La présente invention concerne un objet destiné à être remorqué dans un fluide, comprenant des moyens pour neutraliser des forces hydrodynamiques générées par écoulement du fluide autour de l'objet, par exemple induites par des dissymétries d'un dispositif de remorquage. L'invention trouve une utilité particulière dans le domaine de l'acoustique sous-marine et notamment pour les sonars actifs remorqués.

Les sonars actifs remorqués comprennent une antenne d'émission intégrée dans un objet submersible, aussi dénommé poisson, et une antenne de réception par exemple linéaire, aussi dénommée flûte. Lors de l'utilisation du sonar en remorquage dépendant, le poisson et la flûte sont reliés successivement à un même câble de traction. La figure 1 illustre une configuration connue d'un sonar actif en remorquage dépendant. Le pont du navire 10 est équipé d'un dispositif de remorquage comprenant un treuil motorisé 11 capable de tracter, au travers d'un chaumard 15, un câble 12 auquel sont reliés d'une part un poisson 13 et d'autre part une flûte 14.

Lors d'une mission sonar, la flûte puis le poisson sont tout d'abord mis à l'eau par l'équipage de pont. Le poisson et la flûte sont ensuite remorqués par le navire à la profondeur d'immersion désirée, déterminée par la longueur du câble et la vitesse du navire. Les antennes d'émission et de réception sont généralement commandées depuis le navire, par le biais d'informations électriques et/ou optiques transmises par des conducteurs intégrés dans le câble de traction. En fin de mission, le poisson et la flûte sont remontés et entreposés sur le pont.

De manière connue, l'antenne d'émission émet au moyen d'un ou plusieurs transducteurs une onde acoustique dirigée vers le fond marin ou dans la colonne d'eau. L'onde réfléchie sur le fond marin ou sur un objet situé dans la colonne d'eau est ensuite détectée par le récepteur acoustique. Un dispositif de traitement du signal reçu permet alors d'imager le fond marin ou l'objet détecté. Une mesure précise nécessite une bonne stabilité des éléments tractés, et notamment de l'antenne acoustique pour permettre une couverture angulaire stable. Pour cela, le poisson est généralement constitué d'un corps submersible suspendu au câble de traction au moyen de bras de fixation, permettant par effet de la gravité de générer un couple tendant à maintenir le poisson d'aplomb.

Ce couple de rappel généré par la gravité peut s'avérer toutefois insuffisant pour assurer une bonne stabilité de l'objet remorqué. En effet, l'écoulement de l'eau autour de l'objet génère des forces hydrodynamiques dont l'intensité croit avec la vitesse de remorquage. Ces forces hydrodynamiques peuvent générer un couple en roulis autour de l'axe de transport de l'objet, un couple en tangage ou encore en lacet, et déséquilibrent l'objet remorqué en venant contrer le couple de rappel par gravité.

Ces forces hydrodynamiques perturbatrices sont particulièrement importantes dans le cas où l'objet remorqué présente une forme non symétrique selon l'un de ces axes. On connait ainsi de la demanderesse le document de brevet publié sous la référence FR2982579, décrivant un chaumard articulé destiné à optimiser les opérations de mise à l'eau et de retrait du poisson. Un tel dispositif de remorquage présente de nombreux avantages : il garantie un rayon de courbure minimum du câble de traction et facilite le passage du corps remorqué par le chaumard, permettant de se passer d'un bras articulé pour agripper le corps remorqué lors de la remontée du câble. La mise en oeuvre de ce chaumard articulé implique toutefois un passage latéral du bras de fixation. Pour cette raison, le corps remorqué présente une architecture dissymétrique. Cette dissymétrie physique génère une dissymétrie de portance pouvant, pour des vitesses de remorquage élevées, notamment pour des vitesses correspondant à un nombre de Froude (V/racine (g*L), avec V vitesse en m/s, g : constante de la gravité, L : longueur du corps) au moins égale à 1.5 et pouvant dépasser 3, faire tourner le corps remorqué autour du câble de traction. A faible vitesse, la gravité suffit à stabiliser l'objet.

On cherche donc à améliorer la stabilité d'un corps submersible dont les moyens de remorquage présentent une dissymétrie. D'une manière plus générale, il reste désirable de disposer de moyens pour stabiliser l'orientation en roulis, tangage et lacet d'un corps tracté dans un fluide par un câble.

De la demande de brevet FR 2 982 579, on connaît un objet de type catamaran destiné à être tracté par un navire.

