EP4263956A1 - Systeme de creusage d'une tranchee dans un sol immerge, et procede de creusage associe - Google Patents

Systeme de creusage d'une tranchee dans un sol immerge, et procede de creusage associe

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Publication number
EP4263956A1
EP4263956A1 EP21848179.4A EP21848179A EP4263956A1 EP 4263956 A1 EP4263956 A1 EP 4263956A1 EP 21848179 A EP21848179 A EP 21848179A EP 4263956 A1 EP4263956 A1 EP 4263956A1
Authority
EP
European Patent Office
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digging
water
obtaining
ground
submerged
Prior art date
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Pending
Application number
EP21848179.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Georges Denis CONIGLIARO
Pascal REYMOND
Ali JEDDAI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
Orange SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Orange SA filed Critical Orange SA
Publication of EP4263956A1 publication Critical patent/EP4263956A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/8858—Submerged units
    • E02F3/8866—Submerged units self propelled
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
    • E02F3/9206—Digging devices using blowing effect only, like jets or propellers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • E02F9/245—Safety devices, e.g. for preventing overload for preventing damage to underground objects during excavation, e.g. indicating buried pipes or the like

Definitions

  • the present invention relates to the general field of burial, and relates in particular to a system for digging a trench in soil immersed in water, for example sea soil.
  • the invention applies in particular, but not exclusively, to the digging of a trench in submerged soil in shallow water, typically a seabed positioned less than fifty meters from the surface of the water (for example around a beach edge).
  • the burial of an underwater pipeline is carried out by means of a system comprising in particular a digging device capable of digging trenches in the seabed.
  • such a digging device is able to move on the sea floor, while digging the sea floor using pressurized water, so as to dig a trench.
  • the digging device is supplied with pressurized water by a pump positioned on the deck of a boat, a supply pipe connecting the digging device to the pump.
  • the present invention relates to a system for digging a trench in ground immersed in water, said system comprising a digging device comprising:
  • - digging means suitable for being supplied with pressurized water and for digging the submerged soil using the pressurized water
  • system further comprising control means configured to control the moving means and supply means configured to supply pressurized water to the digging means, characterized in that the supply means comprise at least one water-jet type turbine, said at least one water-jet type turbine being positioned on flotation means suitable for positioning an inlet of water from said at least one hydro-jet type turbine immersed in water.
  • the high power of the hydro-jet type turbine enables the digging device to effectively dig the submerged ground.
  • the dimensions of the hydrojet type turbine allow its use in shallow waters.
  • the hydrojet-type turbine can thus be positioned close to the digging device, even in shallow waters, which makes it possible to better recover the power of the hydrojet-type turbine.
  • the digging system comprises at least one personal watercraft comprising said at least one water-jet type turbine and the flotation means.
  • the personal watercraft is a common material, light (approximately 300 kilograms), handy and easily transportable.
  • the watercraft allows the water-jet type turbine to be positioned close to the digging device, even in shallow waters, which makes it possible to better recover the power of the hydrojet-type turbine.
  • the digging system further comprises detection means capable of detecting a pipeline positioned on the submerged ground, the control means being capable of controlling the displacement means so as to dig the submerged ground below the pipeline.
  • the digging system further comprises:
  • - second obtaining means capable of obtaining the depth of the water at said position of the digging device, by emission and reception of acoustic waves, the control means being capable of controlling the displacement means as a function of the position obtained and/or the depth obtained.
  • control means are positioned on a boat
  • the second means of obtaining are positioned at the level of the surface of the water at the position of the digging device, the second means of obtaining being able to transmit the depth obtained to the control means via radio waves.
  • the digging device is a slicer robot.
  • the digging system comprises first connection means capable of connecting the digging means to the hydrojet-type turbine, taking the form of a pipe whose length is less than thirty meters. [0019] The short length of the pipe makes it possible to limit the power losses between the turbine and the digging means.
