La présente invention est relative à un appareil pour l'observation et pour le traitement d'une surface immergée, telle qu'une coque de navire.

L'entretien des coques de navires comprend diverses opérations parmi lesquelles le brossage, destiné à enlever la vieille peinture et mettre la tôle à nu, accompagné parfois d'un polissage, une inspection visuelle pour détecter les fissures et défauts éventuels, puis le dépôt de nouvelles couches de peinture, associé souvent à un traitement de passivation. Il arrive aussi qu'on pratique un traitement aux ultrasons destinés à détruire le voile microbien.

Toutes ces opérations sont opérées, soit en cale sèche, soit lorsque le navire est à flot. Le travail en cale sèche nécessite une _. immobilisation lorsque, d'autre part, le nombre de cales sèches disponibles est souvent insuffisant. Le travail à flot est délicat et nécessite, normalement, la présence de plongeurs. On a proposé, EP-A-0 084 012, un robot capable de traiter une coque et de se déplacer sur celle-ci par ses propres moyens grâce a deux équipages mobiles l'un par rapport à l'autre et pourvus chacun de moyens d'accrochage sur la surface, ces moyens étant mobiles dans le sens perpendiculaire à cette surface. Dans cet appareil, un des équipages porte le ou les outils de traitement au bout d'un bras pivotant. Un tel appareil est puissant et efficace, mais sa vitesse de déplacement est limitée du fait qu'il se propage par mouvements successifs d'un équipage par rapport à l'autre.

La présente invention a pour but de fournir un appareil qui soit capable de remplir les mêmes fonctions mais avec des vitesses de déplacement plus élevées.

On connaît déjà des appareils qui comprennent: un châssis rigide, des roues portées par le châssis et destinées à venir en appui sur la surface, des moyens hydrauliques, portés par le châssis et capables d'exercer sur lui une force dirigée vers la surface, au moins un outil d'observation et/ou de traitement porté par le châssis.

De tels appareils permettent des déplacements relativement rapides d'un point à un autre, grâce aux roues dont ils sont équipés, mais ils ne sont pas automatisés et sont conçus pour être conduits par un plongeur. En outre, surtout lorsqu'il s'agit de brossage, le maintien des brosses dans une position convenable par rapport à la surface, pose un problème mal résolu. En effet, les brosses actuelles sont des brosses circulaires qui tournent autour d'un axe perpendiculaire à la surface. La rotation de ces brosses projettent l'eau vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge et engendre, en contrepartie, un effet de succion qui tend à plaquer la brosse sur la surface, ce qui réduit les efforts demandés au plongeur. Malheureusement, les irrégularités de la surface font que les roues et la brosse ne sont pas toujours dans un même plan, et la distance de la brosse à la surface n'est pas constante, d'où un brossage irrégulier. La liaison des brosses à l'appareil peut comporter des ressorts pour atténuer ces inconvénients mais ce]a ne permet pas de les supprimer. . Il en résulte que le temps de traitement consomme plus de temps et d'énergie qu'il n'est nécessaire, si on désire un brossage complet. L'appareil de la présente invention a

pour but de résoudre ce problème.

L'invention fournit pour cela un appareil du type indiqué ci-dessus, c'est-à-dire comprenant: un châssis rigide, - des roues portées par le châssis et destinées à venir en appui sur la surface, des moyens hydrauliques, portés par le châssis et capables d'exercer sur lui une force dirigée vers la surface, - au moins un outil d'observation et/ou de traitement porté par le châssis, et qui présente pour particularités:

- au moins un capteur sensible à la distance de l'outil par rapport à la surface, - des moyens d'actionnement capables de déplacer ledit outil perpendiculairement à la surface, des moyens informatiques, capables de recevoir des signaux dudit capteur et d'émettre en réponse des signaux de commande destinés auxdits moyens d'actionnement pour maintenir l'outil à la distance voulue par rapport à la surface.

Il résulte de cette structure que l'outil ne peut s'écarter de la position optimale définie à l'avance que pendant le temps très faible qui correspond au délai de réponse de l'appareillage.

