Brevet FR2696411A1 — publié le 19940408

INSTALLATION FLOTTANTE ET PROCEDE DE TRANSVASEMENT DE MATERIAUX EN VRAC D'UNE BARGE DANS UN NAVIRE La présente invention a pour objet une installation flottante et un procédé pour le transvasement de matériaux en vrac d'une barge vers un navire. Le transport par navire d'un certain nombre de matériaux en vrac et en particulier la houille ou certains minerais se réalise en fait en deux temps. Dans une première étape, le matériau en vrac, par exemple la houille, est transportée par des barges qui peuvent atteindre un tonnage élevé, par exemple 6500 tonnes, depuis le lieu d'extraction jusqu'à un port en eau profonde. Dans un deuxième temps, le matériau en vrac est transvasé dans ce port depuis les barges jusqu'au navire de transport effectif à l'aide de moyens de manutention classiques. La tendance est maintenant à utiliser pour ce type de transport des navires de tonnage de plus en plus élevé, typiquement de l'ordre de 100 000 à 150 000 tonnes. Dans ce cas, il est parfois difficile de trouver un port en eau profonde capable d'accueillir de tels navires, ce port devant par ailleurs être relativement proche des lieux d'extraction afin de réduire la durée de transport par barges. Dans le cas de ces barges et de ces navires de fort tonnage, il est pratiquement exclu d'utiliser des pontons flottants classiques munis de moyens de transvasement, également classiques, en raison des mouvements relatifs que la houle imprime aux barges, au navire et au ponton flottant. Non seulement, de telles opérations sont très délicates mais elles sont lentes et donc très onéreuses. Pour remédier à ces inconvénients, un objet de l'invention est de fournir une installation flottante pour le transvasement des matériaux en vrac d'une barge vers le navire de transport qui permette de s'affranchir des mouvements relatifs entre la barge et le navire lors des opérations de transvasement. Un autre objet de l'invention est de fournir une telle installation qui permettent d'augmenter très sensiblement le débit de transvasement des matériaux en vrac à transporter afin de réduire la durée de l'opération de transvasement et donc la durée d'immobilisation du navire. Pour atteindre ce but, selon l'invention, l'installation flottante de transvasement de matériaux en vrac d'une barge vers un navire se caractérise en ce qu'elle comprend: un ensemble formant coque comportant une plate-forme immergeable sensiblement plane et deux ensembles de flottaison disposés selon les côtés de ladite plate-forme et solidaires de celle-ci, lesdits ensembles de flottaison laissant entre eux une largeur de plateforme légèrement supérieure à la largeur des barges à décharger, ledit ensemble formant coque comprenant en outre des moyens de ballastage et des moyens de commande de ballastage qui, dans un premier état, provoque l'immersion de la plate-forme d'une profondeur supérieure au tirant d'eau desdites barges à pleine charge et, dans un deuxième état, une immersion réduite telle que le fond desdites barges soit au contact avec ladite plate-forme;; des moyens montés sur ledit ensemble formant coque pour prélever le matériau en vrac dans ladite barge; et des moyens montés sur ledit ensemble formant coque pour transporter vers ledit navire ledit matériau prélevé de la barge. On comprend qu'ainsi, grâce à l'invention, il est possible après avoir ballasté l'installation flottante, que l'on appellera ultérieurement dock flottant, la barge peut être amenée par flottaison au-dessus de la plate-forme immergée. Dans un deuxième temps, on déballaste partiellement le dock flottant pour le faire remonter de telle manière que la barge soit immobilisée sur la plate-forme. I1 est alors possible de procéder au transvasement du matériau depuis la barge vers un navire arrimé au dock flottant dans des conditions optimales d'efficacité puisque la barge n'est plus soumise au mouvement de la houle par rapport aux moyens de transvasement. Selon un mode préféré de réalisation, les moyens d'extraction comprennent une roue à godets. De préférence également, cette roue est supportée par des moyens mobiles permettant de déplacer la roue au-dessus de la totalité de la barge lorsque celle-ci repose sur la plateforme du dock flottant. De préférence également, un système de convoyeurs en partie mobile par rapport à l'ensemble formant coque permet de transférer le matériau extrait de la barge jusqu'à un convoyeur dont l'extrémité s'étend au-dessus des soutes du navire de transport. L'invention concerne également un procédé de transvasement de matériaux en vrac depuis des barges vers une navire de transport qui se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on fournit une installation flottante comprenant une plateforme immergeable sensiblement plane et deux ensembles de flottaison disposés selon les côtés de ladite plate-forme, lesdits ensembles de flottaison laissant entre eux une largeur de plate-forme légèrement supérieure à la largeur des barges à décharger; - on arrime entre eux ladite installation flottante