A cet effet, l'invention porte sur un objet destiné à être tracté dans un fluide par un câble selon un axe de transport sensiblement horizontal ; l'objet comprenant un corps destiné à être suspendu par effet de la gravité au câble par l'intermédiaire d'un bras de fixation, l'objet étant caractérisé en ce que le corps comprend :

• une surface hydrodynamique extérieure symétrique par rapport à un plan vertical contenant l'axe de transport de sorte à limiter la portance latérale du corps, et
• une ouverture traversant le corps selon un axe vertical destinée à être occupée par le fluide de sorte à équilibrer les pressions de fluide s'écoulant le long de la surface extérieure , de sorte à limiter la portance verticale du corps ;

Avantageusement, le corps est monocoque.

Avantageusement, le bras de fixation présente une forme dissymétrique par rapport au plan vertical contenant l'axe de transport.

Avantageusement, le bras de fixation présente une forme générale en « C », reliée par une première extrémité au corps et destiné à être reliée par une seconde extrémité au câble.

Avantageusement, l'objet comprend un lest positionné à l'intérieur du corps et configuré de sorte que le centre de gravité de l'objet maintenu à vitesse nulle dans le fluide soit positionné dans le plan vertical contenant l'axe de transport.

Avantageusement, l'objet comprend un lest positionné à l'intérieur du corps et configuré de sorte que le centre de gravité de l'objet maintenu plongé dans l'air à vitesse nulle soit positionné dans le plan vertical contenant l'axe de transport.

Avantageusement, l'objet comprend un lest positionné à l'intérieur du corps et configuré de sorte que le centre de gravité de l'objet soit positionné dans le plan vertical contenant l'axe de transport à la fois lorsque l'objet est maintenu immergé à vitesse nulle dans l'eau et lorsque l'objet est maintenu plongé à vitesse nulle dans l'air.

Avantageusement, l'objet comprend un ensemble de déflecteurs solidaire du corps, configuré pour générer une force hydrodynamique par écoulement de fluide autour de l'objet neutralisant la force hydrodynamique induite par la forme dissymétrique du bras de fixation.

Avantageusement, la surface extérieure comprend une surface supérieure et une surface inférieure.

Avantageusement, la surface inférieure et la surface supérieures sont symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan horizontal de sorte à limiter la portance verticale du corps.

Avantageusement, la surface supérieure et/ou la surface inférieure est configurée de sorte à former dans le plan vertical contenant l'axe de transport un profil de type NACA de forte épaisseur, permettant de limiter la portance verticale du corps.

Avantageusement, la surface extérieure est configurée de sorte à former dans le plan horizontal un profil de type NACA de forte épaisseur, permettant de limiter la portance latérale du corps.

Avantageusement, la surface extérieure est configurée de sorte à former dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de transport un profil courbe, comprenant une faible portion verticale de sorte à limiter la portance latérale du corps.

Avantageusement, le corps comprend une ouverture latérale, traversant le corps selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe de transport et située dans une partie aval du corps de sorte à limiter la portance latérale du corps.

Avantageusement, l'ouverture est destinée à être occupée par le fluide.

Avantageusement, la surface extérieure comprend une surface supérieure et une surface inférieure, la surface supérieure et la surface inférieure étant configurées de sorte que la surface extérieure forme :

• dans le plan horizontal un profil de type NACA de forte épaisseur, permettant de limiter la portance latérale du corps ;
• dans un plan vertical contenant l'axe de transport, un profil de type NACA de forte épaisseur permettant de limiter la portance verticale du corps,

Avantageusement, le corps est entièrement délimité par la surface extérieure.

Avantageusement, le corps comprend une ouverture latérale traversant le corps selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe de transport, et située dans une partie aval du corps de sorte à limiter la portance latérale du corps.

Avantageusement, l'objet comprend un aileron sensiblement vertical fixé sur une partie avale du corps, présentant une forme hydrodynamique sensiblement dissymétrique, configurée pour stabiliser l'orientation de l'objet en générant un couple autour d'un axe vertical.

Avantageusement, l'objet comprend un aileron sensiblement horizontal fixé sur une partie avale du corps, présentant une forme hydrodynamique sensiblement dissymétrique, configurée pour stabiliser l'orientation de l'objet en générant un couple autour de l'axe de transport.

Avantageusement, l'objet comprend deux bras de fixation configurés de sorte à relier respectivement selon une première et une seconde directions sensiblement verticales, le câble et respectivement une première et une seconde extrémité du corps le long de l'axe de transport, de sorte qu'un effort tendant à écarter les deux bras de fixation permette de stabiliser le corps autour d'un axe vertical.

