed to the two hulls in an irremovable manner
  • the arch is fixed to the two hulls in a removable manner, - the arch forms an elongated vault above the drone reception area,
  • the removable fixing devices of the pontoon are pinned or bolted, the pontoon comprising rings facing the rings of the drone interface module and through which the rings of pins or bolts are inserted,
  • the removable fixing devices of the pontoon are cam locking
  • the arch also includes at least one device for attaching to a towing cable
  • the attachment device to a winching cable and the attachment device to a towing cable are one and the same common cable attachment device
  • each shell is wave-pierced
  • the lower edges of the two hulls of the pontoon are substantially horizontal over at least part of their length, said horizontal part being intended to rest on a plane once the pontoon is out of the water,
  • the lower parts of the drone interface module have feet or fins
  • the lower parts of the drone interface module form a continuous horizontal plane (e.g. a sheet metal plate) or perforated (e.g. profiles),
  • the hulls include ballasting means making it possible to adjust the buoyancy of the pontoon and therefore the height of the hull,
  • each hull comprises at least one flat part intended to be placed on a flat surface once the pontoon is out of the water
  • the lower edges of the hulls have a layer of elastomer or elastomer pads in the horizontal parts of the lower edges intended to be placed on a flat surface once the pontoon is out of the water
  • each shell has a flat upper face and the arch is fixed to the upper face of the shell towards the inner edge of said upper face, i.e. side of the receiving space, in order to form on the upper face from the hull and laterally to the arch a circulation area for a human operator,
  • the arch comprises at least one sagittal groove in which a kiosk of a kiosk drone can circulate, - in the case of a drone interface module closed upwards, said top comprises at least one sagittal groove in which a kiosk of a kiosk drone can circulate,
  • the bottom wall has at least one sagittal groove in which a keel of a keel drone can circulate, - in the case of a closed drone interface module downwards, said bottom has at least one sagittal groove in which a keel of a keel drone can circulate,
  • - the sagittal groove (s) of the hoop and / or the drone interface module are at the rear of the system, - the sagittal groove (s) of the hoop and / or the drone interface module are at the front of the system,
  • the system has sagittal grooves in the arch and / or the drone interface module at the front and rear of the system,
  • the system with pontoon and drone interface module is structurally symmetrical with respect to a median transverse vertical plane
  • the system with pontoon and drone interface module is structurally asymmetric with respect to a median transverse vertical plane
  • the system with pontoon and drone interface module is functionally asymmetric with respect to a median transverse vertical plane, the drone in the water being able to enter or exit only from one end, front or rear, of the system to the water,
  • the system with pontoon and drone interface module is functionally symmetrical with respect to a median transverse vertical plane, the water drone being able to enter or exit the water system from the front end or from the end back, - the pontoon is structurally symmetrical with respect to a median transverse vertical plane,
  • the pontoon is structurally asymmetrical with respect to a median transverse vertical plane
  • the pontoon is functionally asymmetrical with respect to a median transverse vertical plane, the water drone being able to enter or exit only from one end, front or rear, of the water system,
  • the pontoon is functionally symmetrical with respect to a median transverse vertical plane, the water drone being able to enter or exit the water system through the front end or the rear end,
  • the interface module of the drone is structurally symmetrical with respect to a median transverse vertical plane
  • the interface module of the drone is structurally asymmetric with respect to a median transverse vertical plane
  • the drone interface module is functionally asymmetric with respect to a median transverse vertical plane, the water drone being able to enter or exit only from one end, front or rear, of the water system,
  • the drone interface module is functionally symmetrical with respect to a median transverse vertical plane, the water drone being able to enter or exit the water system through the front end or the rear end,
  • each shell has on its internal face located on the side of the receiving space at least one drone interface module guide rail,
  • the guide rails are arranged in pairs of two parallel paths and facing each other on the two internal faces of the two shells,
  • the path of the guide rail comprises a segment inclined relative to the rest of the path
  • the rail is a hollow or projecting rail
  • the drone interface module includes sliding or rolling devices on or in the guide rails,
  • the drone interface module comprises in its docking area, at least one drone guiding and retaining profile
  • the drone has sliding or rolling devices on or in the guide and retaining profiles of the drone interface modules
  • the drone's sliding or rolling devices are placed at the end of the drone's fins
  • the drone interface modules are closed laterally,
  • one of the drone interface modules of the system is open towards the rear, towards the front and upwards and is closed towards the bottom, said drone interface module forming a U-shaped docking zone in cross section,
  • One of the drone interface modules of the system is open towards the rear and is closed towards the bottom, upwards and towards the front, said drone interface module being a longitudinally elongated cage fitting into the 'reception space of the pontoon, said cage consisting of an assembly of metal bars delimiting a substantially tubular internal housing constituting the docking zone and in which internal housing an underwater drone can be inserted and be retained, said cage comprising a lashing shield placed at the rear of the cage in the absence of a drone in the cage, the lashing shield being able to slide in the internal housing from the rear to the front and vice versa, the front of the drone being able to be attached in a removable manner to the tie-down shield, the drone attached to the tie-down shield and said tie-down shield moving together in the internal housing,
  • the movements of the mooring shield are passive, one or more means of propulsion of the underwater drone causing the simultaneous movements of the underwater drone and the mooring shield,
  • the mooring shield and the front of the underwater drone have additional removable connection means allowing at least electrical connections
  • the hulls of the two hulls of the pontoon have load-bearing planes adjustable in orientation, - the system is intended to be transported on a ship, the ship comprising a crane allowing the system to be lowered to sea and the system to be brought back on board the ship,
  • the system is intended to be transported on a ship, the ship comprising a davit making it possible to lower the system to the sea and to bring the system back on board the ship,
  • the system is intended to be transported on a ship, the ship comprising a gantry ("A frame") allowing the system to be lowered to sea and the system to be brought back on board the ship,
  • a frame gantry
  • the ship has a set of pontoons
  • the ship has a set of drone interface modules
  • the ship has a set of drones
  • - drones are stored in drone interface modules and said modules with their drones are stored in pontoons,
  • the ship has a pontoon and a set of drones stored in drone interface modules
  • the adjustable flaps in orientation make it possible to adjust the position of the system when it is towed behind the vessel
  • the adjustable shutters are active whether or not they are slaved
  • the adjustable shutters are passive and can be preset by adjustment in desired orientations
  • the pontoon has an electric or pneumatic actuator control circuit
  • the drone interface module includes an electric or pneumatic actuator control circuit
  • the pontoon also has a winch
  • the winch is a towing cable winch, said towing cable comprising a device for removable attachment to the drone and allowing the towing to and in the docking area of the drone interface module, of a drone attached to the attachment device,
  • the drone interface module also includes a winch
  • the removable attachment device to the drone is further configured to maneuver a mobile keel of a mobile keel drone.
  • the invention also relates to a ship comprising at least one system according to the invention and at least one drone, the ship further comprising a crane and / or a davit and / or a gantry, making it possible to lower the system to the sea and to return the system to the ship.
  • the vessel has at least one storage location dedicated to the storage of a system with or without a drone
  • the ship has at least one storage location dedicated to the storage of a drone interface module individually / alone, with or without a drone in its docking area,
  • the ship has at least one storage location dedicated to the storage of a pontoon individually / alone,
  • - the descent into the sea, or the re-boarding of the ship, of the system may concern a system, ie a pontoon and the drone interface module, with or without a drone.
  • FIG. 1 shows a side perspective front view of an example of a pontoon according to the invention
  • FIG. 2 shows a rear perspective side view of a first example of a drone interface module according to the invention
  • FIG. 3 is a front perspective side view of the drone interface module of Figure 2 including in its docking area a marine drone with keel and kiosk,
  • FIG. 4 shows a rear perspective side view of the pontoon of figure 1 with, installed in the reception area, the drone interface module and its marine drone of figure 3,
  • FIG. 5 represents a front view of the pontoon with drone interface module and marine drone in Figure 4,
  • FIG. 6 shows a rear perspective side view of a second example of a drone interface module according to the invention
  • FIG. 7 shows a rear perspective side view of the second example of the drone interface module of Figure 6 with an underwater drone about to enter the docking area of said drone interface module
  • FIG. 8 is a rear perspective side view of the second example of the drone interface module of Figure 6 with an underwater drone entered and stored in the docking area of said drone interface module,
  • FIG. 9 shows a rear perspective side view of a pontoon in which the drone interface module and its underwater drone of Figure 8 are installed
  • FIG. 10 is a front view of the pontoon with the drone interface module and its underwater drone of figure 9,
  • FIG. 11 shows a perspective view of a ship having launched the pontoon with drone interface module and marine drone of Figure 4 or 5 for launching the marine drone, the drone interface module with drone submarine of Figure 8 being meanwhile stored on the deck of the ship
  • FIG. 12 shows a perspective view of the ship after the launch of the marine drone which has moved away and the release and storage of the first example of the drone interface module of FIG. 2 on the deck, the pontoon thus freed from its module having then been attached to the second example of a drone interface module with an underwater drone in FIG. 8.
