Brevet FR2847550A1 — publié le 20040528

L'invention concerne un navire, notamment un paquebot ou un car-ferry, comprenant un pont de compartimentage définissant une partie supérieure dédiée à des passagers, et une partie inférieure incluant au moins un moteur de propulsion électrique, ce moteur étant alimenté par un alternateur entraîné par une turbine à gaz. L'invention traite plus particulièrement de l'aménagement des moyens de propulsion d'un tel navire. Ces moyens de propulsion qui incluent notamment le moteur électrique, l'alternateur et la turbine à gaz sont placés dans un espace machine qui est situé sous le pont de compartimentage. Le pont de compartimentage, situé au dessus de la ligne de flottaison, est le pont jusqu'auquel s'élèvent des cloisons étanches, et dont la position est définie en application de la réglementation en vigueur. Cette réglementation précise des critères de stabilité à respecter par le navire en cas d'avarie, comme par exemple une limite de gîte après envahissement par l'eau d'un ou deux compartiments contigus situés sous le pont de compartimentage. En cas d'avarie, l'espace machine est susceptible d'être envahi par l'eau ce qui risque d'entraîner la perte totale de la production d'énergie. Le moteur de propulsion électrique qui est situé dans la partie inférieure, peut être placé dans l'espace machine, ou encore dans une nacelle étanche encore appelée "pod" fixée à la coque du navire, cette nacelle étant apte à tourner par rapport à la coque pour propulser et diriger le navire. La partie inférieure qui constitue l'espace machine est généralement reliée à l'atmosphère par un espace vertical particulier appelé "casing", de grandes dimensions situé sensiblement au centre du navire. Ce casing qui traverse verticalement toute la partie supérieure du navire se prolonge en une cheminée, et abrite différentes conduites provenant de l'espace machine. Ces conduites sont typiquement des conduites d'évacuation des gaz de combustion en provenance des moteurs diesel ou des turbines à gaz de production de l'énergie électrique et des autres équipements non dédiés à la production de cette énergie. Il s'agit aussi de conduites d'alimentation en air frais des moyens de production de l'énergie et de ventilation de l'espace machine. L'espace même du casing entre les conduites peut aussi être directement utilisé pour faire circuler de l'air de ventilation de l'espace machine et pour installer des moyens d'accès et de circulation de personnes. Compte tenu de la taille des conduites qu'il abrite, ce casing a généralement des dimensions très importantes, ce qui réduit significativement l'espace disponible en partie supérieure du navire, et constitue par là même une limitation en termes de rentabilisation du navire. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant une solution permettant de supprimer le casing dans un navire à propulsion électrique. A cet effet, l'invention a pour objet un navire, notamment un paquebot ou un car-ferry, comprenant un pont de compartimentage définissant une partie supérieure dédiée à des passagers, et une partie inférieure incluant au moins un moteur de propulsion électrique, ce moteur étant alimenté par un alternateur entraîné par une turbine à gaz, caractérisé en ce que l'alternateur et la turbine à gaz sont disposés en partie supérieure du navire. L'ensemble des moyens de production d'énergie se trouve ainsi au dessus de la ligne de flottaison et est conservé en cas d'avarie. Le compartimentage étanche est ainsi indépendant des ensembles alternateur et turbine, ce qui permet de réduire significativement la taille des compartiments et facilite la mise en oeuvre des critères de stabilité résiduelle après avarie. Compte tenu du fait que la turbine à gaz est disposée en partie supérieure du navire et que les gaz de combustion issus de la turbine sont directement évacués vers l'extérieur, la présence d'un casing n'est plus requise. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention d'autres moyens générateurs de gaz de combustion tels que des incinérateurs, ou des chaudières sont également placés en partie supérieure du navire au lieu d'être situés dans l'espace machine, ce qui procure un gain d'espace supplémentaire pour la partie supérieure qui est dédiée aux passagers. Dans ce mode de réalisation, les gaz de combustion de ces équipements sont évacués par des tuyauteries disposées dans un puits à tuyaux. Contrairement au casing, le puits à tuyaux est un espace étroit fermé non prévu pour être accessible à du personnel technique. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une représentation schématique d'un navire de l'art antérieur; La figure 2 est une représentation schématique d'un navire selon l'invention La figure 3 est une représentation schématique d'une variante du navire selon l'invention. Figure 1, un navire tel que connu dans l'art antérieur comprend une coque 1 incluant sensiblement au quart de sa hauteur un pont de compartimentage 2. Ce pont de compartimentage 2 qui est situé au dessus de la ligne de flottaison 3 définit une séparation entre une partie supérieure 4 du navire dédiée principalement à des passagers et une partie inférieure 5 qui comprend vers l'arrière un espace machines 6 divisé en plusieurs compartiments. Les différents compartiments sont séparés par des cloisons étanches 7, de manière à limiter les risques en cas d'avarie. Dans l'exemple de la figure 1, l'espace machines 6 renferme un ensemble de turbines à gaz associées à des alternateurs repérés par la référence 8. Ces éléments communiquent avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un casing 11 qui se prolonge en une cheminée 12 située au dessus du dernier pont découvert du navire qui correspond sensiblement au