Brevet FR2541963A1 — publié le 19840907

La présente invention concerne les navires comportant des coques parallèles, en particulier les navires de haute mer semi-submersibles comportant des coques jumelles sous-marines, munies d'une machinerie de propulsion comprenant un certain nombre d'hélices de poussée d'azimut L'invention peut également s'ap- pliquer à certains navires de type catamaran. Chaque hélice de poussée peut tourner de 3600 par rapport à un axe vertical, et est utilisée aussi bien pour la propulsion que pour la direction Un rôle très important de ces hélices est de maintenir le navire dans une position de travail souhaitée en exploitation. Ces hélices de poussée sont nécessairement mon- tées au-dessous du bordé de fond des coques. Lors d'un voyage, l'action du vent, des vagues et des courants peut rendre nécessaire de diriger une ou plusieurs hélices de l'une des coques de manière à ce que le ou les jets d'eau soient dirigés vers l'autre coque. Une telle orientation d'une ou plusieurs hélices sera particulièrement remarquable lorsqu'il sera souhaitable de maintenir le navire dans une position désirée La partie d'un jet d'eau heurtant le côté de la coque adja-_ cente exercera bien entendu une force sur cette dernière, qui provoquera-un changement de direction indésirable. Le fait que les hélices de poussée soient en saillie à partir du bordé de fond des coques engendrera des problèmes pendant les mises à quai, et lorsque le navire sera amené dans un port à profondeur d'eau limitée. Pour pallier les inconvénients ci-dessus, l'in- vention propose que l'axe de rotation du carter de cha- cune des hélices de poussée soit incliné par rapport à l'axe vertical, de manière à ce que le jet d'eau prove- nant d'une hélice de poussée de l'une des coques, occa- sionnellement dirigé vers la coque adjacente, passe sen- siblement au-dessous de cette coque. 254 1963 L'axe des hélices de-poussée est de préférence incliné vers le bas et vers l'extérieur par rapport à l'axe vertical. Afin d'améliorer encore la poussée, le fond sensiblement plat d'une coque, au moins dans la partie de celui-ci,adjacente à une hélice de poussée, peut être incliné vers le haut et vers l'extérieur. L'inconvénient du fait que les hélices de poussée font saillie au-dessous du fond de la coque, et empêchent la mise à quai si les hélices ne sont pas dé- montées, peut être compensé en surélevant le bordé de l'avant ainsi-que de l'arrière de-chaque coque suffisam- ment au-dessus de la ligne de base de la coque pour que toute hélice de poussée montée à l'intérieur d'une par- tie surélevée reste au-dessus de la ligne de base. L'axe de l'hélice de poussée est alors de préférence incliné vers l'extérieur et vers le bas par rapport à un plan transversal. Dans un navire de haute mer ayant deux hélices de poussée adjacentes à au moins l'une des colonnes sup- portées par une coque, les hélices de poussée sont de préférence situées de part et d'autre d'un plan longitu- dinal médian et d'un plan transversal traversant la co- lonne. Dans un navire de haute mer ayant quatre colon- nes et deux hélices dé poussée par colonne, les hélices de poussée situées entre les colonnes supportées par la même coque sont de préférence situées à l'extérieur d'un plan longitudinal médian traversant la coque, tandis que les hélices de poussée situées à l'extérieur des colon- nes sont situées à l'intérieur de ce plan longitudinal -médian. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'inve'n- tion est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig 1 est une élévation d'un navire de haute mer équipé d'hélices de poussée selon l'invention. La fig 2 est une vue en plan des coques jumelles, dans lesquelles les positions des hélices de poussée ont été légèrement modifiées par rapport à la fig 1. La fig 3 illustre de faqon schématique la manière dont une partie du jet d'eau provenant d'une hélice de poussée à disposition conventionnelle heurte les coques adjacentes. La fig 4 est une vue d'extrémité de coques à bordé de fond plat et à hélices de poussée montées par