Brevet FR2861363A1 — publié le 20050429

Engin flottant d'un nouveau type La présente invention concerne un engin flottant du type présentant une structure flottante constituée d'une plate-forme assurant la liaison entre deux coques, lesdites coques étant articulées à pivotement à la plate-forme pour pouvoir se déplacer notamment entre au moins deux positions de flottaison prédéterminées, l'une dans laquelle elles sont alignées avec le plan de la plate-forme, l'autre dans laquelle elles s'étendent sensiblement à angle droit de ladite io plate-forme, ces coques étant munies de moyens de ballastage/déballastage et de moyens d'immobilisation ou de verrouillage dans chacune de leurs positions de flottaison. De tels engins flottants à géométrie variable sont connus de l'état de la technique comme l'illustre en particulier le brevet FR-A-2.674.210 dans lequel il est décrit une coque d'embarcation à géométrie variable permettant, selon les conditions, de disposer d'une coque planante afin d'optimiser la marche du bateau en fonction de l'état de la mer et de la force du vent et de disposer d'un tirant d'eau variable. Cette coque d'embarcation est ainsi pourvue d'une partie centrale le long des deux bords longitudinaux de laquelle sont articulées deux parties latérales en forme de flotteurs montés pivotants et de façon réglable entre une position dans laquelle ils sont positionnés sous la partie centrale et une position dans laquelle ils sont situés à l'extérieur de la partie centrale. Le déplacement de ces flotteurs latéraux nécessite la présence de vérins hydrauliques extrêmement puissants. II en résulte qu'une telle solution est inadaptable à des engins de grande dimension sans avoir à disposer d'une hydraulique de puissance extrêmement performante et donc extrêmement onéreuse. Une solution analogue est décrite dans le brevet US-A-4.223.623 où à la place de flotteurs latéraux, il est utilisé des caissons reliés les uns aux autres par l'intermédiaire d'articulations de type charnière. A nouveau, les moyens d'entraînement en déplacement d'un caisson sont constitués de vérins et d'un système de câbles. Il en est de même dans le brevet US-A-5.237.947 où des coques ballastables sont reliées par l'intermédiaire de bras à une plate-forme de liaison. Les bras et les coques ballastables sont articulés à la plate- forme de liaison et sont commandés en déplacement par l'intermédiaire d'un système à engrenage. A nouveau, il en résulte la nécessité de disposer d'organes de commande puissants pour provoquer un tel déplacement en pivotement sur des engins de grande dimension. i0 Un but de la présente invention est donc de proposer un engin flottant dont la conception permet de s'affranchir d'organe de forte puissance pour le déplacement à pivotement des coques en utilisant essentiellement les forces hydrostatiques en présence. Un autre but de la présente invention est de proposer un engin flottant dont la conception permet de disposer d'au moins trois positions de flottaison correspondant chacune à une fonction particulière dudit engin afin de rendre ce dernier polyvalent. Un autre but de la présente invention est de proposer un engin flottant dont la conception permet de passer d'une position de flottaison à une autre en un temps extrêmement court, y compris en l'absence de sources d'énergie puissantes et/ou d'organes de commande puissants. A cet effet, l'invention a pour objet un engin flottant du type présentant une structure flottante constituée d'une plate-forme assurant la liaison entre deux coques, lesdites coques étant articulées à pivotement à la plate-forme pour pouvoir se déplacer notamment entre au moins deux positions de flottaison prédéterminées, l'une dans laquelle elles sont alignées avec le plan de la plate- forme, l'autre dans laquelle elles s'étendent sensiblement à angle droit de ladite plate-forme, ces coques étant munies de moyens de ballastage/déballastage et de moyens d'immobilisation ou de verrouillage dans chacune de leurs positions de flottaison, caractérisé en ce que la plate-forme de liaison est un élément flottant et en ce que les coques munies de moyens de ballastage/déballastage par pompage sont déplacées d'une position de flottaison à une autre au moins par les moyens de ballastage/déballastage desdites coques coopérant avec les moyens d'immobilisation dé ces dernières, moyens de ballastage/déballastage et moyens d'immobilisation étant commandés en fonctionnement à partir d'une unité centrale commandant, suivant une succession de séquences prédéterminées, lesdits moyens de manière simultanée et/ou alternée en vue de provoquer un déplacement à pivotement des coques essentiellement sous io l'effet de forces hydrostatiques. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: is les figures 1 à 13 représentent des vues schématiques de l'engin dans différentes configurations au cours du passage de l'engin d'une configuration catamaran à la configuration barge (figures 1 à 6), et de la configuration barge à la configuration dock flottant (figures 7 à 13) ; la figure 14 représente une vue 3/4 avant d'un engin conforme à l'invention en configuration catamaran; la figure 15 représente une vue % avant de ce même engin en position barge tandis que la figure 16 représente une vue 3/4 avant de ce même 25 engin en configuration dock flottant; la figure 17 représente une vue Y4 avant schématique de l'engin en configuration catamaran avec le détail des moyens de ballastage/déballastage et la figure 18 représente une vue de détail de la liaison pivot de type charnière entre coque et plate-forme de liaison. Comme mentionné ci-dessus, l'engin flottant, objet de l'invention, présente une structure flottante constituée d'une plate-forme 1 assurant la liaison entre deux coques 2. Ces coques sont articulées à pivotement à la plate-forme pour pouvoir se déplacer notamment entre au moins deux positions de flottaison: l'une dans laquelle elles sont alignées avec le plan de la plate-forme, comme l'illustre la figure 15, l'autre dans laquelle elles s'étendent sensiblement à angle droit de ladite plateforme, comme l'illustrent les figures 14 et 16. Ces coques 2 sont munies de moyens de ballastageldéballastage représentés en 5, 6, 7, 8A, 8B aux figures. En effet, ces moyens de ballastage comprennent au moins un io réservoir ou ballast 5 aménagé dans la coque de l'engin, une pompe 6 pour permettre la vidange ou le remplissage de tels réservoirs et une vanne 7 trois voies à laquelle sont raccordées deux conduites 8A, 8B formant prises d'eau, ces conduites débouchant en deux emplacements opposées du réservoir correspondant à un point haut et à un point bas du réservoir lorsque les coques s'étendent sensiblement à angle droit de la plate-forme 1 de liaison. Ainsi, comme l'illustrent les figures, il peut être considéré que les coques affectent la forme d'ailerons, les conduites 8A et 8B étant positionnées au voisinage de chacun des bords longitudinaux de l'aileron. Le positionnement de ces conduites 8A, 8B et de leur débouché dans les réservoirs 5 permet en particulier la vidange des réservoirs 5 des coques quelle que soit la position occupée par les coques comme cela sera décrit plus en détail ci-après. Ces coques 2 sont encore munies de moyens d'immobilisation ou de verrouillage dans au moins deux positions de flottaison prédéterminées. Ainsi, dans les exemples représentés, les coques sont reliées à la plate-forme 1 de liaison par une liaison pivot de type charnière 3 verrouillable mécaniquement dans chacune des positions de flottaison desdites coques. Le détail de cette charnière 3 est représenté à la figure 18. Les moyens de verrouillage sont dans ce cas constitués d'axes 11 de verrouillage solidaires d'un élément 3A de charnière lui-même couplé par exemple à la plate-forme 1 tandis que l'autre élément 3B de charnière couplé à la coque 2 comporte un logement destiné à recevoir l'axe 11 de verrouillage. Ainsi, dans l'exemple représenté à la figure 18, l'élément 3A de charnière couplé à la plate-forme 1 comporte deux axes 11 de verrouillage tandis que l'élément 3B de charnière couplé à la coque 2 comportent deux logements destinés chacun à recevoir un axe 11 de verrouillage. Dans la position représentée dans la figure 18, la charnière 3 est verrouillée dans une position dans laquelle la coque 2 s'étend perpendiculairement à la plate-forme 1 et au-dessous de cette dernière, cette s position correspondant à une position catamaran de l'engin qui sera décrite plus en détail ci-après. Lorsque les deux axes de verrouillage sont logés dans les deux logements, la position occupée par la coque est une position d'alignement avec la plate-forme correspondant à une configuration de l'engin dite configuration de type barge. Enfin, lorsque l'axe de verrouillage, représenté io le plus au- dessus dans la figure 18, vient dans le logement de la partie la plus inférieure de l'élément 3B de charnière, la charnière est alors verrouillée dans une position de la coque 2 correspondant à une configuration dite dock flottant de l'engin. De manière caractéristique à l'invention, la plate-forme 1 de liaison de l'engin est un élément flottant. En outre, les coques 2, qui sont munies de moyens de ballastage/déballastage par pompage comme décrit ci-dessus, sont déplacées d'une position