  • FIG 1 there is shown a pontoon 1 alone. Pontoon 1 can float on the water once launched.
  • the pontoon 1 is similar to a catamaran and it has two hulls 11 parallel to each other and connected to each other, at the top, by an arch 10, out of water, which forms an arch above the reception space 17 defined between the two hulls 11.
  • the pontoon 1 is elongated longitudinally between the front and the rear and it is symmetrical with respect to a sagittal plane or, what is equivalent, to a median vertical antero-posterior plane, separating the pontoon in two side parts symmetrical to each other.
  • the reception area 17 is open towards the front and towards the rear of the pontoon.
  • the front of the pontoon 1 corresponds to the tapered front ends 15 of the two hulls, the rear of the two hulls being wider, the pontoon of the example not being structurally symmetrical with respect to a median vertical transverse plane.
  • the reception space 17 is in this example open downwards but in other embodiments of the pontoon, a submerged / underwater bottom wall can connect the two hulls 11 downwards and close at least partially. down the reception area.
  • the hoop 10 comprises a hooking device 12 intended to allow hooking to a winching cable 62 making it possible to raise the pontoon out of the water or, conversely, to lower the pontoon for launching from a ship 6 equipped with a crane 61 (FIG. 11).
  • the pontoon 1 alone or with a drone interface module 2, 4, with or without a drone 3, 5, floats once launched and is relatively stable thanks to the shape of the two hulls 11.
  • the hulls of the pontoon are designed in such a way that they have a very small waterline.
  • the submerged volume being preferred in depth rather than in width and, as a result, the sensitivity to waves is considerably reduced, the variation in sag leading to a small variation in submerged volume.
  • the pontoon 1 with a drone interface module 2 and a drone 3, 5 does not need to have increased buoyancy compared to that which allows it to float on its own, without the interface module. drone and without a drone because, on the one hand, the weight of the drone interface module is much lower than the weight of the pontoon alone and, on the other hand, when the pontoon is in the water, the drone which is in the reception space floats by itself in the case of a marine drone or is in hydrostatic equilibrium in the case of an underwater drone, the drone not adding weight to the pontoon.
  • the respective longitudinal positions of these elements are adapted within the system with the drone.
  • these elements are configured so that the centers of gravity of pontoon, drone and drone interface module, are aligned longitudinally and that they are located in the sagittal plane of the pontoon and as close as possible to each other. others.
  • Weights can be used within these elements to modify the position of the center of gravity of these elements. The advantage of using weights is that it is possible to adjust the position of the center of gravity after design and, in particular, in operation on site.
  • the shells 11 are elongated longitudinally and relatively narrow.
  • Each hull 11 has an internal face located on the side of the receiving space 17, an external or lateral face of the pontoon, an upper face connecting to the arch 10, a lower edge, a front end 15 and a rear end.
  • the internal face of the shell 11 is flat, preferably vertical.
  • the outer face of the hull 11 is substantially convex towards the outside and the hull is generally wider towards its top, where it is out of water, than towards its lower end where it is flooded and constitutes the bottom of the hull 11.
  • the lower edge of each hull 11 comprises a flat part 14 intended to be placed on a plane, in particular a ship's deck 60 or a quay, once the pontoon 1 has been taken out of the water.
  • the pontoon 1 can be produced by assembling metal panels and / or parts molded or made from a composite of glass or carbon fibers, for example.
  • the pontoon 1 can also be produced by a complete molding of glass or
  • the arch 10 of the pontoon 1 comprises towards the rear of the pontoon, a sagittal groove 16 intended to allow the passage and the insertion of a kiosk 31 (FIG. 4) of a drone 3 to kiosk 31 when said drone 3 comes.
  • the pontoon comprises fixing devices 13 to a drone interface module 2, 4. These fixing devices 13 are here of the ring type and use bolts or pins to fix / secure a module in a removable manner. interface of drone 2, 4 in the reception space 17 of pontoon 1.
  • the drone interface module 2 of FIG. 2 is adapted to a marine drone 3 floating on the surface and comprising a keel 32.
  • the keel 32 can, as here, end at the bottom with a bulb 33.
  • the marine drone 3 further comprises a kiosk 31.
  • the drone interface module 2 is elongated longitudinally and forms a cradle which has, in cross section, a U-shape with a continuous bottom in the front part of said cradle, the rear part having an open bottom for the passage of the keel 32 of the marine drone 2 when the marine drone 2 settles in the docking area 23.
  • the drone interface module 2 basically consists of a plate bypass that can be produced by assembling metal panels and / or molded panels or made of composite of glass or carbon fibers for example.
  • the drone interface module 2 can also be produced by a complete molding of glass or carbon fibers for example.
  • the drone interface module 2 is intended to be able to be laid flat on a plane, in particular a ship deck 60 or a quay, whether individually / alone with or without a drone or, then , installed in pontoon 1.
  • the drone interface module 2 has fins 22, one sagittal at the front and two inclined sides and at the rear, the set of fins 22 forming a tripod. These fins 22 end downwards in the same plane.
  • the drone interface module 2 has an internal shape adapted to the shape of the drone 3 it is to accommodate. This internal shape where the drone comes to dock corresponds to the docking area 23 of the drone interface module.
  • the drone interface module 2 is also adapted to the shape of the reception space 17 of the pontoon 1 where it is to be installed.
  • the drone interface module 2 comprises rings 21 intended to come into correspondence with those of the fixing devices 13 of the pontoon 1 when the drone interface module 2 is installed in the reception space 17 of the pontoon 1. bolts or pins are passed through the rings of the pontoon and the drone interface module to removably secure the two together.
  • a marine drone 3 is in the docking area 23 of the drone interface module 2.
  • This marine drone 3 comprises a hull 30 on which a kiosk 31 is erected and under which is inserted the keel 32 and its bulb 33.
  • the marine drone 3 is a lifting keel marine drone comprising an internal keel lifting system, the keel 32 being able to be raised and lowered.
  • the marine drone comprises a propeller propulsion means 35 and orientation and stabilization means 34.
  • the drone interface module 2 with the marine drone 3 installed in the docking area 23 has been fixed in the receiving space 17 of the pontoon 1.
  • the lower part of the drone interface module 2 is flooded when the system is on the water.
  • Marine drone 2 floats in and out of docking area 23 through the rear of drone interface module 2 and therefore the rear of pontoon 1.
  • Figure 5 provides a better visualization of the relationships between pontoon 1, module interface of drone 2 and marine drone 3 as well as the corresponding structures.
  • the lower ends of the fins 22 and of the flat parts 14 of the lower edges of the hulls 11 are substantially in the same plane in order to distribute the load when the system is stored out of water on a deck 60 of a ship 6 ( figure 12) or a dock.
  • the pontoon 1 with its drone interface module 2, 4 forms the handling system for marine or submarine drones and this system makes it easy to launch or recover marine or submarine drones.
  • Drone interface modules 2, 4 do not have their own buoyancy means and if launched alone / individually, they sink. It is the pontoon that provides the buoyancy of the system.
  • the drone interface modules are specialized, adapted to the drones that they must receive and store in their docking areas.
  • the drone interface module that is suitable for the planned drone launch or recovery operation is therefore installed in the reception area of the pontoon.
  • drone interface modules can be stored individually (independent of the pontoon) with or without a drone in their docking area on a ship's deck or dock.
  • means 14, 22, 43 allowing both the pontoon and the drone interface module alone / individually or assembled together (thus forming the drone handling system) to based on a plan are therefore provided.
  • FIG. 6 another type of drone interface module 4 is shown and it is intended to store in its docking zone 42 this time an underwater drone 5.
  • the drone interface module 4 comprises as the preceding of the rings 41 intended to come into correspondence with those of the fixing devices 13 of the pontoon 1 when the drone interface module 4 is installed and fixed in the receiving space 17 of the pontoon 1.