audit navire; - on provoque l'enfoncement de ladite installation de telle manière que la plate-forme soit immergée d'une profondeur supérieure ou tirant d'eau desdites barges à pleine charge; - on amène par flottaison une barge au-dessus de ladite plateforme entre lesdits éléments de flottaison;; - on provoque une remontée partielle de ladite installation flottante de telle manière que ladite barge repose sur ladite plateforme; - on extrait ledit matériau de ladite barge et on le transfère vers ledit navire; - on provoque un enfoncement de ladite installation flottante pour que la barge déchargée soit à nouveau en état de flottaison; et - on déplace ladite barge par flottaison hors de ladite plateforme. De préférence, on réduit l'enfoncement de ladite installation au fur et à mesure du déchargement de la barge pour maintenir celle-ci en contact avec ladite plate-forme. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: - les figures la à id illustrent de façon schématique le principe de l'invention; - la figure 2 est une vue du dock flottant depuis une de ses extrémités; - la figure 3 est une vue partielle de dessus du dock flottant montrant plus particulièrement les moyens d'extraction du matériau en vrac; - la figure 4 est une vue en élévation de la partie du dock flottant représentée sur la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue schématique de l'ensemble du dock flottant montrant l'ensemble des convoyeurs de transport du matériau. En se référant tout d'abord aux figures la à id, on va décrire le principe de l'invention. Le dock flottant de transvasement est essentiellement constitué par une plate-forme immergeable 10 sur les côtés de laquelle on trouve deux éléments de flottaison 12 et 14 solidaires des côtés de la plate-forme 10. Cet ensemble constitue ce qu'on appellera ultérieurement la coque du dock flottant de transvasement. On a représenté également schématiquement des ballasts 16 et 18 reliés au milieu marin par des pompes 20 et 22. Ces pompes sont contrôlées par des dispositifs de commande 23 schématisés sur la figure par un rectangle mais font en réalité partie de l'ensemble des moyens de commande du dock. Selon l'invention, la distance L entre les deux éléments de flottaison 12 et 14 est supérieure à la largeur L' des barges telles que 24 susceptibles d'être utilisées avec le dock flottant de transvasement conforme à l'invention. Sur la figure la, on a représenté le dock flottant 8 dans sa position normale de flottaison. On a également représenté schématiquement le navire 26 auquel est arrimé le dock flottant 8, navire dans lequel doit être transvasé le matériau en vrac contenu dans la barge 24. Dans un premier temps, on commande l'introduction d'eau dans les ballasts 16 et 18 à l'aide notamment des pompes 20 et 22 de telle manière que la hauteur d'eau h au-dessus de la plate-forme 10 soit supérieure au tirant d'eau h' de la barge 24 à pleine charge. Dans cette position du dock 8, la barge 24 peut être halée à l'aide de tout moyen convenable pour venir par flottaison au-dessus de la plate-forme 10 entre les éléments longitudinaux 12 et 14. La barge est alors arrimée au ponton dans cette position. C'est ce qu'on a représenté sur la figure îc. Dans l'étape suivante, on procède au déballastage partiel des éléments de ballastage 18 et 16 de manière à faire remonter l'ensemble du dock 10 jusqu'à ce que le fond 28 de la barge 24 soit au contact de la face supérieure de la plate-forme 10 ou du moins que la hauteur d'eau résiduelle sous la barge soit insuffisante pour permettre un déplacement relatif de la barge 24 par rapport au dock 8. Dans cette position, il est possible de procéder au déchargement de la barge à l'aide de moyens d'extraction et de transport qui seront décrits ultérieurement pour transvaser le matériau contenu dans la barge vers le navire de transport. Au fur et à mesure du vidage de la barge 24 et donc de sa diminution de poids le circuit de commande 23 provoque le déballastage progressif des éléments de ballast 16 et 18 pour maintenir le contact entre le fond 28 de la barge et la plate-forme 10 du dock flottant. Lorsque le matériau en vrac a été entièrement enlevé de la barge 24, on procède à nouveau au ballastage du dock pour ramener celui-ci dans la position représentée sur la figure lb ou îc, c'est-à-dire dans la position dans laquelle la barge peut à nouveau flotter librement. On procède alors à l'extraction de la barge maintenant vide hors du dock flottant de transvasement par son autre extrémité. Le dock est alors en position pour recevoir une nouvelle barge à décharger. En se référant maintenant aux figures 2 à 4, on va décrire plus en détails un mode préféré de réalisation des moyens d'extraction du matériau en vrac hors de la barge en vue de leur transfert vers le navire de transport 26. On comprend que les moyens d'extraction doivent pouvoir se déplacer sur la totalité de la surface de la barge 24, c'est-àdire sensiblement sur la totalité de la surface de la plate-forme 10. Pour cela, un châssis mobile 30 peut