De préférence, les moyens informatiques sont écartés du châssis et reliés à celui-ci par un moyen de liaison à fibres optiques et des moyens pour transformer les signaux émis par le capteur et les signaux de commande en signaux optiques et vice-versa, et avantageusement, les moyens informatiques sont communs à plusieurs châssis, et fonctionnent en temps partagé. Les moyens informatiques, qui sont une partie coûteuse et relativement fragile de l'appareil, peuvent ainsi être à l'abri des aléas du travail en

condition immergée et 3.e prix de revient peut être réduit.

Les moyens d'actionnement capables de déplacer l'outil par rapport à la surface comprennent, de préférence, un moteur pas à pas pour une simplification des moyens informatiques et pour une plus grande stabilité de l'outil lors du passage sur de petites irrégularités de la surface.

Les moyens d'actionnement capables de déplacer l'outil par rapport à la surface, peuvent être intercalés entre l'outil et le châssis. Il est cependant avantageux de prévoir qu'au moins certains de ceux-ci sont disposés pour changer la position d'au moins une roue par rapport au châssis. On peut ainsi plus facilement les coupler avec des moyens pour immobiliser l'appareil en vue d'un travail sur un emplacement particulier. On peut ainsi prévoir que cette roue est une roue directrice et est portée par un bras mobile perpendiculairement à la surface et pourvu, en outre, de moyens d'actionnement pour faire tourner la roue autour d'un axe perpendiculaire à la surface et que l'appareil comporte, en outre, un bras porteur d'outil, monté à rotation sur le châssis, ce bras porteur étant pourvu d'un embrayage qui, lorsqu'il est enclenché rend le bras porteur solidaire dudit bras mobile, permet de tourner ledit bras par rapport au châssis à l'aide dudit moyen d'actionnement de la roue, et qui, lorsqu'il est débrayé, maintient ledit bras porteur dans une position fixée par rapport au châssis. On voit que ces dispositions permettent de limiter le nombre d'actionneurs.

Suivant une modalité intéressante de l'invention, les moyens hydrauliques sont constitués par une turbine formée d'un disque interne plein, d'un disque externe percé en son centre, et d'aubages situés

entre ces deux disques, des moyens de raclage, brossage ou polissage de la surface sont portés par la face externe du disque interne. Cette disposition permet d'obtenir une force dirigée vers la surface, mais qui dépend peu de la nature de l'outil et de sa distance à la surface. En particulier, cette forme subsiste même lorsque l'outil est loin de toute surface et peut servir à propulser l'appareil, ce qui n'est pas le cas dans les systèmes où ces moyens sont constitués par la brosse elle-même: dans ces systèmes, la force tombe à une valeur très faible dès que la brosse s'écarte du contact avec la surface.

- Suivant un mode d'exécution intéressant de l'invention, on prévoit que les capteurs sensibles à la position dé l'outil sont montés sur le. châssis et sont en nombre suffisant pour permettre une reconnaissance topologique de la surface, et dans le cas d'une coque de navire, repérer les défauts réguliers de planéité dus à la présence de fers à boudins et que lesdits moyens informatiques sont aptes à assurer le contrôle et la commande des déplacements de l'appareil à partir des données de cette reconnaissance topologique. Ce mode d'exécution est fondé sur le fait que le premier des fers à boudin soudés sur la face interne de la coque, à un espacement qui est habituellement de 800 mm, provoque, sur la face externe, l'existence de dénivelées qui sont généralement de 2 à 3 mm et peuvent atteindre 1 cm. Ces dénivelées, qui sont visibles en lumière rasante, sont d'une ampleur compatible avec la sensibilité des capteurs.