Avantageusement, l'objet est destiné à la détection sonar en milieu marin, et il comprend une antenne d'émission acoustique fixée sur une structure interne du corps.

L'invention porte aussi sur un système sonar actif, destiné à être remorqué par un navire, et comprenant un câble de traction pouvant être relié au navire et un objet tracté par le câble et présentant des caractéristiques telles que précédemment décrites.

Avantageusement, le sonar actif comprend une queue contenant un corps longiligne assurant la réception des signaux acoustiques.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un exemple d'objet submersible remorqué décrit sur les figures suivantes.

La figure 1, déjà présentée, illustre la mise en oeuvre d'un sonar actif remorqué selon l'état connu de la technique,
les figures 2a, 2b, 2c et 2d représentent un exemple d'objet remorqué selon l'invention respectivement dans une première vue en perspective, une seconde vue en perspective, une vue de face et une vue arrière.

Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.

Dans l'exemple représenté sur les figures 2a, 2b, 2c et 2d, l'objet remorqué 20 comprend un corps submersible 21, destiné à recevoir dans sa structure une antenne d'émission d'un sonar actif, et relié au câble de traction 12 par l'intermédiaire de deux bras de fixation 22a et 22b. Dans une configuration semblable à celle représentée sur la figure 1, le câble 12 auquel le corps 21 est suspendu est lié par une extrémité située en amont du corps à un treuil motorisé semblable au treuil 11, et par une autre extrémité située en aval du corps à une antenne de réception 14. L'objet remorqué 20 constitue alors le poisson 13 du sonar actif en remorquage dépendant décrit précédemment. Il est entendu que cette mise en oeuvre particulière n'est pas limitative de la présente invention qui porte plus largement sur tout type de corps destiné à être tracté dans tout type de fluide au moyen d'un câble de traction.

Le corps est significativement pesant dans l'eau, c'est-à-dire à flottabilité négative. Par significativement on entend que la poussée d'archimède du corps est typiquement inférieure à 80% du poids dans l'air de celui-ci.

Le corps est suspendu au câble de traction au moyen de deux bras de fixation dissymétriques 22a et 22b permettant un passage latéral des bras de fixation dans un chaumard articulé analogue à celui décrit dans la demande de brevet citée en préambule. L'invention trouve une utilité particulière pour stabiliser un tel corps dont l'architecture des moyens de fixation au câble présente une dissymétrie induisant des forces hydrodynamiques importantes, susceptibles de générer un couple perturbateur autour du câble de traction. Cette réalisation particulière n'est pas limitative de l'invention, qui peut aussi s'appliquer pour stabiliser le remorquage d'un corps ne présentant pas cette dissymétrie des moyens de fixation.

L'invention porte sur un objet remorqué comprenant un corps suspendu par effet de la gravité à un câble de traction au moyen d'au moins un bras de fixation. Le câble de traction est destiné à remorquer l'objet selon un axe de transport sensiblement horizontal. Dans la suite, l'objet remorqué est ainsi défini par rapport à un axe vertical le long duquel s'applique la force de gravité et un axe de transport sensiblement horizontal définissant la direction principale de l'écoulement du fluide. Il est bien entendu que l'invention peut aussi s'appliquer au cas où l'objet est remorqué selon une direction non strictement horizontale, mais légèrement ascendante ou légèrement descendante. Par sensiblement horizontal, on entend un axe faisant préférentiellement un angle inférieur à dix degrés avec le plan horizontal. Cette valeur ne constitue pas une limite à l'invention. La définition détaillée d'un objet permettant, dans le cas d'un déplacement non strictement horizontal, de limiter l'effet des forces hydrodynamiques pour stabiliser le remorquage de l'objet, peut se déduire simplement de l'exemple décrit ci-dessous.

Dans la suite du document, l'objet remorqué est décrit par rapport à un repère constitué d'un axe de déplacement- ou axe de roulis - référencé X sur les figures, préférentiellement aligné entre les bras de fixation sur l'axe longitudinal du câble de traction 12 ; d'un axe de lacet référencé Z, correspondant à l'axe vertical passant par le centre de gravité de l'objet ; et d'un axe de tangage, référencé Y, correspondant à l'axe horizontal perpendiculaire à l'axe de roulis.

