Brevet FR2647604A1 — publié le 19901130

DISPOSITIF D'ALIMENTATION EN ENERGIE ELECTRIQUE DE NAVIRES AMARRES DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif d'alimentation en énergie éLectrique d'un navire amarré à quai ou à un ponton flottant. L'énergie électrique est generalement produite à bord des navires par des générateurs autonomes fonctionnant au fuel. Les petits navires de plaisance peuvent egalement être alimentes directement en énergie électrique par un cable reliant l'installation à bord et une source située sur le quai. IL peut etre intéressant d'alimenter de gros navires directement en énergie électrique, principalement dans Les pays où celle-ci est produite à bon marché à partir notamment de combustibles nucléaires et en période de basse consommation quand le tarif consenti est moins élevé. La méthode de branchement utilisée pour Les petits navires n'est cependant guere adaptée car Les grandes puissances à transmettre necessitent L'emploi de nombreux cabales, d'autant plus que, pour des raisons de sécurité, il est souvent nécessaire d'alimenter en basse tension. Il s'est donc avéré nécessaire de prevoir un système permettant d'éviter la manutention malcommode de dizaines de cables qui auraient conduit à des temps de branchement excessifs, surtout pour les navires transbordeurs dont les escales ne durent que quelques heures. L'objet essentiel de l'invention est donc de rendre attrayante la fourniture d'énergie électrique à des navires amarrés, quels que soient le tonnage du navire et la tension d'alimentation, par une manutention mecanique des cibles dans de bonnes conditions. Une realisation particuliere de l'invention permet de s'assurer contre tout danger qui serait produit par des mouvements intempestifs du navire pouvant entrainer l'arrachement des cables d'alimentation. L'invention concerne donc un dispositif d'alimentation en énergie électrique d'un navire amarré par des cibles d'alimentation électrique relies à une source d'électricité située sur le quai ou le ponton et ayant chacun une extrémité terminée par une fiche, les fiches étant connectables à des embases installées sur le navire, caracterise en ce qu'il comprend sur le quai ou Le ponton une structure porteuse des cables, la structure étant composee en particulier d'un bras sensiblement horizontal, mobile verticalement, tournant autour d'un axe vertical et télescopique, ainsi que d'un système de maintien des cibles le long du bras et des fiches de cables à un emplacement determine du bras. La structure porteuse peut etre réalisée, suivant les contraintes de site ou de portee, soit par une potence télescopique verticalement et scellée au lieu d'amarrage, soit sous forme de semi-portique. Le bras est alors articulé par une extrémité à un point fixe par l'intermédiaire d'une articulation lui permettant de tourner dans un plan horizontal et un plan vertical, et il est d'autre part soutenu en un em p la cemen t intermédiaire par des pales. L'extremite du bras peut etre munie d'un dispositif de securite relie au navire. Ce dispositif est composé d'une cablette dont une extrémité est pourvue d'un moyen de fixation au navire, et dont l'autre extrémité actionne une tige s'appuyant par ailleurs sur un ressort de rappel lié au bras par une articulation. En fonction des mouvements relatifs du navire et du bras, au-delå d'une zone médiane d'inactivité, des deplacements dans des plages de réglage actionnent des moyens moteurs de commande de mouvement d'abaissement et d'élévation du bras. Au-del3 de ces plages, des systemes de fin de courses provoquent l'interruption de l'alimentation électrique du navire. L'invention va maintenant etre decrite à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif - les figures 1 et 2 représentent une realisation de l'invention en vue latérale et vue de dessus ; - la figure 3 représente une autre réalisation de l'invention ; - la figure 4 represente une adaptation possible de l'équipement de raccordement électrique à bord de navires de moindre puissance ; - la figure 5 represente un dispositif de securite contre les debranchements ; - la figure 6 represente un schema électrique de visualisation ; et - les figures 7 et 8 representent un detail agrandi de la figure 1 en vue latérale et vue de face. On représente figures 1 et 2 une première réalisation de l'invention sur laquelle on distingue un navire 1 amarré au fond d'une darse 2 environnée par un quai 3. Un bâtiment 4 -ou une charpente fixes'élève sur le quai 3 à quelque distance de la darse 2. Sur sa paroi est encastré un embout 5 relié à un bras mobile 6 de position sensiblement horizontale par un joint de cardan 7. Le bras 6 est soutenu par deux palees 8 verticales d'un semi-portique mobile sur le quai 3. Les palées 8 portent en leur partie