  • the invention further relates to a method for digging a trench in ground immersed in water, comprising the following steps:
  • control means by control means, of means for moving a digging device, so as to move said digging device on the submerged ground
  • the supply means comprising at least one waterjet-type turbine, said at least one waterjet-type turbine being positioned on flotation means suitable for positioning a water inlet of said at least one waterjet-type turbine submerged in water.
  • the method further comprises the following step:
  • the displacement means being controlled so that the digging means dig the submerged ground below the pipeline.
  • the method further comprises the following steps:
  • control means are positioned on a boat
  • the obtaining of the depth is implemented by means of obtaining said second means of obtaining, positioned at the level of the surface of the water at the position of the digging device, the method further comprising transmitting the depth measured by the second obtaining means to the control means via radio waves.
  • FIG. 1 Figure 1 schematically shows a digging system according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 schematically represents a turbine of the hydro-jet type of a digging system according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 represents, in the form of a flowchart, the main steps of a digging method according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 4 Figure 4 schematically shows a digging system according to another exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 5 schematically shows the digging system of Figure 4.
  • FIG. 6 schematically represents a digging device of a digging system according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the invention relates to a system for digging a trench in ground immersed in water, for example seafloor.
  • the invention applies in particular, but not exclusively, to the digging of a trench in submerged soil in shallow water, typically soil sailor positioned less than fifty meters from the surface of the water (for example around a beach edge).
  • Figure 1 schematically shows an example embodiment of a digging system 100 according to the invention.
  • the digging system 100 comprises a digging device 110.
  • This digging device 110 is adapted to be immersed in water E and to be positioned against the submerged ground S.
  • FIG. 6 An example of a digging device 110 is shown schematically in Figure 6.
  • the digging device 110 comprises moving means 112 capable of moving said digging device 110 on the submerged ground S.
  • the displacement means 112 comprise for example one or more wheels, one or more caterpillars, and/or one or more skids.
  • the digging device 110 comprises digging means 116 adapted to be supplied with pressurized water and to dig the submerged soil S using this pressurized water.
  • the digging means 116 typically comprise one or more nozzles, each nozzle being adapted to concentrate a pressurized water jet, the water jet making it possible to dig the submerged soil S.
  • the digging device 110 can also comprise detection means 114 configured to detect a pipe C (for example a cable) positioned on the submerged ground S.
  • the detection means 114 comprise a TSS sensor (acronym for “Turbidity, Suspended Solids”, in English terminology).
  • the digging device 110 is typically a trencher robot (“trencher”, in English terminology), or a sledge-type robot (“sledge”, in English terminology).
  • the digging system 100 further comprises control means 120 configured to control the moving means 112 of the digging device 110.
  • the control means 120 may comprise a control station 122, which can be positioned on a boat B.
  • the boat B is positioned in deep water, that is to say typically at a distance greater than 50 meters or 100 meters from shore R.
  • control means 120 typically comprise a motor 124, the motor being able to be positioned on the shore R (see FIGS. 4 and 5) typically when the digging device 110 is a toboggan-type robot, on the boat B or on the digging device 110 (typically when the digging device 110 is a slicing robot).
  • control means 120 can be placed in a control station positioned on the ground, for example on a beach.
  • the digging system 100 includes supply means 130 configured to supply the digging means 116 with pressurized water.
  • the supply means 130 comprise at least one turbine 140 of the hydrojet type. It will be considered in the remainder of the description that the supply means 130 comprise a turbine 140 of the hydrojet type.
  • the supply means 130 may however comprise one or more additional water-jet type turbines 140, the water-jet type turbines 140 of the supply means 130 being coupled by pipe connection means.
  • the turbine 140 of the waterjet type typically comprises a pipe 141 in which is positioned a propeller 142 connected to a motor 143 by a transmission shaft 144.
  • the pipe 141 comprises a water inlet 145 and leads to a nozzle 146.
