Composition et utilité d'un mouillage dérivant
Ce type de mouillage est utilisé pour suivre la dérive d’une masse
d’eau au niveau de la surface et jusqu’à 1000 mètres de profondeur.
Dans notre cas, nous nous restreindrons à la profondeur maximale de 30
m pour des raisons de fiabilité avec les matériaux abordables pour
notre projet.
L’élément qui focalise toutes les attentions, la bouée proprement dite
ou le flotteur en forme de sphère, contient les équipements qui nous
permettront de réaliser des expériences en milieu marin. Il nous faut
ensuite une structure à très forte traînée appelée ancre flottante qui
est maintenue immergée à la profondeur choisie : on dit qu’elle est
ancrée dans cette masse d’eau. Afin de garder une position relativement
stable par rapport à la verticale, permettre des mesures à des
profondeurs relativement constantes et suivre les courants en
profondeur, il convient de placer un lest à la base de l’ancre
flottante.
Cependant ainsi équipée, la bouée suit plus ou moins les mouvements
verticaux de la surface alors que l’ancre flottante reste pratiquement
immobile. Il en résulte une fatigue et une usure des éléments de la
ligne de mouillage qui peuvent provoquer sa rupture. Pour diminuer les
risques de rupture entre l’ancre flottante et la bouée, on utilise des
cordes issues de la marine qui absorbent les surtensions. S’il y avait
rupture entre la bouée et l’ancre flottante, la liaison électrique avec
les capteurs en profondeur serait alors coupée et les valeurs de
température deviendront aberrantes.
Structure de la bouée
Le flotteur se présente sous la forme d’une sphère très robuste d’un
diamètre de 40 cm, de volume 33,5 litres, de masse à vide 3,0 kg, elle
est réalisée en polypropylène moulé par injection (données du CNES). De
couleur grise et de faible signature radar, il est particulièrement
discret afin de le protéger d’éventuelles dégradations.
Cette bouée maintenue fermée par des vis et des écrous
placés à la périphérie de la bouée ; un joint en caoutchouc
garanti l’étanchéité. Néanmoins, en cas d'infiltration de l'eau, nous
avons l'idée de mettre un capteur d'humidité dans le bouée de telle
manière à être prévenu de la fin prochaine de la bouée...
La zone à risque de la bouée se situe au niveau du passage des câbles
électriques assurant la liaison avec les capteurs sous marins. Pour
cette partie de la bouée, nous envisageons de mettre un presse-étoupe
dans lequel passerons les câbles, le tout sera noyé dans de la colle
marine.
A l'intérieur de la bouée, sur la partie inférieure, il y aura le
boîtier HERA, fourni par le CNES, la batterie composée de 6 piles
modèle R20, l’antenne, la plaque de composants comme sur le schéma
suivant :
Ancre dérivante et système de mouillage
La bouée est munie d'un système de cordage (plus ou moins élastique)
qui a pour but de tenir l'ancre flottante à la bouée tout en fortifiant
le système de fermeture de celle-ci.
L'ancre flottante se compose de trois tubes en PVC de type
gouttière, longs de 4 mètres environ, percée de par en par pour
optimiser la prise du courant.
Le système d'ancre pourrait changer d'ici le largage de la bouée.
Lest
L'ensemble de la bouée est soumis à eux fores opposées comme sur le schéma ci-contre :
A l'équilibre : P = F où P est le poids du système et F la poussée
d'Archimède. Le volume de la bouée est de 33,5 litre or nous désirons
que la bouée soit à demi immergée donc Vimmergé = 17 L environ. On
estime la masse de l'ensemble du système sans le lest à 16 kg.
Néanmoins cette valeur n'est qu'approximative et on pèsera la bouée
lorsqu'elle sera entièrement terminée.
P = F <=> msystème . g = ?eau . Vimmergé . g <=> mbouée + mancre + mlest = ?eau . Vimmergé
<=> mlest = ?eau . Vimmergé - (mbouée + mancre ) = 1,0 . 17 - 16 = 1 kg.
Il ne faut a priori quasiment pas rajouter de lest.
