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using three IMUs on board ACERGY/Polaris Nigeria April-May

Nous avons procédé à des mesures de mouvement en parallèle de la barge offshore Polaris avec trois types d’instruments (voir plan d’implantation ci-après des appareils à bord de la Polaris) :

• deux Octans-III d’IXSEA : Octans_238 et Octans_690,

• un accéléromètre embarqué (appelé ACC),
• l’une des 2 MRU installées à bord de la Polaris : la MRU_Jlay

L’un des Octans (Octans-238) est situé dans le container-office occupé par MétéoMer pendant la mission et le second (Octans-690) près du winch de la J-lay tower. La MRU_Jlay est logée dans un boîtier fixé à la cloison de la coursive principale. L’accéléromètre ACC a été fixé verticalement au pied de la table, à quelques centimètres de l’Octans_238 dans le container-office.

Les Octans opèrent depuis des accéléromètres et des des gyroscopes à fibres optiques. Les déplacements tel que le Heave, sont obtenues par intégration des différents signaux délivrés par les accéléromètres et gyroscopes. Cette intégration est réalisée en interne et à haute fréquence. Les sorties sont délivrées à 2 Hz. Pour les applications océanographiques, l’Octans filtre les données produites (filtrage à 40 s) ce qui fait qu’il ne peut pas « voir » les mouvements à très basse fréquence de la structure qui le supporte. Enfin, l’Octans procède à un auto-calibrage les 10 premières minutes de sa mise en service par comparaison des mouvements enregistrés avec la rotation terrestre qu’il mesure avec ses gyroscopes à fibres optiques.

Concernant l’ACC, la fréquence d’échantillonnage utilisée lors de la période de test est de 2 Hz. La résolution de l’appareil est déterminée par le niveau de bruit : 0.02 ms-2. Le calibrage des ACC doit être réalisé manuellement par une manipulation de l’appareil (3 retournements à effectuer sur un support au repos).

Pour la MRU-Jlay, les data résultent d’un échantillonnage du signal de l’accéléromètre à une période de 1.1 s.

Figure 1 : Positions respectives des Octans 238 et 690

1 - Octans et ACC

t0 = 01/05 11:03:30

1.1 - Accélérations dérivées du Heave mesuré par l’Octans_238

Les accélérations en Z des Octans sont obtenues en dérivant deux fois les mesures du Heave. Sur les figures qui suivent, on pourra observer une bonne concordance entre les accélérations dérivées de l’Octans_238 et celles données par l’ ACC situé à proximité immédiate de l’Octans.

Figure 2a : Comparaison de l’accélération verticale(m) mesurée par l’accéléromètre Acc avec le signal dérivé du Heave mesuré par l'Octans-238.

Figure 2b : Comparaison de l’accélération verticale(m) mesurée par l’accéléromètre Acc avec le signal dérivé du Heave mesuré par l'Octans-238 (zoom).

1.2 - Accélérations dérivées du Heave calculé par l’Octans_690 au point de l’Octans_238

Le procédé de calcul des mouvements en des points déportés développé par Ixsea en interne des Octans ayant été validé précédemment, on a utilise ici cette fonctionnalité pour illustrer l’intérêt de pouvoir afin s’affranchir des difficultés de mise en place de l’appareil de mesure lui-même en des points difficiles d’accès.

Figure 3a : Comparaison de l’accélération verticale(m) mesurée par l’accéléromètre Acc avec le signal dérivé du Heave calculé par l'Octans-690 au point de localisation de l’Octans_238.

Figure 3b : Comparaison de l’accélération verticale(m) mesurée par l’accéléromètre Acc avec le signal dérivé du Heave calculé par l'Octans-690 au point de localisation de l’Octans_238 (zoom).

2 - Octans et MRU_Jlay (AccZ)

t0 = 01/05 11:03:30

Les accélérations en Z des Octans sont obtenues en dérivant deux fois les signaux de Heave calculés par chacun des deux appareils au point de localisation de la MRU-Jlay.

Figure 4a : Comparaison de l’accélération verticale(m) mesurée par la MRU-Jlay avec les accélérations dérivés des signaux de Heave calculés par les Octans-238 et 690 au niveau de la MRU-Jlay

Figure 4b : Comparaison de l’accélération verticale(m) mesurée par la MRU-Jlay avec les accélérations dérivés des signaux de Heave calculés par les Octans-238 et 690 au niveau de la MRU-Jlay (zoom).

La défaillance du signal délivré par cet appareil par rapport aux Octans peut provenir du principe d’échantillonnage (lle fait que l’appareil délivre une valeur instantanée au moment de la mesure ou bien une valeur maximale durant l’intervalle de temps entre deux échantillons) ou bien encore d’un défaut de calibration.

Figure 4c : Comparaison de l’accélération verticale(m) mesurée par la MRU-Jlay avec les accélérations dérivés des signaux de Heave calculés par les Octans-238 et 690 au niveau de la MRU-Jlay (zoom).

Figure 4d : Comparaison de l’accélération verticale(m) mesurée par la MRU-Jlay avec les accélérations dérivés des signaux de Heave calculés par les Octans-238 et 690 au niveau de la MRU-Jlay (zoom).