Brevet FR2528379A1 — publié le 19831216

PROCEDE DE CONSTRUCTION DE LA COQUE D'UN PETROLIER OU D'UN NAVIRE-CITERNE La présente invention se rapporte à la construction de la coque d'un navire tel qu'un navire-citerne, plus par- ticulièrement l'invention concerne une coque dont la cons- truction comporte trois hémisphères afin d'atteindre un volume interne maximal en même temps qu'une surface externe minimale, tout en présentant une bonne stabilité du navire. A l'heure actuelle, la taille des coques des navires tels que les navires-citernes est devenue importante et dif- férentes propositions et tentatives ont été faites pour maximiser le port en lourd de pétrole brut ou en gaz naturel liquéfié, par voyage Cependant on considère qu'il existe pratique- ment une limite de 500 000 tonnesence qui concerne la taille de la coque pour autant que la construction de cette coque soit conventionnelle et que la coque ait substantiellement une section droite rectangulaire, et ceci pour les raisons suivantes Précisément l'effet ou l'avantage apporté par l'augmen- tation de la taille de la coque n'est pas tellement important si l'on considère l'augmentation de la quantité des maté- riaux en acier à utiliser quand la taille de la coque est augmentée audelà de la limite pratique susmentionnée De plus l'augmentation de la taille de la coque pose un problè- me en ce qui concerne la résistance mécanique de celle-ci. En outre l'augmentation de la taille de la coque entraîne corrélativement une diminution de la vitesse du navire En outre encore une quantité plus grande de mazout sera consom- mée pour assurer la vitesse désirée du navire ayant une coque de taille accrue En outre enfin quand la taille de la -2- coque et sa longueur horstout est augmentée les niveaux de contrainte provoqués par les différentes forces de résistance telle que la résistance aux vagues font fléchir la coque jusqu'à des limites inacceptables. 3 D'un point de vue mathématique, il est clair qu'une coque de forme sphérique -(forme hémisphérique dans la pré- sente demande de brevet) offre le volume interne maximal pour une surface donnée, c'est-à-dire pour une consommation donnée d'acier De ce point de vue, l'inventeur a mis au point une coque hémisphérique et s'est livré à des tests de performance avec cette coque A titre de résultat l'inven- teur a trouvé qu'une simple coque hémisphérique flottant dans l'eau ne pouvait pas procurer une stabilité satisfai- sante de gouverne ou de conduite ni une augmentation substan- tielle de la vitesse. L'inventeur a également fait une recherche sur les différentes formes de coques des navires-citernes et sur les structures} flottantes de stockage de pétrole brut et il a trouvé qu'aucune étude complémentaire n'a été faite jusqu'à ce jour pour adopter les formes hémisphériques de coques. Dans ces conditions, la présente invention a pour but de procurer une nouvelle construction de coque de navire tel qu'un navire-citerne. Spécifiquement, c'est un premier objet de l'invention de procurer une construction de coque qui présente le volume interne maximal pour une surface extérieure donnée afin de permettre un usage économique des matériaux de construction. Un autre objet de l'invention est de procurer un mode de construction de coque d'un navire tel qu'un navire-citerne qui présente à la fois une stabilité de navigation améliorée et une vitesse de navigation accrue. En vue de ces buts et conformément à l'invention on construit une coque qui est fondamentalement formée de trois hémisphères, deux au moins de ces hémisphères ayant le même diamètre, les trois hémisphères étant connectés les uns aux 252837 g -3- autres de façon que les lignes connectant le centre de l'hémisphère situé du côté de la proue aux centres des deux hémisphères d'égal diamètre constituent les côtés d'un triangle isocèle. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront plus clairement à la lecture qui suit d'une description d'une réalisation préférée et à l'examen des des- sins annexés Il y a lieu de noter cependant que cette réa- lisation est décrite dans un but d'illustration mais ne doit pas être considérée comme limitant la portée de l'invention. Dans les dessins annexés la Fig 1 est une vue en plan schématique d'une réalisation d'une structure de coque d'un navire-citerne ou analogue conforme à la présente invention; la Fig 2 est une vue en élévation de côté de la coque prise dans la direction de la flèche II de la Fig 1 la Fig 3 est une vue en élévation de c 6 té de la coque prise dans la direction de la flèche III de la Fig 1;et la Fig 4 est une illustration des forces agissant sur un hémisphère dans lequel FV et FH représentent respective- ment la composante verticale et la composante horizontale de la force. En se référant aux-dessins, la coque se compose de trois hémisphères 12 a, 12 b, et 12 c, la surface extérieure, c'est-à- dire les parties de coque en acier étant désignées par les numéros de référence 10 a, 10 b et 10 c Dans les dessins, une flèche I indique la direction de l'avant ou de la proue. Les deux hémisphères 12 b et 12 c positionnés du c 8 té de l'arrière ont des diamètres substantiellement égaux, ces diamètres pouvant aller jusqu'à environ 100 mètres par exem- ple La ligne AB de connexion entre le centre A de l'hémisphè- re de l'avant 12 a et le centre B d'un hémisphère de l'arrière 12 b a une longueur égale à celle dela ligne AC entre le centre A et le centre C de l'autre hémisphère de l'arrière Ainsi le triangle A B C est un triangle isocèle Les trois hémis- -4- phères 12 a, 12 b et 12 c sont reliés les uns aux autres de façon à ne laisser aucun intervalle entre hémisphères adjacents - Dans la construction réelle de cette coque, les hémis- phères sont faites totalement en tôle d'acier. La construction de sphères à partir de tôles d'acier peut s'effectuer sans difficul- tés particulières en faisant appel aux techniques couramment employées dans la construction, par exemple, des réservoirs 0 de gaz sur le sol ou souterrains La connexion des trois hémisphères les uns aux autres peut être facilement effec- tuée par soudage Conformément à l'invention, le volume interne, c'est-àdire la capacité de stockage pour charger le pétrole brut dans le cas d'un pétrolier peut Jtre maximisé tandis que la surface est minimisée, c'est-à-dire que la consommation de tôle d'acier est minimisée De plus la structure formée par les trois hémisphères 12 a, 12 b et 12 c présente une très bonne stabilité quand elle est à flot sur la mer pour la même raison que la stabilité des tripodes de caméras En outre cette structure est très bonne également du point de vue de la résistance mécanique. En tant que modification de la coque conforme à -l'in- vention, les trois hémisphères 12 a, 12 b et 12 c peuvent pré- senter des diamètres sensiblement égaux Dans ce cas, il est possible de connecter les trois hémisphères 12 a, 12 b et 12 c de façon que les lignes AB, AC et BC interconnectant les centres de ces hémisphères aient une longueur égale, si bien que ces lignes forment un triangle équilatéral En pareil cas, la coque n'a pas d'orientation spécifique et présente une bonne caractéristique d'ancrage quand elle est stationnaire sur la mer La structure de coque de ce type peut ainsi être uti- lisée cômme plate-forme de stockage d'un gisement de pétrole brut " off shrtre ". La coque e l'i c la coque. Conformément à l'invention, il est essentiel qu'au moins la partie immergée au-dessous d'une ligne déterminée de tirant d'eau soit composée de trois hémisphères 12 a, 12 b et 12 c et l'invention n'exclut par la présence de structures supérieures supplémentaires telles que chateaux (gaillard ou dunette) et de logements de pont de toutes formes désirées. Il est même possible de conformer la structure supérieure en hémisphères de façon que la coque dans son ensemble soit composée de 3 sphères connectées les unes aux autres. Il y a lieu de noter aussi que la coque conforme à l'inven- tion a une longueur hors-tout qui est beaucoup plus petite que celle des coques conventionnelles ayant le même volume interne. En se référant maintenant aux Figs 2 et 3, un navire ayant une coque conforme à l'invention peut présenter une hélice 14 comme moyen de propulsion et des pales ou ailes arrière de soulèvement 16 L'hélice 14 servant à la propul- sion peut être remplacée par un réacteur à eau ou par tout moyen analogue Il y a lieu de noter que la construction de coques de l'invention offre une haute efficacité de pro- pulsion parce que l'enfoncement devient plus faible quand la vitesse s'accroît comme on va le voir. Les ailes arrière 16 fixées à la poupe de chacune des deux