toit du navire. Dans l'exemple de cette figure, un ensemble de conduites 8' situé dans le casing relie la turbine à l'extérieur pour emmener de l'air comburant et pour évacuer des gaz de combustion. Compte tenu des puissances en jeu dans un tel navire, ces conduites ont des diamètres importants, de sorte que le casing 11 a lui même un volume très élevé qui s'étend sur toute la hauteur de la partie supérieure du navire. Dans un tel navire les dimensions du casing sont telles qu'il est avantageux de l'utiliser pour disposer des conduites de faibles dimensions, qui sont repérées par 9' dans la figure. Ces conduites de faible dimensions correspondent à des équipements produisant des gaz de combustion, ces équipements peuvent être par exemple un incinérateur de déchets, ou une chaudière dédiée à la production de vapeur utilisée par de équipements auxiliaires tels que des réchauffeurs. Selon l'invention, la turbine à gaz et l'alternateur repérés par 8 sont disposés dans la partie supérieure du navire, ce qui est représenté schématiquement sur la figure 2. Le casing peut ainsi être supprimé puisqu'il n'est plus nécessaire qu'il abrite les conduites d'alimentation en air frais de combustion, de ventilation de l'espace machine, ni les conduites d'évacuation du gaz de combustion en provenance de la turbine. Selon l'invention, les ensembles tels que 8 sont situés dans des emplacements aussi judicieux que possible en partie supérieure du navire en vue de faciliter l'alimentation en air des turbines et l'évacuation des gaz de combustion. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, deux ensembles turbine et alternateur 8 sont positionnés en partie supérieure du navire. L'un de ces ensembles est situé au niveau du dernier pont découvert du navire, à proximité de la cheminée 12, de sorte que la conduite d'évacuation 8' correspondante débouche directement dans la cheminée 12, si bien qu'elle est beaucoup plus courte que dans l'exemple de la figure 1. L'autre ensemble turbine à gaz et alternateur est situé en partie avant du navire, également au niveau du dernier pont découvert du navire, de sorte que la conduite d'évacuation 8' correspondante débouche directement à l'air libre en ayant aussi une longueur très faible. Avantageusement, les turbines sont montées dans des caissons revêtus d'une isolation phonique, de manière à préserver le confort des passagers qui sont situés en partie supérieure 4. L'alimentation en carburant des turbines est réalisé avec des tuyauteries à partir de la partie inférieure du navire, et les alternateurs délivrent un courant électrique qui est transféré par des câbles électriques non représentés vers le ou les moteurs via des tableaux de distribution et des moyens de protection et de contrôle/commande dans l'espace machine 6 situé en partie inférieure 5 du navire. Des chaudières de récupération des calories contenues dans les gaz d'échappement des turbines peuvent être installées sur les conduits d'échappement de celles-ci. La vapeur produite est utilisée pour les besoins de chauffage du navire ou alimente une turbine à vapeur couplée à un alternateur ce qui procure un surcroît d'énergie électrique. Ce groupe turboalternateur de faibles dimensions et ne nécessitant pas de conduit d'air sera avantageusement placé en partie basse du navire. Comme indiqué plus haut, les ensembles 8 peuvent être placés à tout endroit approprié dans la partie supérieure 4, comme dans l'exemple de la figure 2, o deux ensembles 8 sont montés sous la cheminée 12, ce qui présente l'avantage de simplifier en les réunissant les tuyauteries et câblages reliant ces ensembles à l'espace machine 6 situé sous le pont de compartimentage 2. Dans les exemples des figures, le navire est propulsé par une hélice 10 associée à un safran, mais l'invention s'applique également au cas o l'hélice et le moteur de propulsion sont montés dans une nacelle étanche encore appelée pod, apte à tourner par rapport au navire pour le diriger et le propulser. La combinaison d'une propulsion par pod avec un ou plusieurs ensembles turbine et alternateur situés en partie supérieure du navire permet de libérer un espace important dans l'espace machine, pour attribuer cet espace à une autre utilisation. Un gain d'espace supplémentaire peut encore être obtenu en plaçant également d'autres ensembles générateurs de gaz de combustion en partie supérieure 4 du navire. Un ensemble 9 peut ainsi être placé à l'arrière du navire, en partie supérieure. Cet ensemble comprend par exemple un ou plusieurs incinérateurs de déchets ainsi qu'une ou plusieurs chaudières annexes destinées par exemple à maintenir à température certaines parties du navire. De manière analogue, la longueur des conduites correspondantes 9' est diminuée, et celles-ci débouchent directement dans l'atmosphère sans emprunter de casing. REVENDICATIONS 1/ Navire, notamment paquebot ou car-ferry, comprenant un pont de compartimentage (2) définissant une partie supérieure (4) dédiée à des passagers, et une partie inférieure (5) incluant au moins un moteur de propulsion électrique, ce moteur étant alimenté par un alternateur entraîné par une turbine à gaz (8), caractérisé en ce que l'alternateur et la turbine à gaz (8) sont disposés en partie supérieure (4) du navire. 2/ Navire selon la revendication 1, comprenant en partie supérieure (4) une cheminée (12), l'alternateur et la turbine à gaz (8) étant disposés à proximité de la cheminée (12). 3/ Navire selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'alternateur et/ou la turbine à gaz (8) est disposé dans un caisson pourvu d'une isolation phonique. 4/ Navire selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant des équipements (9) générateurs de gaz de combustion situés en partie supérieure.