EoW May 2009

article technique

Câbles pour véhicules sous-marins ROV pour grandes profondeurs

Par Jarrett S Shinoski Research & Development, CommScope Claremont, NC; Dave Weaver et Tom Tolman Oceaneering International Inc, Hanover, MD

Résumé Le câble pour ROV destiné aux interventions en eaux profondes a définitivement changé le monde de l’exploration sous-marine en eaux profondes. Grâce à cette technologie, les explorateurs et les historiens sont en mesure d’étudier l’intérieur d’une épave de bateau comme le Titanic et le Bismarck. Ce câble unique en son genre a été utilisé comme liaison de communication entre l’opérateur et les deux véhicules sous-marins filoguidés spécifiques dénommés ROV (Remotely Operated Vehicle) pour grandes profondeurs et le système hybride AUV (Véhicule sous- marin autonome)/ROV. Caractérisé par un diamètre de 900 microns, ce câble transmet les informations du et vers le système de télémesure à fibres optiques au moyen d’une seule fibre. La technologie ROV a été originairement développée par Mike Cameron de la société Dark Matter LLC en 1999. Mike Cameron et son frère James Cameron ont utilisé cette technologie dans les films documentaires avant qu’elle ne soit achetée par Oceaneering International en janvier 2005. Oceaneering prévoit d’augmenter la commercialisation de cette technologie en utilisant les potentialités extraordinaires des ROVs pour des applications telles que l’inspection d’équipements sous- marins et le contrôle de la sécurité dans les ports ainsi que pour les missions de recherche et de sauvetage. Les systèmes ROV de Oceaneering sont à l’avant-garde et ont entraîné une révolution scientifique dans la conception des ROVs. Les deux systèmes sont des unités autonomes équipées de batteries pour l’alimentation de l’énergie et d’un système de déroulement du câble pour les télécommunications. Un véhicule ROV conventionnel transmet l’énergie et les commandes au moyen d’un câble de grandes dimensions, qui en délimite le parcours et la profondeur de pénétration à l’intérieur de l’épave de bateau. En outre, le câble est généralement déroulé à partir de l’unité de contrôle au moyen d’une bobine de grandes dimensions. Le câble à fibres optiques étant dépensable, les ROVs de Oceaneering ont une capacité extraordinaire de passer à travers les cavités sans aucune limitation ni dans les points d’entrée et de sortie, ni en ce qui concerne la profondeur de pénétration.

Des résultats de ces essais, le câble de Oceaneering s’est démontré le meilleur câble pour ses applications spécifiques.

Le câble pour les véhicules sous-marins ROVs pour grandes profondeurs offre à ces systèmes un avantage concurrentiel. Le déroulement du câble s’effectue au moyen d’un système de déroulement mécanique breveté incorporé dans le ROV qui élimine la nécessité d’une bague collectrice à fibres optiques. Le système ROV pour grandes profondeurs contient environ 600 mètres de câbles très fins de 900 microns, alors que le système hybride AUV/ ROV en contient 2000 mètres. Ce câble contient une fibre optique, des éléments de renfort spécifiques et de l’huile. La fibre optique est une fibre monomodale conventionnelle d’un diamètre de 255 microns, utilisée pour le contrôle et le feedback. Les éléments de renfort contribuent à améliorer le contrôle de la tension et la durée du câble. L’huile donne au câble des propriétés d’incompressibilité jusqu’à une profondeur de 6 100 mètres (20 000 pieds). Le revêtement extérieur est constitué d’un mélange de polymères spécifique utilisé pour obtenir une flottabilité correcte du câble dans la colonne d’eau. Les ROVs sont tellement petits et contiennent une quantité tellement élevée de câble qu’un câble non correctement équilibré en endommagerait sérieusement les commandes de flottement. Ce câble a été qualifié en utilisant des procédés d’essai standard ainsi que des méthodes tout à fait inédites. Les performances mécaniques et environnementales ont été essayées et le câble a été soumis aux spécifications les plus strictes de trois normes différentes: ANSI/ICEA S-87-640-2006, GR-20-CORE et EN 187105. Pour un meilleur aperçu de ses performances, le câble a été soumis à un essai de défaillance conformément aux directives générales des spécifications. En outre, plusieurs essais personnalisés ont été développés pour prévoir la fiabilité de ce câble. Oceaneering a utilisé le banc d’essai pour la pression hydrostatique afin de simuler la pression sur le câble aux profondeurs maximales de l’océan. Oceaneering a également créé une spécification de flotte- ment pour obtenir un flottement correct. Un essai spécifique pour l’entortillement (terme de marine pour désigner l’enchevêtre- ment) a été créé par CommScope pour évaluer les performances d’entortillement de chaque câble.

1 Introduction Le câble ROV pour grandes profondeurs a été évalué par le producteur et par l’utilisateur final dans deux applications différentes bien que similaires. Ce câble spécifique était déjà utilisé pour les systèmes ROV destinés aux applications en eaux profondes, mais devait être optimisé pour obtenir des performances satisfaisantes pour une nouvelle application. Cette nouvelle application est représentée par le système hybride AUV/ROV caractérisée par les performances d’un véhicule sous-marin autonome et d’un ROV traditionnel. De nombreux essais de câblage, des essais de laboratoire et des essais pratiques ont été effectués pour réaliser une conception plus adéquate du câble. 2 Conception du câble 2.1 Spécifications du client Oceaneering a demandé une nouvelle conception de câble contenant une seule fibre et un diamètre d’environ 900 microns. Cette invention est représentée par le câble ROV destiné aux interventions en profondeur de troisième génération. 2.1.1Câble de première génération Le câble de première génération était un câble de 2 fibres composé de deux fibres multimodales et d’un diamètre total d’environ 1,4mm. Une fibre était destinée à la transmission des informations aux ROVs (pour contrôler le ROV) et l’autre pour les informations envoyées par le ROV (feedback par vidéo en direct). Ce câble contenait de nombreuses terminaisons des éléments de renfort ayant la fonction d’augmenter la résistance à la traction. Ensuite, l’équipe de Oceaneering remplaça les systèmes à fibres optiques afin de transmettre les informations bidirectionellement au moyen d’une seule fibre au lieu d’utiliser deux fibres séparées.

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EuroWire – Mai 2009