Titre de l'invention :

SYSTEME DE CREUSAGE D'UNE TRANCHEE DANS UN SOL IMMERGE, ET PROCEDE DE CREUSAGE ASSOCIE.

Domaine Technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine général de l’ensouillage, et concerne notamment un système de creusage d’une tranchée dans un sol immergé dans de l’eau, par exemple un sol marin.

[0002] L’invention s’applique notamment, mais de façon non exclusive, au creusage d’une tranchée dans un sol immergé en eaux peu profondes, typiquement un sol marin positionné à moins de cinquante mètres de la surface de l’eau (par exemple aux alentours d’une bordure de plage).

Technique antérieure

[0003] De façon connue, l’ensouillage d’une canalisation sous-marine est réalisé au moyen d’un système comprenant notamment un dispositif de creusage apte à creuser des tranchées dans le sol marin.

[0004] Plus précisément, un tel dispositif de creusage est apte à se déplacer sur le sol marin, tout en creusant le sol marin en utilisant de l’eau sous pression, de sorte à creuser une tranchée.

[0005] Le dispositif de creusage est alimenté en eau sous pression par une pompe positionnée sur le pont d’un bateau, une conduite d’alimentation reliant le dispositif de creusage à la pompe.

[0006] Un tel système est cependant peu adapté à l’ensouillage d’une canalisation en eaux peu profondes. En effet, en raison de ses dimensions, le bateau sur lequel est positionnée la pompe ne peut naviguer en eaux peu profondes, et doit ainsi rester au large. Une longue conduite d’alimentation doit alors être utilisée, ceci impliquant une perte d’efficacité dans le creusage. [0007] Il existe donc un besoin pour une solution permettant de creuser efficacement une tranchée dans un sol marin en eaux peu profondes.

Exposé de l’invention

[0008] La présente invention concerne un système de creusage d’une tranchée dans un sol immergé dans de l’eau, ledit système comprenant un dispositif de creusage comprenant :

- des moyens de déplacement aptes à déplacer ledit dispositif de creusage sur le sol immergé,

- des moyens de creusage aptes à être alimentés en eau sous pression et à creuser le sol immergé en utilisant l’eau sous pression, ledit système comprenant en outre des moyens de commande configurés pour commander les moyens de déplacement et des moyens d’alimentation configurés pour alimenter en eau sous pression les moyens de creusage, caractérisé en ce que les moyens d’alimentation comprennent au moins une turbine de type hydrojet, ladite au moins une turbine de type hydrojet étant positionnée sur des moyens de flottaison adaptés pour positionner une entrée d’eau de ladite au moins une turbine de type hydrojet immergée dans l'eau.

[0009] La grande puissance de la turbine de type hydrojet permet au dispositif de creusage de creuser efficacement le sol immergé. En outre, les dimensions de la turbine de type hydrojet permettent son utilisation en eaux peu profondes.

[0010] La turbine de type hydrojet peut ainsi être positionnée près du dispositif de creusage, même dans des eaux peu profondes, ce qui permet de mieux récupérer la puissance de la turbine de type hydrojet.

[0011] Dans un mode de réalisation particulier, le système de creusage comprend au moins une motomarine comprenant ladite au moins une turbine de type hydrojet et les moyens de flottaison.

[0012] La motomarine est un matériel courant, léger (environ 300 kilogrammes), maniable et facilement transportable. De plus, la motomarine permet de positionner la turbine de type hydrojet près du dispositif de creusage, même dans des eaux peu profondes, ce qui permet de mieux récupérer la puissance de la turbine de type hydrojet.

[0013] Dans un mode de réalisation particulier, le système de creusage comprend en outre des moyens de détection, aptes à détecter une canalisation positionnée sur le sol immergé, les moyens de commande étant aptes à commander les moyens de déplacement de sorte à creuser le sol immergé en dessous de la canalisation.

[0014] Dans un mode de réalisation particulier, le système de creusage comprend en outre :

- des premiers moyens d’obtention aptes à obtenir la position du dispositif de creusage,

- des deuxièmes moyens d’obtention aptes à obtenir la profondeur de l’eau à ladite position du dispositif de creusage, par émission et réception d’ondes acoustiques, les moyens de commande étant aptes à commander les moyens de déplacement en fonction de la position obtenue et/ou de la profondeur obtenue.

