FR3059778A1 - Dispositif sous-marin de prelevement d'echantillons - Google Patents

Abstract

Dispositif (1) sous-marin de prélèvement d'échantillons caractérisé en ce que celui-ci comprend : - un corps étanche définissant une cavité étanche, - une pluralité de réservoirs (5) d'échantillonnage comprenant chacun une capsule d'échantillonnage apte à contenir un échantillon, chaque capsule d'échantillonnage étant reliée de manière fluidique à une entrée de remplissage par une liaison fluidique, - une pluralité de vannes d'ouverture aptes à ouvrir et fermer la liaison fluidique entre la capsule d'échantillonnage et l'entrée de remplissage, - un microcontrôleur programmable situé à l'intérieur de la cavité étanche et apte à contrôler les vannes d'ouverture.

Description

Titulaire(s) : CENTRE NATIONAL DE LA

RECHERCHE SCIENTIFIQUE Etablissement public,UNIVERSITE TOULOUSE III - PAUL SABATIER Etablissement public, TOP INDUSTRIE Société par actions simplifiée.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : GEVERS & ORES Société anonyme.

DISPOSITIF SOUS-MARIN DE PRELEVEMENT D'ECHANTILLONS.

FR 3 059 778 - A1 (57) Dispositif (1) sous-marin de prélèvement d'échantillons caractérisé en ce que celui-ci comprend:

- un corps étanche définissant une cavité étanche,

- une pluralité de réservoirs (5) d'échantillonnage comprenant chacun une capsule d'échantillonnage apte à contenir un échantillon, chaque capsule d'échantillonnage étant reliée de manière fluidique à une entrée de remplissage par une liaison fluidique,

- une pluralité de vannes d'ouverture aptes à ouvrir et fermer la liaison fluidique entre la capsule d'échantillonnage et l'entrée de remplissage,

- un microcontrôleur programmable situé à l'intérieur de la cavité étanche et apte à contrôler les vannes d'ouverture.

DISPOSITIF SOUS-MARIN DE PRELEVEMENT D’ECHANTILLONS

L’invention a trait au domaine des dispositifs sous-marins de prélèvement des fonds de mer. Elle a tout particulièrement trait aux dispositifs de prélèvement d’échantillons de fluide en fond marin.

Les dispositifs de prélèvements sous-marins sont connus. Ils permettent de prélever un échantillon de fluide à la surface du plancher océanique. Les expressions « plancher océanique » et « fonds marins » renvoient à la même définition à savoir les fonds immergés des mers et océans. Dans le cas présent ces expressions désignent également le fond des lacs et autres étendues de fluide, les estuaires, les barrages ainsi que les fleuves et tous les cours d’eau au sens large.

Les échantillons prélevés peuvent ensuite être analysés, principalement à des fins scientifiques et/ou industrielles. Dans le premier cas l’analyse de ces échantillons permet d’étudier la composition de fluide au niveau du plancher océanique pour diverses missions scientifiques, par exemple autour d’une cheminée de volcan sousmarin ou au voisinage des monts hydrothermaux. Dans le second cas, ce type de dispositif est utile à l’industrie des hydrates de gaz ou aux autorités de contrôles gouvernementales. Ainsi l’échantillon prélevé peut fournir des informations sur la composition chimique autour de champs de production d’hydrates de gaz « offshore » en activité ou délaissés. Il est alors possible de déterminer l’existence de fuites autour des zones de production même de faible ampleur.

En pratique, une mission d’observation est envoyée par bateau à l’endroit où les analyses doivent être effectuées. Un dispositif de prélèvement est descendu au fond de la mer par diverses techniques, au moyen d’un rover par exemple ou encore au moyen d’un câble et d’un treuil. Une fois le prélèvement est effectué, l’échantillon est remonté pour être analysé. Cette opération est renouvelée plusieurs fois par an ou bien effectuée une seule fois chaque année pour obtenir un suivi périodique.

Les dispositifs actuellement connus ne donnent pas entière satisfaction aux scientifiques ou aux industriels. En effet ils ne permettent de faire qu’un prélèvement à intervalle d’une année ou pis encore de plusieurs années. Pour des raisons économiques et écologiques, les bateaux d’observation ne peuvent être déployés aussi fréquemment que souhaité. Les données collectées ponctuellement et périodiquement, ne fournissent pas un schéma fidèle des variations chimiques réelles dans les fonds océaniques. En effet des variations chimiques de courtes périodes de temps sont inévitables notamment en raison de l’activité sismique, volcanique et/ou du courant marins. Ces variations chimiques de courtes périodes sont souvent non observables et les analyses finales biaisées.