L'idée générale de la présente invention consiste à trouver un équilibre entre les forces de pesanteur exercées sur l'objet remorqué et les forces hydrodynamiques générées par l'écoulement du fluide autour de l'objet lors de son remorquage. L'objet met en oeuvre plusieurs mesures contribuant à trouver cet équilibre et obtenir une architecture stable sur toute la plage de vitesse opérationnelle. Nous allons maintenant décrire ces mesures à l'aide des figures 2a à 2d.

Le poids dans l'eau de l'objet suspendu au câble est le principal facteur de stabilisation du système autour de son axe de roulis. Cela suppose bien évidemment que le centre de gravité soit décalé de l'axe du câble porteur, ce qui est le cas dès lors qu'on fixe le câble sur le haut du corps. Pour être efficace on considère que la distance séparant le centre de gravité de l'objet du câble est au moins égale à la moitié de l'épaisseur verticale du corps 51 dans un plan vertical. L'épaisseur verticale est définie par la suite. L'augmentation du poids de l'objet pour en augmenter la stabilité est toutefois limitée par la capacité des moyens de mise à l'eau et de récupération. En pratique, le poids de l'objet est donc défini comme un compromis entre l'amélioration de la stabilité et la simplicité des opérations de mise à l'eau et de récupération de l'objet.

La longueur des bras de fixation est un autre facteur de stabilisation de l'objet en roulis. L'amplitude du couple de rappel en roulis généré par le poids est directement proportionnelle à la distance séparant le centre de gravité de l'objet du câble 12. Augmenter le bras de levier par la longueur des bras de fixation permet d'augmenter le couple de rappel en roulis.

Mais de long bras de fixation réduisent la stabilisation en tangage produite par la fixation des deux bras de fixation sur le câble. En effet, les forces hydrodynamiques générées par l'écoulement de fluide autour de l'objet sont situées principalement au niveau du corps. Ainsi, augmenter le bras de levier du couple de rappel en roulis par la longueur des bras de fixation, augmente également le bras de levier de l'effet de déstabilisation en tangage. Cela augmente aussi la déstabilisation en roulis lorsque l'objet présente un angle en lacet. En pratique, on retient une longueur intermédiaire pour les bras de fixation, telle que dans l'exemple représenté sur les figures.

Le corps est suspendu au câble au moyen des bras de fixation 22a et 22b. Pour permettre un passage latéral dans le chaumard, les bras de fixation présentent une forme générale en « C » comportant une dissymétrie par rapport au plan vertical contenant l'axe de transport X. Cette dissymétrie du poids est susceptible de génèrer une inclinaison à vitesse nulle par rapport à un plan de symétrie verticale référencé P_SV contenant l'axe de transport X. Pour compenser la force de pesanteur exercée sur les bras de fixation, et stabiliser l'orientation du corps par rapport au plan vertical P_SV, un lest est fixé à l'intérieur du corps. Sur la figure 2d sont représentées les grandeurs permettant de définir ce lest. Sur cette figure :

• P_B est la position du centre de gravité des composants présentant une dissymétrie par rapport au plan vertical contenant l'axe de transport. Dans l'exemple représenté, il s'agit du centre de gravité des deux bras de fixation 22a et 22b.
• P_L est la position du centre de gravité du lest fixé à l'intérieur du corps.
• P_C est la position du centre de gravité de l'ensemble de l'objet, incluant les bras de fixation et le corps muni de son lest.

Pour faciliter l'opération de récupération en air de l'objet remorqué, on cherche à positionner le centre de gravité de l'objet dans le plan de symétrie vertical P_SV. La relation suivante permet de déterminer la position du lest permettant d'annuler la gite de l'objet dans l'air : $${\mathrm{m}}_{\mathrm{L}}*{\mathrm{D}}_{\mathrm{L}}={\mathrm{m}}_{\mathrm{B}}*{\mathrm{D}}_{\mathrm{B}}$$ dans laquelle :

• m_L est la masse du lest,
• D_L est la distance du centre de gravité au plan de symétrie verticale,
• m_B est la masse des éléments dissymétriques, et
• D_B est la distance du centre de gravité au plan de symétrie verticale.

On cherche également à obtenir une gite nulle lorsque l'objet est immergé dans l'eau avec une vitesse nulle. Pour cela, l'objet doit satisfaire la relation suivante : $${\mathrm{m}}_{\mathrm{L}}*\left({\mathrm{d}}_{\mathrm{L}}-{\mathrm{d}}_{\mathrm{E}}\right)={\mathrm{m}}_{\mathrm{B}}*\left({\mathrm{d}}_{\mathrm{B}}-{\mathrm{d}}_{\mathrm{E}}\right)$$ dans laquelle :

• d_L est la densité du lest,
• d_B est la densité des éléments dissymétriques, et
• d_E est la densité de l'eau dans laquelle évolue l'objet.