[0015] La mesure de la profondeur à l’aide d’ondes acoustiques, permise par la faible profondeur de l’eau, permet aux moyens de commande de commander efficacement les moyens de déplacement du dispositif de creusage.

[0016] Dans un mode de réalisation particulier :

- les moyens de commande sont positionnés sur un bateau,

- les deuxièmes moyens d’obtention sont positionnés au niveau de la surface de l’eau à la position du dispositif de creusage, les deuxièmes moyens d’obtention étant aptes à transmettre la profondeur obtenue aux moyens de commande via ondes radio.

[0017] Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de creusage est un robot trancheur.

[0018] Dans un mode de réalisation particulier, le système de creusage comprend des premiers moyens de connexion aptes à connecter les moyens de creusage à la turbine de type hydrojet, prenant la forme d’une canalisation dont la longueur est inférieure à trente mètres. [0019] La faible longueur de la canalisation permet de limiter les pertes de puissance entre la turbine et les moyens de creusage.

[0020] L’invention concerne de plus un procédé de creusage d’une tranchée dans un sol immergé dans de l’eau, comprenant les étapes suivantes :

- commande, par des moyens de commande, de moyens de déplacement d’un dispositif de creusage, de sorte à déplacer ledit dispositif de creusage sur le sol immergé,

- alimentation en eau sous pression, par des moyens d’alimentation, de moyens de creusage dudit dispositif de creusage, le sol immergé étant creusé par les moyens de creusage en utilisant l’eau sous pression, les moyens d’alimentation comprenant au moins une turbine de type hydrojet, ladite au moins une turbine de type hydrojet étant positionnée sur des moyens de flottaison adaptés pour positionner une entrée d’eau de ladite au moins une turbine de type hydrojet immergée dans l’eau.

[0021] Les avantages énoncés pour le système de creusage tel que décrit précédemment sont transposables directement au procédé de creusage.

[0022] Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre l’étape suivante :

- détection d’une canalisation positionnée sur le sol immergé, les moyens de déplacement étant commandés de sorte que les moyens de creusage creusent le sol immergé en dessous de la canalisation.

[0023] Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre les étapes suivantes :

- obtention de la position du dispositif de creusage,

- obtention de la profondeur de l’eau à ladite position du dispositif de creusage, par émission et réception d’ondes acoustiques, la commande des moyens de déplacement étant réalisée en fonction de la position obtenue et/ou de la profondeur obtenue.

[0024] Dans un mode de réalisation particulier,

- les moyens de commande sont positionnés sur un bateau,

- l’obtention de la profondeur est mise en œuvre par des moyens de d’obtention dits deuxièmes moyens d’obtention, positionnés au niveau de la surface de l’eau à la position du dispositif de creusage, le procédé comprenant en outre une transmission de la profondeur mesurée par les deuxièmes moyens d’obtention aux moyens de commande via ondes radio.

Brève description des dessins

[0025] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :

[0026] [Fig. 1] La figure 1 représente, de manière schématique, un système de creusage selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ;

[0027] [Fig. 2] La figure 2 représente, de manière schématique, une turbine de type hydrojet d'un système de creusage selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ;

[0028] [Fig. 3] La figure 3 représente, sous forme d’organigramme, les principales étapes d’un procédé de creusage selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ;

[0029] [Fig. 4] La figure 4 représente, de manière schématique, un système de creusage selon un autre exemple de mode de réalisation de l’invention ;

[0030] [Fig. 5] La figure 5 représente, de manière schématique, le système de creusage de la figure 4 ;

[0031] [Fig. 6] La figure 6 représente, de manière schématique, un dispositif de creusage d’un système de creusage selon un exemple de mode de réalisation de l’invention.

Description des modes de réalisation

[0032] L’invention concerne un système de creusage d’une tranchée dans un sol immergé dans de l’eau, par exemple un sol marin.

[0033] L’invention s’applique notamment, mais de façon non exclusive, au creusage d’une tranchée dans un sol immergé en eaux peu profondes, typiquement un sol marin positionné à moins de cinquante mètres de la surface de l’eau (par exemple aux alentours d’une bordure de plage).