hémisphères d'égal diamètre servant à empêcher le tan- 2528379- -6- gage et le roulis de la coque et à réduire l'enfoncement quand la vitesse s'accroît Il est exact qu'une attention particulière doit être apportée à la construction de la structure du support de ces ailes arrière 16 du point de vue de la théorie des structures Cependant ces constructions ne sont pas décrites ici parce qu'elles ne constituent pas une partie essentielle de l'invention De préférence, les ailes arrière 16 sont construites de manière à per- mettre le réglage de l'angle de soulèvement Précisément les ailes arrière sont commandées de façon à faire décroître l'angle de soulèvement quand la vitesse du navire s'accroît. La construction de 12 oque de l'invention offre les avanta- ges suivants: ) D'abord il y a lieu de bien comprendre que les maté - riaux de construction, notamment pour les baux et les pou- tres sont considérablement économisés pour un volume déter- miné de la coque En outre il est possible d'accroître re- marquablement le port en lourd Un essai fait par le cal- cul a montré que le tonnage peut atteindre 7 000 000 de tonnes. 2 ) La coque construite conformément à l'invention présente une haute stabilité contre les vagues très hautes et contre les vents très forts, et également une grande stabilité contre le tangage et le roulis parce que la force due au flottement est appliquée également aux trois hémis- phères, si bien que ces derniers produisent des forces qui les supportent chacune individuellement comme dans le cas des pieds d'un tripode. ) Il est possible d'atteindre une augmentation re- marquable de la vitesse de navigation Comme au moins la portion sous l'eau de la coque est constituée par les hémis- phères, le soulèvement vers le haut est augmenté quand augmente la vitesse, si bien que le tirant d'eau devient plus faible, ce qui réduit l'influence des forces extérieu- res telles que celles produites par le frottement et par la -7 résistance due à la formation de vagues comme indiqué plus haut L'angle de soulèvement des ailes arrière est commandé de façon'à réduire le tirant d'eau en relation avec l'augmen- tation de la vitesse. Comme on l'a décrit la présente invention fournit une coque qui est fondamentalement composée de trois hémisphères dont au moins deux ont le même diamètre, ces trois hémisphè- res étant connectés les uns aux autres de façon que les lignes joignant le centre de l'hémisphère situé à la proue aux centres des deux hémisphères d'égal diamètre constituent les côtés du triangle isocèle Avec cette construction de coque, il est possible d'économiser les matériaux de cons- truction et en même temps d'accroître de façon importante le volume interne Il est également possible de stabiliser le navire sur la mer et d'économiser le mazout en augmentant la vitesse Ainsi la construction de coque de l'invention con- vient-elle aux navires tels que les pétroliers et aux stations du stockage "off-Shore"de pétrole brut. Bien que l'invention ait été décrite d'après des exem- ples spécifiques, il y a lieu de noter que les réalisations décrites ne sont nullement exclusives et que différents chan- gement et modifications peuvent y être apportés sans sortir du domaine de l'invention qui n'est limité que par les revendica- tions en appendice. RE V E N D I C AT I O N S. 1 Coque de navire tel qu'un navire-citerne, carac- térisée en ce qu'elle est fondamentalement composée de trois hémisphères dont au moins deux ont le même diamètre, ces trois hémisphères étant connectés les uns aux autres de façon que les lignes joignant le centre de l'hémisphère situé à l'avant des -entres des deux hémisphères de même diamètre forment les cotés d'un triangle isocèle. 2 Coquie de navire conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que les trois hémisphères ont sensible- ment le même diamètre et sont connectés les uns aux autres de façon que les trois lignes connectant les centres de ces hémisphères forment les trois c Stés d'un triangle équilaté- ral. 3 Coque de navire conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend deux ailes arrière montées sur les parties basses des hémis- phères d'égal diamètre situés à l'arrière. 4 Coque de navire conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que l'angle de soulèvement de chaque aile arrière est réglable.