submersible associé "

[0001] L'invention s'inscrit dans le domaine des véhicules télécommandés submersibles.

[0002] L'invention porte plus particulièrement sur un outil de nettoyage de structure sous-marine.

[0003] On entend par structure sous-marine et de façon non limitative des plateformes pétrolières, des anodes sous-marines, des coques de navires ou de pétroliers, ou encore des lignes d'ancres. [0004] La surface de ces structures sous-marines est soumise à l'apparition de salissures résultant de l'exposition prolongée dans la mer. Ces salissures sont le plus souvent des coraux, des algues ou encore des huîtres.

[0005] Ces salissures engendrent une augmentation de la charge de la structure considérée et peuvent potentiellement en augmenter également la prise au courant. En outre, ces salissures peuvent masquer des anomalies de type fissure ou oxydation. Il convient donc de débarrasser régulièrement les structures immergées de ces salissures et ce, sans endommager la surface soumise au nettoyage.

[0006] Comme réalisé actuellement, le nettoyage de ces surfaces par des plongeurs engendre un risque humain important. En outre, les coûts associés au déploiement de plongeurs sont élevés. Enfin, certaines surfaces soumises à des courants importants ou situées à de grandes profondeurs sont difficilement accessibles, sauf à augmenter plus encore les risques humains associés.

[0007] L'invention vise ainsi un outil de nettoyage submersible apte à être télécommandé depuis la surface et capable d'assurer le nettoyage de surfaces sous-marines même difficilement accessibles et ce, sans endommager les matériaux constitutifs de ces surfaces.

À cet effet, l'unité de nettoyage submersible de l'invention est apte à être entraînée par des moyens de propulsion et commandée à distance, et est essentiellement caractérisée en ce qu'elle est équipée d'au moins un système rotatif de raclage de salissures marines présentes à la surface de ladite structure sous-marine, qui comporte au moins un outil de grattage monté sur un tambour dont l'axe longitudinal définit l'axe de rotation du dit système rotatif de raclage, et en ce que le tambour est apte à être commandé en rotation et destiné à être positionné parallèlement à la surface à nettoyer.

[0008] L'outil de nettoyage de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :

- l'unité de nettoyage comporte un moteur hydraulique qui est monté dans l'axe du tambour au niveau de l'une de ses deux extrémités et alimenté par un groupe hydraulique logé dans le châssis de ladite unité de nettoyage.

- le système rotatif de raclage et le moteur hydraulique s'étendent le long d'une extrémité transversale du châssis de l'unité de nettoyage.

- plusieurs outils de grattage sont agencés le long du tambour du système rotatif de raclage.

- chaque outil de grattage est solidarisé à une ailette respective qui est agencée sur au moins une partie de la périphérie dudit tambour et qui comporte une zone de renfort au niveau de laquelle le dit outil de grattage est monté traversant. - le système rotatif de grattage comporte trois outils de grattage montés le long du tambour, les trois outils de grattage étant solidarisés au tambour en étant positionnés en décalage angulaire de 120°sur ledit tambour.

- chaque outil de grattage est constitué d'une chaîne métallique. - la chaîne métallique comporte trois maillons en acier de grade compris entre 80 et 100, chaque maillon présentant une longueur comprise entre 1 et 5 centimètres et une section comprise entre 6 et 10 millimètres, et la vitesse de rotation du tambour est comprise entre 500 et 900 tours par minute. [0009] L'invention porte également sur un ensemble de nettoyage submersible d'une structure sous-marine et qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte une unité de nettoyage telle que précédemment décrite, qui est solidarisée à un robot sous-marin muni notamment de moyens de propulsion et de moyens de captation, et commandé à distance. [0010] Avantageusement, l'unité de nettoyage est montée sous le robot sous- marin.

[0011] Plus avantageusement, le groupe hydraulique de l'unité de nettoyage est alimenté électriquement par le circuit électrique du robot sous-marin.