[0034] La figure 1 représente, de manière schématique, un exemple de mode de réalisation d’un système de creusage 100 selon l’invention.

[0035] Le système de creusage 100 comprend un dispositif de creusage 110. Ce dispositif de creusage 110 est adapté pour être immergé dans l’eau E et être positionné contre le sol S immergé.

[0036] Un exemple de dispositif de creusage 110 est représenté schématiquement en figure 6.

[0037] Le dispositif de creusage 110 comprend des moyens de déplacement 112 aptes à déplacer ledit dispositif de creusage 110 sur le sol S immergé.

[0038] Les moyens de déplacement 112 comprennent par exemple une ou plusieurs roues, une ou plusieurs chenilles, et/ou un ou plusieurs patins.

[0039] En outre, le dispositif de creusage 110 comprend des moyens de creusage 116 aptes à être alimentés en eau sous pression et à creuser le sol S immergé en utilisant cette eau sous pression.

[0040] Les moyens de creusage 116 comprennent typiquement un ou plusieurs buses, chaque buse étant adaptée pour concentrer un jet d’eau sous pression, le jet d’eau permettant de creuser le sol S immergé.

[0041] Le dispositif de creusage 110 peut aussi comprendre des moyens de détection 114 configurés pour détecter une canalisation C (par exemple un câble) positionnée sur le sol S immergé. Par exemple, les moyens de détection 114 comprennent un capteur TSS (acronyme de « Turbidity, Suspended Solids », en terminologie anglo-saxonne).

[0042] Le dispositif de creusage 110 est typiquement un robot trancheur (« trencher », en terminologie anglo-saxonne), ou un robot de type luge (« sledge », en terminologie anglo-saxonne).

[0043] Le système de creusage 100 comprend en outre des moyens de commande 120 configurés pour commander les moyens de déplacement 112 du dispositif de creusage 110. [0044] Les moyens de commande 120 peuvent comprendre un poste de commande 122, pouvant être positionné sur un bateau B. Le bateau B est positionné en eaux profondes, c’est-à-dire typiquement à une distance supérieure à 50 mètres ou 100 mètres du rivage R.

[0045] En outre, les moyens de commande 120 comprennent typiquement un moteur 124, le moteur pouvant être positionné sur le rivage R (voir figures 4 et 5) typiquement lorsque le dispositif de creusage 110 est un robot de type luge, sur le bateau B ou sur le dispositif de creusage 110 (typiquement lorsque le dispositif de creusage 110 est un robot trancheur).

[0046] Selon d’autres modes de réalisation, les moyens de commande 120 peuvent être placés dans un poste de commande positionné à terre, par exemple sur une plage.

[0047] De plus, le système de creusage 100 comprend des moyens d’alimentation 130 configurés pour alimenter les moyens de creusage 116 en eau sous pression.

[0048] Les moyens d’alimentation 130 comprennent au moins une turbine 140 de type hydrojet. Il sera considéré dans la suite de la description que les moyens d’alimentation 130 comprennent une turbine 140 de type hydrojet. Les moyens d’alimentation 130 peuvent toutefois comprendre une ou plusieurs turbines 140 de type hydrojet supplémentaires, les turbines 140 de type hydrojet des moyens d’alimentation 130 étant couplées par des moyens de raccordement de conduite.

[0049] Comme le montre la figure 2, la turbine 140 de type hydrojet comprend typiquement une conduite 141 dans laquelle est positionnée une hélice 142 reliée à un moteur 143 par un arbre de transmission 144. La conduite 141 comprend une entrée d’eau 145 et débouche sur une tuyère 146. La tuyère 146 comprend une sortie d’eau 147, le diamètre de la sortie d’eau 147 étant plus petit que le diamètre de la partie de la tuyère 146 reliée à la conduite 141 .