basse un sommier motorise 10 dont le pignon engrène avec une crémaillère 1 1 en arc de cercle fixée sur le quai 3. Les deplacements du semi-portique 8 entraient la rotation du bras 6 entre une position repliée ou il surplombe le quai 3 et une course utile où il est avancé au-dessus du navire 1 et de la darse 2. Un système non représenté est prevu à la jonction du bras 6 et des palées 8 pour maintenir ces dernieres verticales. Un dispositif motorise 14 sur le bras 6 engrene par un pignon avec une cremaillere verticale 13 situee dans l'espace 12 entre les palées 8 pour permettre des mouvements dans un plan vertical du bras 6, afin d'adapter sa hauteur à celle des navires 1. Un second dispositif à moteur et pignon 15 est dispose à l'extrémité du bras 6 opposee à l'embout 5 pour faire coulisser un appendice 16 télescopique faisant partie du bras 6 et d'axe parallèle à lui en engrenant avec une seconde crémaillère 29 qui s'etend sur l'appendice 16. L'appendice 16 peut etre déplacé entre une position retractee ou il est rentré à l'intérieur du bras 6 et une position déployée où il prolonge nettement ce dernier. Le bras 6 et l'appendice 16 ont des sections tubulaires carrées emboftees et guides par des galets 17 (representes figures 7 et 8) permettant le coulissement de l'appendice 16. L'appendice 16 est muni d'un rail 9 à sa partie inferieure et qui s'étend à travers une ouverture au bas du bras 6. Des chariots 18 roulent sur le rail 9 au moyen de galets 19 ; ils sont constitues d'arceaux 20 auxquels sont attachés des cables électriques 21 par des colliers de serrage. Comme on le voit sur la figure 1, un train de plusieurs chariots 18 identiques produit une dispo sition des cibles 21 le long de l'appendice 16 en formant des boucles semblables entre elles, ce qui evite aux cibles de pendre excessivement. Le poids des cables 21 règle les écartements entre les chariots 18 selon les mouvements de l'appendice 16 pour les rendre egaux. Chacun des câbles 21 est terminé par une fiche 22 qui, lors des mouvements de la structure porteuse, est enfoncee dans des embases de repos 27 disposées sur la face arriere d'un tableau 23 fixe à l'extrémité de l'appendice 16 (figure 7). Il s'agit d'une fixation purement mécanique car les embases de repos 27 ne sont reliees à aucun circuit électrique. A l'extrémité du train de chariots 18 éloignée du tableau 23, les cables 21 sont fixés au bras 6 en un point 24 et s'étendent au-delå jusqu'au batiment 4 en passant par le long du bras 6, puis jusqu'3 un local d'alimentation 25 qui contient en particulier un transformateur d'abaissement de tension et des installations de sécurité et de raccordement au réseau. Les différents systemes à moteur et pignon permettent donc de tourner le bras 6 et de le promener au-dessus du navire 1, de le relever ou de l'abaisser et d'avancer ou de reculer l'extrémité des cables 21. Il est ainsi possible d'amener Le tableau 23 à proximite d'une armoire de raccordement 30 située sur la plage arrière du navire 1. L'armoire de raccordement 30 est munie d'embases de connexion 31 semblables par leur constitution à celles 27 du tableau 23 mais qui sont raccordées à des equipements de production d'énergie électrique tels que des groupes électrogènes à bord du navire 1. Le branchement consiste à retirer successivement les fiches 22 des embases de repos 27 pour les placer dans les embases de connexion 31 et peut se faire rapidement et sans difficulté particulière meme pour un nombre de cables 21 important. Toutes les fiches 22 prevues pour des phases différentes sont munies de detrompeurs afin d'éviter des branchements incorrects. Suivant une conception equivalente représentee figure 3, le semi-portique tournant peut etre remplace par une potence à fOt télescopique 35 vertical et forme d'une partie inferieure 36 fixee au quai 3 et d'une partie superieure 37 fixee au bras 6 par l'intermédiaire d'un joint tournant 40. Un dispositif à moteur et pignon 41 sur le bras 6 engrène avec un cremaillere circonférentielle 42 au sommet de la partie supérieure 37 pour permettre le pivotement du bras 6. Un autre dispositif à moteur et pignon 43 au sommet de la partie inférieure 36 engrène avec une crémaillère verticale 44 sur la partie supérieure 37 pour assurer le mouvement télescopique du fat 35. Les deux realisations decrites offrent les memes possibilités de déploiement des cables 21 et le choix s'effectuera notamment selon les contraintes d'aménagement sur le quai 3. Dans cette seconde réalisation, les câbles 21 pendent à l'extérieur de la potence avec un mou suffisant pour permettre le deploiement vertical du fut 35. Un contrepoids 45 coulisse le long de la partie inférieure 36 et permet de tendre les cables 21 selon une boucle verticale. Les câbles 21 sont par ailleurs attachés