On peut prévoir d'autres modes de reconnaissance de position, en association avec celui qu'on vient de décrire, ou à la place de celui-ci. En particulier, on peut prévoir que l'appareil est équipé de capteurs aptes à détecter les soudures d'une coque

de navire par courants de Foucault et que lesdits moyens informatiques sont aptes à assurer le contrôle et la commande des déplacements de l'appareil à l'aide des données fournies par lesdits capteurs. Parmi les avantages procurés par l'automatisation de l'appareil, il convient de citer la possibilité de prévoir un émetteur à ultrasons capable de détruire un voile microbien qui s'est développé sur la surface. Ce voile microbien, qui est responsable initialement de la dégradation de la peinture, n'est généralement pas traité par ultrasons, car l'emploi de ceux-ci est pénible et/ou dangereux pour les plongeurs qui opèrent à proximité. Le fait d'en doter l'appareil de l'invention permet un traitement précoce de la coque, et évite des frais plus importants.

La présente invention va maintenant être exposée plus en détail à l'aide d'exemples pratiques, donnés à titre non limitatif et illustrés aux dessins parmi lesquels: - Fig. 1 est une vue en élévation de l'appareil;

- Fig. la est une vue partielle d'une variante de la Fig. 1;

- Fig. 2 est une vue latérale du même appareil;

Fig. 3 est une demi-coupe axiale d'un propulseur-brosse;

Fig. 4 est une demi-vue en élévation du même propulseur-brosse; - Fig. 5 et 6 sont deux variantes d'une coupe selon la ligne A-A de la Fig. 3;

Fig. 7 est une coupe des moyens d'orientation et maintien des roues;

- Fig. 8 est un schéma-blocs de la partie électronique.

L'appareil représenté aux lignes 1 et 2, correspond au châssis 1 dont la forme générale est à peu près celle d'une plaque triangulaire avec une pointe avant disposée à droite sur la Fig. 1 et un côté arrière élargi. Le châssis est bordé par une ceinture antichoc 2. Sur une de ses faces, dite "face interne", le châssis porte trois ensembles "propulseurs-brosses" qui seront décrits de façon plus détaillée dans la suite, et dont l'un, 3 est placé à proximité de la pointe avant du châssis, et les deux autres 4 sont disposés vers l'arrière, les trois ensembles propulseurs-brosses sont disposés de façon à former un triangle sensiblement équilatéral.

Un ensemble 5, formé de deux roues jumelées est disposé juste en arrière de l'ensemble propulseur- brosse 3, et deux roues porteuses 6 sont placées chacune juste en arrière d'un des ensembles propulseurs-brosses 4.

La face interne du châssis porte encore des capteurs de distance destinés à déterminer la distance entre le châssis 1 et une surface-support 7, qui est représentée verticale sur la Fig. 2. Deux capteurs 8, 9 sont placés respectivement en avant et arrière de l'ensemble propulseur-brosse 3 et à faible distance de celui-ci, les autres, 10, 11 sont placés également à faible distance de chacun des autres ensembles propulseurs-brosses et dans une position diamétralement opposée par rapport à ceux-ci.

Sur sa face opposée ou face externe, le châssis 1 porte les moteurs 12 d'entraînement des ensembles propulseurs-brosses. Il porte également, dans un carter 12, les moyens de commande des roues 5 en propulsion, orientation et variation de hauteur. Par "hauteur", on entend ici la position, le long d'une perpendiculaire au plan d'ensemble du châssis. Le

carter 13 porte, à sa face externe, un bras 14, monté à pivot sur un axe perpendiculaire au plan d'ensemble du châssis, et qui porte un organe d'observation 15.

La face externe du châssis porte encore les moyens 16 de variation de hauteur des roues porteuses 6. Il porte, en outre, deux caissons 17, 18 qui contiennent, l'un les organes de commutation et commande hydraulique, l'autre les organes de commutation et commande électronique. Ces organes sont ^" reliés à l'unité centrale de commande 19, située dans un emplacement fixe et indépendant du châssis par un "ombilical" 20 qui groupe, dans une même gaine, les conduits d'alimentation et de retour du fluide hydraulique et les câbles optiques de transmission des signaux d'information et de commande.