  • This drone interface module 4 consists of an assembly of metal profiles or bars and forms a cage 40 inside which is the docking area 42.
  • the interface module of drone 4 comprises means allowing it to rest on a plane, in particular a ship's deck 60 6 or a quay, and which are here legs 43.
  • the rear of the drone interface module 4 comprises a mooring shield 44 on which the underwater drone 5 can be attached in a removable manner as visible in FIG. 7.
  • This stowage shield 44 can slide inside the drone interface module 4 to give access to the underwater drone 5 to the docking area 42.
  • FIGS 9 and 10 show within the system the relationships between the pontoon 1, the drone interface module 4 and the underwater drone 5 that the module 4 contains.
  • the flat parts 14 of the lower edges of the hulls 11 and the feet 43 are substantially in the same plane in order to distribute the load when the system is stored out of water on a deck 60 of ship 6 (figure 12) or a quay.
  • the cage 40 constituting the drone interface module 4, once installed in the reception space 17 of the pontoon 1 is completely submerged when the system is in the water and, preferably, the cage 40 is configured. for this purpose if the buoyancy of the pontoon remains constant.
  • different pontoons are provided for marine drones and for submarine drones, for the latter the buoyancy being lower so that they sink further into the water.
  • a single type of pontoon is provided but comprising in the hulls ballasts that can be filled with water or emptied in order to adjust the buoyancy according to the type of drone, marine or submarine, that the system must handle.
  • the drone interface module installed in the landing space of the pontoon can slide vertically to be lowered and raised under command.
  • Fixing devices 13 are also envisaged at different levels of the pontoon 1 and those which are at a height suitable for the intended operation are used.
  • removable holding means are implemented between the drone interface module and the drone that it transports or stores in its docking area.
  • These holding means may be airbags, movable legs allowing the drone interface module to tighten or grip the drone in order to hold it in place in the docking area as long as an operation is carried out. launch is not in progress.
  • the pontoon has load-bearing planes such as bowling pins or keels, forming adjustable flaps which make it possible to adjust the position of the assembly when it is towed alongside a ship.
  • load-bearing planes such as bowling pins or keels, forming adjustable flaps which make it possible to adjust the position of the assembly when it is towed alongside a ship.
  • These shutters can be active (slaved or not) or passive (in this case they are preset to a defined position).
  • the pontoon and possibly the drone interface modules preferably include an electrical network and actuators, in particular a winch allowing the drone to be towed with a view to bringing it into the docking area of the drone interface module and / or allowing the lifting of the keel of a lifting keel marine drone in the event that the internal lifting system of the lifting keel marine drone is faulty.
  • a vessel 6 equipped with a crane 61 can perform drone launch or recovery operations in a simple manner by virtue of the system of the invention.
  • the vessel 6 comprises in this example a pontoon 1 and two types of drone interface modules, one 2 for a marine drone 3 and another 4 for an underwater drone 5, the drones 3, 5, being stored in the respective docking areas of the two drone interface modules 2, 4. It is possible to store on deck 60 of ship 6 separately, in three different locations, the pontoon, the drone interface module 2 with its marine drone 3 , and the drone interface module 4 with its marine drone 5.
  • one of the two modules 2, 4 can be preinstalled in the reception space of the pontoon 1 to save space on the deck, two storage locations. sufficient storage then.
  • the ship 6, for launching a marine drone 3 has just launched the system 1, 2 consisting of the pontoon 1 and the drone interface module 2, the latter 2 comprising in its zone d 'docking 23 the marine drone 3.
  • the drone interface module 2 will have previously been installed and fixed in the reception space 17 of the pontoon 1 while these elements 1, 2 were still on the deck 60 of the ship 6.
  • the system 1, 2 was moved thanks to a cable 62 for winching the crane 61, the winching cable 62 being hooked to the hooking device 12 of the arch 10 of the pontoon 1.
  • the vessel 6 can be at a fixed point or move and, in the latter case, the system 1, 2 or 1, 4 is found to be towed, in this example laterally to the vessel 6.
  • the marine drone 3 can float and can exit from the rear of the system 1, 2.
  • the system 1, 2 or 1, 4 can be reassembled for storage on the deck or we can separate the pontoon 1 and the drone interface module 2 or 4 to use the pontoon 1 for another operation, the drone interface module released / dismantled from the pontoon being stored on the deck.
  • Figure 12 where the drone interface module 2 is stored on the bridge and where another type of drone interface module 4, with cage 40, has been installed in the reception space. of the pontoon 1 thanks to the maneuvers of the crane 61. We can therefore launch the underwater drone 5 later this time stored in the docking area of the cage 40 of the system 1, 4.
  • a drone interface module can be made with several distinct docking areas for the same type of drone or for different types of drones.

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Abstract

Système (1,2) (1,4) de manutention de drones marins (3) ou sous-marins (5), le système (1,2) (1,4) comportant un module d'interface de drone (2, 4) et un ponton (1) flottant à deux coques (11) et arceau (10), le ponton (1) est en forme de catamaran et délimite espace de réception (17) ennoyé vers le bas, l'arceau (10) comporte au moins un dispositif d'accrochage (12) à un câble de treuillage, le ponton (1) comporte des dispositifs de fixation amovibles (13) à un module d'interface de drone (2, 4) installé d'une manière amovible et interchangeable dans l'espace de réception (17), les modules d'interface de drone (2, 4) formant une zone d'accostage (23, 42) de drone (3, 5) au moins partiellement ennoyée, les modules d'interface de drone (2, 4) ont une partie inférieure (22, 43) configurée pour reposer d'une manière stable sur une surface plane une fois le module d'interface de drone (2, 4) démonté du ponton (1).

Description

TITRE : Système de manutention de drones marins ou sous-marins par ponton flottant à module d’interface de drone amovible, navire adapté
Domaine technique
La présente invention concerne de manière générale le domaine de la construction navale. Elle concerne plus particulièrement un système de manutention de drones marins ou sous-marins par un ponton flottant comportant un module d’interface de drone amovible. Elle concerne également un navire adapté à la mise en oeuvre du système.
Arrière-plan technologique
On connaît des navires adaptés au lancement et à la récupération en mer de drones. On peut mentionner par exemple le document FR1760492 qui décrit un navire de ce type. Toutefois, ce type de navire est spécialisé et il n’est pas adapté à effectuer efficacement le lancement ou la récupération d’un drone de type différent de celui pour lequel il est spécialisé.
En effet, le lancement et la récupération de drones marins ou sous-marins se fait en pleine mer avec des conditions de mer et météorologiques pouvant être dangereuses et éprouvantes. Il serait donc utile que le personnel soit le moins longtemps possible ou pas exposé aux éléments et d’éviter le risque qu’il passe par-dessus bord au cours d’opérations de préparation, installation, grutage..., plus généralement manutention, de drone.
On connaît également les documents KR 102034 174 B1 , WO 2019/231324 A1 et US 6840 188 B1.
Exposé de l’invention
Pour résoudre ce problème ainsi que d’autres qui apparaîtrons à la lecture de la demande de brevet, on propose un système où chaque type de drone est installé dans un module d’interface de drone spécifique au drone et ce module est adapté à être pris en charge simplement par un ponton qui peut être descendu pour mise à l’eau et remonté, hors d’eau, sur le navire toujours simplement.