La résolution des équations (1) et (2) permet de définir la densité et la position du lest dans le corps, de façon à équilibrer l'objet maintenu à vitesse nulle à la fois dans l'air et dans l'eau. Cela permet d'obtenir des bonnes mesures acoustiques dans l'eau et de faciliter la récupération de l'objet dans l'air. La figure 2d décrit le positionnement du lest permettant d'obtenir une gite nulle pour l'objet remorqué 20. Notons que pour ne pas perturber l'écoulement de l'eau autour du corps, le lest est avantageusement positionné à l'intérieur de la structure, sous le carénage.

Le couple de rappel en roulis de l'objet ainsi défini peut s'exprimer par une relation du type : $${\mathrm{C}}_{\mathrm{R}}=\left({\mathrm{D}}_{\mathrm{C}}*{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}-{\mathrm{D}}_{\mathrm{V}}*\mathrm{V}*{\mathrm{d}}_{\mathrm{E}}\right)*\mathrm{g}*\sin \left(\mathrm{\alpha }\right)$$ dans laquelle :

• D_C est la distance entre le centre de gravité et le câble,
• m_C est la masse totale de l'objet,
• D_V est la distance entre le centre de volume C_dV de l'objet et le câble,
• V est le volume total de l'objet,
• d_E est la densité de l'eau dans laquelle évolue l'objet,
• g est l'accélération de la gravité, et
• α est l'angle de roulis.

Pour stabiliser l'objet remorqué, il convient de s'assurer que ce couple C_R de rappel par gravité reste supérieur, sur toute la plage de vitesse envisagée, aux couples générés par les forces hydrodynamiques autour de l'axe de roulis. Plusieurs mesures sont mises en oeuvre dans ce but.

Dans l'exemple représenté sur les figures, le corps 21 comprend une surface extérieure 24 formée d'une surface supérieure 25a et une surface inférieure 25b, délimitées par une arrête commune contenue dans un plan horizontal P_SH représenté sur la figure 2a. L'arrête commune définit un profil latéral gauche référencé 70a (du coté des valeurs positives de l'axe Y) et un profil latéral droit référencé 70b (du coté des valeurs négatives de l'axe Y). La forme du corps 21 est également définie dans la suite au moyen d'un plan vertical référencé P_SV contenant l'axe de transport X.

Pour réduire la portance verticale du corps, les surfaces supérieure 25a et inférieure 25b sont préférentiellement sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport au plan horizontal P_SH. Avantageusement, chacune des deux surfaces est également configurée de sorte à former dans un plan vertical parallèle à l'axe de transport, et notamment le plan P_SV, un profil proche d'un profil standardisé NACA de forte épaisseur ; ce profil garantissant d'une part une portance verticale limitée et faiblement variable pour des angles d'incidence faiblement variables, et d'autre part une trainée limitée.

Par profil de forte épaisseur dans un plan vertical, on entend un profil dont le rapport entre l'épaisseur verticale (plus grande dimension du profil selon la direction verticale) et la corde (longueur séparant le bord d'attaque et le bord de fuite du profil) est supérieur à 25%. Il faut noter que la partie arrière du profil, c'est-à-dire la partie contenant le bord de fuite peut être tronquée. La dimension du corps selon la direction verticale est la distance entre les surfaces inférieures et supérieures.

Comme représenté sur les figures, le corps présente une forme générale sensiblement aplatie selon l'axe vertical. Autrement dit, les dimensions de l'objet selon l'axe vertical sont inférieures aux dimensions de l'objet dans le plan horizontal. Le corps comprend une ouverture centrale 30 traversant le corps 21 selon un axe vertical. L'ouverture débouche d'une part sur la surface supérieure 25a et d'autre part sur la surface inférieure 25b. Cette ouverture 30, occupée par le fluide dans lequel l'objet 20 est immergé, permet d'équilibrer les pressions du fluide qui s'écoule le long de la surface supérieure et de la surface inférieure. Cette ouverture limite le volume intérieur du corps disponible pour recevoir des équipements tels que l'antenne d'émission. Toutefois, dans une mise en oeuvre avantageuse de l'invention, il est envisagé une antenne d'émission acoustique présentant une forme générale en anneau, positionné autour de l'ouverture 30, de sorte que la réduction du volume disponible dans le corps due à l'ouverture 30 ne constitue pas une limitation majeure à l'efficacité globale du sonar.