se déplacer en translation sur toute la longueur du dock flottant en étant guidé par un chemin de roulement constitué par les rails 32 et 34 montés sur les éléments de flottaison 12 et 14 sur la totalité de leur longueur. La structure 30 est constituée par deux poutres longitudinales 36 et 38 munies de galet de roulement et par deux poutres transversales 40 et 42.Sur la structure mobile 30 est monté un chariot 44 qui peut se déplacer par rapport à la structure 30 selon la direction transverse du dock flottant. Ce chariot comporte deux traverses 46 et 48 munies de galets de roulement qui coopèrent avec des chemins de roulement ménagés sur les traverses 40 et 42 de la structure 30. Le chariot 44 comporte également deux longerons 50 et 52 qui sont disposés selon la longueur du dock flottant. Le chariot 44 supporte les moyens d'extraction qui sont constitués de préférence par une double roue à godet 54, 56 montée pivotante autour de l'axe 58. Pour permettre l'introduction de la barge 24 sur la plate-forme 10, les roues à godet 54 et 56 peuvent être relevées. Pour cela, leur axe 58 est supporté par une potence 60 dont les pieds sont solidaires des longerons 50 et 52 du portique mobile 44.On a symbolisé par 62 les moyens de relevage des roues à godet qui sont représentées en pointillé dans leur position relevée. On comprend que, grâce au double système de support mobile constitué par la structure 30 et le chariot 44, les roues à godet 54 et 56 peuvent effectivement atteindre n'importe quelle partie de la barge à décharger. En outre, à l'aide des moyens de relevage 62, on peut régler la position verticale des roues par rapport au fond de la barge. Pour permettre le transfert du matériau en vrac, tel que du charbon, qui est extrait de la barge par les roues 54 et 56, le dock comporte un premier convoyeur à tapis 66 qui est disposé parallèlement à l'axe longitudinal du dock, l'extrémité 66a du convoyeur 66 est également solidaire des moyens de relevage 62. L'autre extrémité du convoyeur 66 est montée pivotante autour d'un axe horizontal 68 qui est porté par la traverse 42 de la structure mobile 30. Ainsi, à l'extrémité 66a du premier convoyeur 66 suit les mouvements de monte et baisse des roues à godet d'extraction 54, 56. Le premier convoyeur 66 coopère avec un deuxième convoyeur 70 qui s'étend perpendiculairement à la longueur du dock, et donc perpendiculairement au premier convoyeur 66.Ce deuxième convoyeur 70 est disposé en-dessous de la deuxième extrémité 66b du premier convoyeur et il est solidaire de la traverse 42 de la structure 30. Ce deuxième convoyeur 70 se déplace donc en même temps que la structure 30 et il peut recueillir le charbon transporté par le premier convoyeur 66 quelle que soit la position du chariot mobile 44 qui le porte. Le charbon ou autre matériau en vrac qui a été transporté successivement par le premier convoyeur 66 et le deuxième convoyeur 70 est recueilli à l'extrémité 70a de ce dernier par un troisième convoyeur 72 dont la figure 3 montre seulement une première extrémité. Comme on le voit mieux sur la figure générale 5, le troisième convoyeur 72 est monté sur l'élément de flottaison 14 et il s'étend sensiblement sur toute la longueur du dock flottant. On comprend aisément que quelle que soit la position de la structure mobile 30 par rapport à la longueur du dock, l'extrémité 70a du deuxième convoyeur se trouve toujours au-dessus du troisième convoyeur 72.Le charbon entraîné par le troisième convoyeur 72 est repris par un quatrième convoyeur 74 (voir la figure 5) qui permet d'amener le charbon extrait ou tout autre matériau en vrac à une hauteur convenable pour pouvoir le transférer dans la cale du navire 26. On a représenté schématiquement en 76 la superstructure du dock flottant qui supporte l'extrémité 74a du quatrième convoyeur 74. Le charbon transféré par le quatrième convoyeur 74 est repris par un cinquième convoyeur horizontal 78 qui est mieux visible sur la figure 2. Ce convoyeur 78 est horizontal et son extrémité est suffisamment écartée du dock flottant 8 pour permettre le déversement du charbon ainsi transporté dans n'importe quelle partie des cales du navire de transport 26.Pour cela, comme le montre la figure 2, le convoyeur 78 est monté coulissant selon la direction horizontale par rapport à la structure de supportage 80. On comprend que l'ensemble des cinq convoyeurs qui vient d'être décrit ci-dessus permet de transvaser le charbon depuis les roues d'extraction 54, 56 jusqu'au navire de transport quelle que soit la position de ces roues par rapport au dock flottant. I1 va cependant de soi que d'autres systèmes de transfert du charbon ou autre matériau en vrac extrait de la barge par les roues à godets 54 et 56 pourraient être utilisés. Il va également de soi que les moyens d'extraction pourraient être constitués par d'autres moyens que les roues à godets 54 et 56. Il va de soi que le dock flottant de transvasement comporte également des moyens de halage des barges pour amener celle-ci par flottaison dans la position convenable