Brevet FR2138543A1 — publié le 19730105

T'invention est relative aux défenses d'accostages utilisées pour protéger aussi bien les navires que les ouvrages portuaires fixes tels que les quais contre les chocs d'accostage et contre les eIforts résultant des mouvenents des navires amar- rés. On connaît déjà divers types de défenses basés sur l'utilisation d'éléments amortisseurs en caoutchouc capables de se déformer élastiquement pour absorber l'énergie cinétique du navire venant accoster. Dans un type de défense couraninent utilisé les éléments amortisseurs sont constitués par des boudins cylindriques creux en caoutchouc suspendus le long de la paroi verticale du quai au moyen de chaînes passant à l'intérieur des boudins. Sous l'effet d'un choc tendant à écraser le boudin ce sont d'abord les parois latérales qui travaillent en flexion ou au flabage, puis les parois frontales opposées viennent en contact l'une avec l'autre et travaillent alors en compression pure du caoutchouc de sorte que le boudin devient brusquement très raide et exerce sur le e uni et sur le navire des réactions importantes risquant de la les endommager. Ce raidissement intervient après une course d'écrasement relativement limitée parce que les parois du boudin sont très épaisses pour avoir une résistance appréciable a la flexion pendant la course d'écrasement.Dans les boudins cylindrigues ordinairement utilisés cette course d'écrasement est de l'ordre de 30 à 50 @ du diamètre extérieur du boudin, ce qui @errespond a une épaisseur de caroi qui est le plus souvent supéricure à 25 @ du diamètre extérieur du boudin. Des défenses dérivées du type précédent comprennent des boudins profilés à section carrée, trapézoidale ou en forme de delta qui travaillent dans les mêmes conditions par flexion des parois latérales puis par compression des parois frontales opposées. Dans un autre type de défense connu, les éléments amortisseurs sont des sandwiches constitués de couches de caoutchouc collées à des plaques métalliques, ces sandwiches étant disposés de façon à faire travailler le caoutchouc en cisaillement ou en cisaillement et compression combinés lorsque les sandwiches sont arrangés en V. Ces éléments amortisseurs sont avantageux du fait qu'ils acceptent des courses d'amortissement de grande amplitude avec une rigidité assez faible, donc avec des efforts de réaction peu élevés sur le quai et sur le navire. toutefois ce type de défense plus élaboré est généralement plus coûteux et son installation doit souvent être prévue. lors même de la construction de 1' ouvrage portuaire à équiper. La présente invention a pour objet des amortisseurs de chocs pour la réalisation de défenses d'accostage ou applications similaires, ses objectifs étant principalement de réaliser des éléments amortisseurs relativement simples et peu coûteux, à grande déflection élastique et à faible réaction, et à grande facilité d'utilisation dans les diverses installations portuaires. Selon l'invention, un tel dispositif amortisseur de choc est en forme de manchon creux en caoutchouc, et il est caractérisé en ce qu'il est renforcé par des éléments annulaires élastiques en métal disposés suivant des plans perpendiculaires à l'axe du manchon. Grtce à ces éléments annulaires élastiques qui confèrent au manchon ltessentiel de sa résistance à l'écrasement, les parois en caoutchouc du manchon peuvent être relativement minces de sorte que ltensemble est suceptible d'une grande déformation élastique avant écrasement complet. On peut ainsi réaliser des amortisseurs plus légers et moins coûteux eu égard à l'énergie de choc à absorber pour assurer la protection des navires et des ouvrages portuaires. De préférence les éléments élastiques annulaires sont noyés à l'intérieur de la paroi en caoutchouc du manchon et ils sont espacés longitudinalement les uns des autres. Ils peuvent gtré associés à des nappes diarmature constituées de câblés textiles ou métalliques orientés longitudinaloment ou en biais. te manchon lui-m8me présente généralement un évidement intérieur et une forme extérieure cylindriques bien que ces formes puissent varier si l'on désire réaliser des défenses plus élaborées, mieux adaptées à des cas particuliers. Son évidement intérieur peut encore être