Plus précisément, on propose selon l’invention, un système de manutention de drones marins ou sous-marins pour lancement ou récupération desdits drones marins ou sous-marins, le système pouvant flotter sur l’eau et comportant un module d’interface de drone et un ponton flottant, le ponton étant constitué en partie basse de deux coques et en partie haute d’un arceau reliant en pont les deux coques, chaque coque comportant vers le bas une carène surmontée d’une zone hors d’eau, l’arceau étant fixé à la zone hors d’eau des deux coques, dans lequel le ponton est une structure en forme de catamaran allongée longitudinalement entre une extrémité avant et une extrémité arrière, les deux coques étant allongées longitudinalement et parallèles entre elles en délimitant entre elles et avec l’arceau qui est au-dessus, un espace de réception qui est ouvert à l’avant et à l’arrière, ledit espace de réception étant allongé longitudinalement et ennoyé vers le bas, chaque coque comportant une face interne située du côté de l’espace de réception, une face externe, une face supérieure, un bord inférieur, une extrémité avant et une extrémité arrière, le ponton étant symétrique par rapport à un plan sagittal, et dans lequel l’arceau comporte au moins un dispositif d’accrochage destiné à permettre un accrochage à un câble de treuillage pouvant permettre de remonter hors de l’eau le ponton ou, inversement, de descendre le ponton pour mise à l’eau, dans lequel le ponton comporte des dispositifs de fixation amovibles à un module d’interface de drone installé d’une manière amovible et interchangeable dans l’espace de réception, les modules d’interface de drone étant ouverts pour passage de drone au moins à une de leurs deux extrémités et étant creux en formant une zone d’accostage de drone allongée longitudinalement et au moins partiellement ennoyée, un drone marin flottant en surface ou un drone sous-marin en plongée proche de la surface pouvant entrer dans la zone d’accostage du module d’interface de drone installé dans l’espace de réception, ou, inversement, en sortir lorsque le ponton et son module d’interface de drone sont à l’eau et dans lequel les modules d’interface de drone ont une partie inférieure et sont configurés pour reposer d’une manière stable par leur partie inférieure sur une surface plane une fois le module d’interface de drone démonté du ponton.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du système conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- les modules d’interface de drone ont deux extrémités, une extrémité arrière et une extrémité avant,
- les modules d’interface de drone sont ouverts pour passage de drone au moins à l’extrémité arrière,
- la surface plane est sensiblement horizontale, - la surface plane est un pont de navire,
- la surface plane est un quai flottant ou non,
- le module d’interface de drone s’insère ou se démonte du ponton en passant par le bas de l’espace de réception,
- le module d’interface de drone s’insère ou se démonte du ponton en passant par l’avant de l’espace de réception,
- le module d’interface de drone s’insère ou se démonte du ponton en passant par l’arrière de l’espace de réception,
- le terme « ouvert » ou « fermé » pour les modules d’interface de drone se rapporte à la possibilité ou non de passage d’un drone, un côté fermé du module d’interface de drone pouvant être continu ou discontinu/à claire-voie,
- les parois du module d’interface de drone sont continues, notamment en tôles métalliques ou de composite,
- les parois du module d’interface de drone sont discontinues, notamment en assemblage de profilés ou barres métalliques ou de composite,
- au moins un des modules d’interface de drone est en outre ouvert au moins à l’avant,
- au moins un des modules d’interface de drone est en outre ouvert vers le haut et est fermé vers le bas,
- de préférence, au moins un des modules d’interface de drone est ouvert vers l’arrière, vers l’avant et vers le haut et est fermé vers le bas, ledit module d’interface de drone formant une zone d’accostage en forme de U en section transversale,
- au moins un des modules d’interface de drone est en outre ouvert vers le bas et est fermé vers le haut,
- au moins un des modules d’interface de drone est fermé vers le bas et vers le haut,
- de préférence, au moins un des modules d’interface de drone est ouvert vers l’arrière et est fermé vers le bas, vers le haut et vers l’avant, ledit module d’interface de drone formant une zone d’accostage tubulaire,
- le module d’interface de drone tubulaire ouvert vers l’arrière et fermé vers le bas, vers le haut et vers l’avant, est une cage,
- la surface de flottaison totale, S/7 , pour l’ensemble des deux coques du ponton, en m2, est égale ou inférieure à quatre fois la racine carré du volume immergé en m3, Vim , soit : Sfl =< 4 * vVim, lorsque le système constitué du ponton avec son module d’interface de drone, avec ou sans drone dans la zone d’accostage du module d’interface de drone, flotte librement,
- la zone hors d’eau est au-dessus de la ligne de flottaison,
- le système est constitué du ponton et du module d’interface de drone,
- le drone n’appartient pas au système,
- le système comporte un ponton et plusieurs types de modules d’interface de drone interchangeables en fonction du drone à manutentionner,
- le système comporte plusieurs types de pontons et plusieurs types de modules d’interface de drone interchangeables en fonction du drone à manutentionner,
- le ponton comporte un centre de gravité de ponton, le module d’interface de drone comporte un centre de gravité de module, le drone comporte un centre de gravité de drone, et les centres de gravité de ponton, de drone et de module d’interface de drone, sont alignés longitudinalement et, de préférence, sont situés dans le plan sagittal du ponton,
- les deux quilles du ponton sont en outre solidarisées entre elles par une paroi de fond s’étendant sous la surface de l’eau entre les deux quilles et fermant vers le bas au moins en partie l’espace de réception,
- le ponton sans module d’interface de drone et sans drone est configuré pour flotter à la surface de l’eau d’une manière stable, c-à-d sans chavirer,
- le ponton sans module d’interface de drone et sans drone est configuré pour se redresser automatiquement en cas de chavirage,
- le ponton avec un module d’interface de drone et sans drone dans le module est configuré pour flotter à la surface de l’eau d’une manière stable, c-à-d sans chavirer,
- le ponton avec un module d’interface de drone et sans drone dans le module est configuré pour se redresser automatiquement en cas de chavirage,
- le ponton avec un module d’interface de drone et avec un drone dans le module est configuré pour flotter à la surface de l’eau d’une manière stable, c-à-d sans chavirer,
- le ponton avec un module d’interface de drone et avec un drone dans le module est configuré pour se redresser automatiquement en cas de chavirage,
- dans le ponton, l’arceau est fixé aux deux coques d’une manière inamovible,
- dans le ponton, l’arceau est fixé aux deux coques d’une manière amovible, - l’arceau forme une voûte allongée au-dessus de l’espace de réception de drone,
- les dispositifs de fixation amovibles du ponton sont à goupilles ou boulonnées, le ponton comportant des anneaux venant en vis-à-vis d’anneaux du module d’interface de drone et à travers lesquels anneaux des goupilles ou boulons sont insérés,
- les dispositifs de fixation amovibles du ponton sont à verrouillage par came,
- les dispositifs de fixations amovibles sont au nombre d’au moins deux par coque avec au moins une fixation vers l’avant et une fixation vers l’arrière,
- l’arceau comporte en outre au moins un dispositif d’accrochage à un câble de remorquage,
- le dispositif d’accrochage à un câble de treuillage et le dispositif d’accrochage à un câble de remorquage sont un seul et même dispositif d’accrochage commun de câbles,
- l’extrémité avant de chaque coque est en forme perce-vague,
- la face interne de chaque coque est plane, les deux faces internes des deux coques sont parallèles entre elles,
- les deux faces internes des deux coques sont verticales,
- les bords inférieurs des deux coques du ponton sont sensiblement horizontaux sur au moins une partie de leur longueur, ladite partie horizontale étant destinée à reposer sur un plan une fois le ponton sorti hors de l’eau,
- des parties inférieures des modules d’interface de drone installés dans le ponton sont sensiblement dans le plan des parties horizontales des bords inférieurs des deux coques du ponton, les parties horizontales des bords inférieurs des deux coques du ponton et les parties inférieures des modules d’interface de drone installés étant destinées à reposer sur un plan une fois le système sorti hors de l’eau,
- les parties inférieures du module d’interface de drone comportent des pieds ou des ailettes,
- les parties inférieures du module d’interface de drone forment un plan horizontal continu (e.g. une plaque en tôle) ou ajouré (e.g. des profilés),
- les coques comportent des moyens de ballastage permettant de régler la flottabilité du ponton et donc la hauteur de la carène,
- le bord inférieur de chaque coque comporte au moins une partie plane destinée à être posée sur une surface plane une fois le ponton sorti hors de l’eau, - les bords inférieurs des coques comportent une couche d’élastomère ou des patins en élastomère dans les parties horizontales des bords inférieurs destinées à être posée sur une surface plane une fois le ponton sorti hors de l’eau,