paires. La fig 5 représente une forme de réalisa- tion modifiée pour améliorer l'écoulement d'eau prove- nant des hélices extérieures. La fig 6 représente plus en détail une hé- lice de poussée à transmission inclinée. La fig 1 représente très schématiquement une élévation d'un navire de haute mer approprié pour le forage ou la production. Il comporte deux coques sous-marines parallèles 10 et 11 (dont seule l'une est visible à la fig 1) qui, au moyen de quatre colonnes 12 à 15, supportent une pla- te-forme d'exploitation 16 comportant des ateliers, les quartiers du personnel, magasins, etc La plate-forme supporte en outre un derrick de forage 17. Le niveau d'eau lorsque le navire est en dé- placement est indiqué en 18, et le niveau d'eau pendant l'exploitation est indiqué en 19 A l'avant ainsi qu'à l'arrière de chaque coque est prévue une hélice de pous- sée 20, 21, ou une paire de telles hélices Afin d'évi- ter les perturbations engendrées par l'orientation des jets d'eau des hélices vers une coque adjacente, les axes de rotation 22 des hélices de poussée, de la manière il- lustrée à la fig 4, sont inclinés vers le bas et vers l'extérieur par rapport à un axe géométrique vertical 23, suffisamment pour assurer que le jet d'eau passe sen- siblement au-dessous de la coque En gros, la moitié de l'angle de cône du jet d'eau sera de 10 . Afin de rendre possible la mise à quai du na- vire sans retirer les hélices de poussée, les bordés de fond 24 et 25 de l'avant et de l'arrière des coques sont suffisamment surélevés au-dessus de la ligne de base 26 de chaque coque pour assurer que les hélices 20, 21 ne débordent pas au-dessus de ladite ligne de base. Dans la présente forme de réalisation, l'axe des hélices de poussée est en outre incliné par rapport à un plan transversal 27, de préférence suffisamment pour amener l'axe de rotation de l'hélice parallèle à la partie adjacente du placage de fond. La fig 2 est une vue en plan des coques, avec une forme de réalisation quelque peu modifiée de l'em- placement des hélices de poussée Une paire d'hélices de poussée 20 a, 20 b est prévue à chacune des colonnes arrière 12 et 14, et une paire d'hélices de poussée 21 a, 21 b est prévue à chacune des colonnes avant 13 et 15. Ces hélices sont situées en des parties du bor- dé de fond qui sont sensiblement planes Si, de manière conventionnelle, l'axe d'un carter d'hélice reste verti- cal, le jet d'eau provenant d'une hélice de l'une des coques, par exemple la coque 10, sera par conicité suf- fisamment agrandi lorsqu'il atteindra l'autre coque ll pour heurter celleci à l'intérieur de la zone ombrée de la fig 3 Ce heurt contre le côté de la coque 11 exercera sur la coque une action indésirable de change- ment de direction. Comme le montre la fig 4, l'axe 22 du carter de l'hélice de poussée est incliné suffisamment pour as- surer que le jet d'eau d'hélice 31 provenant de l'hé- lice de poussée 21 a de la coque 10 passe non perturbé au-dessous du fond de la coque 11. De nouveau en référence à la fig 2, celle-ci montre deux hélices de poussée par colonne La zone du cône d'un jet d'eau d'hélice 31 sur la coque opposée dépendra bien entendu de l'orientation de l'hélice. La zone aura sa taille la plus petite si l'hé- lice est dirigée directement vers la coque, et augmen- tera avec l'angle d'attaque Simultanément, la force exercée par le jet d'eau sera réduite du fait de l'ac- croissement de la distance entre-l'hélice et la surface réelle de la coque. Afin-que-les jets d'eau ne se perturbent les uns les autres que le moins possible, les hélices de poussée 20 b, 21 b situées entre les colonnes sont montées à l'extérieur du plan longitudinal médian des coques, tandis que les hélices de poussée 20 a, 21 a situées à l'extérieur des colonnes sont montées à l'intérieur de ce plan. Si le bordé du fond de la coque à l'intérieur de la partie dans laquelle est montée une hélice de pous- sée est plat, le jet propulseur provenant d'une hélice située à l'extérieur du plan longitudinal médian heurtera le placage de fond à proximité du bordé de côté, lorsque l'hélice