  • the nozzle 146 comprises a water outlet 147, the diameter of the water outlet 147 being smaller than the diameter of the part of the nozzle 146 connected to the pipe 141 .
  • the supply means 130 comprise flotation means 132, on which is positioned the turbine 140 of the hydrojet type.
  • the flotation means 132 are adapted to position and maintain the water inlet 145 of the turbine 140 submerged in water.
  • the water inlet 145 is typically positioned at a distance from the surface of water of at least about 20 cm. It is thus possible to position the turbine 140 close to the digging device, even in shallow water, the minimum depth of water necessary for the operation of the turbine being approximately 20 cm. Of course, depending on the turbine used, the minimum water depth may be different.
  • the digging system 100 includes a personal watercraft 150, also called a sea scooter or known as a "Jet Ski” (registered trademark).
  • the personal watercraft 150 then comprises the power supply means 130 and therefore the water-jet type turbine 140 and the flotation means 132, the hull of the personal watercraft 150 forming the flotation means 132.
  • the digging system 100 may further comprise first connection means 160 capable of connecting the digging means 116 of the digging device 110 to the turbine 140 of the hydrojet type.
  • the first connection means 160 can take the form of a pipe, which is for example a flexible pipe. A first end of the pipe 160 is connected to the water outlet 147 of the turbine 140 and a second end is connected to a water inlet of the digging means 116.
  • the length of the pipe is typically less than thirty meters, and is for example 20 meters. This short length of pipe makes it possible to limit the power losses between the turbine 140 and the digging means 116.
  • the digging system 110 can also comprise second connection means 170 able to electrically connect the control means 120 to the digging device 110.
  • the second connection means 170 typically take the form of a cable comprising one or more electric wires and/or optical fibers, called "umbilical cord”.
  • the digging system may comprise first obtaining means 180, capable of obtaining the position of the digging device 110 and/or second obtaining means 190 capable of obtaining the depth of the water at the position of the digging device 110.
  • the first obtaining means 180 are typically fixed to the digging device 110 and are for example a camera.
  • the second obtaining means 190 are for example an acoustic wave transmitter-receiver, adapted to be positioned on the surface of the water above the digging device 110.
  • the first obtaining means 180 and/or the second obtaining means 190 are configured to respectively transmit the position obtained and/or the depth obtained to the control means 120, the control means 120 then being capable of knowing advancement of the digging device 110.
  • the control means 120 are configured to control the means of displacement 112 of the digging device 110 according to the position and/or the depth obtained, as well as according to the position of the pipe detected.
  • the commands transmitted to the displacement means 112 are determined from this information, in particular because the response of the digging device 110 to the commands is different when the latter is completely submerged and when it begins to come out of the water by climbing on the shore.
  • the first obtaining means 180 are typically configured to transmit the position obtained to the control means 120 via a wired connection, for example via an optical fiber from the second connection means 170.
  • the second obtaining means 190 are typically configured to transmit the depth obtained to the control means 120 by radio waves.
  • FIG. 3 represents a method for digging a trench in a ground S immersed in water, such as a sea floor. This method is implemented by a digging system in accordance with an exemplary embodiment of the invention, such as the digging system 100 of FIG.
  • the digging process is typically implemented after the implementation of a process for laying a pipeline C on the submerged ground S, the pipeline C being adapted to be buried in the ground S ("underground” ).
  • the digging device 110 is immersed in the water E in order to be positioned against the submerged ground S.
  • the detection means 114 of the digging device 110 detect the pipe C having previously been deposited on the ground S.
  • the detection means 114 can then transmit one or more positioning data of the pipe C to the control means 120, typically via the second connection means 170.
  • the first obtaining means 180 obtain the position PO of the digging device 110.
  • the position PO obtained is then typically transmitted to the control means 120 via the second connection means 170, by example via an optical fiber of the second connection means 170.
  • the second obtaining means 190 obtain the depth PR of the water E at the position PO of the digging device 110, typically the position PO obtained in step E320.