- chaque coque comporte une face supérieure plane et l’arceau est fixé à la face supérieure de la coque vers le bord intérieur de ladite face supérieure, c-à-d côté de l’espace de réception, afin de former sur la face supérieure de la coque et latéralement à l’arceau une zone de circulation pour un opérateur humain,
- l’arceau comporte au moins une gorge sagittale dans laquelle un kiosque d’un drone à kiosque peut circuler, - dans le cas d’un module d’interface de drone fermé vers le haut, ledit haut comporte au moins une gorge sagittale dans laquelle un kiosque d’un drone à kiosque peut circuler,
- dans le cas d’un ponton à paroi de fond, la paroi de fond comporte au moins une gorge sagittale dans laquelle une quille d’un drone à quille peut circuler, - dans le cas d’un module d’interface de drone fermé vers le bas, ledit bas comporte au moins une gorge sagittale dans laquelle une quille d’un drone à quille peut circuler,
- la/les gorges sagittales de l’arceau et/ou du module d’interface de drone sont à l’arrière du système, - la/les gorges sagittales de l’arceau et/ou du module d’interface de drone sont à l’avant du système,
- le système comporte des gorges sagittales de l’arceau et/ou du module d’interface de drone à l’avant et à l’arrière du système,
- le système avec ponton et module d’interface de drone est structurellement symétrique par rapport à un plan vertical transversal médian,
- le système avec ponton et module d’interface de drone est structurellement asymétrique par rapport à un plan vertical transversal médian,
- le système avec ponton et module d’interface de drone est fonctionnellement asymétrique par rapport à un plan vertical transversal médian, le drone à l’eau ne pouvant entrer ou sortir que d’une extrémité, avant ou arrière, du système à l’eau,
- le système avec ponton et module d’interface de drone est fonctionnellement symétrique par rapport à un plan vertical transversal médian, le drone à l’eau pouvant entrer ou sortir du système à l’eau par l’extrémité avant ou par l’extrémité arrière, - le ponton est structurellement symétrique par rapport à un plan vertical transversal médian,
- le ponton est structurellement asymétrique par rapport à un plan vertical transversal médian,
- le ponton est fonctionnellement asymétrique par rapport à un plan vertical transversal médian, le drone à l’eau ne pouvant entrer ou sortir que d’une extrémité, avant ou arrière, du système à l’eau,
- le ponton est fonctionnellement symétrique par rapport à un plan vertical transversal médian, le drone à l’eau pouvant entrer ou sortir du système à l’eau par l’extrémité avant ou par l’extrémité arrière,
- le module d’interface du drone est structurellement symétrique par rapport à un plan vertical transversal médian,
- le module d’interface du drone est structurellement asymétrique par rapport à un plan vertical transversal médian,
- le module d’interface de drone est fonctionnellement asymétrique par rapport à un plan vertical transversal médian, le drone à l’eau ne pouvant entrer ou sortir que d’une extrémité, avant ou arrière, du système à l’eau,
- le module d’interface de drone est fonctionnellement symétrique par rapport à un plan vertical transversal médian, le drone à l’eau pouvant entrer ou sortir du système à l’eau par l’extrémité avant ou par l’extrémité arrière,
- chaque coque comporte sur sa face interne située du côté de l’espace de réception au moins un rail de guidage de module d’interface de drone,
- les rails de guidage sont agencés par paire de deux rails de trajets parallèles et en regard sur les deux faces internes des deux coques,
- le trajet du rail de guidage est droit,
- le trajet du rail de guidage est sensiblement vertical,
- le trajet du rail de guidage comporte un segment incliné par rapport au reste du trajet,
- le rail est un rail creux ou débordant,
- le module d’interface de drone comporte des dispositifs de coulissage ou de roulement sur ou dans les rails de guidage,
- les dispositifs de coulissage ou de roulement et les rails de guidage sont inversés entre le ponton et le module d’interface de drone, - le module d’interface de drone comporte dans sa zone d’accostage, au moins un profilé de guidage et de retenue de drone,
- le drone comporte des dispositifs de coulissage ou de roulement sur ou dans les profilés de guidage et de retenu de modules d’interface de drone,
- les dispositifs de coulissage ou de roulement du drone sont disposés à l’extrémité d’ailerons du drone,
- par construction/structurellement, les modules d’interface de drone sont fermés latéralement,
- un des modules d’interface de drone du système est ouvert vers l’arrière, vers l’avant et vers le haut et est fermé vers le bas, ledit module d’interface de drone formant une zone d’accostage en forme de U en section transversale,
- un des modules d’interface de drone du système est ouvert vers l’arrière et est fermé vers le bas, vers le haut et vers l’avant, ledit module d’interface de drone étant une cage allongée longitudinalement s’insérant dans l’espace de réception du ponton, ladite cage étant constituée d’un assemblage de barres métalliques délimitant un logement interne sensiblement tubulaire constituant la zone d’accostage et dans lequel logement interne un drone sous-marin peut s’insérer et être retenu, ladite cage comportant un bouclier d’arrimage disposé à l’arrière de la cage en l’absence de drone dans la cage, le bouclier d’arrimage pouvant coulisser dans le logement interne de l’arrière vers l’avant et inversement, l’avant du drone pouvant se fixer d’une manière amovible au bouclier d’arrimage, le drone fixé au bouclier d’arrimage et ledit bouclier d’arrimage se déplaçant de concert dans le logement interne,
- les déplacements du bouclier d’arrimage sont passifs, un/des moyens de propulsion du drone sous-marins entraînant les déplacements de concert du drone sous-marin et du bouclier d’arrimage,
- les déplacements du bouclier d’arrimage sont actifs, un/des moyens d’actionnement du bouclier d’arrimage entraînant les déplacements de concert du drone sous-marin et du bouclier d’arrimage,
- le bouclier d’arrimage et l’avant du drone sous-marin comportent des moyens de connexion complémentaires amovibles permettant des liaisons au moins électriques,
- les carènes des deux coques du ponton comportent des plans porteurs réglables en orientation, - le système est destiné à être transporté sur un navire, le navire comportant une grue permettant de descendre à la mer le système et de remonter à bord du navire le système,
- le système est destiné à être transporté sur un navire, le navire comportant un bossoir permettant de descendre à la mer le système et de remonter à bord du navire le système,
- le système est destiné à être transporté sur un navire, le navire comportant un portique (« A trame ») permettant de descendre à la mer le système et de remonter à bord du navire le système,
- le navire comporte plusieurs systèmes,
- le navire comporte un ensemble de pontons,
- le navire comporte un ensemble de modules d’interface de drone,
- le navire comporte un ensemble de drones,
- les drones sont stockés dans des modules d’interface de drone et lesdits modules avec leurs drones sont stockés dans le navire indépendamment du ponton,
- les drones sont stockés dans des modules d’interface de drone et lesdits modules avec leurs drones sont stockés dans des pontons,
- le navire comporte un ponton et un ensemble de drones stockés dans des modules d’interface de drone,
- les plans porteurs réglables en orientation permettent de régler la position du système lorsqu’il est remorqué le long d’un bord du navire,
- les volets réglables en orientation permettent de régler la position du système lorsqu’il est remorqué à l’arrière du navire,
- les volets réglables sont actifs en étant asservis ou non,
- les volets réglables sont passifs et peuvent être préréglés par ajustement dans des orientations voulues,
- le ponton comporte un circuit électrique ou pneumatique de commande d’actionneurs,
- le module d’interface de drone comporte un circuit électrique ou pneumatique de commande d’actionneurs,
- le ponton comporte en outre un treuil,
- le treuil est un treuil de câble de remorquage, ledit câble de remorquage comportant un dispositif de fixation amovible au drone et permettant le remorquage vers et dans la zone d’accostage du module d’interface de drone, d’un drone fixé au dispositif de fixation,
- le module d’interface de drone comporte en outre un treuil,
- le dispositif de fixation amovible au drone est en outre configuré pour manoeuvrer une quille mobile d’un drone à quille mobile.
L’invention concerne également un navire comportant au moins un système selon l’invention et au moins un drone, le navire comportant en outre une grue et/ou un bossoir et/ou un portique, permettant de descendre à la mer le système et de remonter à bord du navire le système.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du navire conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le navire comporte au moins un emplacement de stockage dédié au stockage d’un système avec ou sans drone,
- le navire comporte au moins un emplacement de stockage dédié au stockage d’un module d’interface de drone individuellement/seul, avec ou sans drone dans sa zone d’accostage,
- le navire comporte au moins un emplacement de stockage dédié au stockage d’un ponton individuellement/seul,
- la descente à la mer, ou la remontée à bord du navire, du système peut concerner un système, c-à-d un ponton et le module d’interface de drone, avec ou sans drone.