L'ouverture 30 traversant le corps présente, dans un plan horizontal, une surface supérieure à 15% de la surface horizontale connexe sans frontière intérieure formée à partir du contour de la surface projetée du corps sur un plan horizontal mais limitée en amont et en aval par les deux plans verticaux perpendiculaires à l'axe de transport délimitant l'étendue de l'ouverture 30 selon l'axe de transport (X) Cela permet de garantir une bonne limitation de la portance verticale du corps.

Pour réduire la portance latérale du corps, la surface extérieure 24 est sensiblement symétrique par rapport au plan verticale P_SV contenant l'axe de transport X. Avantageusement, la surface extérieure 24 est également configurée de sorte à former dans un plan horizontal, et notamment le plan P_SH, deux profils symétriques l'un de l'autre par rapport au plan P_SV proches d'un profil standardisé NACA de forte épaisseur. En particulier, le profil latéral gauche 70a et le profil latéral droit 70b sont avantageusement proche d'un profil de type NACA de forte épaisseur ; ce profil garantissant d'une part une portance latérale limitée et faiblement variable pour des angles d'incidence faiblement variables, et d'autre part une trainée limitée.

Par profil de forte épaisseur dans un plan horizontal, on entend un profil dont le rapport entre l'épaisseur horizontale (plus grande dimension du profil selon la direction horizontale perpendiculaire à l'axe de transport) et la corde (longueur séparant le bord d'attaque et le bord de fuite du profil, est supérieur à 25% Il faut noter que la partie arrière du profil formé par la surface extérieure, c'est-à-dire la partie contenant le bord de fuite peut être tronquée comme c'est le cas sur la réalisation des figures. Le corps ne comprend donc pas le bord de fuite du profil formé par la surface extérieure 24. Le profil comprenant le bord d'attaque et le bord de fuite est obtenu en extrapolant la surface extérieure 24 jusqu'au bord de fuite.

La surface extérieure 24 est formée en joignant les profils formés dans le plan P_SH et dans le plan P_SV de part et d'autre de chacun de ces plans de façon qu'elle forme une surface hydrodynamique.

Avantageusement, le corps 21 présente globalement une forme de goutte d'eau (traversée par l'ouverture 30). La goutte d'eau peut être tronquée de sorte à ne pas comprendre le bord de fuite. La surface extérieure est avantageusement globalement convexe.

Avantageusement, le corps est entièrement délimité par la surface 24.

Pour renforcer encore la stabilisation en limitant l'effet de portance, il est aussi envisagé de configurer la surface extérieure 24 de sorte qu'elle présente, dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de transport X, un profil courbe comprenant une faible portion verticale. Autrement dit, les parois latérales du corps présentent une faible proportion de surface sensiblement verticale, de sorte à limiter la possibilité de générer de la portance latérale. Notons aussi que le corps comprend une ouverture latérale 26, traversant le corps selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe de transport X, et située dans une partie aval du corps permettant de réduire encore la portance latérale du corps. L'ouverture latérale est destinée à être occupée par le fluide.

Nous avons décrit au moyen des figures un exemple de corps submersible 21 présentant une forme hydrodynamique optimisée pour réduire la portance de la partie suspendue de l'objet. L'exemple représenté met en oeuvre plusieurs mesures visant à réduire d'une part la portance verticale (symétrie par rapport au plan horizontal PSH, profils NACA dans le plan vertical, ouverture centrale 30) et d'autre part la portance latérale (symétrie par rapport au plan vertical PSH, profils NACA dans le plan horizontal, profils comprenant une faible portion verticale, ouverture latérale arrière 26). Il est bien entendu qu'il est aussi envisagé par l'invention un corps submersible ne retenant qu'une partie de ces mesures.

Dans une configuration simplifiée particulièrement avantageuse, le corps comprend une surface extérieure hydrodynamique sensiblement symétrique par rapport au plan vertical P_SV contenant l'axe de transport X, permettant de limiter la portance latérale de l'objet, et comprend une ouverture centrale débouchante traversant le corps selon un axe vertical, permettant de limiter la portance verticale. Cette configuration unique du corps permet de limiter des forces hydrodynamiques pouvant être générées perpendiculairement à l'axe de transport par écoulement de fluide autour du corps, et susceptibles d'entrainer un effort en rotation autour de l'axe de transport en s'opposant à l'effet de la gravité.