L’un des objectifs de l’invention est de proposer un dispositif permettant d’effectuer des prélèvements successifs de fluide afin de capturer des variations chimiques ponctuelles sur les fonds océaniques.

Un autre objectif est de proposer un dispositif capable d’effectuer des prélèvement successifs de fluide sur de longues périodes de temps sans requérir une présence humaine.

Un autre objectif est de proposer un dispositif capable d’effectuer des prélèvements automatiquement dès lors qu’un changement environnemental est détecté autour dudit dispositif.

A cet effet, il est proposé en premier lieu un dispositif sous-marin de prélèvement d’échantillons de fluide dans lequel celui-ci comprend :

- un corps étanche définissant une cavité étanche,

- une pluralité de réservoirs d’échantillonnage comprenant chacun une capsule d’échantillonnage apte à contenir un échantillon et une entrée de remplissage, chaque capsule d’échantillonnage étant reliée par une liaison fluidique à ladite entrée de remplissage,

- une pluralité de vannes d’ouverture, chaque vanne d’ouverture étant apte à ouvrir et fermer une liaison fluidique entre la capsule d’échantillonnage et l’entrée de remplissage d’un réservoir donné,

- un microcontrôleur programmable situé à l’intérieur de la cavité étanche et apte à contrôler les vannes d’ouverture.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaison :

chaque réservoir d’échantillonnage comprend l’une des vannes d’ouverture, ; le dispositif comprend une pluralité d’électrovannes contrôlées par le microcontrôleur programmable lesquelles sont aptes à commander l’ouverture et la fermeture des vannes d’ouverture ;

le dispositif comprend un réservoir de fluide comprimé contenant un fluide sous pression, chaque électrovanne étant reliée de manière fluidique d’une part audit réservoir d’échantillonnage et d’autre part à la vanne d’ouverture de sorte que lorsque l’électrovanne est ouverte, le fluide sous pression du réservoir de fluide comprimé circule en direction de la vanne d’ouverture du réservoir d’échantillonnage ;

le dispositif comprend un tuyau de prélèvement muni d’un collecteur, chaque entrée de remplissage étant reliée de manière fluidique au tuyau de prélèvement ;

le corps comprend une ceinture cylindrique fermée de part et d’autre par un couvercle arrière et un couvercle avant, le corps comprenant en outre une poutre, ces éléments formant ensemble la cavité étanche ;

la poutre comprend un passage longitudinal s’étendant d’un bout à l’autre de celle-ci, le tuyau de prélèvement s’étendant le long dudit passage longitudinal et faisant saillie de part et d’autre du corps ;

le dispositif comprend au moins une batterie pour alimenter les électrovannes et le microcontrôleur ;

le dispositif comprend au moins un capteur apte à détecter des variations chimique et/ou de température et/ou sismique et/ou physique, et dans lequel au moins un capteur est apte à fournir ces informations de variations au microcontrôleur.

Il est proposé en second lieu un ensemble comprenant un dispositif tel que précédemment décrit et une bouée arrimée audit dispositif, cette bouée étant destinée à flotter à la surface d’un fluide, cette bouée étant munie de moyens de géolocalisation.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaison :

la bouée comprend des moyens de géolocalisation et/ou des moyens d’émission/réception de données reliés au microcontrôleur.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels :

la figure 1 est une vue en perspective du dispositif sous-marin de prélèvement selon l’invention ;

la figure 2 est une autre vue en perspective du dispositif sous-marin de prélèvement selon l’invention ;

la figure 3 est une vue en section selon le plan III-III de la figure 2 où le corps étanche est représenté ;

la figure 4 est une vue en perspective de l’intérieur du dispositif ; la figure 5 est une vue en coupe d’un réservoir du dispositif ; la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 3 dans laquelle le dispositif est orienté différemment ;

la figure 7 est une vue d’un ensemble comprenant le dispositif sous-marin de prélèvement et une bouée arrimée audit dispositif.

Sur les figures 1 et 2, est représenté un dispositif 1 sous-marin de prélèvement d’échantillons. Ce dispositif 1 comprend un corps 2 étanche définissant une cavité 2a étanche et deux supports, respectivement un support 3 avant et un support 4 arrière.

