Brevet FR2567479A1 — publié le 19860117

Procédés et dispositifs pour déplacer sur l'eau. utie charge flottante,. La présente invention a pour objet des procédés et des dispositifs pour déplacer des charges flottantes au moyen d'un bateau remorqueur. Le secteur technique de l'invention est celui des constructions navales. Le déplacement sur l'eau de charges flottantes non autopropulsées, par exemple de barges ou de péniches ou d'embarcations en avarie de propulseurs ou de charges particulieres telles que des barrages flottants ou des éléments flottants préfabriqués de grande taille destinés par exemple a des constructions en mer (plateformes, récifs ou îles artificielles etc...), est effectué a ce jour suivant trois procédés. Suivant un premier procédé appelé remorquage, un bâtiment remorqueur tracte la charge remorquée a l'aide d'un filin (cordage, câble d'acier, chaîne), appelé 1,remorque". Cette remorque a évidemment des caractéristiques de résistance mécanique et de configuration géométrique adaptées a l'opération en cours. Le remorquage permet uniquement la marche en avant ou des rotations a grand diametre, donc des évolutions lentes et un ou plusieurs bâtiments auxiliaires sont nécessaires pour les manoeuvres au port. Le remorquage nécessite un plan d'eau de grande superficie pour des manoeuvres sûres, mais il permet une grande liberté d'évolution relative entre le remorqueur et la charge remorquée. Toutefois, il présente des risques : le risque que la remorque s'engage dans les hélices du remorqueur si elle vient a prendre du mou, le risque que la remorque casse si elle vient a se tendre brutalement et, dans le cas d'une remorque en acier, le risque que celle-ci s'accroche au fond si elle prend trop de mou. Suivant un deuxieme procédé dit remorquage " couple", le remorqueur se place parallelement a la charge à déplacer, à laquelle il s'amarre par son avant et son derrière. Ce systeme permet des évolutions relativement faciles même dans un plan d'eau restreint, par exemple sur un cours d'eau. Par contre, il supprime dans de tres grandes proportions les possibilités de mouvement relatif entre le remorqueur et la charge remorquée et, de ce fait, il ne peut être utilisé que sur une mer assez calme. Le troisième procédé connu pour déplacer une charge flottante est le procédé par poussage. Le bateau propulseur se place a l'arriere de la charge et la pousse devant lui. Etant lié à la charge, le bateau propulseur peut la diriger à volonté à droite ou à gauche ou s'arrêter. La manoeuvrabilité de l'attelage est donc très bonne même sur des plans d'eau restreints. Mais ce procédé est réservé aux cours d'eau calmes. Il ne peut être utilisé en mer à cause des mouvements relatifs qui mettent en jeu des forces considérables dès que les tonnages sont importants. L'objectif de la présente invention est de procurer de nouveaux moyens pour déplacer une charge flottante tractée par un navire remorqueur ou propulseur, moyens qui réunissent les avantages des trois procédés actuellement connus, tout en remédiant à la plupart des inconvénients de chacun de ceux-ci. Ces objectifs sont atteints par un procédé qui comporte les opérations suivantes. On relie la charge flottante audit remorqueur par une liaison rigide dont un point repose sur ledit bateau remorqueur et est relié à celui-ci par une atticulation ayant plusieurs degrés de liberté en rotation. Avantageusement, on relie, d'autre part, ladite liaison rigide audit bateau remorqueur par un dispositif amortissant et limitant le débattement angulaire entre la liaison et le bateau remorqueur. Un dispositif selon l'invention pour déplacer sur l'eau une charge flottante au moyen d'un bateau remorqueur comporte une liaison rigide qui relie un point dudit bateau remorqueur à ladite charge flottante qui est attelée derrière ledit bateau remorqueur, laquelle liaison rigide comporte a une de ses extrémités une articulation a plusieurs degrés de liberté en rotation qui relie ladite structure audit bateau remorqueur ou ladite charge flottante. Le dispositif comporte, en outre, un limiteur de débattement angulaire comportant un câble dont une extrémité est fixée a I' arriere dudit bateau remorqueur et dont l'autre extrémité est fixée a ladite liaison rigide. L'invention a pour résultat de nouveaux moyens pour déplacer une charge flottante sur une étendue d'eau au moyen d'un bateau remorqueur. Les moyens selon l'invention présentent les avantages cumulés suivants. - Ils permettent le remorquage en mer ou sur des cours d'eau avec