rempli en totalité ou en partie avec un matériau cellulaire assurant la flot tabilité du boudin en apportant des caractéristiques supplémentaires d'amortissement. Des exemples de realisation de l'invention sont décrits ci-après en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation coupe d'un remiser exemple de manchon araortisseur. - les tigures 2 et 3 soeft tes vues illustrant l'utilisation de ce manchon. - la figure 4 est une vue en perspective d'un anneau élastique de renforcement 4 - les figures 5, 6, 7 et 8 sont des vues montrant des variantes de réalisation de l'invention. me dispositif amortisseur de choc pour défense d'accostage illustré sur la figure 1 consiste en un manchon tubulaire en caoutchouc 1 de forme générale cylindrique renforcé par des éléments annulaires élastiques en métal 2 noyés dans la paroi de ce manchon. Ces éléments 2 sont disposés suivant des plans perpendiculaires à l'axe du manchon et ils sont convenablement espacés les uns des autres et répartis suivant toute la longueur du manchon. tes éléments 2 présentent une section rectangulaire avec une largeur axiale 1 supérieure à leur épaisseur radiale e. Ces éléments sont constitués chacun d'une bande d'acier élastique (acier à ressort ou "feuillard") enroulée en spirale suivant plusieurs tours pour obtenir l'épaisseur e. tes spires de cet enroulement sont fixées au moyen d'agrafes métalliques 3 (figure 4) régulièrement réparties pour les eran8cher de s'écarter radialement et de glisser axialement les unes par rapport aux autres. La fabrication d'un tel dispositif est particulièrement simple : sur un mandrin cylindrique au diamètre de l'évidement intérieur 4 on enroule successivement des couches de caoutchouc pour constituer la partie interne de la paroi 1 et des bandes de feuillard pour constituer les éléments élastiques 2. Ces bandes de feuillard sont enroulées dans des agrafes ouvertes que l'on referme ensuite. On termine la paroi du manchon en comblant les intervalles entre les éléments 2 par des bandes de caoutchouc et en posant, par enroulement les couches de caoutchouc formant la partie externe de la paroi. l'ensemble est ensuite sanglé et vulcanisé ce qui fait adhérer le caoutchouc aux éléments métalliques 2. L'élément amortisseur ainsi obtenu peut Atre utilisé comme kne dertense d'accostage en forme de boudin, c'est-à-dire avec les dispositifs d'accrochage classiques pour ce genre de défense. les figures 2 et 3 montrent par exemple un manchon porté par une tige métallique 5 suspendue à des chaînes 6 le long de la paroi verticale d'un quai à protéger. L'élément amortisseur peut aussi être utilisé dans des installations de défense d'accostage plus élaborées et notamaRnt dans celles comprenant des panneaux ou boucliers de protection placés en avant des manchons amortisseurs. Sous l'effet d'un choc frontal ou ayant une composante normale à la surface d'appui le manchon amortisseur se déforme en stovalisant comme le montre la figure 3 ctestà-dire en faisant travailler ses parois latérales en flexion pour amortir le choc. Cette fleins des parois latérales est résistée principalement par les éléments annulaires en acier 2 et pour le reste par le caoutchouc lui-rnme. Du fait de la raideur unitaire plus élevée des éléments 2 par rapport à celle du caoutchouc la résistance globale désirée du manchon à l'écrasement peut être obtenue en ayant une épaisseur de paroi E du manchon relativement faible, soit inférieure à 25 ,) du diamètre extérieur D du manchon. La course d'amortissement du manchon par flexion de ses parois, avant écrasement complet, peut donc être relativement plus grande qu'avec un boudin entièrement en caoutchouc établi zour amortir les mèmes efforts.Avec cette épaisseur réduite des parons du @ manenon et malgré les éléments métalliques 2 l'ensemble du manchon peut être plus léger et moins coûteux qu'un boudin elassique. D'autre part pour une même épaisseur de manchon on peut, à la construction, régler facilement la résistance de l'amortisseur en irisant varier le nombre et/ou la dimension axiale 1 des anneaux 2. Enfin, dans un manchon amortisseur fabriqué en grande longueur on peut découper entre les anneaux 2 des tronçons de manchon de plus petites longueurs pour répondre aux besoins des