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EuroWire – Mai 2009
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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.
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.
Des résultats de ces essais, le câble de
Oceaneering s’est démontré le meilleur câble
pour ses applications spécifiques.
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.