Le dispositif 1 comprend une pluralité de réservoirs 5 d’échantillonnage. Ces réservoirs 5 d’échantillonnage sont aptes et destinés à contenir un échantillon. Un échantillon est dans le cas présent, une quantité de fluide prédéterminée dans laquelle des éléments chimiques peuvent être présents sous forme dissoute par exemple.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le dispositif 1 comprend douze réservoirs 5. Toutefois le nombre de réservoirs 5 peut varier en fonction des besoins en prélèvements.

Ainsi qu’illustré sur les figures, les réservoirs 5 sont avantageusement disposés de manière régulière et de façon circulaire autour du corps 2.

Chaque support 3, 4 comprend un orifice principal 6 de maintien du corps 2 ainsi qu’une pluralité d’orifices secondaires 7 de maintien des réservoirs 5. L’orifice principal 6 est destiné à accueillir une extrémité du corps 2 et chaque orifice secondaire 7 est destiné à accueillir une extrémité d’un réservoir 5 d’échantillonnage. Ainsi les supports 3, 4 avant et arrière supportent respectivement une extrémité avant et arrière du corps 2 et une extrémité avant et arrière des réservoirs 5, ceci conférant avantageusement une stabilité efficace au dispositif 1.

Chaque support 3, 4 comprend une paroi 8 inférieure faisant office de pied sur lequel repose le dispositif 1 et deux parois 9 latérales reliées entre elles par une paroi 10 supérieure, généralement arrondie et définissant alors sensiblement un arc de cercle. La forme de la paroi 10 supérieure permet avantageusement d’économiser de la matière. A contrario, une paroi 10 supérieure rectiligne identique à la paroi 8 inférieure nécessiterait une quantité de matériau plus importante. Une épaisseur du support 3, 4 est telle qu’elle permet au dispositif 1 d’être stable. Cette épaisseur est avantageusement de l’ordre de quelques centimètres.

En référence à la figure 3, le corps 2 comprend :

un couvercle arrière 11, servant de support à plusieurs éléments qui seront détaillés ultérieurement, un couvercle avant 12, une ceinture 13 cylindrique, une poutre 14, et des éléments 15 de serrage.

On définit un repère orthogonal comprenant :

un axe X horizontal s’étendant selon une direction d’extension du corps 2, un axe Y vertical perpendiculaire à l’axe X et définissant avec celui-ci un plan YX, un axe Z perpendiculaire aux axes X et Y et définissant respectivement avec ceux-ci un plan ZX et un plan ZY.

Le couvercle arrière 11 et le couvercle avant 12 présentent en l’occurrence une forme générale de disque et sont munis en leur centre, d’un trou 16. Le trou 16 comprend une encoche 17 annulaire dans laquelle est logée une entretoise 18 munie d’un joint 19 d’étanchéité. Dans la présente description, l’expression « annulaire » désigne une forme d’anneau.

Sur une périphérie, le couvercle arrière 11 et le couvercle avant 12 sont prolongés par une patte 20 périphérique faisant saillie selon l’axe Y. Le couvercle arrière 11 et le couvercle avant 12 comprennent également une patte 21 annulaire faisant saillie selon l’axe X. Les pattes 20, 21 périphérique et annulaire définissent ensemble une zone 22 d’accueil ouverte sur l’extérieur et sensiblement en forme de L. La patte 20 annulaire comprend un logement 23 dans lequel loge une entretoise 24 annulaire périphérique munie d’un joint 19 d’étanchéité également annulaire.

Le couvercle arrière 11 et le couvercle avant 12 sont munis dans la zone 22 d’accueil, au voisinage d’une jonction entre la patte 20 périphérique et la patte 21 annulaire, d’un décroché formant une marche 25. La marche 25 permet avantageusement de maintenir la ceinture 13 cylindrique à distance de la patte 20 périphérique ainsi qu’illustré sur la figure 3. En effet, la patte 20 périphérique est munie d’une pluralité d’encoches 26 de préhension destinées à collaborer avec un outil extérieur (non représenté) notamment pour le montage et le démontage du dispositif 1.

A cet effet, l’espace entre la patte 20 périphérique et la ceinture 13 cylindrique permet de laisser libre l’accès aux encoches 26 de préhension.