Brève description des dessins
[Fig. 1] représente une vue latérale en perspective avant d’un exemple de ponton selon l’invention,
[Fig. 2] représente une vue latérale en perspective arrière d’un premier exemple de module d’interface de drone selon l’invention,
[Fig. 3] représente une vue latérale en perspective avant du module d’interface de drone de la figure 2 comportant dans sa zone d’accostage un drone marin à quille et kiosque,
[Fig. 4] représente une vue latérale en perspective arrière du ponton de la figure 1 avec, installés dans l’espace de réception, le module d’interface de drone et son drone marin de la figure 3,
[Fig. 5] représente une vue de face du ponton avec module d’interface de drone et drone marin de la figure 4,
[Fig. 6] représente une vue latérale en perspective arrière d’un second exemple de module d’interface de drone selon l’invention,
[Fig. 7] représente une vue latérale en perspective arrière du second exemple de module d’interface de drone de la figure 6 avec un drone sous-marin s’apprêtant à entrer dans la zone d’accostage dudit module d’interface de drone,
[Fig. 8] représente une vue latérale en perspective arrière du second exemple de module d’interface de drone de la figure 6 avec un drone sous-marin entré et stocké dans la zone d’accostage dudit module d’interface de drone,
[Fig. 9] représente une vue latérale en perspective arrière d’un ponton dans lequel est installé le module d’interface de drone et son drone sous-marin de la figure 8, [Fig. 10] représente une vue de face du ponton avec le module d’interface de drone et son drone sous-marin de la figure 9,
[Fig. 11] représente une vue en perspective d’un navire ayant mis à l’eau le ponton avec module d’interface de drone et drone marin de la figure 4 ou 5 pour lancement du drone marin, le module d’interface de drone avec drone sous-marin de la figure 8 étant pendant ce temps stocké sur le pont du navire, et [Fig. 12] représente une vue en perspective du navire après le lancement du drone marin qui s’est éloigné et la libération et le stockage du premier exemple de module d’interface de drone de la figure 2 sur le pont, le ponton ainsi libéré de son module ayant ensuite été fixé au second exemple de module d’interface de drone avec drone sous-marin de la figure 8.
Description détaillée d’un exemple de réalisation La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur la figure 1 , on a représenté un ponton 1 seul. Le ponton 1 peut flotter sur l’eau une fois mis à l’eau. Le ponton 1 s’apparente à un catamaran et il comporte deux coques 11 parallèles entre elles et reliées entre elles, en haut, par un arceau 10, hors d’eau, qui forme une voûte au-dessus de l’espace de réception 17 défini entre les deux coques 11. Le ponton 1 est allongé longitudinalement entre l’avant et l’arrière et il est symétrique par rapport à un plan sagittal ou, ce qui est équivalent, à un plan antéro-postérieur vertical médian, séparant le ponton en deux parties latérales symétriques entre elles. L’espace de réception 17 est ouvert vers l’avant et vers l’arrière du ponton. L’avant du ponton 1 correspond aux extrémités avant effilées 15 des deux coques, l’arrière des deux coques étant plus large, le ponton de l’exemple n’étant pas structurellement symétrique par rapport à un plan transversal vertical médian. L’espace de réception 17 est dans cet exemple ouvert vers le bas mais dans d’autres modalités de réalisation du ponton, une paroi de fond ennoyée/sous l’eau peut relier les deux coques 11 vers le bas et fermer au moins en partie vers le bas l’espace de réception.
L’arceau 10 comporte un dispositif d’accrochage 12 destiné à permettre un accrochage à un câble 62 de treuillage permettant de remonter hors de l’eau le ponton ou, inversement, de descendre le ponton pour mise à l’eau à partir d’un navire 6 équipé d’une grue 61 (figure 11 ).
Le ponton 1 seul ou avec un module d’interface de drone 2, 4, avec ou sans drone 3, 5, flotte une fois mis à l’eau et est relativement stable grâce à la forme des deux coques 11. Les coques du ponton sont dessinées de telle sorte qu’elles ont une très faible surface de flottaison. Le volume immergé étant privilégié en profondeur plutôt qu’en largeur et, de ce fait, on diminue considérablement la sensibilité aux vagues, la variation en enfoncement entraînant une faible variation en volume immergé.
En outre, le ponton 1 avec un module d’interface de drone 2 et un drone 3, 5, n’a pas besoin d’avoir une flottabilité augmentée par rapport à celle qui lui permet de flotter seul, sans le module d’interface de drone et sans drone car, d’une part, le poids du module d’interface de drone est très inférieur au poids du ponton seul et, d’autre part, lorsque le ponton est à l’eau, le drone qui est dans l’espace de réception flotte par lui-même dans le cas d’un drone marin ou est à l’équilibre hydrostatique dans le cas d’un drone sous-marin, le drone n’ajoutant pas de poids au ponton.
Afin d’améliorer la stabilité du système, lors de la conception des pontons, des modules d’interface de drone et des drones, on adapte les positions longitudinales respectives de ces éléments au sein du système avec son drone. En particulier, ces éléments sont configurés afin que les centres de gravité de ponton, de drone et de module d’interface de drone, soient alignés longitudinalement et qu’ils soient situés dans le plan sagittal du ponton et les plus proches possible les uns des autres. On peut utiliser des lests au sein de ces éléments pour modifier la position du centre de gravité de ces éléments. L’avantage d’utiliser des lests est qu’il est possible de régler la position du centre de gravité après la conception et, notamment, en opération sur site.
Les coques 11 sont allongées longitudinalement et relativement étroites. Chaque coque 11 comporte une face interne située du côté de l’espace de réception 17, une face externe ou latérale du ponton, une face supérieure se raccordant à l’arceau 10, un bord inférieur, une extrémité avant 15 et une extrémité arrière. La face interne de la coque 11 est plane, de préférence verticale. La face externe de la coque 11 est sensiblement convexe vers l’extérieur et la coque est globalement plus large vers son sommet, où elle est hors d’eau, que vers son extrémité basse où elle est ennoyée et constitue la carène de la coque 11. Le bord inférieur de chaque coque 11 comporte une partie plane 14 destinée à être posée sur un plan, en particulier un pont de navire 60 ou un quai, une fois le ponton 1 sorti de l’eau. Le ponton 1 peut être réalisé par assemblage de panneaux métalliques et/ou de pièces moulées ou confectionnées en composite de fibres de verre ou de carbone par exemple. Le ponton 1 peut aussi être réalisé par un moulage complet de fibres de verre ou de carbone par exemple.
L’arceau 10 du ponton 1 comporte vers l’arrière du ponton, une gorge sagittale 16 destinée à permettre le passage et l’insertion d’un kiosque 31 (figure 4) d’un drone 3 à kiosque 31 lorsque ledit drone 3 vient accoster dans le module d’interface de drone 2 installé dans le ponton (figure 4). Le ponton comporte des dispositifs de fixation 13 à un module d’interface de drone 2, 4. Ces dispositifs de fixation 13 sont ici à type d’anneaux et utilisent des boulons ou des goupilles pour fixer/solidariser d’une manière amovible un module d’interface de drone 2, 4 dans l’espace de réception 17 du ponton 1.
Le module d’interface de drone 2 de la figure 2 est adapté à un drone marin 3 en flottant en surface et comportant une quille 32. La quille 32 peut, comme ici, se terminer en bas par un bulbe 33. Le drone marin 3 comporte en outre un kiosque 31. Le module d’interface de drone 2 est allongé longitudinalement et forme un berceau qui présente, en coupe transversale, une forme en U à fond continu dans la partie avant dudit berceau, la partie arrière ayant un fond ouvert pour le passage de la quille 32 du drone marin 2 lorsque le drone marin 2 s’installe dans la zone d’accostage 23.
Le module d’interface de drone 2 est essentiellement constitué d’une plaque contournée pouvant être réalisée par assemblage de panneaux métalliques et/ou de panneaux moulés ou confectionnés en composite de fibres de verre ou de carbone par exemple. Le module d’interface de drone 2 peut aussi être réalisé par un moulage complet de fibres de verre ou de carbone par exemple.
Tout comme le ponton 1 , le module d’interface de drone 2 est destiné à pouvoir être posé à plat sur un plan, en particulier un pont de navire 60 ou un quai, que ce soit individuellement/seul avec ou sans drone ou, alors, installé dans le ponton 1.
A cette fin, le module d’interface de drone 2 comporte des ailettes 22, une sagittale à l’avant et deux latérales inclinées et à l’arrière, l’ensemble des ailettes 22 formant un trépied. Ces ailettes 22 se terminent vers le bas dans un même plan.
Le module d’interface de drone 2 présente une forme interne adaptée à la forme du drone 3 qu’il doit accueillir. Cette forme interne où vient accoster le drone correspond à la zone d’accostage 23 du module d’interface de drone. Le module d’interface de drone 2 est également adapté à la forme de l’espace de réception 17 du ponton 1 où il doit être installé. Le module d’interface de drone 2 comporte des anneaux 21 destinés à venir en correspondance avec ceux des dispositifs de fixation 13 du ponton 1 lorsque le module d’interface de drone 2 est installé dans l’espace de réception 17 du ponton 1. Des boulons ou goupilles sont passés à travers les anneaux du ponton et du module d’interface de drone afin de fixer d’une manière amovible les deux ensemble.