Le corps 21 est du type monocoque. Autrement dit, le corps n'est pas multicoque. On ne peut pas isoler une portion, non complète du corps, formant un corps élémentaire indépendant profilé hydrodynamiquement.

Le corps 21 est entièrement délimité par une coque 124.
Cette coque présente une surface avant continue sensiblement convexe unique : en d'autres termes le fluide rencontre la coque en un unique point appelé point d'arrêt (ou sur une zone très limitée), l'objet étant monocoque

La coque 124 comprend une carène ou surface externe de la coque 124. La carène est la surface extérieure 24. La carène 24 délimite un volume formant une unique cellule profilée hydrodynamiquement. Ce volume présente la forme d'une unique cellule profilée hydrodynamiquement dans tout plan vertical et dans tout plan horizontal.

Avantageusement, l'épaisseur du corps 21 correspondant à la dimension du corps 21 selon un axe vertical est sensiblement la même sur tout le pourtour de l'ouverture 30.

La présente invention propose de former une ouverture verticale traversante 30 dans un corps monocoque, ce qui est inhabituel. Le fait de proposer un corps monocoque permet de tracter un corps de volume important (et donc d'emporter un sonar de volume important) avec une traînée limitée. Le fait de former une ouverture traversante verticale dans le corps permet de limiter sa portance verticale. Or, l'homme du métier s'attache classiquement à former un corps monocoque le plus homogène possible dépourvu d'ouverture traversante ou de protubérance de façon à limiter sa traînée. Toute irrégularité dans le profil génère des turbulences et donc de la traînée. Le fait de former une ouverture verticale traversante dans un corps monocoque dégrade donc sa traînée ce qui est contre nature.

Dans un mode particulier de réalisation, le corps 21 comprend un bord d'attaque BA et est délimité, dans tout plan vertical perpendiculaire à l'axe de transport situé entre le bord d'attaque BA et l'ouverture 30, par une carène formant une courbe convexe ou sensiblement convexe délimitant un unique volume convexe ou sensiblement convexe. Autrement dit, la surface extérieure 24 délimite, dans tout plan vertical perpendiculaire à l'axe de transport situé entre le bord d'attaque et l'ouverture 30 un unique volume convexe ou sensiblement convexe. Par sensiblement convexe, on entend que la surface extérieure ou carène peut contenir des éléments de la structure du corps qui viennent en saillie par rapport à une courbe convexe.

Dans un mode particulier de réalisation, le volume est convexe dans tout plan vertical perpendiculaire à l'axe de transport. Autrement dit, la surface extérieure est, hors ouverture centrale 30, sensiblement convexe. Le corps est monocorps. En variante, le volume est convexe dans tout plan vertical perpendiculaire à l'axe de transport situé entre le bord d'attaque BA du corps 21 et un plan vertical perpendiculaire à l'axe de transport situé à une distance du bord de fuite de la surface 24 égale aux deux tiers de la distance séparant le bord d'attaque et le bord de fuite de la surface 24.

Une autre mesure visant à stabiliser l'objet remorqué consiste à fixer sur une partie aval du corps un ou plusieurs ailerons de stabilisation. Dans l'exemple représenté sur les figures, l'objet comprend deux ailerons de stabilisation 43 et 44, sensiblement verticaux, fixés sur une partie avale du corps 21. Les dimensions des ailerons sont d'une part suffisamment faibles pour générer une portance inférieure au poids de l'objet dans l'eau pour la plage de vitesse considérée, et d'autre part suffisamment élevées pour que leur effet de stabilisation soit efficace. Par ailleurs, l'emploi d'un profil faiblement dissymétrique des ailerons 43 et 44 permet de générer un couple de rappel en lacet, capable de neutraliser au moins partiellement la dissymétrie de portance générée par la forme en C des bras de fixation.

Sur le même principe, l'objet remorqué comprend aussi deux ailerons de stabilisation 41 et 42, sensiblement horizontaux, fixés sur une partie avale du corps 21, respectivement en partie supérieure et inférieure. Là aussi, les dimensions des ailerons doivent être d'une part suffisamment faibles pour générer une portance inférieure au poids de l'objet dans l'eau, et d'autre part suffisamment élevées pour que leur effet de stabilisation soit efficace. Une configuration faiblement dissymétrique des ailerons 41 et 42 permet de neutraliser au moins partiellement le couple de roulis généré par la trainée des bras de fixation du corps remorqué suspendu sous le câble de traction.