Le couvercle arrière 11 comprend une pluralité d’orifices 27 d’alimentation destinés à accueillir un écrou comprenant un boulon et une vis 28 perforée. Dans ce qui suit il sera fait référence audit écrou par l’expression vis 28 perforée. La perforation pratiquée dans la vis est longitudinale et permet avantageusement à un fluide de parcourir ladite vis 28 perforée d’une extrémité à l’autre de celle-ci.

Le dispositif 1 comprend plusieurs orifices 27 d’alimentation et vis 28 perforées. Chaque orifice 27 d’alimentation accueille une vis 28 perforée.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le couvercle arrière 11 est muni de douze orifices 27 d’alimentation. De façon plus générale, le couvercle arrière 11 comprend autant d’orifices 27 d’alimentation que le dispositif 1 comprend de réservoirs 5.

La poutre 14 se présente sous la forme d’un tube muni d’un passage 29 longitudinal s’étendant d’un bout à l’autre de celle-ci. L’échantillon prélevé circule dans la poutre 14 à travers le passage 29. Chaque extrémité de la poutre 14 est munie d’une portion 30 de fixation. La portion 30 de fixation présente une épaisseur de matière inférieure à celle du reste de la poutre 14 de telle sorte que le diamètre de la poutre 14 est inférieure au niveau des portions 30 de fixation. Ainsi le diamètre du passage 29 longitudinal reste sensiblement constant sur toute la longueur de la poutre 14. Les portions 30 de fixation sont munies d’une extrémité 31 filetée. Avantageusement, la longueur de la portion 30 de fixation (selon l’axe X) est supérieure à l’épaisseur du couvercle arrière 11 au voisinage du trou 16, ceci de sorte qu’une partie substantielle de la portion 30 de fixation puisse dépasser du couvercle arrière 11 lorsque la poutre 14 est insérée dans celui-ci. A noter que seule l’extrémité 31 filetée de la portion 30 de fixation dépasse du couvercle arrière 11.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le corps 2 comprend deux éléments 15 de serrage des couvercles 11, 12 arrière et avant. Ces éléments 15 de serrage présentent une forme cylindrique. Ils sont munis d’un perçage 32 s’étendant de part et d’autre dudit élément 15 de serrage. Le perçage 32 présente une portion 33 taraudée apte et destinée à collaborer avec une extrémité 31 filetée de la poutre 14. Chaque élément 15 de serrage comprend au moins un trou 34 de préhension. Dans le cas présent, chaque élément 15 de serrage comprend quatre trous 34 de préhension. Ces trous 34 de préhension sont destinés à collaborer avec un outil extérieur (non représenté).

Ainsi que précédemment évoqué, le dispositif 1 comprend des réservoirs 5. Ces réservoirs 5 permettent de recueillir un échantillon de fluide comprenant éventuellement des espèces chimiques dissoutes ou non. Dans ce qui suit, il sera décrit un réservoir 5 d’échantillonnage en référence à la figure 5.

Le réservoir 5 d’échantillonnage présente dans le cas présent une forme cylindrique. Il est muni de trois parties à savoir :

une partie 35 supérieure comprenant notamment une vanne 36 d’ouverture, une partie 37 intermédiaire comprenant notamment une entrée 69 de remplissage, et une partie 38 inférieure.

La partie 35 supérieure est couplée à la partie 37 intermédiaire laquelle est à son tour couplée à la partie 38 inférieure.

La partie 35 supérieure est munie d’une portion 39 supérieure définissant une cavité 40 supérieure, et d’une portion 41 inférieure définissant une cavité 42 inférieure.

La partie 35 supérieure du réservoir 5 d’échantillonnage (et de ce fait la cavité 40 supérieure) est scellée de manière étanche par un couvercle 43 rapporté et fixé par une pluralité de vis 44 de fixation. Dans le mode de réalisation illustré, le couvercle 43 est fixé au moyen de quatre vis 44 de fixation.

La vanne 36 d’ouverture est du type «tout ou rien». Il s’agit d’une vanne « normalement fermée », c’est-à-dire que cette vanne est entièrement fermée en l’absence d’alimentation. La vanne 36 d’ouverture loge principalement dans la partie 35 supérieure. Une partie de la vanne 36 d’ouverture s’étend toutefois sensiblement dans la partie 37 intermédiaire ainsi que ceci sera expliqué par la suite.