[0012] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :

- la figure 1 est une représentation schématique de l'ensemble de nettoyage de l'invention immergé en position de nettoyage et relié par un câble d'alimentation via une poulie à une plateforme de contrôle et de guidage. - la figure 2 est une représentation schématique en perspective et en élévation du châssis de l'outil de nettoyage de l'invention illustrant notamment le tambour rotatif dépourvu sur cette figure des outils de grattage,

- la figure 3 est une représentation schématique de dessus du groupe hydraulique d'alimentation du moteur hydraulique d'actionnement en rotation du tambour de l'outil de nettoyage,

- la figure 4 est une vue agrandie de la figure 2 illustrant l'extrémité transversale de l'outil de nettoyage munie de l'outil de grattage partiellement représenté et du moteur hydraulique d'entraînement en rotation du tambour de l'outil, - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 sur laquelle est représenté un outil de grattage constitué d'une chaîne à trois maillons en acier selon une première variante de l'invention,

- la figure 6 est une vue agrandie de la figure 5 prise selon la flèche VI et illustrant la chaîne à trois maillons en acier formant outil de grattage de l'outil de nettoyage selon la première variante, et

- la figure 7 est une vue agrandie d'un outil de grattage fait d'une lamelle en résine selon une seconde variante de réalisation.

[0013] En référence à la figure 1 , l'ensemble de nettoyage 1 de l'invention comporte un robot sous-marin 2 sous lequel est monté une unité de nettoyage 3. On entend par robot sous-marin 2 un véhicule télécommandé (ROV - remotely operated vehicle) qui est submersible dans un corps d'eau, ici la mer 7, et qui peut être commandé à distance depuis une plateforme fixe 4 ou un navire par l'intermédiaire d'un câble 5 monté autour d'une poulie 6. [0014] Le robot sous-marin 2 est équipé de moyens de propulsion et d'une ou de plusieurs caméras non représentées qui sont alimentés électriquement via le câble 5. La câble 5 véhicule également des données, ces aspects étant connus de l'homme du métier au regard de l'utilisation des robot sous-marin 2 commercialisés. [0015] L'unité de nettoyage 3 comporte un groupe hydraulique 8 qui sera décrit plus loin et qui est avantageusement alimenté électriquement par le circuit électrique 9 du robot sous-marin 2 en évitant ainsi la multiplication des câbles 5.

[0016] L'unité de nettoyage 3 est solidarisée au robot sous-marin 2 par soudure, par boutonnage ou par tout autre moyen communément utilisé pour assembler une unité technique à un robot sous-marin 2. Alternativement et non représenté, l'unité de nettoyage 3 n'est pas rapporté à un robot sous-marin 2 mais comporte ses propres moyens de propulsion et de captation. [0017] Un ou plusieurs opérateurs non représentés assurent le guidage et les commandes de l'ensemble de nettoyage 1 depuis la plateforme 4. Il est également prévu sur la plate-forme des moyens de commande, des enregistreurs, des analyseurs et tout autre matériel connu de l'homme du métier assurant le guidage mécanique et électrique du robot sous-marin 2, l'activation en fonctionnement de l'outil de nettoyage 3 et la collecte et traitement des données.

[0018] L'ensemble de nettoyage 1 est ainsi guidé et placé depuis la plateforme 4 à proximité de la surface 10 d'une structure sous-marine 11 à nettoyer. L'une 12 des extrémités de l'unité de nettoyage 3 comporte un système rotatif de grattage qui sera décrit plus loin, qui est positionné à une distance de fonctionnement de la surface 10 et qui est actionné en rotation depuis la plateforme pour débarrasser la surface 10 des salissures 13 présentes sur la surface 10. Une fois l'opération de nettoyage finalisée, le système rotatif de grattage est commandé inactif et l'ensemble de nettoyage 1 est remonté à la surface sur la plateforme 4. [0019] En référence à la figure 2, l'unité de nettoyage 3 comporte un châssis 15 substantiellement composé de deux flancs 16 en matière plastique, de quatre traverses 17 en profilé aluminium et se prolonge longitudinalement par un nez 18 en aluminium jusqu'à l'extrémité transversale 12 de l'unité de nettoyage 3.