au sommet de la partie inferieure 36 en un point fixe 46. L'invention englobe bien sûr d'autres formes equivalentes de realisation. Les dispositifs à crémaillera peuvent ainsi etre remplaces par des treuils à mouflage ou des verins hydrauliques. On attire toutefois l'attention sur les avantages de moteurs-freins asynchrones qui permettent de garantir l'immobilisation des éléments de structure qu'ils relient quand ils ne sont pas commandes. Les moteurs peuvent facilement être commandes du navire 1 par des appareils portatifs émetteurs de frequences radiophoniques ou de rayonnement infrarouge de quelques mitres de portée. L'invention permet également de contrôler facilement si l'alimentation du navire a bien lieu. En effet, la face avant du tableau 23 peut etre pourvue de lampes de signalisation telles que 51 ou 52 dont l'allumage ou l'extinction renseigne l'opérateur sur l'état momentane du systeme électrique. Sur la figure 6, on a represente une lampe 51 disposée sur un circuit entre un potentiel fixe et la terre ; ce circuit se compose de lignes parallé les 53 munies chacune d'un interrupteur 54 et qui aboutissent à une porte ET 55 qui délivre donc à la partie aval 56 du circuit, où se trouve la lampe 51, un signal d'allumage Lorsque tous les interrupteurs 54 sont fermes. Les interrupteurs 54 symbolisent une connexion électrique qui se produit lorsqu'un cable 21 voit sa fiche d'extremite 22 enfoncee dans l'embase de connexion 31 associée de l'armoire de raccordement 30. Les fiches 22 et les embases de connexion 31 sont constituées de façon qu'une connexion électrique se produise lorsque l'enfichage est réalisé correctement, ce qui est le cas par exemple avec les fiches commercialisées par la société Hazmeyer sous la réfé- rence C 26 E : les embases de connexion 31 de l'armoire de raccordement 30 comprennent un poussoir, que les fiches d'extrémité 22 repoussent pour fermer un contact électrique. Les circuits 53 s'étendent donc en partie dans l'armoire de raccordement 30 et se composent par ailleurs en particulier d'un des câbles 21, dit cable-pilote, qui n'est pas utilise pour transmettre de la puissance électrique mais des informations entre le local d'alimentation 25 et la salle de conduite du navire 1 à l'aide du tableau 23 et de l'armoire de raccordement 30. Quand tous les cables 21 sont branchés correctement, la lampe 51 s'allume. Le signal parcourant la ligne aval 56, ainsi que les signaux parcourant deux lignes parallèles 57 et 58 pourvues chacune d'un interrupteur 59 et 60, arrivent pareillement à une autre porte ET 61 qui provoque l'allumage de la lampe 52 lorsque tous les interrupteurs sont fermes. La fermeture de l'interrupteur 59 correspond à une autorisation d'alimentation, donnee à partir du local d'alimentation 25, et celle de l'interrupteur 60 à un état de fonctionnement normal du reseau électrique. L'allumage de la lampe 52 temoigne donc que l'alimentation est possible. Les interrupteArs 59 et 60 symbolisent les signaux de sortie d'appareils de transmission et de contrôle appropries. Le tableau 23 est evidemment pourvu d'autres lampes qui peuvent notamment renseigner sur les conditions tarifaires de l'électricité à ce moment, la nature des anomalies possibles, et d'une façon generale tous les renseignements suceptibles d'intéresser l'utilisateur. On ne s'éteindra pas sur ces details mais on va decrire maintenant le système permettant de s'assurer d'un positionnement correct de l'appendice 16 par rapport au navire 1. En effet, des mouvements imprévus ou negligés du navire 1, dus par exemple aux mares ou aux oscillations produites par les mouvements d'un autre navire, pourraient interrompre la connexion électrique des câbles 21 ou les endommager. Le système de securite 65 comprend (figure 5) un ressort 66 antagoniste, une tige à piston supe- rieure 67 en appui sur le ressort 66 et coulissant dans une chemise 68 articulée par ailleurs à l'appendice 16 en un point 69, une cablette métallique 70 accrochee à l'extrémité inferieure de la tige 67 et qui se termine par une pince 71 qui peut etre fixée autour d'un axe 72 de l'armoire de raccordement 30. Le ressort 66 s'appuie sur une collerette inférieure de la chemise 68. La tige 67 porte sucessivement de haut en bas une palette 73 de mise hors tension, une palette d'abaissement de bras et une palette d'élévation de bras. La zone comprise entre les palettes d'abaissement et d'élévation 74 et 75 correspond à une course d'inactivité, celle au-dessous de la palette d'6leva- tion du bras 75 à une course d'élévation du bras 6 et celle au-dessus de la palette d'abaissement du bras 74 à une course d'abaissement du bras 6. En effet, un contact 76 est solidaire du tableau 23 et les palettes 74 et 75 viennent le toucher au cours des deplacements de la barre 