La vanne 36 d’ouverture comprend un châssis 45 mobile, se déplaçant entre une position basse illustrée sur la figure 5 et dans laquelle la vanne est fermée, et une position haute (non représentée) dans laquelle la vanne est ouverte. La vanne 36 d’ouverture comprend un ressort 46 de rappel. Le ressort 46 de rappel maintient le châssis 45 mobile en position basse (vanne fermée) en l’absence d’alimentation. Le ressort 46 de rappel est situé entre le châssis 45 mobile et le couvercle 43. Ainsi le ressort 46 de rappel prend appui sur le couvercle 43 d’une part et est en contact avec le châssis 45 mobile d’autre part afin de lui transmettre son énergie potentielle élastique.

Le châssis 45 mobile est solidaire d’un pointeau 47 dont la fonction sera décrite ultérieurement.

La portion 41 inférieure de la partie 35 supérieure présente avantageusement un diamètre inférieure à la portion 39 supérieure. Le couplage de la partie 35 supérieure avec la partie 37 intermédiaire est effectué en insérant la portion 41 inférieure dans une zone 48 d’accueil de la partie 37 intermédiaire. Avantageusement, la zone 48 d’accueil est sensiblement une contre-empreinte de la portion 41 inférieure.

Un passage 49 est pratiqué dans la portion 41 inférieure de la partie 35 supérieure. Ce passage 49 permet avantageusement de laisser circuler le pointeau 47 selon un mouvement longitudinal de translation. Ainsi que précédemment évoqué, la vanne 36 d’ ouverture s’étend en partie dans la partie 37 intermédiaire via ledit pointeau

47.

Plusieurs éléments 50 de guidage permettent de guider le mouvement du pointeau 47 dans la partie 35 supérieure et dans la partie 37 intermédiaire.

La partie 37 intermédiaire est munie d’une zone 51 tampon sensiblement cylindrique. Le diamètre de la zone 51 tampon est sensiblement inférieur au diamètre du pointeau 47 ainsi que l’illustre la figure 5.

La zone 51 tampon est alimentée en fluide par un canal d’alimentation 52 primaire communiquant avec le milieu extérieur via l’entrée 69 de remplissage. L’entrée 69 de remplissage se présente sous la forme d’un orifice 27 d’alimentation dans lequel loge une vis 28 perforée. D’autre part, la zone 51 tampon alimente une capsule 53 d’échantillonnage via un canal d’alimentation 54 secondaire.

La capsule 53 d’échantillonnage est formée par deux cavités, l’une appartenant à la partie 37 intermédiaire et l’autre appartenant à la partie 38 inférieure lorsque cette dernière est couplée à la partie 37 intermédiaire.

Avantageusement, la partie 38 inférieure est munie d’un orifice 55 d’extraction et d’une vis 28 perforée. L’orifice 55 d’extraction est identique aux orifices 27 d’alimentation. La terminologie « extraction » est uniquement utilisée afin de clarifier la fonction dudit orifice. La vis 28 perforée logeant dans l’orifice 55 d’extraction est scellée au moyen d’un goujon 56. Ainsi la capsule 53 d’échantillonnage ne communique pas avec le milieu extérieur. C’est par l’orifice 55 d’extraction que l’échantillon de fluide dans la capsule 53 d’échantillonnage est récupéré.

Le pointeau 47 a pour fonction d’obstruer à la fois le canal d’alimentation 52 primaire et le canal d’alimentation 54 secondaire. Ainsi une extrémité du pointeau 47 présente avantageusement une forme de cône. Lorsque la vanne 36 d’ouverture est en position basse, une pointe du cône 57 rentre sensiblement dans le canal d’alimentation 54 secondaire obstruant celui-ci. En parallèle, le pointeau 47 bloque également le canal d’alimentation 52 primaire. La capsule 53 d’échantillonnage est par conséquent hermétiquement isolée du milieu extérieur.

A noter par ailleurs que le réservoir 5 d’échantillonnage comprend une pluralité de joints 19 d’étanchéité afin de l’étanchéifier du milieu environnant.

Un canal 58 d’alimentation permet d’ouvrir la vanne 36 d’ouverture. Ce canal 58 d’alimentation communique avec un orifice 27 d’alimentation pratiqué dans le couvercle 43, cet orifice 27 d’alimentation étant également muni d’une vis 28 perforée.