une facilité de manoeuvre remarquable, en supprimant tous les dangers inhérents à une remorque souple. - Ils permettent l'arrêt du convoi en maintenant sur place la charge tractée. - Ils permettent les déplacements en marche arrière. - Ils permettent d'absorber, sans donner naissance à des contraintes exagérées, tous les mouvements relatifs entre le bateau remorqueur et la charge tractée dus au roulis, au tangage ou aux lacets. - Ils permettent des évolutions sur place de l'ensemble attelé. - Ils permettent le passage de canalisations ou de câbles de transport d'énergie, de fluides ou d'informations entre le bateau remorqueur et la charge remorquée sans risque de rupture des câbles ou des canalisations La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de realisa- tions de dispositifs selon l'invention. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un bateau remorqueur tirant une cible flottante attelée à l'arrière du bateau. La figure 2 est une vue de dessus de la figure 1. La figure 3 est une vue de derrière selon II-II de la figure 1. La figure 4 est une coupe transversale partielle selon IV-IV de la figure 1. Les figures 5 et 6 sont une vue en plan et une vue en élévation d'un dispositif de limitation du débattement angulaire relatif entre le bateau remorqueur et la charge flottante remorquee. Les figures 7 et 8 sont des vues schématiques en élévation et vue de dessus d'une variante de réalisation d'un dispositif limiteur de débattement angulaire. Les figures 9 et 10 sont des vues en élévation et de dessus d'une variante d'utilisation d'un dispositif d'attelage selon l'invention. Les figures 11 et 12 sont des vues en élévation et une vue en plan d'une deuxième application d'un dispositif selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent un bateau remorqueur 1, de tout type connu, qui tracte une charge flottante 2, qui est attelée à 11 arrière du tracteur par un organe de liaison rigide 3. Dans l'exemple représenté, la charge flottante est constituée par une cible 5 qui est portée par deux flotteurs 4d, 4g. Cette cible flottante est utilisée pour des essais en mer de tirs de divers engins télécommandés ou non, ainsi que pour dés essais de dispositifs de brouillage actifs ou passifs dans le cas d'essais d'engins télécommandés. Dans cette application, la cible doit être placée assez loin du bateau remorqueur et elle est attelée à celui-ci par un organe d'attelage 3 constitué par une structure en treillis de grande longueur, par exemple une longueur hors tout de l'ordre de 40 m. Cette longueur est nécessaire pour placer la cible loin du bateau remorqueur dans le cas où les essais sont des tirs réels. Le remorquage d'une telle charge flottante, de grande longueur,pose des problèmes. Si on l'attelle derrière le remorqueur au moyen d'un câble de remorque, on peut facilement disposer la cible loin du remorqueur mais le remorquage par câble d'une charge lourde pose des problèmes difficiles. Le câble de remorquage est soumis à des efforts très violents lors d'une tension brutale du câble faisant suite à un mollissement et cette tension entraîne des ruptures fréquentes du câble. De plus le câble risque de se prendre dans les hélices du remorqueur. Enfin une charge flottante remorquée par un câble de grande longueur est difficile à manoeuvrer et elle nécessite pour des évolutions des plans d'eau importants. Les figures I à 4 représéntent un dispositif d'attelage qui permet de tracter sur l'eau une cible de grandes dimensions en évitant les inconvénients d'un remorquage par câble tout en éloignant la cible du bateau remorqueur. L'extrémité avant de la structure en treillis 3 a la forme d'en col de cygne qui est équipé à son extrémité avant, d'une rotule sphérique 7 qui prend appui sur un siège sphérique 8 porté par le bateau remorqueur 1. La figure 4 est une coupe transversale partielle, à plus grande échelle, sur laquelle on voit les extrémités avant de deux tubes 9 et 10 faisant partie de la structure 3. Ces tubes sont soudés sur une plaque 11 sur laquelle est fixé le siège 12 d'un pivot 13 de forme biconique, d'axe z z1. Le pivot 13 a deux extrémités filetées. L'extrémité superieure est fixée au siège 12 par un écrou 14. L'extrémité inférieure du pivot 13 est engagée dans un alésage conique d'une rotule sphérique 7 et la rotule est fixée sur l'extrémité inférieure du pivot par un écrou 15 qui est placé dans un logement en creux de la rotule 7. La rotule 7 prend appui sur le siège sphérique 8 qui est fixe en un point quelconque de l'axe