Les Fig. 3 à 6 illustrent la structure des ensembles "propulseurs-brosses" 3 et 4. Le châssis 1 présente un trou dans lequel est placé un support 21, relié au support par une fixation antivibratoire 22. Ce support soutient, sur sa face extérieure, le moteur 12 d'entraînement dont l'arbre traverse le support et porte une collerette en polyamide 23, sur la périphérie de laquelle est fixé un premier plateau 24 annulaire en résine époxy renforcée de fibres de verre. Un second plateau 25, analogue au premier est relié à la face interne du premier plateau par une série d'ailettes 26, à peu près radiales, visibles, en coupe sur les Fig. 5 et 6. Sur sa face opposée au plateau 24, c'est-à-dire sur la face tournée vers la surface à traiter ou à inspecter 7, sont fixés de façon amovible, une série d'éléments de raclage, brossage ou polissage 27. Dans la version représentée à la Fig. 5, un des éléments comprend une pièce 28, en polyuréthane à section en U, et une seconde pièce 29 du même matériau, à section rectangulaire, et dont la largeur

est inférieure à l'écartement des branches de la pièce 28. Les pièces 28 et 29 sont traversées par une tige filetée 30, qui traverse également les deux plateaux 24, 25 et une ailette 26. Cette tige filetée se visse dans un écrou 31 noyé dans le plateau extérieur 24 et à son autre extrémité elle présente une tête 32 pour retenir la pièce 29.

L'ailette 26 est un profilé à section en U, et sa position empêche que le serrage de la tige 30 n'entraîne une déformation des plateaux 24, 25.

Entre les pièces 28 et 29 sont placés une série de fils 33, de longueur telle qu'ils dépassent, en dehors des pièces 28, 29, en constituant les organes de brossage. Le serrage de la tige 30 immobilise ces fils en leur donnant une forme en U telle que leurs extrémités sont dirigées vers la surface à traiter 7. On conçoit qu'il est facile de démonter l'ensemble pour remplacer les fils 33 par d'autres fils d'une raideur différente, et passer ainsi d'un brossage énergique à un polissage doux.

La variante illustrée à la Fig. 6 est différente de celle de la Fig. 5 par la forme de la pièce 28. Celle-ci en effet, présente une aile 34 qui se prolonge par un bord aigu 35, et constitue ainsi un outil de raclage.

Sur la Fig. 6, on a monté la pièce 29 serrée directement sur la pièce 26, il est cependant possible de placer, entre les deux pièces, des poils 33, venant compléter l'action de raclage du bord 35 par une action de brossage. Le rôle de l'outil de raclage, en effet, n'est pas d'enlever la peinture elle-même, mais de décrocher les dépôts ou les organismes marins qui ont pu se fixer sur la coque.

Dans une autre variante, non représentée, la pièce 28 est un tampon de matière flexible et elle

constitue un organe de polissage.

La Fig. 4 montre la disposition des éléments de brossage, raclage ou polissage 27, qui est aussi celle des ailettes 12. Ces éléments sont alternativement radiaux et disposés.pour faire un angle d'environ 15° avec un rayon. Cette disposition permet de réduire les vibrations par rapport à une brosse où tous les éléments sont disposés de la même manière par rapport au rayon. La Fig. 7 montre le détail de la structure d'actionnement des roues motrices-directrices jumelées 5. Un support tubulaire 40 mobile perpendiculairement à la surface à traiter ou observer 7 est traversé par l'arbre 41 portant les roues 5. A l'intérieur du rapport 40 est placé un moteur de déplacement 42, qui entraîne en rotation l'arbre 4 par une transmission de type classique 43, à réducteur et vis sans fin.

Le support 40 peut se déplacer selon son axe grâce à un ^' moteur d'élévation 44 supporté par une pièce d'appui 45 et qui agit sur le support 40 par une transmission à crémaillère 46. Cette pièce d'appui 45 peut, elle-même être entraînée en rotation avec le support 40 grâce à un moteur d'orientation 47 qui agit grâce à une transmission 48 à pignon et renvoi d'angle. Le moteur d'orientation 47 est supporté par le châssis 1 ainsi que le palier 49 qui soutient la pièce d'appui 45.