diverses installations à réaliser. La figure 5 montre une variante de réalisation de l'amortisseur précédent et dans laquelle les éléments élastiques 2 sont constitués chacun de deux anneaux concentriques 21 - 22 - rection rectangulaire plus plate, séparés par une couche intermédiaire de caoutchouc plus ou moins épaisse. La figure 6 montre une autre variante dans écuelle le manchon en caoutchouc est en outre renforcé par deux nappes d'arma- ture 7 - B disposées à l'intérieur et è l'extérieur par rapport aux anneaux élastiques 2. Ces nappes sont constituées par exemple de tissus ou de câblés textiles ou métalliques orientés longitudi- nalement ou en biais. Elles peuvent former chacune 1:ne couche uni oe ou un enroulement suivant plusieurs spires On pourrait aussi favori qu'un seul des renforcements 7 ou 8.Ces renforcements @@t pour effet d'assurer une mei@@oure liaisen longitudinele entre @@s anneaux saccessifs 2 et de conférer ainsi une meilleure résis @@@e aux efforts obliques ou longitudinaux, dus @@@un frottement longitudinal du navire par exemple, et qui tendraient à déformer les anneaux en les couchaut obliquement. En utilisant pour les couches 7 ou 6 des nappes de cls métalliques forment un angle voisin de 90 par rappert aum génératrices (par exemple de 70 à 65 ) on peut augmenter la résistance à l'écrasement du mancnon. lia figure 7 représente une autre variante dans laquelle l'espace intérieur du manchon est rempli avec un matériau cellulaire 9 qui peut être introduit après la fabrication du manchon ou qui peut être moulé in-situ dans l'espace intérieur.Ce matériau cellulaire peut être a cellules crées pour assurer la flottabi- lité de l'ensemble du manchon ou à cellules ouvertes. bans les deux cas ce matériau apporte un effet d'amortissement supplémentaire sans raideur indésirable pouvant donner lieu à des réactions excessives. en évidement 10 peut être réservé à un endroit approprié pour le passage d'une chaîne ou d'une tige de suspensIon. La figure 8 représente un autre manchon amprtisseur présen tant une section de forme générale triangulaire à sommet arronai et base d'appui plate. Ce manchon présente un éviaement cylindrique et il est renforcé par des arneaux élastiques 2 concentriques à l'axe de l'évidement. @ien d'autres variantes @'exéoution de l'invention peuvent se déduire facilement des exemples décrits ci-dessus. R E V E g D I C h T I 0 10 - Dispositif amortisseur de choc pour défenses d'accostage ou applications similaires, en forme de manchon creux en caoutchouc, caractérisé parce que ce manchon (1) est renforcé par des éléments annulaires métalliques élastiques (2) disposés suivant des plans perpendiculaires à l'axe du manchon, ces éléments annulaires permettant, avec une épaisseur de paroi du manchon E relativement faible d'avoir une grande course de déformation élastique. 20 - Dispositif selon 10 dans lèquel les éléments élastiques annulaires (2) sont noyés dans la paroi en caoutchouc du manchon. 30 - Dispositif selon 10 dans lequel les éléments élastiques annulaires (2) sont espacés longitudinalement les uns des autres. 40 - Dispositif selon 10 dans lequel les éléments élastiques annulaires (2) sont constitués chacun de deux ou plusieurs anneaux élastiques concentriques (21 - 22) 50 - Dispositif selon 10 dans lequelles éléments élastiques annulaires (2) sont constitués chacun d'une bande d'acier élastique enroulée en spirale. 60 - Dispositif selon 10 et 50 dans lequel la bande d'acier élastique est maintenue enroulée en spirale au moyen d'agrafes (3)o 7o - Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 zoo et dans lequel le manchon comprend en outre une ou plusieurs nappes d'armatures (7-8) constituées de câblés textiles ou métal liques orientés Iongitud.inalement ou en biais. 80 - Dispositif selon 70 et comprenant deux nappes cylindriques d'armature 7- & noyées dans la paroi du manchon et entre lesquelles sont disposés les éléments annulaires élastiques (2). 90 - Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes et dans lequel l'évidement intérieur du manchon est cylindrique. tOo - Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes et dans lequel l'espace intérieur du manchon est occupé en totalité ou en partie par un matériau cellulaire (9).