longitudinal du bateau remorqueur, de préférence dans la région centrale de celui-ci pour minimiser l'influence du tangage du remorqueur sur l'avant de la charge. Le siège 8 est posé sur un disque amortisseur 16 en élastomère. Le siège 8 et le disque 16 sont placés à l'intérieur d'une cuvette cylindrique 17 qui est fixée sur une plaque de base 18 qui est elle-même montée dans deux glissières transversales 19d, 19g, fixées au pont du remorqueur 12 de sorte que la cuvette 17 et la plaque de base 18 forment un chariot qui peut coulisser latéralement et qui permet de centrer la charge par rapport à l'axe longitudinal du remorqueur. La cuvette 17 comporte, à son extrémité supérieure, un filetage mâle sur lequel est vissé un écrou 20 qui maintient le siège 8 de la cuvette 17 et la rotule 7 sur le siège. L'écrou 8 comporte un alésage sphérique, de telle sorte que la rotule 7 peut tourner librement dans toutes les directions, le déplacement angulaire autour des axes horizontaux étant cependant limité à environ + 300 de part et d'autre de la position d'équilibre. Un soufflet 21 enveloppe l'articulation à rotule. Le dispositif d'attelage composé d'une liaison rigide 3 et d'une articulation à rotule 7 permet d'absorber tous les mouvements relatifs entre le bateau remorqueur et la charge tractée dus au roulis, au tangage et aux lacets, sans donner naissance à aucune contrainte en rotation dans la barre d'attelage, dans le bateau remorqueur ou dans la charge attelée. Ce dispositif à rotule sphérique peut être remplacé par un système à cardan à trois axes de rotation orthogonaux ou non. Par contre, dans les applications où il n > y a pas de mouvements de lacet, il suffit d'utiliser une articulation ayant deux degres de liberté en rotation autour de deux axes horizontaux rectangulaires. Dans ce cas, un joint de cardan, dont le croisillon pivote autour de deux axes horizontaux, peut remplacer l'articulation à rotule 7, 8. Le dispositif d'attelage décrit ci-dessus permet d'arrêter et d'immobiliser la charge remorquée en immobilisant le bateau remorqueur sans risquer qu'il y ait entre les deux une dérive autre qu'une rotation d'axe vertical. Il permet également de manoeuvrer la charge remorquée en marche arrière comme en marche avant d'où une grande facilité d'évolution dans les ports ou sur des plans relativement petits. Le système décrit permet le remorquage en mer, même par forte houle, et il supprime tous les risques et les inconvénients inhérents aux câbles de remorquage. Le dispositif décrit ci-dessus est complété par un dispositif dit de limitation de débattement angulaire, afin de permettre l'evo- lution sur place de ltensemble remorqueur et charge attelée sans risquer d'endommager les superstructures du remorqueur lorsque celui-ci pivote autour de l'axe vertical z z1 du pivot portant la rotule 7. Le système introduit lors d'un déplacement relatif du remorqueur par rapport à la charge en rotation autour de l'axe vertical un couple antagoniste tendant à contrarier ledit déplacement relatif. En effet, si on utilisait le dispositif décrit ci-dessus sans le compléter, le remorqueur pourrait pivoter librement autour de l'axe z z1 sans entraîner la charge tractée et lorsqu'il aurait pivoté d'un certain angle, les superstructures situées à l'avant du remorqueur viendraient heurter le col de cygne 6. Pour limiter à environ + 900, le débattement angulaire relatif du remorqueur par rapport à la charge remorquée, on relie un anneau 22 situé au centre de l'extrémité arrière du remorqueur à la structure rigide 3 par un câble 23. Les figures 5 et 6 sont des vues partielles en plan et en élévation représentant un dispositif limiteur de débattement angulaire. On retrouve sur ces vues le câble 23 qui est accroché sur un anneau 22, ou tout autre dispositif d'accrochage équivalent, fixé au centre de l'extrémité arrière du bateau remorqueur 1. Le câble 23 passe dans un chaumard 24 qui est fixé par exemple à la jonction entre la structure rectiligne 3 et le col de cygne 6 et qui comporte des poulies de guidage du câble. Le câble 23 passe ensuite sur une poulie de renvoi 25 qui est suspendue à un câble extensible 26, par exemple un "sandow", dont les extrémites sont fixées à la structure 3. Le câble extensible 26 a pour fonction d'éviter que le câble 23 ne puisse prendre du mou. Le câble 23 passe sur une autre poulie de renvoi 27 puis dans des anneaux de guidage 28 et l'extrémité du câble est fixée à l1arriè- re de la structure rigide 3, de telle sorte que le câble 23 a une longueur