Le canal 58 d’alimentation s’étend ainsi de part et d’autre du couvercle 43 et se prolonge dans le châssis 45 mobile et communique avec un canal 59 de répartition. Le canal 59 de répartition communique à son tour avec la cavité 40 supérieure. Lorsqu’un fluide sous pression est introduit dans le canal 58 d’alimentation, ce fluide est réparti dans la cavité 42 inférieure via le canal 59 de répartition faisant translater le châssis 45 mobile et son pointeau 47 dans le sens opposé à la force exercée par le ressort 46 de rappel.

Le dispositif 1 comprend divers éléments disposés dans le corps 2. Ainsi le couvercle arrière 11 du corps 2 comprend un réservoir 60 de fluide comprimé apte à contenir un fluide comprimé, par exemple de l’azote. Le réservoir 60 de fluide comprimé est par exemple de forme sensiblement annulaire et il sera ci-après fait référence à celui-ci par l’expression réservoir 60 annulaire. La section du réservoir 60 annulaire est sensiblement rectangulaire.

Le réservoir 60 annulaire comprend une entrée 61 afin de le remplir en fluide comprimé. Une pluralité d’électrovannes 62 est disposée sur le réservoir 60 annulaire et est connectée de manière fluidique à celui-ci. Le dispositif 1 comprend douze électrovannes 62, une pour chaque réservoir 5 d’échantillonnage.

Ainsi que précédemment évoqué, le couvercle arrière 11 comprend une pluralité d’orifices 27 d’alimentation. Dans le mode de réalisation représenté, le couvercle arrière 11 comprend douze orifices 27 d’alimentation dans lesquels loge une vis 28 perforée.

Chaque électrovanne 62 est connectée de manière fluidique à un orifice 27 d’alimentation du couvercle arrière 11. La vis 28 perforée, qui fait saillie vers l’extérieur du corps 2, est reliée de manière fluidique à la vis 28 perforée du couvercle arrière 11 d’ un réservoir 5 d’échantillonnage par un tuyau 63. Ce tuyau 63 est configuré pour résister à des pressions élevées de l’ordre de plusieurs centaines de bar.

Chaque électrovanne 62 est reliée et commandée par un microcontrôleur 64 disposé dans le corps 2. Le microcontrôleur 64 et les électrovannes 62 sont alimentées en électricité par des batteries 65.

Le dispositif comprend également des moyens de prélèvement. Il s’agit plus précisément, d’un tuyau 66 de prélèvement comprenant à une extrémité, un collecteur 67. Le tuyau 66 s’étend le long du passage 29 longitudinal de la poutre 14 et fait saillie de part et d’autre du corps 2 ainsi que ceci est représenté sur la figure 2. Le collecteur 67 se situe à une extrémité du tuyau 66, ceci permet avantageusement de positionner le dispositif 1 à distance d’une cheminée volcanique en ne laissant exposé au-dessus de ladite cheminée, que le collecteur 67. Le flux dégagé par la cheminée est collecté par le collecteur et traverse ensuite le tuyau 66 de prélèvement. La dispositif 1 est alors moins exposé aux agressions environnementales telles que la température et/ou l’acidité. En effet, les flux dégagés par la cheminée sont canalisés par le tuyau 66 de prélèvement et le collecteur 67 et sont guidés puis éjectés à distance du corps 2 de telle sorte que ce dernier n’est que légèrement touché par le flux dégagé par la cheminée.

Chaque réservoir 5 d’échantillonnage est relié de manière fluidique au tuyau 66 de prélèvement. De manière plus concise, la vis 28 perforée de l’orifice 27 d’alimentation de la capsule 53 d’échantillonnage de chaque réservoir 5 est reliée de manière fluidique au tuyau 66 de prélèvement par un tuyau 68 d’échantillonnage.

Le prélèvement se fait dès lors que le microcontrôleur 64 envoie un ordre à une électrovanne 62 d’alimenter le réservoir 5 d’échantillonnage en fluide. Lorsque cet ordre est envoyé, la vanne 36 d’ouverture est alimentée en azote sous pression provenant du réservoir 60 annulaire. Le châssis 45 mobile et le pointeau 47 se déplacent et laissent libre d’accès les canaux d’alimentation 52, 54 primaire et secondaire. La capsule 53 d’échantillonnage se remplit puis le microcontrôleur 64 donne l’ordre à l’électrovanne 62 de stopper l’alimentation en azote comprimé. La vanne 36 d’ouverture se referme sous l’effet du ressort 46 de rappel et l’échantillon est définitivement capturé dans la capsule 53 d’échantillonnage.