[0050] En outre, les moyens d’alimentation 130 comprennent des moyens de flottaison 132, sur lesquels est positionnée la turbine 140 de type hydrojet. Les moyens de flottaison 132 sont adaptés pour positionner et maintenir l’entrée d’eau 145 de la turbine 140 immergée dans l’eau. Lorsque la turbine fonctionne, l’entrée d’eau 145 est typiquement positionnée à une distance de la surface de l’eau d’au minimum environ 20 cm. Il est ainsi possible de positionner la turbine 140 près du dispositif de creusage, même dans des eaux peu profondes, le minimum de profondeur d’eau nécessaire pour le fonctionnement de la turbine étant d’environ 20 cm. Bien entendu, en fonction de la turbine utilisée, le minimum de profondeur d’eau peut être diffèrent.

[0051] Dans un mode de réalisation, le système de creusage 100 comprend une motomarine 150, aussi appelée scooter des mers ou connue sous de nom de « Jet Ski » (marque déposée). La motomarine 150 comprend alors les moyens d’alimentation 130 et donc la turbine 140 de type hydrojet et les moyens de flottaison 132, la coque de la motomarine 150 formant les moyens de flottaison 132.

[0052] Le système de creusage 100 peut en outre comprendre des premiers moyens de connexion 160 aptes à connecter les moyens de creusage 116 du dispositif de creusage 110 à la turbine 140 de type hydrojet.

[0053] Les premiers moyens de connexion 160 peuvent prendre la forme d’une canalisation, qui est par exemple un tuyau souple. Une première extrémité de la canalisation 160 est raccordée à la sortie d’eau 147 de la turbine 140 et une deuxième extrémité est raccordée à une entrée d’eau des moyens de creusage 116.

[0054] La longueur de la canalisation est typiquement inférieure à trente mètres, et est par exemple de 20 mètres. Cette faible longueur de canalisation permet de limiter les pertes de puissance entre la turbine 140 et les moyens de creusage 116.

[0055] Le système de creusage 110 peut aussi comprendre des deuxièmes moyens de connexion 170 aptes à connecter électriquement les moyens de commande 120 au dispositif de creusage 110. Les deuxièmes moyens de connexion 170 prennent typiquement la forme d’un câble comprenant un ou plusieurs fils électriques et/ou fibres optiques, appelé « cordon ombilical ».

[0056] Le système de creusage peut comprendre des premiers moyens d’obtention 180, aptes à obtenir la position du dispositif de creusage 110 et/ou des deuxièmes moyens d’obtention 190 aptes à obtenir la profondeur de l’eau à la position du dispositif de creusage 110. [0057] Les premiers moyens d’obtention 180 sont typiquement fixés au dispositif de creusage 110 et sont par exemple une caméra.

[0058] Les deuxièmes moyens d’obtention 190 sont par exemple un émetteur- récepteur d’ondes acoustiques, adapté pour être positionné à la surface de l’eau au-dessus du dispositif de creusage 110.

[0059] Les premiers moyens d’obtention 180 et/ou les deuxièmes moyens d’obtention 190 sont configurés pour transmettre respectivement la position obtenue et/ou la profondeur obtenue aux moyens de commande 120, les moyens de commande 120 étant alors aptes à connaître l’avancement du dispositif de creusage 110. Les moyens de commande 120 sont configurés pour commander les moyens de déplacement 112 du dispositif de creusage 110 en fonction de la position et/ou de la profondeur obtenues, ainsi qu’en fonction de la position de la canalisation détectée. Les commandes transmises aux moyens de déplacement 112 sont déterminées à partir de ces informations notamment parce que la réponse du dispositif de creusage 110 aux commandes est différente lorsque celui-ci est entièrement immergé et lorsqu’il commence à sortir de l’eau en montant sur le rivage.

[0060] Les premiers moyens d’obtention 180 sont typiquement configurés pour transmettre la position obtenue aux moyens de commande 120 via une connexion filaire, par exemple via une fibre optique des deuxièmes moyens de connexion 170.

[0061] Les deuxièmes moyens d’obtention 190 sont typiquement configurés pour transmettre la profondeur obtenue aux moyens de commande 120 par ondes radio.

[0062] La figure 3 représente un procédé de creusage d’une tranchée dans un sol S immergé dans de l’eau, tel qu’un sol marin. Ce procédé est mis en œuvre par un système de creusage conforme à un exemple de mode de réalisation de l’invention, tel que le système de creusage 100 de la figure 1 .