de flottaison à une autre au moins par les moyens de ballastage/déballastage des coques coopérant avec les moyens d'immobilisation de ces dernières. Moyens de ballastage/déballastage et moyens d'immobilisation sont ainsi commandés en fonctionnement à partir d'une unité 4 centrale commandant, suivant une succession de séquences prédéterminées, lesdits moyens de manière simultanée et/ou alternée en vue de provoquer un pivotement des coques essentiellement sous l'effet des forces hydrostatiques en présence. En d'autres termes, cette unité 4 centrale pilote d'une part les moyens de ballastage/déballastage, d'autre part l'actionnement des moyens d'immobilisation des coques verrouillant la liaison coque- plate- forme dans chaque position de flottaison devant être prise par les coques. Grâce à la succession de séquences prédéterminées des opérations de ballastage/déballastage des coques et des opérations de verrouillage de la liaison coque-plate-forme, il en résulte un déplacement en pivotement automatique des coques pour les amener d'une position à une autre. Pour permettre le respect de cette succession de séquences prédéterminées, l'engin comporte en outre des moyens aptes à fournir des informations relatives à la position relative des coques et de la plate-forme de liaison et/ou au niveau d'eau dans les réservoirs de ballast de l'engin. Ces informations sont transmises à l'unité 4 centrale de commande pour permettre le passage d'une séquence à une autre suivant la succession de séquences prédéterminées. Ainsi, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'engin comporte d'une part des moyens de détection de la position relative des coques et de la plate-forme de liaison constitués de capteurs de force et de position de type appareil à gouverner rotatif positionnés sur l'articulation de type charnière 3 io entre coque 2 et plate-forme 1 de liaison, d'autre part des moyens de détection du niveau d'eau dans les réservoirs 5 de ballast, ces moyens de détection de niveau d'eau fonctionnant de préférence par ultrasons, l'ensemble de ces moyens de détection transmettant, de préférence en temps réel et en continu, leurs signaux à l'unité 4 centrale de commande qui, à partir des signaux reçus, est apte à commander en fonctionnement d'une part les moyens de ballastage/déballastage, d'autre part les moyens d'immobilisation des coques. Dans un mode de réalisation préféré, la plate-forme 1 de liaison est un élément flottant équipé de moyens 9, 10 de ballastage/déballastage. A nouveau, ces moyens sont constitués de réservoirs 9 susceptibles d'être remplis ou vidangés par l'intermédiaire de pompes 10. L'ensemble de ces moyens de ballastage sont reliés à l'unité 4 centrale de commande positionnée de préférence sur la plate-forme 1 de liaison au niveau de la timonerie 12 de l'engin, cette timonerie 12 étant située à l'arrière de la plate-forme 1. II peut être également prévu, au voisinage de cette timonerie 12, une cheminée 13 ainsi qu'une passerelle 14. La plate-forme 1 peut également être équipée d'une rampe d'accès relevable représentée en 15 aux figures. Grâce à la présence de ces moyens 9, 10 de ballastage/déballastage dans la plate-forme de liaison, l'engin comporte au moins trois positions de flottaison, l'une dite en configuration barge dans laquelle les coques 2 sont alignées avec le plan de la plate-forme 1 de liaison, les deux autres positions, dites respectivement en configuration de catamaran et en configuration dock flottant correspondant respectivement à des positions dans lesquelles les coques 2 s'étendent sensiblement à angle droit de la plate- forme 1 de liaison et sont positionnées en s'étendant soit au-dessous de la plate-forme 1 (configuration catamaran), soit au-dessus de ladite plate-forme 1 de manière à former un engin de type dock flottant. Le passage d'une configuration à une autre est plus particulièrement décrit aux figures 1 à 13. De manière générale, les séquences pour le passage de la position en configuration catamaran à la position en configuration barge comportent une séquence de ballastage des coques 2 maintenues verrouillées en vue de provoquer un abaissement de la plate-forme 1 de liaison jusqu'au niveau de l'eau suivie d'une séquence de déverrouillage des coques 2 associée à une lo séquence de déballastage des coques 2 en vue de provoquer un déplacement en pivotement des coques jusqu'à une position dans laquelle les coques 2 sont alignées avec la plate-forme 1 de liaison et verrouillées dans ladite position. Ainsi, comme l'illustre plus en détail la figure 1, en configuration catamaran, les réservoirs 5 de ballast des coques 2 et de la plate-forme 