Figure 3, un drone marin 3 est dans la zone d’accostage 23 du module d’interface de drone 2. Ce drone marin 3 comporte une coque 30 sur laquelle un kiosque 31 est érigé et sous laquelle s’insère la quille 32 et son bulbe 33. De préférence, le drone marin 3 est un drone marin à quille relevable comportant un système de relevage interne de quille, la quille 32 pouvant être montée et descendue. Le drone marin comporte un moyen de propulsion à hélice 35 et des moyens d’orientation et stabilisation 34.
Figure 4, le module d’interface de drone 2 avec le drone marin 3 installé dans la zone d’accostage 23 a été fixé dans l’espace de réception 17 du ponton 1. La partie inférieure du module d’interface de drone 2 est ennoyée lorsque le système est à l’eau. Le drone marin 2 entre et sort en flottant de la zone d’accostage 23 par l’arrière du module d’interface de drone 2 et donc l’arrière du ponton 1.
La figure 5 permet de mieux visualiser les rapports entre le ponton 1 , le module d’interface de drone 2 et le drone marin 3 ainsi que les structures correspondantes. En particulier on voit que les extrémités inférieures des ailettes 22 et des parties planes 14 des bords inférieurs des coques 11 sont sensiblement dans un même plan afin de répartir la charge lorsque le système est stocké hors d’eau sur un pont 60 de navire 6 (figure 12) ou un quai.
Le ponton 1 avec son module d’interface de drone 2, 4 forme le système de manutention de drones marins ou sous-marins et ce système permet d’une manière simple le lancement ou la récupération des drones marins ou sous- marins. Les modules d’interface de drone 2, 4 ne comportent pas de moyens de flottabilité propres et s’il sont mis à l’eau seuls/individuellement, ils coulent. C’est le ponton qui assure la flottabilité du système.
Les modules d’interface de drone sont spécialisés, adaptés aux drones qu’ils doivent recevoir et stocker dans leurs zones d’accostage. On installe donc dans l’espace de réception du ponton le module d’interface de drone qui convient à l’opération de lancement ou de récupération de drone prévue. On prévoit un ponton unique universel, voire un faible nombre de pontons plus spécialisés mais pouvant recevoir plusieurs types de modules d’interface de drone, et un plusieurs types de modules d’interface de drone si plusieurs types de drones, marin et/ou sous-marins, doivent être lancés ou récupérés. En outre les modules d’interface de drone peuvent être stockés individuellement (indépendamment du ponton) avec ou sans drone dans leur zone d’accostage sur un pont de navire ou un quai. Pour le stockage sur un pont de navire ou un quai, des moyens 14, 22, 43 permettant aussi bien au ponton qu’au module d’interface de drone seuls/individuellement ou assemblés ensembles (formant ainsi le système de manutention de drone) de reposer sur un plan sont donc prévus.
Sur la figure 6, un autre type de module d’interface de drone 4 est représenté et il est destiné à stocker dans sa zone d’accostage 42 cette fois un drone sous-marin 5. Le module d’interface de drone 4 comporte comme le précédent des anneaux 41 destinés à venir en correspondance avec ceux des dispositifs de fixation 13 du ponton 1 lorsque le module d’interface de drone 4 est installé et fixé dans l’espace de réception 17 du ponton 1.
Ce module d’interface de drone 4 est constitué d’un assemblage de profilés ou barres métalliques et forme une cage 40 à l’intérieur de laquelle se trouve la zone d’accostage 42. Comme pour le précédent, le module d’interface de drone 4 comporte des moyens lui permettant de reposer sur un plan, notamment un pont 60 de navire 6 ou un quai, et qui sont ici des pieds 43. L’arrière du module d’interface de drone 4 comporte un bouclier d’arrimage 44 sur lequel le drone sous-marin 5 peut se fixer d’une manière amovible comme visible figure 7. Ce bouclier d’arrimage 44 peut coulisser à l’intérieur du module d’interface de drone 4 pour donner accès au drone sous-marin 5 à la zone d’accostage 42.
Sur la figure 8, le bouclier d’arrimage s’est décalé vers l’avant de la cage 40 et le drone sous-marin est maintenant stocké dans la zone d’accostage 42.
Les figures 9 et 10 permettent de visualiser au sein du système les rapports entre le ponton 1 , le module d’interface de drone 4 et le drone sous-marin 5 que le module 4 contient.
Pour pouvoir poser à plat le système des figures 9 et 10, les parties planes 14 des bords inférieurs des coques 11 et les pieds 43 sont sensiblement dans un même plan afin de répartir la charge lorsque le système est stocké hors d’eau sur un pont 60 de navire 6 (figure 12) ou un quai.
On comprend que la cage 40 constituant le module d’interface de drone 4, une fois installée dans l’espace de réception 17 du ponton 1 est totalement ennoyée lorsque le système est à l’eau et, de préférence, la cage 40 est configurée à cette fin si la flottabilité du ponton reste constante. Dans une variante on prévoit des pontons différents pour les drones marins et pour les drones sous-marins, pour ces derniers la flottabilité étant plus faible afin qu’ils s’enfoncent davantage dans l’eau. Dans une autre variante, on prévoit un seul type de ponton mais comportant dans les coques des ballasts que l’on peut remplir d’eau ou vider afin de régler la flottabilité en fonction du type de drone, marin ou sous-marin, que le système doit manutentionner. Dans encore une autre variante, le module d’interface de drone installé dans l’espace de réception du ponton peut coulisser verticalement afin d’être descendu et remonté selon une commande. On envisage également des dispositifs de fixation 13 à différents niveaux du ponton 1 et on utilise ceux qui sont à une hauteur convenant à l’opération prévue.
De préférence, des moyens de maintien amovible sont mis en œuvre entre le module d’interface de drone et le drone qu’il transporte ou stocke dans sa zone d’accostage. Ces moyens de maintien peuvent être des coussins gonflables, des pattes mobiles permettant au module d’interface de drone de serrer ou enserrer le drone afin de le maintenir en place dans la zone d’accostage tant qu’une opération de lancement n’est pas en cours.
Dans une modalité de réalisation (non représentée), le ponton comporte des plans porteurs à type de quillettes ou quilles, formant des volets réglables qui permettent de régler la position de l’ensemble lorsqu’il est remorqué le long d’un navire. Ces volets peuvent être actifs (asservis ou non) ou passifs (dans ce cas ils sont préréglés sur une position définie).
Le ponton et possiblement les modules d’interface de drone comportent de préférence un réseau électrique et des actionneurs, notamment un treuil permettant le remorquage du drone en vue de la faire entrer dans la zone d’accostage du module d’interface de drone et/ou permettant le relevage de la quille d’un drone marin à quille relevable au cas où le système de relevage interne du drone marin à quille relevable serait défaillant.
Sur les figures 11 et 12, un navire 6 équipé d’une grue 61 peut effectuer des opérations de lancement ou de récupération de drones d’une manière simple grâce au système de l’invention. Le navire 6 comporte dans cet exemple un ponton 1 et deux types de modules d’interface de drone, un 2 pour un drone marin 3 et un autre 4 pour un drone sous-marin 5, les drones 3, 5, étant stockés dans les zones d’accostage respectives des deux modules d’interface de drone 2, 4. On peut stocker sur le pont 60 du navire 6 séparément, en trois emplacements différents, le ponton, le module d’interface de drone 2 avec son drone marin 3, et le module d’interface de drone 4 avec son drone marin 5. En variante, on peut préinstaller un des deux modules 2, 4 dans l’espace de réception du ponton 1 pour gagner de la place sur le pont, deux emplacement de stockage suffisant alors.
Figure 11 , le navire 6, pour lancement d’un drone marin 3, vient de mettre à l’eau le système 1 , 2 constitué du ponton 1 et du module d’interface de drone 2, ce dernier 2 comportant dans sa zone d’accostage 23 le drone marin 3. Le module d’interface de drone 2 aura précédemment été installé et fixé dans l’espace de réception 17 du ponton 1 alors que ces éléments 1 , 2 étaient encore sur le pont 60 du navire 6. Le système 1 , 2 a été déplacé grâce à un câble 62 de treuillage de la grue 61 , le câble 62 de treuillage étant accroché au dispositif d’accrochage 12 de l’arceau 10 du ponton 1. Le navire 6 peut être en un point fixe ou se déplacer et, dans ce dernier cas, le système 1 , 2 ou 1 , 4 se retrouve à être remorqué, dans cet exemple latéralement au navire 6. Une fois le système 1 , 2 à l’eau et étant donné que la partie inférieure de la zone d’accostage est ennoyée, le drone marin 3 peut flotter et peut sortir par l’arrière du système 1 , 2.