de l'ordre de 15 à 20 m. On a représenté en pointillés sur la fiture 5 la position prise par le bateau remorqueur lorsque celui-ci a pivoté de 900 autour de la rotule 7 et on a représenté en traits- mixtes la position du câble situé entre le chaumard 24 et la nouvelle position 22' du crochet 22. La distance qui sëpare la position 22 de l'entrez du chaumard augmente à mesure que le bateau remorqueur pivote et l'accroissement de longueur du câble estfournipar l'extension du câble 26 puis par l'extension propre du câble 23. A mesure que le débattement angulaire dans le plan horizontal entre le bateau remorqueur et la charge remorquée croit, la tension du câble augmente et la résultante des tensions des deux tronçons de câble situés de part et d'autre du chaumard exerce une poussée sur celuici et exerce un couple sur la structure rigide 3 qui tend à faire pivoter celle-ci dans le sens qui réduit le débattement angulaire. Grâce à ce dispositif limiteur de débattement angulaire, il est possible de manoeuvrer la charge tractée en faisant pivoter sur place l'ensemble formé par le bateau remorqueur et par la charge atte lée derrière celui-ci et ceci sans risquer d'endomager les superstructures du bateau remorqueur. L'exemple représenté comporte un organe d'attelage rigide de grande longueur et il est donc possible d'utiliser un câble 23 de grande longueur, de telle sorte que l'allongement du câble compense les variations de distance entre le chaumard 24 et l'anneau 22. Dans le cas d'un organe d'attelage plus court, on peut faire passer le câble sur des poulies portées par des dispositifs élastiques, par exemple sur une poulie 29 portée par un vérin longitudinal 30 et sur des poulies 31, 32 portées par des vérins transversaux 33, 34 comme représenté schématiquement sur les figures 7 et 8. Les figures 1 à 8 représentent, à titre d'illustration,une application particulière concernant l'attelage d'une cible derrière un véhicule remorqueur. Un caisson peut etre placé sous l'extrémité avant de la structure en treillis 3 pour supporter celle-ci lorsque la structure est désaccouplée du bateau remorqueur. Il est précisé que l'exemple d'utilisation décrit n'est pas limitatif. Un dispositif selon l'invention peut servir à atteler derrière un bateau remorqueur toutes sortes de charges flottantes, par exemple des barges ou des péniches non motirisées, des caissons préfabriqués flottants destinés à construire des plateformes ou des récifs artificiels des réservoirs, des barrages flottants pour arrêter des pollutions, des engins pour écrémer les pollutions à la surface de l'eau etc.. Les dispositifs selon l'invention peuvent être utilisés pour tracter des charges flottantes sur la mer, sur des lacs, des fleves et, en genéral, sur n'importe quelle étendue d'eau. Les figures 9 et 10 représentent schématiquement un autre exemple d'application dans lequel un barrage flottant constitué par un filet 36 et par des boudins gonflables 37 est suspendu à une poutre en treillis transversale 38 qui est attelée derrière un bateau remorqueur 39 par une barre d'attelage 40 qui comporte, à son extrémité avant, une articulation à rotule ou un cardan 41. Un système limiteur de débattement 42 est installé entre la barre d'arrelage au point 43 et le bateau remorqueur au point 44. Les figures 11 et 12 représentent schématiquement un troi sième exemple d'application dans lequel la charge flottante à manoeuvrer est constituée par un portique flottant 45 supportant un submersible 46 manoeuvré par un système de manutention 47 (treuil ou autre), in tégré au portique. Une barre d'attelage 48 attelée, d'une part par son extrémité arrière au portique 45 par une articulation d'axe horizontal-transversal 49 est liée par son extrémité avant au bateau remorqueur 50 par une articulation à rotule ou à cardan 51. Un système limiteur de débattement 52 est disposé entre la barre d'attelage au point 53 et le bateau remorqueur au point 54. Les dispositifs d'attelage selon l'invention peuvent être utilisés notamment dans le cas où l'étendue du plan d'eau est faible ou présente une forme complexe, par exemple dans les bassins portuaires ou sur les cours d'eau, dans le cas où les rayons de giration sont faibles, dans le cas où il y a des mauvaises conditions de vent, de houle et dans le cas où la hauteur de fardage est importante par rapport au tirant d'eau de la charge ainsi que dans le cas où l'attelage est soumis à des variations de vitesse importantes et à la nécessité de manoeuvres en marche arrière. Les dessins