[0063] Le procédé de creusage est typiquement mis en œuvre après la mise en œuvre d’un procédé de dépose d’une canalisation C sur le sol S immergé, la canalisation C étant adaptée pour être enfouie dans le sol S (« ensouillée »). [0064] Dans une étape E300, le dispositif de creusage 110 est immergé dans l’eau E afin d’être positionné contre le sol S immergé.

[0065] Dans une étape E310, les moyens de détection 114 du dispositif de creusage 110 détectent la canalisation C ayant préalablement été déposée sur le sol S. Les moyens de détection 114 peuvent alors transmettre une ou plusieurs données de positionnement de la canalisation C aux moyens de commande 120, typiquement via les deuxièmes moyens de connexion 170.

[0066] En outre, dans une étape E320, les premiers moyens d'obtention 180 obtiennent la position PO du dispositif de creusage 110. La position PO obtenue est ensuite typiquement transmise aux moyens de commande 120 via les deuxièmes moyens de connexion 170, par exemple via une fibre optique des deuxièmes moyens de connexion 170.

[0067] Dans une étape E330, les deuxièmes moyens d’obtention 190 obtiennent la profondeur PR de l'eau E à la position PO du dispositif de creusage 110, typiquement la position PO obtenue à l’étape E320.

[0068] L’obtention de la profondeur PR est par exemple réalisée par un émetteur- récepteur 190 d’ondes acoustiques, positionné à la surface de l’eau E au-dessus du dispositif de creusage 110. L’émetteur-récepteur 190 émet une onde acoustique puis réceptionne l’onde acoustique réfléchie par le sol S, le temps écoulé entre l'émission de l’onde acoustique et la réception de l’onde acoustique réfléchie permettant de calculer la profondeur PR de l’eau E.

[0069] La profondeur PR obtenue est ensuite transmise aux moyens de commande 120, typiquement via ondes radio.

[0070] Dans une étape E340, les moyens de commande 120 commandent les moyens de déplacement 112 du dispositif de creusage 110, de sorte à déplacer le dispositif de creusage 110 sur le sol S, typiquement en fonction de la ou des données de positionnement du câble ou de la canalisation transmises à l’étape E310, de la position du dispositif de creusage 110 transmise à l’étape E320 et/ou de la profondeur de l’eau transmise à l’étape E330.

[0071] Les moyens de déplacement 112 déplacent alors le dispositif de creusage 110, typiquement le long de la canalisation détectée. [0072] Dans une étape E350, mise en œuvre de manière concomitante à l’étape E340, les moyens d’alimentation 130 alimentent en eau sous pression les moyens de creusage 116 du dispositif de creusage 110. Le sol S est alors creusé par les moyens de creusage 116 en utilisant l’eau sous pression.

[0073] Plus précisément, le moteur 143 de la turbine 140 de type hydrojet est mis en marche et entraîne alors en rotation l’hélice 142 via l'arbre de transmission 144. La rotation de l’hélice permet d’aspirer l’eau E via l’entrée d’eau 145 et de la propulser vers la tuyère 146. La configuration de la tuyère 146 (i.e. le diamètre de la sortie d’eau 147 plus petit que le diamètre de la partie de la tuyère 146 reliée à la conduite 141 ) permet d’accélérer la vitesse de l'eau E circulant dans la tuyère 146 (application du théorème de Bernoulli).

[0074] L’eau E sort ensuite par la sortie d’eau 147 et circule dans les premiers moyens de connexion 160 pour arriver à l’entrée d’eau des moyens de creusage 116, les moyens de creusage utilisant cette eau E pour creuser le sol S.

[0075] La puissance de la turbine 140 est typiquement de 310 ch (cheval-vapeur) soit environ 228 kW, une puissance de 620 ch (et donc d’environ 456 kW) pouvant être obtenue en cas de couplage de deux turbines 140. La profondeur du creusage est typiquement de deux mètres depuis la surface du sol S.

[0076] Le déplacement du dispositif de creusage 110 concomitant au creusage du sol S permet le creusage d’une tranchée, typiquement le long de la canalisation C détectée et en dessous de la canalisation C détectée, le sol S pouvant aussi être creusé autour de la canalisation C de sorte que la canalisation C puisse descendre dans la tranchée sans frottement sur les côtés de la tranchée.