au-dessus de la plate-forme 10 ainsi que des moyens d'arrimage du dock flottant par rapport au navire de transport 26. Ces moyens étant de type connu, ils n'ont pas été décrits en détails. Le dock flottant 8 peut également avantageusement comporter des parties mobiles avant et arrière s'étendant entre les éléments de flottaison 12 et 14. Ces parties arrière 90 et avant 92 ont été représentées sur la figure 5. REVENDICATIONS 1. Installation flottante de transvasement de matériaux en vrac d'une barge vers un navire, caractérisée en ce qu'elle comprend: un ensemble formant coque comportant une plate-forme (10) immergeable sensiblement plane et deux ensembles de flottaison (12, 14) disposés selon les côtés de ladite plate-forme et solidaires de celleci, lesdits ensembles de flottaison (12, 14) laissant entre eux une largeur de plate-forme légèrement supérieure à la largeur des barges, ledit ensemble formant coque comprenant en outre des moyens de ballastage (16, 18) et des moyens de commande de ballastage (20, 22, 23) qui, dans un premier état, provoque l'immersion de la plate-forme d'une profondeur supérieure au tirant d'eau desdites barges à pleine charge et, dans un deuxième état, une immersion telle que le fond (28) des dites barges soit au contact avec ladite plate-forme;; des moyens (54, 56) montés sur ledit ensemble formant coque pour prélever le matériau en vrac dans ladite barge--; et des moyens (66, 70, 72, 74, 78) montés sur ledit ensemble formant coque pour transporter vers ledit navire ledit matériau extrait de la barge 2. Installation flottante selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commande (23) des moyens de ballastage comprennent des moyens pour établir des états supplémentaires de ballastage au fur et à mesure du vidage de ladite barge pour maintenir le fond (28) de celle-ci en contact avec ladite plate-forme (10). 3. Installation flottante selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que lesdits moyens (54, 56) de prélèvement du matériau sont montés sur des moyens de supportage mobiles (30, 44) par rapport audit ensemble formant coque pour déplacer lesdits moyens de prélèvement sensiblement au-dessus de la totalité de ladite plateforme s'étendant entre lesdits ensembles de flottaison (12, 14). 4. Installation flottante selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de supportage comportent un premier ensemble de supportage (30) mobile selon la direction des éléments de flottaison (12, 14) et un ensemble formant chariot (44) mobile par rapport audit premier ensemble de supportage selon une direction perpendiculaire à la direction des éléments de flottaison, lesdits moyens d'extraction étant suspendus audit ensemble formant chariot. 5. Installation flottante selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de transport du matériau comprennent des premiers moyens de convoyage (66) du matériau solidaires dudit ensemble formant chariot (44) et dont une première extrémité (66a) coopère avec lesdits moyens d'extraction, des deuxièmes moyens de convoyage (70) solidaires dudit premier ensemble de supportage (30) et coopérant avec la deuxième extrémité desdits premiers moyens de convoyage (66), et des moyens complémentaires de convoyage (72, 74, 78) solidaires de l'ensemble formant coque coopérant avec une extrémité (70a) desdits deuxièmes moyens de convoyage (70) et dont une extrémité (78) permet le déversement dudit matériau dans ledit navire. 6. Installation flottante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits moyens d'extraction du matériau comprennent au moins une roue à godets (54, 56). 7. Procédé de transvasement de matériaux en vrac depuis des barges vers une navire de transport qui se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on fournit une installation flottante comprenant une plateforme immergeable sensiblement plane et deux ensembles de flottaison disposés selon les côtés de ladite plate-forme, lesdits ensembles de flottaison laissant entre eux une largeur de plate-forme légèrement supérieure à la largeur des barges à décharger; - on arrime entre eux ladite installation flottante audit navire; - on provoque l'enfoncement de ladite installation de telle manière que la plate-forme soit immergée d'une profondeur supérieure ou tirant d'eau desdites barges à pleine charge; - on amène par flottaison une barge au-dessus de ladite plateforme entre lesdits éléments de flottaison; ; - on provoque une remontée partielle de ladite installation flottante de telle manière que ladite barge repose sur ladite plateforme; - on extrait ledit matériau de ladite barge et on le transfère vers ledit navire; - on provoque un enfoncement de ladite installation flottante pour que la barge déchargée soit à nouveau en état de flottaison; et - on déplace ladite barge par flottaison hors de ladite plateforme. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on réduit l'enfoncement de ladite installation au fur et à mesure du déchargement de la barge pour maintenir celle-ci en contact avec ladite plate-forme.