A sa partie opposée aux roues 5, le support 40 porte un plateau d'embrayage 50 qui fait face à un plateau similaire 51 porté par le bras 14. -

Lorsque le support 40 est en position "relevée complètement", c'est-à-dire que, à l'extrémité de sa course dans la direction opposée à la surface 7, les plateaux d'embrayage 50, 51 sont en contact, et le moteur d'orientation 47 fait tourner le bras 14.

Lorsque le support 40 s'écarte de cette position, le bras 14 reste dans la même position par rapport au châssis 1 grâce à un dispositif à friction.

A sa partie inférieure, le support 40 présente une collerette 52, sur laquelle prend appui un ressort hélicoïdal 53, entourant le support. Ce ressort, par son extrémité opposée exerce sur une pièce tubulaire 54 à fond fermé, une force qui tend à l'écarter de la surface 7. Cette pièce porte deux aimants permanents 55 par l'intermédiaire d'une lame flexible 56. Entre la pièce tubulaire 54 et le support 40 est interposée une vessie déformable 57, reliée à une vessie annulaire déformable 58, normalement pleine de liquide, placée entre un épaulement 59 du support 40 et un autre épaulement 60 de la pièce d'appui 45, de telle façon que lorsque le support 40 est dans la position "abaissée complètement", c'est-à-dire à l'extrémité de sa course en direction de la surface 7, la vessie annulaire 58 est écrasée. Le liquide est alors refoulé vers la vessie 57, ce qui pousse la pièce

54 et les aimants 55 vers la surface 7. Les aimants

55 assurent ainsi l'immobilisation de l'ensemble porté par le châssis 1 en vue, par exemple, d'une inspection plus détaillée, ou bien d'un arrêt momentané des propulseurs-brosses.

L'organe d'observation 15, monté à l'extrémité du bras 14, est normalement une caméra de télévision associée à une source lumineuse. Le bras 14 peut également supporter un émetteur à ultrasons 61 en tirets sur la Fig. 2, ou bien une brosse supplémentaire 62 du même type que les propulseurs- brosses 3, 4, mais dont l'axe reste parallèle à la surface 7. Cette brosse est destinée à traiter des parties qui font un angle vif, par exemple un angle droit, avec la surface 7. Il peut s'agir de quilles

antiroulismontées sur la coque d'un navire.

Le châssis 1 peut porter d'autres accessoires, soit directement, soit par l'intermédiaire du bras 14. On a représenté à la Fig. 1, à l'arrière, en tirets, un pochoir de peinture 63.

Le bras 14 peut être un bras robotique, capable de prendre lui-même des outils ou accessoires différents, stockés dans un magasin porté par le châssis. Cette version plus coûteuse évite de sortir l'appareil de l'eau ou de recourir à un plβngeur à chaque changement d'outil ou accessoire.

On notera que la position relative des roues 5, 6 et des brosses 3, 4, fait que les roues se déplacent toujours sur une surface qui vient d'être brossée, et qui par conséquent est^- dépourvue de la plupart de ses aspérités accidentelles _^ . La position du pochoir 63 à l'arrière a pour résultat que les roues ne viennent pas en contact avec la surface fraîchement peinte. ^La Fig. 8 est un schéma à blocs de la structure informatique de l'appareil.

L'unité centrale de commande 19 comprend un système central 100 comprenant un microprocesseur et une mémoire, reliés à un écran 101 et un clavier d'entrée d'instructions 102, équipé d'une manette de télécommande 103. Sur la liaison entre le système central d'un pont, et l'écran et le clavier d'autre part, peut être intercalé un ensemble modulateur- démodulateur 104 pour le cas où cette liaison est à grande distance.