Ainsi que précédemment évoqué, les réservoirs 5 d’échantillonnage sont disposés de manière circulaire autour du corps 2. Ceci permet avantageusement aux échantillons prélevés de parcourir un trajet identique quel que soit le réservoir 5 d’échantillonnage dans lequel ledit échantillon sera conservé.

En référence à la figure 6, plusieurs dimensions sont représentées à titre d’illustration. De manière avantageuse la ceinture 13 cylindrique, le couvercle 12 avant et le couvercle 11 arrière présentent un diamètre DI environ égal à 270 millimètres. Un diamètre intérieur D2 de la ceinture 13 cylindrique est environ égal à 240 millimètres, ce diamètre D2 définissant ainsi le diamètre de la cavité 2a étanche. Un diamètre D3 du passage 29 longitudinal est environ égal à 20 millimètres. Une épaisseur El (selon l’axe

X) des éléments 15 de serrage est environ égale à 29 millimètres. Une épaisseur E2 (selon l’axe X) s’étendant d’une extrémité distale d’un élément 15 de serrage à une extrémité distale de l’autre élément 15 de serrage est environ égale à 276 millimètres. Une épaisseur E3 (selon l’axe X) du couvercle 12 avant et du couvercle 11 arrière est environ égale à 24 millimètres. Une épaisseur E4 (selon l’axe X) de la cavité 2a étanche qui s’étend depuis une paroi Pl intérieure jusqu’à une paroi P2 intérieure est environ égale à 170 millimètres. Une épaisseur E5 (selon l’axe X ) qui s’étend d’une paroi Fl extérieure du couvercle 11 arrière à une paroi F2 extérieure du couvercle 12 avant est environ égale à 218 millimètres. La section du réservoir 60 annulaire présente une épaisseur E6 (selon l’axe X) environ égale 30 millimètres et une largeur L1 (selon l’axe

Y) environ égale à 38,5 millimètres.

Le dispositif 1 ainsi décrit présente plusieurs avantages. Un premier avantage est qu’il permet d’effectuer des prélèvements successifs de fluide, car il comprend plusieurs réservoirs 5 d’échantillonnage pilotés distinctement les uns et des autres en fonction du programme informatique implémenté dans le microcontrôleur 64.

Un autre avantage est que le dispositif 1 permet d’effectuer des prélèvements successifs de fluide sur de longues périodes en toute autonomie. En effet le microcontrôleur 64 peut par exemple être programmé pour déclencher un prélèvement chaque mois pendant douze mois par exemple dans la mesure où le dispositif 1 comprend douze réservoirs 5 d’échantillonnage. Ceci permet d’obtenir une analyse sur une période d’une année.

Dans une variante de réalisation, le dispositif 1 comprend divers moyens de mesures embarqués. Il peut s’agit par exemple d’un thermomètre pour mesurer la température du fluide autour du dispositif 1. H peut également s’agir de divers capteurs chimiques pour détecter la présence de divers éléments chimiques. Le dispositif 1 peut également être équipé d’un capteur sismique. Ces capteurs 73 sont reliés au microcontrôleur 64 et ce dernier déclenche un prélèvement dès qu’un élément chimique et/ou une variation de pression/température, ou une activité sismique sont détectés.

Ainsi un autre avantage du dispositif 1 est qu’il permet d’effectuer des prélèvement automatiquement dès lors qu’un changement environnemental est détecté autour du dispositif 1. Ceci permet notamment aux missions scientifiques d’acquérir des données plus fiables et de grande valeur.

Le dispositif peut être muni de moyens pour l’accrocher à un câble de treuil. Le treuil est situé sur le navire. Ces moyens permettent d’accrocher le dispositif au câble du treuil pour pouvoir descendre et placer le dispositif lorsqu’un rover n’est pas utilisé.