[0020] Le nez 18 de l'unité de nettoyage 3 comporte un premier flanc 19 en aluminium et un second flanc parallèle 20, ce dernier flanc 20 formant l'une des faces d'un conduit de protection en aluminium 21 du moteur hydraulique 22 (figure 4) qui entraîne en rotation le système rotatif de raclage 23 s'étendant transversalement et à l'extrémité longitudinale du nez 18 entre le premier flanc 19 et le conduit de protection 21. [0021] Le système rotatif de raclage 23 comporte un tambour 24 qui est réalisé en acier anti-corrosion, par exemple en Dursteel® et dont l'axe principal XX' définit l'axe de rotation du système rotatif 23. Les deux extrémités 25,26 du tambour 24 sont montées respectivement sur le conduit de protection 21 et sur le premier flanc 20 via un accouplement élastique 27 et deux paliers auto-aligneurs 26a agencés de part et d'autre du tambour 24. Du côté du moteur hydraulique 22, le palier auto- aligneur 26a est situé entre l'accouplement élastique 27 et l'extrémité considérée 25 du tambour 24. L'accouplement élastique 27 et les paliers auto-aligneurs 26a sont tous visibles sur la figure 3 et partiellement visibles sur les figures 2, 4 et 5. Les paliers auto-aligneurs 26a sont représentés sans support sur la figure 4, et avec support sur la figure 5. Lorsque le système rotatif de raclage 23 est activé en fonctionnement, le tambour 24 est positionné parallèlement à la surface à nettoyer.

[0022] Le système rotatif de raclage 23 comporte trois ailettes 28a,28b,28c sur lesquelles sont solidarisés les outils de grattage non représentés sur les figures 2 et 4 et qui seront décrits plus loin. Les trois ailettes 28a,28b,28c sont régulièrement agencées le long du tambour 24 entre deux disques 29,30. Le diamètre de ces deux disques 29,30 est supérieur au plus grand diamètre des ailettes 28a,28b,28c et l'épaisseur de ces disques 29,30 est suffisamment fine pour éviter le blocage de la rotation du tambour 24 en cas de contact entre les disques fins 29,30 et la surface à nettoyer. Chaque ailette 28a,28b,28c entoure partiellement le tambour 24 en présentant un renfort 28a1 ,28a2 fait d'une zone de plus grande épaisseur sur laquelle est ménagée un orifice traversant 28a2,28b2 destiné à assurer la solidarisation de l'outil de grattage sur l'ailette 28a,28b,28c correspondante.

[0023] En outre, les trois ailettes 28a,28b,28c, ou les trois renforts 28a1,28a2 d'une ailette correspondante 28a,28b,28c, sont agencées le long du tambour 24 en décalage angulaire de 120°C. Ce décalage angulaire permet avantageusement d'assurer une répartition régulière des masses des outils de grattage en mouvement pour éviter le balourd.

[0024] Le moteur hydraulique 22 est monté à l'extrémité du conduit de protection 21 dans l'axe XX' du tambour 24. En référence à la figure 3, le moteur hydraulique 22 est alimenté par un groupe hydraulique 30 agencé sur le châssis 15 de l'unité de nettoyage 3. Le groupe hydraulique 30 est composé d'un groupe motopompe 31 constitué d'un moteur électrique 32 qui est alimenté par le circuit électrique du robot sous-marin non représenté sur cette figure et qui est en liaison avec une pompe 33 via un accouplement élastique 34. Le groupe motopompe 31 est en liaison avec un réservoir d'huile 35 et un limitateur de pression 36. Le groupe hydraulique 30 comporte une partie de circuit sous pression 37 et une partie de circuit à pression atmosphérique 38. De façon non limitative, le moteur hydraulique 22 est de cylindre de 11 cm ³ et la pompe hydraulique de 3,1 cm ³ . Le moteur hydraulique 22 fait tourner le tambour 24 à une vitesse comprise entre 500 et 900 tours minutes selon l'outil de grattage utilisé. [0025] Le moteur électrique 32 entraîne la pompe hydraulique 33 en fonctionnement qui fait transiter l'huile contenu dans le réservoir 35 vers ladite pompe 33 qui envoie alors l'huile sous pression vers le limitateur 36 puis, si la pression est inférieure à une pression seuil, le moteur hydraulique 22. À la sortie du moteur hydraulique 22, l'huile à pression atmosphérique retourne vers le réservoir 35.