est dirigée vers l'extérieur Ceci est indiqué à la fig 4. Afin d'atténuer cet inconvénient, il est avan- tageux de conformer le bordé de fond, au moins en sa par- tie dans laquelle est montée une hélice de poussée située à l'extérieur du plan longitudinal médian, de manière à ce que le bordé soit incliné vers le haut et-vers l'ex- térieur, de la manière indiquée en 32 à la fig 5. La fig 6 représente, plus en détail, une va- riante de réalisation d'une hélice de poussée disposée selon l'invention Le bordé de fond de la coque est désigné en 40 i et dans une ouverture de celui-ci est monté un carter tubulaire 41 à l'extrémité inférieure duquel est fixé le carter d'hélice 42. L'ensemble constitué du carter 41 et du carter 42 peut tourner de 3600 autour de l'axe vertical 23, au moyen de moteurs hydrauliques 43 engrenant sur une roue dentée 44 a montée sur l'arbre d'entraînement 44. Un train d'engrenages côniques 45 définissant un angle supérieur à 90 relie l'arbre d'entraînement vertical 44 à l'arbre d'hélice 46 L'axe de rotation de l'hélice est, comme précédemment, indiqué en 22. L'hélice est indiquée en 47 et est, de façon conventionnelle, abritée par une couronne carénée 48. Les pales de l'hélice sont réglables et le mécanisme de réglage des pales, intégré au moyeu de l'hélice, est actionné par une tringlerie 49, 50, 51. Les formes de réalisation décrites ci-dessus et représentées aux dessins ne sont que des exemples de l'invention, et de nombreuses variantes peuvent être apportées aux détails sans sortir du cadre de l'inven- tion La forme des coques, ainsi que le nombre de co- lonnes, peuvent être modifiés et, en outre, le nombre et l'emplacement des hélices de poussée peuvent être modifiés en fonction des exigences concernant la propul- sion et la capacité à positionner le navire qui sont im- posées à la machinerie des hélices de poussée. REVENDICATIONS 1 Navire comportant deux coques parallèles ( 10, 11) chacune supportant une machinerie de propulsion comprenant un certain nombre d'hélices de poussée d'azi- mut ( 20, 21), caractérisé en ce que l'axe de rotation ( 22) du carter de chacune des hélices de poussée ( 20, 21) est incliné par rapport à l'axe vertical ( 23) de manière à ce que le jet d'eau ( 31) provenant d'une hélice de poussée de l'une des coques, occasionnellement dirigé vers la coque adjacente, passe sensiblement au-dessous de cette coque. 2 Navire selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'axe ( 22) des hélices de poussée est incliné vers le bas et vers l'extérieur par rapport à l'axe vertical. 3 Navire selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le fond sensiblement plat d'une coque, au moins dans sa partie adjacente à une hélice de pous- sée, est incliné vers le haut et vers l'extérieur. 4 Navire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bordé ( 24, 25) de l'avant ainsi que de l'arrière de chaque coque est suf- fisamment surélevé au-dessus de la ligne de base ( 26) de la coque pour que toute hélice de poussée ( 20, 21) mon- tée à l'intérieur de la partie surélevée reste au-dessus de la ligne de base. Navire selon la revendication 4, caracté- risé en ce que l'axe ( 22) des hélices de poussée est in- cliné vers l'extérieur et vers le bas par rapport à un plan transversal ( 27). 6 Navire de haute mer selon l'une des reven- dications 1 à 5 et comportant deux hélices de poussée adjacentes à au moins une des colonnes supportées par une coque, caractérisé en ce que les hélices de poussée sont situées de part et d'autre d'un plan longitudinal médian et d'un plan transversal traversant la colonne. 7 Navire de haute mer selon la revendication 6 comportant quatre colonnes ( 12, 15) et deux hélices de poussée pour chacune d'elles, caractérisé en ce que les hélices de poussée ( 20 b, 21 b) situées entre les co- lonnes supportées par la même coque sont situées à l'ex- térieur d'un plan longitudinal médian traversant la co- que, tandis que les hélices de poussée ( 20 a, 21 a) si- tuées à l'extérieur des colonnes sont situées à l'inté- rieur de ce plan longitudinal médian. X