Le système central 100 est relié à un sélecteur 105 d'entrée-sortie, qui assure sa connexion avec des sérialisateurs-désérialisateurs 106, 106a, qui correspondent, chacun, à un châssis 1, _la. Le rôle de chaque sérialisateur-désérialisateur est de mettre les

signaux reçus du système central sous la forme de série des signaux optiques transmissibl.es par fibres optiques ou, en sens inverse, de transformer les séries de signaux optiques transmises depuis le châssis, en signaux électriques utilisables par le système central.

Un "ombilical" 20, 20a relie chaque sérialisateur 106, 106a au châssis 1, la correspondant. Chaque ombilical comprend, en principe, deux conduits coaxiaux dont le conduit intérieur sert pour l'envoi de fluide de travail (huile) vers le châssis, et le conduit périphérique sert au passage du fluide en retour. En outre, deux fibres optiques 107, 108, sont reliées au sérialisateur-désérialisateur 106; la première sert à la transmission des informations provenant du châssis 1 et la seconde à la transmission des signaux de commande circulant en sens inverse.

Sur le châssis, à l'intérieur du caisson 18 qui contient les organes de commutation et de commande électroniques, se trouve un sérialisateur- désérialisateur 109, qui est le correspondant du sérialisateur-désérialisateur 106 et a les mêmes fonctions, en sens inverse.

Le sérialisateur-désérialisateur 109 reçoit, par l'intermédiaire d'une interface d'entrée 110, les signaux des différents capteurs 111 portés par le châssis. Ces capteurs comprennent les capteurs 111 portés par le châssis. Ces capteurs comprennent les capteurs 8 à 11. La distance du châssis 1 à la surface support 7, déjà cité, et qui sont de préférence des sondes à ultrasons. Ils comprennent aussi des capteurs angulaires incrémentaux sensibles à la rotation des moteurs 42, 44, 47 qui commandent les roues 5, des capteurs de position, des actionneurs 16, des roues 6, un capteur de position relative, du bras 14 et des

roues 5. Ils peuvent également comprendre un inclinomètre, un capteur de pression et des capteurs tactiles sensibles au contact de la ceinture antichoc 2 avec un obstacle, ainsi que des capteurs à courants de Foucault capables de détecter un cordon de soudure dans une surface d'appui formée de tôles métalliques soudées.

Le sérialisateur-désérialisateur 109 transmet, par l'intermédiaire d'une interface de sortie 112, des signaux de commande à des actionneurs 113, portés par le châssis. Parmi ces actionneurs, on trouve les moteurs 42, 44, 47 commandant les roues motrices directrices 5, les moteurs 12 des propulseurs- brosses 3, 4. Ils peuvent également comprendre la commande de localisation et d'éclairage de la caméra de télévision, de fonctionnement du générateur à ultrasons. On notera que les moteurs ayant une consommation d'énergie relativement élevée, et en particulier ceux des propulseurs-brosses sont des moteurs hydrauliques reliés par l'ombilical à une pompe située à l'écart du châssis. Dans ce cas, les signaux transmis par l'entrée 112 commandent des électrovaπnes alimentées elles-mêmes en courant électrique par des piles ou batteries embarquées sur le châssis. Dans le cas d'actionneurs à faible consommation, ceux-ci sont reliés directement aux piles ou batteries. Celles-ci alimentent également en énergie les capteurs qui en ont besoin. On appréciera cependant le nombre très limité des actionneurs. Les signaux de la caméra de télévision 114 suivent un trajet un peu différent de celui des capteurs 111, en raison du grand nombre d'informations à transmettre. Ces signaux sont envoyés à un sérialisateur spécial 115, qui les met sous forme de séries de signaux transmissibles par la fibre optique

!

107, mais avec une longueur d'onde différente. Ces signaux ainsi mis en forme cheminent dans la fibre optique 107 mais ne pénètrent pas dans le sérialisateur-désérialisateur 106, et sont envoyés à un ensemble d'analyse-enregistrement 116, en passant par un sélecteur 117 relié aux différents ombilicaux 20, 20a. La sortie de l'ensemble ci'analyse-enregistrement 117 est reliée à un écran vidéo de contrôle 118.