[0026] La pression du circuit haute pression 37 est ajustée pour ne pas dépasser 190 Bar. En cas de dépassement de cette pression de 190 Bar, un circuit de dérivation 39 entre le limitateur 36 et le réservoir 35 permet d'éviter d'endommager le moteur hydraulique 22. [0027] Le principal intérêt de mettre en œuvre un groupe hydraulique réside dans la possibilité d'agencer le moteur hydraulique 22 au plus près du système rotatif de grattage 30 et dans l'axe XX' du tambour 24, ceci étant rendu possible par l'utilisation de câbles flexibles au sein du groupe hydraulique ce qui permet d'éviter l'utilisation de systèmes de renvoi d'angle. [0028] En référence au figures 5 et 6, l'outil de grattage 40 est constitué d'une chaîne en acier 40' de grade compris entre 80 et 100 composé de trois maillons 41 de diamètre 8 millimètres et de longueur de 3 centimètres. Les trois maillons 41 sont solidarisés au tambour 24 au moyen d'une manille 42 en acier inoxydable de diamètre 10 millimètres qui est boulonnée sur le renfort 28a 1 en traversant l'orifice 28a2 correspondant. Un seul outil de grattage complet 40 est représenté sur les figures 5 et 6 mais il est entendu que le système rotatif de grattage 23 comporte trois outils de grattage 40 identiques à celui précédemment décrit, chaque outil 40 étant solidarisé à une ailette correspondante 28a.28b.28c. [0029] Lorsque l'outil de grattage 40 est tel que précédemment décrit, le tambour 24 est actionné en rotation par le moteur hydraulique 22 à une vitesse de 700 tours par minute. Ainsi agencé, chaque outil de grattage 40 s'étend perpendiculairement au tambour 24, ce qui permet ainsi de venir frapper la surface à nettoyer lorsque le tambour est entraîné en rotation par le moteur hydraulique et le tambour 40 positionner parallèlement à la surface à nettoyer.

[0030] En référence à la figure 7, l'outil de grattage 40a peut alternativement être constitué d'une lamelle en résine 43 solidarisée par boulonnage au renfort 28a 1 de l'ailette 28a correspondante et positionnée ainsi également perpendiculairement au tambour 24.

[0031] Bien que non représenté, l'outil de grattage 40,40a pourra être un câble en acier, une brosse ou encore une hélice circulaire. Il importe que l'outil de grattage présente à la fois une dureté suffisante pour gratter et retirer les salissures de la surface à nettoyer mais également une souplesse générale lui permettant de venir frapper sans se rompre contre la surface à nettoyer lorsque le tambour 24 est en rotation et positionné parallèlement à la surface à nettoyer. L'outil de grattage est de forme générale allongée et s'étend perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement au tambour 24. La longueur de l'outil de grattage 40,40a est également ajustée pour optimiser le nettoyage et est généralement comprise, en considérant l'extrémité libre de l'outil de grattage 40 jusqu'à la surface cylindrique du tambour 24, entre 10 et 20 centimètres. De façon plus générale, la longueur de l'outil de grattage est ajustée selon les frottements engendrés par les outils de grattage pour ne pas entraver la bonne rotation du tambour selon la capacité d'entraînement du moteur hydraulique.