représentent des exemples de réalisation dans lesquels la barre d'attelage rigide est solidaire de la charge tractée et l'articulation à rotule est placée sur le remorqueur. il est précisé que la barre d'attelage rigide peut être solidaire du remorqueur et l'articulation peut se trouver à l'extrémité arrière, sur la charge tractée. On a conservé le terme bateau remorqueur pour désigner le bateau tracteur bien qu'il ne s'agisse pas d'un remorquage au sens strict, c'est-à-dire au moyen d'un câble de remorque. La forme du remorqueur et de la charge tractée est indifférem- ment un monocoque, un catamaran ou toute autre forme. La barre de remorquage et l'articulation reliant celle-ci au bateau remorqueur ngont pas besoin d'être dimensionnées pour resister à des chocs violents car la charge remorquée est attelée rigidement au bateau remorqueur et il ne se produit jamais des inversions de sens de vitesse brutales de la charge tractée entraînant de très fortes accélérations. Enfin, la liaison rigide permet le passage aisé de toute forme de canalisation ou câble sansque cela entraîne une complexité de manoeuvre conséquente. Il n'y a pas par ailleurs du fait de la rigidité de la liaison, accumulation d'énergie pouvant causer en cas de rupture un accident grave comme avec un câble de remorque. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déplacer sur l'eau une charge flottante (2) au moyen d'un bateau remorqueur (1), caractérisé en ce que l'on relie ladite charge flottante (2) audit remorqueur (1) par une liaison rigide (3), dont un point repose sur ledit bateau remorqueur et est relié à celui-ci par une articulation (7, 8) ayant plusieurs degrés de liberté en rotation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité avant de ladite liaison rigide porte une rotule sphérique (7) qui est maintenue appuyée dans un siège sphérique (8) fixé à un point dudit bateau remorqueur (1). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité avant de ladite liaison rigide est reliée audit bateau remorqueur par un joint de cardan. 4. Procédé selon le revendication 1, caractérisé en ce que l'on relie la liaison rigide (3) au bateau remorqueur (1) par un dispositif amortissant et limitant le débattement angulaire entre la liaison et le bateau. 5. Dispositif pour déplacer sur l'eau une charge flottante (2) au moyen d'un bateau remorqueur (1), caractérisé en ce qu'il comporte une liaison rigide (3) qui relie un point dudit bateau remorqueur (1) à ladite charge flottante (3) qui est attelée derrière ledit bateau remorqueur (1), laquelle liaison rigide comporte à une de ses extrémités une articulation (7, 8) à plusieurs degrés de liberté en rotation et en translation qui relie ladite liaison audit bateau remorqueur et à ladite charge flottante. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un limiteur de débattement angulaire comportant un câble (23) dont une extrémité est fixée à l'arrière dudit bateau remorqueur (1) et dont l'autre extrémité est fixée à ladite rigide. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite articulation est constituée, d'une part, par une rotule sphérique (7) qui est supportée parunpivot vertical (13) qui est fixé à ladite liaison rigide et, d'autre part, par un siège sphérique (8), qui est fixé audit bateau remorqueur (1) ou à ladite charge flottante (2). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit siège sphérique (8) est supporté par un chariot (17, 18) qui coulisse dans deux glissières transversales (19g, 19d). 9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite articulation est constituée par un cardan à deux ou trois degrés de liberté en rotation. 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit câble (23) passe surune ou plusieurs poulies de renvoi (25, 29, 31), qui sont reliées à ladite liaison rigide par des supports élastiques tel qu' un câble extensible (26) ou des vérins (30, 32). 11. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit câble 23 agit en tant qu'accumulateur d'énérgie et crée l'appartion du couple antagoniste. 12. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le câble(23)est associe à un vérin (30) accumulateur d'énergie. 13. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel la liaison rigide constitue une partie intégrante de la charge flottante solidaire de cette dernière. 14. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la liaison rigide peut être à un ou plusieurs degrés de liberté au point où elle est liée à la charge remorquée par son extrémité arrière.