Le dispositif 1 est avantageusement relié à une bouée 70 en surface munie de moyens 71 de géolocalisation et/ou de moyens 72 de réception/émission de données, ces derniers étant reliés au microcontrôleur 64. Ainsi un utilisateur peut déclencher un prélèvement à tout instant depuis une interface informatique via des moyens de télécommunication satellitaire par exemple. A travers cette interface, l’utilisateur peut avantageusement choisir le réservoir dans lequel il souhaite recueillir l’échantillon. Avantageusement, le dispositif peut également fournir via la bouée en surface, des informations mesurées par les différents capteurs embarqués. Avantageusement, le programme définissant le calendrier et/ou la politique de déclenchement de l’échantillonnage peut être modifié à distance. Les moyens de géolocalisation et les moyens de réception/émission de données peuvent être alimentés par des batteries situées sur la bouée.

Dans un autre mode de réalisation, la bouée 70 peut être munie de panneaux solaires afin d’alimenter les moyens de géolocalisation et/ou les moyens de réception/émission de données. Les panneaux solaires peuvent également être utilisés pour recharger les batteries situées sur la bouée ou celles embarquées dans le dispositif

1.

Le dispositif peut être fabriqué en titane. De manière plus précise, les pièces en contact avec l’eau sont avantageusement faites en Titane. Le titane présente l’avantage de résister à la corrosion et aux fortes variations de températures. Ceci permet avantageusement de ne pas contaminer les échantillons prélevés.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif (1) sous-marin de prélèvement d’échantillons de fluide caractérisé en ce que celui-ci comprend :

   - un corps (2) étanche définissant une cavité (2a) étanche,

   - une pluralité de réservoirs (5) d’échantillonnage comprenant chacun une capsule (53) d’échantillonnage apte à contenir un échantillon et une entrée (69) de remplissage, chaque capsule (53) d’échantillonnage étant reliée par une liaison fluidique à ladite entrée (69) de remplissage,

   - une pluralité de vannes (36) d’ouverture, chaque vanne (36) d’ouverture étant apte à ouvrir et fermer une liaison fluidique entre la capsule (53) d’échantillonnage et l’entrée (69) de remplissage d’un réservoir (5) donné, un microcontrôleur (64) programmable situé à l’intérieur de la cavité (2a) étanche et apte à contrôler les vannes (36) d’ouverture.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque réservoir (5) d’échantillonnage comprend l’une des vannes (36) d’ouverture.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que celui-ci comprend une pluralité d’électrovannes (62) contrôlées par le microcontrôleur (64) programmable lesquelles sont aptes à commander l’ouverture et la fermeture des vannes (36) d’ouverture.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que celui-ci comprend un réservoir (60) de fluide comprimé contenant un fluide sous pression, chaque électrovanne (62) étant reliée de manière fluidique d’une part audit réservoir (5) d’échantillonnage et d’autre part à la vanne (36) d’ouverture de sorte que lorsque l’électrovanne (62) est ouverte, le fluide sous pression du réservoir (60) de fluide comprimé circule en direction de la vanne (36) d’ouverture du réservoir (5) d’échantillonnage.
5. 5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 4 caractérisé en ce que celui-ci comprend un tuyau (66) de prélèvement muni d’un collecteur (67), chaque entrée (69) de remplissage étant reliée de manière fluidique au tuyau (66) de prélèvement.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le corps (2) comprend une ceinture (13) cylindrique fermée de part et d’autre par un couvercle arrière (H) et un couvercle avant (12), le corps comprenant en outre une poutre (14), ces éléments formant ensemble la cavité (2a) étanche.
7. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la poutre (14) comprend un passage (29) longitudinal s’étendant d’un bout à l’autre de celle-ci, le tuyau (66) de prélèvement s’étendant le long dudit passage (29) longitudinal et faisant saillie de part et d’autre du corps (2).
8. 8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3 à 7 caractérisé en ce que celui-ci comprend au moins une batterie (65) pour alimenter les électrovannes (62) et le microcontrôleur (64).
9. 9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que celui-ci comprend au moins un capteur apte à détecter des variations chimique et/ou de température et/ou sismique et/ou physique, et en ce que au moins un capteur est apte à fournir ces informations de variations au microcontrôleur.
10. 10. Ensemble comprenant un dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes et une bouée (70) arrimée audit dispositif (1), cette bouée étant destinée à flotter à la surface d’un fluide, cette bouée (70) étant munie de moyens de géolocalisation.
11. 11. Ensemble selon la revendication 10 caractérisé en ce que la bouée comprend des moyens d’émission/réception de données, reliés au microcontrôleur.

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