Une fois le drone 3, 4 libéré, le système 1 ,2 ou 1 , 4 peut être remonté pour stockage sur le pont ou on peut séparer le ponton 1 et le module d’interface de drone 2 ou 4 pour utiliser le ponton 1 pour une autre opération, le module d’interface de drone libéré/démonté du ponton étant stocké sur le pont. C’est ce qui est représenté figure 12 où le module d’interface de drone 2 est stocké sur le pont et où on a installé un autre type de module d’interface de drone 4, à cage 40, dans l’espace de réception du ponton 1 grâce aux manoeuvres de la grue 61. On pourra donc mettre à l’eau ultérieurement cette fois le drone sous-marin 5 stocké dans la zone d’accostage de la cage 40 du système 1 , 4.
On comprend que le principe de l’invention qui est de mettre en oeuvre un ponton standard dans lequel on peut installer un module d’interface adapté à un drone particulier parmi plusieurs types de modules d’interface de drone, ces derniers étant adaptés à des drones particuliers, peut être implémenté avec d’autres structures et modalités fonctionnelles que celles exemplifiées.
Par exemple, on peut utiliser un module d’interface de drone semi-universel dont les parois de la zone d’accostage peuvent s’adapter au drone, les parois étant gonflables à l’eau ou à l’air. On peut réaliser un module d’interface de drone ayant plusieurs zones d’accostage distinctes pour un même type de drone ou des drones de types différents.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (1,2) (1,4) de manutention de drones marins (3) ou sous-marins (5) pour lancement ou récupération desdits drones marins (3) ou sous-marins (5), le système (1 ,2) (1 ,4) étant adapté à flotter sur l’eau et comportant un module d’interface de drone (2, 4) et un ponton (1) flottant, le ponton (1) étant constitué en partie basse de deux coques (11) et en partie haute d’un arceau (10) reliant en pont les deux coques (11 ), chaque coque (11 ) comportant vers le bas une carène surmontée d’une zone hors d’eau, l’arceau (10) étant fixé à la zone hors d’eau des deux coques (11), dans lequel le ponton (1) est une structure en forme de catamaran allongée longitudinalement entre une extrémité avant et une extrémité arrière, les deux coques (11) étant allongées longitudinalement et parallèles entre elles en délimitant entre elles et avec l’arceau (10) qui est au-dessus, un espace de réception (17) qui est ouvert à l’avant et à l’arrière, ledit espace de réception (17) étant allongé longitudinalement et ennoyé vers le bas, chaque coque (11) comportant une face interne située du côté de l’espace de réception (17), une face externe, une face supérieure, un bord inférieur, une extrémité avant (15) et une extrémité arrière, le ponton (1) étant symétrique par rapport à un plan sagittal, et dans lequel l’arceau (10) comporte au moins un dispositif d’accrochage (12) destiné à permettre un accrochage à un câble de treuillage pouvant permettre de remonter hors de l’eau le ponton (1) ou, inversement, de descendre le ponton (1) pour mise à l’eau, dans lequel le ponton (1) comporte des dispositifs de fixation amovibles (13) à un module d’interface de drone (2, 4) installé d’une manière amovible et interchangeable dans l’espace de réception (17), les modules d’interface de drone (2, 4) étant ouverts pour passage de drone (3, 5) au moins à une de leurs deux extrémités et étant creux en formant une zone d’accostage (23, 42) de drone (3, 5) allongée longitudinalement et au moins partiellement ennoyée, un drone marin (3) flottant en surface ou un drone sous-marin (5) en plongée proche de la surface pouvant entrer dans la zone d’accostage (23, 42) du module d’interface de drone (2, 4) installé dans l’espace de réception (17), ou, inversement, en sortir lorsque le ponton (1) et son module d’interface de drone (2, 4) sont à l’eau et dans lequel les modules d’interface de drone (2, 4) ont une partie inférieure (22, 43) et sont configurés pour reposer d’une manière stable par leur partie inférieure sur une surface plane une fois le module d’interface de drone (2, 4) démonté du ponton (1), dans lequel un des modules d’interface de drone (4) du système (1 ,4) est ouvert vers l’arrière et est fermé vers le bas, vers le haut et vers l’avant, ledit module d’interface de drone (4) étant une cage (40) allongée longitudinalement s’insérant dans l’espace de réception (17) du ponton (1 ), ladite cage (40) étant constituée d’un assemblage de barres métalliques délimitant un logement interne sensiblement tubulaire constituant la zone d’accostage (42) et dans lequel logement interne un drone sous-marin (5) peut s’insérer et être retenu, ladite cage (40) comportant un bouclier d’arrimage (44) disposé à l’arrière de la cage (40) en l’absence de drone (5) dans la cage (40), le bouclier d’arrimage (44) pouvant coulisser dans le logement interne de l’arrière vers l’avant et inversement, l’avant du drone (5) pouvant se fixer d’une manière amovible au bouclier d’arrimage (44), le drone (5) fixé au bouclier d’arrimage (44) et ledit bouclier d’arrimage (44) se déplaçant de concert dans le logement interne.
2. Système (1 ,2) (1 ,4) selon la revendication 1 , dans lequel le bouclier d’arrimage (44) et l’avant du drone sous-marin (5) comportent des moyens de connexion complémentaires amovibles permettant des liaisons au moins électriques.
3. Système (1 ,2) (1 ,4) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la surface de flottaison totale, S/7, pour l’ensemble des deux coques du ponton, en m2, est égale ou inférieure à quatre fois la racine carré du volume immergé en m3, Vim, soit : Sfl =< 4 * VVim , lorsque le système (1 ,2) (1 ,4) constitué du ponton (1) avec son module d’interface de drone (2, 4), avec ou sans drone (3, 5) dans la zone d’accostage (23, 42) du module d’interface de drone (2, 4), flotte librement.
4. Système (1 ,2) (1 ,4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le ponton (1) comporte un centre de gravité de ponton (1 ), le module d’interface de drone (2, 4) comporte un centre de gravité de module, le drone (3, 5) comporte un centre de gravité de drone, et les centres de gravité de ponton (1 ), de drone et de module d’interface de drone (2, 4), sont alignés longitudinalement et, de préférence, sont situés dans le plan sagittal du ponton (1 ).
5. Système (1 ,2) (1 ,4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les dispositifs de fixation amovibles (13) du ponton (1 ) sont à goupilles ou boulonnées, le ponton (1) comportant des anneaux venant en vis-à-vis d’anneaux (21 , 41 ) du module d’interface de drone (2, 4) et à travers lesquels anneaux des goupilles ou boulons sont insérés.
6. Système (1,2) (1,4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les dispositifs de fixation amovibles (13) du ponton (1) sont à cames.
7. Système (1,2) (1,4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’extrémité avant (15) de chaque coque (11) est en forme perce-vague, et dans lequel la face interne de chaque coque (11 ) est plane, les deux faces internes des deux coques (11 ) étant parallèles entre elles.
8. Système (1,2) (1,4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le bord inférieur de chaque coque (11 ) comporte au moins une partie plane (14) destinée à être posée sur une surface plane une fois le ponton (1) sorti hors de l’eau.
9. Système (1,2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel un autre des modules d’interface de drone (2) du système (1 ,2) est ouvert vers l’arrière, vers l’avant et vers le haut et est fermé vers le bas, ledit module d’interface de drone (2) formant une zone d’accostage (23) en forme de U en section transversale.
10. Système (1,2) (1,4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les carènes des deux coques (11) du ponton (1) comportent des plans porteurs réglables en orientation.
11. Système (1 ,2) (1 ,4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le ponton (1) comporte en outre un treuil.
12. Navire (6) comportant au moins un système (1,2) (1,4) de l’une quelconque des revendications 1 à 11 et au moins un drone (3, 5), le navire (6) comportant en outre une grue et/ou un bossoir et/ou un portique (61) permettant de descendre à la mer le système (1 ,2) (1 ,4) et de remonter à bord du navire (6) le système (1 ,2) (1,4).
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