  • Obtaining the depth PR is for example carried out by a transceiver 190 of acoustic waves, positioned at the surface of the water E above the digging device 110.
  • the transceiver 190 transmits an acoustic wave then receives the acoustic wave reflected by the ground S, the time elapsed between the emission of the acoustic wave and the reception of the reflected acoustic wave making it possible to calculate the depth PR of the water E.
  • the depth PR obtained is then transmitted to the control means 120, typically via radio waves.
  • control means 120 control the means of movement 112 of the digging device 110, so as to move the digging device 110 on the ground S, typically as a function of the positioning data or data of the cable or pipe transmitted to step E310, the position of the digging device 110 transmitted to step E320 and/or the depth of the water transmitted to step E330.
  • the moving means 112 then move the digging device 110, typically along the detected pipe.
  • the supply means 130 supply pressurized water to the digging means 116 of the digging device 110.
  • the ground S is then dug by the digging means 116 using pressurized water.
  • the motor 143 of the turbine 140 of the hydrojet type is started and then drives the propeller 142 in rotation via the transmission shaft 144.
  • the rotation of the propeller makes it possible to suck up the water. E via the water inlet 145 and to propel it towards the nozzle 146.
  • the configuration of the nozzle 146 i.e. the diameter of the water outlet 147 smaller than the diameter of the part of the nozzle 146 connected to the pipe 141) makes it possible to accelerate the speed of the water E flowing in the nozzle 146 (application of Bernoulli's theorem).
  • the water E then exits through the water outlet 147 and circulates in the first connection means 160 to arrive at the water inlet of the digging means 116, the digging means using this water E to dig the ground S.
  • the power of the turbine 140 is typically 310 hp (horsepower) or approximately 228 kW, a power of 620 hp (and therefore approximately 456 kW) being obtainable in the event of coupling of two turbines 140.
  • the depth of digging is typically two meters from the ground surface S.
  • the displacement of the digging device 110 concomitant with the digging of the soil S allows the digging of a trench, typically along the pipe C detected and below the pipe C detected, the soil S also being able to be dug around Pipe C so that Pipe C can descend into the trench without rubbing the sides of the trench.

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Abstract

L'invention concerne un système de creusage (100) d'une tranchée dans un sol (S) immergé dans de l'eau (E), ledit système comprenant un dispositif de creusage (110) comprenant : - des moyens de déplacement (112) aptes à déplacer ledit dispositif de creusage (110) sur le sol (S) immergé, - des moyens de creusage aptes à être alimentés en eau sous pression et à creuser le sol (S) immergé en utilisant l'eau sous pression, ledit système comprenant en outre des moyens de commande (120) configurés pour commander les moyens de déplacement (112) et des moyens d'alimentation (130) configurés pour alimenter en eau sous pression les moyens de creusage, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (130) comprennent au moins une turbine (140) de type hydrojet.

Description

Description
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.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Système de creusage (100) d'une tranchée dans un sol (S) immergé dans de l'eau (E), ledit système comprenant un dispositif de creusage (110) comprenant : des moyens de déplacement (112) aptes à déplacer ledit dispositif de creusage (110) sur le sol (S) immergé, des moyens de creusage (116) aptes à être alimentés en eau sous pression et à creuser le sol (S) immergé en utilisant l'eau sous pression, ledit système comprenant en outre des moyens de commande (120) configurés pour commander les moyens de déplacement (112) et des moyens d'alimentation (130) configurés pour alimenter en eau sous pression les moyens de creusage (116), caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (130) comprennent au moins une turbine (140) de type hydrojet, ladite au moins une turbine (140) de type hydrojet étant positionnée sur des moyens de flottaison (132) adaptés pour positionner une entrée d'eau (145) de ladite au moins une turbine (140) de type hydrojet immergée dans l'eau.
[Revendication 2] Système de creusage selon la revendication 1, comprenant au moins une motomarine (150) comprenant ladite au moins une turbine (140) de type hydrojet et les moyens de flottaison (132).