L'exemple représenté sur les figures permet d'illustrer l'intérêt d'une telle configuration dissymétrique des ailerons. Pour compenser le couple perturbateur induit par la dissymétrie des bras de fixation 22a et 22b, on introduit une dissymétrie des ailerons horizontaux, en fixant deux déflecteurs 31a et 31b sur l'aileron arrière horizontal supérieur 41. La dissymétrie des bras de fixation par rapport au plan de symétrie vertical P_SV, soumis à une vitesse non nulle dans l'eau, génère un effort latéral sur l'objet remorqué. Cet effort produit un couple perturbateur en roulis sensiblement proportionnel au carré de la vitesse. De manière simplifiée, ce couple perturbateur peut s'exprimer au moyen de la relation suivante : $${\mathrm{C}}_{\mathrm{P}}={\mathrm{K}}_1*{\mathrm{V}}^2$$ dans laquelle :

• K₁ est un coefficient définissant la perturbation hydrodynamique induite par la dissymétrie des bras de fixation, et
• V est la vitesse de l'objet remorqué.

Pour neutraliser l'effet de ce couple perturbateur Cp sur le roulis, on réalise une dissymétrie hydrodynamique sur l'objet, ici au moyen des deux déflecteurs 31a et 31b. Comme précédemment, le couple généré par cet ensemble de déflecteurs est sensiblement proportionnel au carré de la vitesse. Il peut s'exprimer sous une forme simplifiée du type : $${\mathrm{C}}_{\mathrm{A}}={\mathrm{K}}_2*{\mathrm{V}}^2$$ dans laquelle :

• K₂ est un coefficient définissant la perturbation hydrodynamique induite par l'ensemble de déflecteurs, et
• V est la vitesse de l'objet remorqué.

L'ensemble de déflecteurs est alors conçu de manière à générer un couple C_A qui s'oppose au couple perturbateur C_P induit par la dissymétrie des bras de fixation. Autrement dit, la résolution des équations (4) et (5) permet de déterminer les caractéristiques de l'ensemble de déflecteurs. En configurant les déflecteurs de manière à satisfaire l'égalité K₁ = - K₂, l'ensemble de déflecteurs permet de neutraliser la perturbation induite par dissymétrie des bras de fixation.

Une dernière mesure vise à stabiliser l'objet remorqué en lacet. Cette stabilisation est essentiellement assurée par la force de traction T_C exercée par la trainée hydrodynamique que produit l'ensemble des éléments remorqués en aval de l'objet. Pour un sonar actif en remorquage dépendant, le déplacement de la flûte 14 relié au câble 12, en aval de l'objet remorqué, génère une trainée hydro dynamique qui exerce sur l'objet, par l'intermédiaire du câble, un effort vers l'arrière. Le couple de rappel généré par cette force de traction arrière T_C peut s'exprimer au moyen de la relation simplifiée suivante : $${\mathrm{C}}_{\mathrm{L}}={\mathrm{T}}_{\mathrm{C}}*\mathrm{L}*\sin \left(\mathrm{\beta }\right)$$ dans laquelle :

• L est la distance entre les points d'accroche des bras de fixation 22a et 22b, et
• β est l'angle de lacet par rapport à l'axe longitudinal X du câble.

Ainsi, l'augmentation de la distance L séparant les deux bras de fixation améliore la stabilité en lacet de l'objet remorqué. Dans l'exemple représenté sur les figures, les bras de fixation 22a et 22b sont fixés en deux extrémités opposés selon l'axe X du corps 21, de sorte à maximiser la stabilisation en lacet.

Autrement dit, les deux bras de fixation 22a et 22b sont configurés de sorte à relier, respectivement selon une première et une seconde directions sensiblement verticales, le câble 12 et respectivement une première et une seconde extrémité du corps le long de l'axe de transport X, de sorte qu'un effort tendant à écarter les deux bras de fixation permette de stabiliser le corps 21 autour de l'axe vertical Z.

L'invention porte également sur un système tracté, par exemple un système tracté contenant un sonar actif, pouvant être remorqué par un navire. Le système comprend un câble de traction et un objet submersible tel que précédemment décrit. L'objet est remorqué par le navire au moyen du câble de traction. Le système peut être complété par une queue (de type corps souple longiligne) pouvant contenir une flûte assurant la réception des signaux acoustiques.