67 lorsque le navire 1 s'élève ou s'abaisse. En cas de légers mouvements, le contact 76 reste entre les deux palettes 74 et 75 et rien ne se produit. Si des mouvements plus importants du navire 1 viennent à se produire, le contact 76 est atteint par l'une des palettes 74 et 75, ce qui met en action un circuit electrique d'asservissement du moteur qui commande les mouvements verticaux du bras 6. L'appendice 16 est alors, suivant le cas, abaisse ou releve jusqu'à ce que le contact cesse. En cas de mouvements plus importants encore, la palette de mise hors tension 73 vient toucher un autre contact 77, ce qui ferme alors un circuit commandant l'interruption de la mise sous tension des cables 21 et maintient ainsi la sécurité du personnel. Les contacts 76 et 77 pourraient aussi etre supportés par une structure liée à la chemise 68. L'armoire de raccordement 30 peut, dans certaines applications, etre remplacée par un systeme dans lequel les fiches menant aux appareils électriques embarques sont à l'extrémité de cables électriques qui peuvent etre déroules. On a designé par 80 la salle de conduite contenant ces appareils électriques et par 81 un des câbles électriques, qui s'achève par une fiche mâle 82. Les câbles électriques 81 sont logés en parallèle dans des goulottes 83 établies par exemple derriere les oeuvres mortes du borde et forment une boucle à l'intérieur des goulottes 83, dont ils sortent par un sabord 84. La boucle est tendue par un anneau 85 à une extremite d'un câble 86 passant sur une poulie 87 et dont l'autre extrémité aboutit à un appareil enrouleur 88 qui tend donc le câble 86 et le fait rouler sur la poulie 87 de façon à ramener le cable électrique 81 à l'intérieur de la goulotte 83. Il suffit cependant de tirer sur la fiche 82 pour le derouler à nouveau. Des colliers de fixation 89 maintiennent le câble électrique 81 en place entre l'anneau 85 et la salle de conduite 80. L'enrouleur 88 pourrait être remplacé par un simple contrepoids suspendu au cable 86. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en énergie électrique d'un navire (1) amarre par des cables d'alimentation électrique (21) conduisant à une source d'électricité (25) sur le lieu d'amarrage et ayant chacun une extremite terminée par une fiche (22), les fiches (22) étant connectables à des embases de connexion (31) sur le navire (1), caracterisX en ce qu'il comprend sur le lieu d'amarrage une structure porteuse des câbles (21), la structure étant composee en particulier d'un bras sensiblement horizontal (6, 16), mobile verticalement, tournant autour d'un axe vertical et télescopique, ainsi que d'un système (18, 23) de maintien des câbles (21) le long du bras et des fiches (22) de câbles à un emplacement déterminé du bras. 2. Dispositif d'alimentation en energie électrique d'un navire amarré selon la revendication 1, caracterisé en ce que la structure porteuse est egalement constituée d'une potence à fût vertical telescopique (35) et en ce que le bras est fixe au sommet du fût par un joint tournant (40). 3. Dispositif d'alimentation en énergie électrique d'un navire amarré selon la revendication 1, caracterise en ce que la structure porteuse est egalement composee d'un semi-portique à palées (8) sensiblement verticales soutenant le bras. 4. Dispositif d'alimentation en energie électrique d'un navire amarre selon la revendication 2, caracterise en ce que le semi-portique est mobile sur le lieu d'amarrage (3) et le bras est articulé à une extremite (7) à un élément (5) fixe par rapport au lieu d'amarrage, le bras étant soutenu par les palees (8) en un emplacement intermédiaire. 5. Dispositif d'alimentation en energie électrique d'un navire amarre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracterise en ce qu'il comprend une tablette (70) dont une première extremite est munie d'un moyen de fixation (71) au navire (1) et La seconde extrémite est accrochée à une tige (67) s'appuyant sur un ressort (66) lie au bras, la tige (67) coulissant, en fonction des mouvements relatifs du navire et du bras, selon une course mediane d'inactivite et deux courses extremes correspondant au declenchement de moyens moteurs commandant des mouvements verticaux d'abaissement et d'élévation du bras, ainsi que des moyens de repérage (74, 75, 76) des différentes courses. 6. Dispositif d'alimentation en energie electrique d'un navire amarre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bras est muni d'un tableau de signalisation (23) à voyants Lumineux (51, 52). 7. Dispositif d'alimentation en énergie électrique d'un navire amarré selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que Les embases de connexion (82) sur Le navire sont disposees à l'extrémité de câbles électriques (81) tendus en boucle par un système enrouleur (85 à 88).