[Revendication 3] Système de creusage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, comprenant en outre des moyens de détection (114), aptes à détecter une canalisation (C) positionnée sur le sol (S) immergé, les moyens de commande (120) étant aptes à commander les moyens de déplacement (112) de sorte à creuser le sol (S) immergé en dessous de la canalisation (C).
[Revendication 4] Système de creusage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre : des premiers moyens d'obtention (180) aptes à obtenir la position (PO) du dispositif de creusage (110), des deuxièmes moyens d'obtention (190) aptes à obtenir la profondeur (PR) de l'eau (E) à ladite position (PO) du dispositif de creusage (110), par émission et réception d'ondes acoustiques, les moyens de commande (120) étant aptes à commander les moyens de déplacement (112) en fonction de la position (PO) obtenue et/ou de la profondeur (PR) obtenue.
[Revendication 5] Système de creusage selon la revendication 4, dans lequel : les moyens de commande (120) sont positionnés sur un bateau (B), les deuxièmes moyens d'obtention (190) sont positionnés au niveau de la surface de l'eau (E) à la position (PO) du dispositif de creusage (110), les deuxièmes moyens d'obtention (190) étant aptes à transmettre la profondeur (PR) obtenue aux moyens de commande (120) via ondes radio.
[Revendication 6] Système de creusage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif de creusage (110) est un robot trancheur.
[Revendication 7] Système de creusage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant des premiers moyens de connexion (160) aptes à connecter les moyens de creusage (116) à la turbine (140) de type hydrojet, prenant la forme d'une canalisation dont la longueur est inférieure à trente mètres.
[Revendication 8] Procédé de creusage d'une tranchée dans un sol immergé dans de l'eau, comprenant les étapes suivantes : 14 commande (El 12), par des moyens de commande (120), de moyens de déplacement (112) d'un dispositif de creusage (110), de sorte à déplacer ledit dispositif de creusage (110) sur le sol (S) immergé, alimentation (E350) en eau sous pression, par des moyens d'alimentation (130), de moyens de creusage (116) dudit dispositif de creusage (110), le sol (S) immergé étant creusé par les moyens de creusage (116) en utilisant l'eau sous pression, les moyens d'alimentation (130) comprenant au moins une turbine (140) de type hydrojet, ladite au moins une turbine (140) de type hydrojet étant positionnée sur des moyens de flottaison (132) adaptés pour positionner une entrée d'eau (145) de ladite au moins une turbine (140) de type hydrojet immergée dans l'eau.
[Revendication 9] Procédé de creusage selon la revendication 8, comprenant en outre l'étape suivante : détection (E310) d'une canalisation (C) positionnée sur le sol (S) immergé, les moyens de déplacement (112) étant commandés de sorte que les moyens de creusage (116) creusent le sol (S) immergé en dessous de la canalisation (C).
[Revendication 10] Procédé de creusage selon la revendication 8 ou 9, comprenant en outre les étapes suivantes : obtention (E320) de la position (PO) du dispositif de creusage (110), obtention (E330) de la profondeur (PR) de l'eau (E) à ladite position (PO) du dispositif de creusage (110), par émission et réception d'ondes acoustiques, la commande (E340) des moyens de déplacement (112) étant réalisée en fonction de la position (PO) obtenue et/ou de la profondeur (PR) obtenue.
[Revendication 11] Procédé de creusage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel : 15 les moyens de commande (120) sont positionnés sur un bateau (B), l'obtention (E330) de la profondeur (PR) est mise en œuvre par des moyens de d'obtention (190) dits deuxièmes moyens d'obtention (190), positionnés au niveau de la surface de l'eau (E) à la position (PO) du dispositif de creusage (110), le procédé comprenant en outre une transmission de la profondeur mesurée par les deuxièmes moyens d'obtention (190) aux moyens de commande (120) via ondes radio.
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