1 sont vides et les is coques 2 sont verrouillées dans une position dans laquelle elles s'étendent sensiblement à angle droit et au-dessous de la plate-forme de liaison. Dans un premier temps, il est procédé à un ballastage des coques en vue de permettre un abaissement de la plateforme 1 de liaison jusqu'à la position dans laquelle elle atteint le niveau de l'eau pour pouvoir flotter. Les coques 2 sont alors déverrouillées et un déballastage progressif des coques 2 est enclenché. Les coques 2 tendent alors à remonter à l'horizontale. Lorsqu'un capteur angulaire positionné au niveau des charnières 3 détecte une valeur prédéterminée correspondant à un alignement des coques avec la plateforme, il est considéré que les coques 2 occupent une position horizontale et la commande par l'unité 4 centrale des organes 11 de verrouillage des charnières 3 est alors réalisée pour assurer un nouveau verrouillage des coques. Une fois les coques ainsi verrouillées, un déballastage complet des réservoirs 5 des coques 2 peut être effectué pour obtenir un tirant d'eau minimum. Lorsque la plate-forme 1 de liaison est également équipée de réservoirs 9 de ballast, certains de ces réservoirs sont remplis pour conférer à l'ensemble de l'engin une assiette arrière apte à réduire le tirant d'eau avant. Bien évidemment, pour obtenir le passage de la configuration barge à la configuration catamaran, il est procédé à la même succession de séquences suivant un ordre inverse. Dans le cas où la plate-forme 1 de liaison est équipée de réservoirs de ballast et possède une flottabilité supérieure aux coques, les coques ne peuvent pas se retrouver à l'horizontale et il est alors nécessaire de ballaster la plate-forme afin de l'amener dans l'alignement des deux coques et pouvoir ainsi procéder au verrouillage des charnières: Les séquences de ballastage/déballastage pour le passage de la position en configuration barge à la position dock flottant comportent au moins une séquence de ballastage de la plate-forme 1 de liaison en vue de provoquer lo l'immersion de cette dernière parallèlement à un déverrouillage desdites coques 2 jusqu'à un positionnement des coques 2 perpendiculairement à ladite plate-forme 1 de liaison, une séquence de verrouillage des coques 2 suivie d'une séquence de ballastage des coques 2 jusqu'à une profondeur fonction du tirant d'eau du navire ou de la charge flottante à embarquer. Une fois la charge embarquée, il est procédé à un déballastage des coques et/ou de la plate-forme de liaison jusqu'à obtenir une vidange complète des réservoirs des coques et de la plate-forme en fonction de la position de flottaison souhaitée pour l'engin. Ces différentes séquences sont plus particulièrement représentées aux figures 7 à 13. Ainsi, dans la figure 7, l'engin est en configuration barge, configuration dans laquelle les coques sont verrouillées et les réservoirs des coques et de la plate- forme sont vidangés. La figure 8 représente l'étape de ballastage des coques et/ou de la plate-forme pour obtenir un moment nul sur la charnière. Les coques sont ensuite déverrouillées comme l'illustre la figure 9 pour permettre une remontée desdites coques. Parallèlement, ces coques sont déballastées tandis que l'opération de ballastage de la plate- forme de liaison est engagée. Les coques continuent à remontrer, comme l'illustrent les figures 9, 10 et 11 jusqu'à une position dans laquelle les coques occupent une position sensiblement perpendiculaire à la plate- forme de liaison et s'étendent au-dessus de cette dernière. Dans cette position, les coques doivent être à nouveau verrouillées. Les réservoirs des coques peuvent être remplis comme l'illustre la figure 12 pour permettre le chargement d'un navire. Puis, à nouveau, on procède à un déballastage des coques et de la plate-forme pour permettre une remontée de la plate-forme jusqu'au niveau souhaité. Evidemment, l'ensemble de ces séquences peut s'effectuer de manière automatique grâce à l'unité 4 centrale qui est apte à passer d'une séquence à une autre grâce aux moyens de détection de la position relative des coques et de la plate-forme et aux moyens permettant la détection des niveaux d'eau dans les différents réservoirs. II peut être prévu en outre des moyens d'assistance à la commande du déplacement des coques. Ces moyens d'assistance sont actifs lorsque les coques 2 occupent une position voisine de la position de flottaison prédéterminée dans io laquelle elles sont immobilisées par actionnement des moyens d'immobilisation verrouillant la liaison coque-plate-forme de liaison. Ces moyens d'assistance peuvent affecter des formes diverses et variées. Ils ont simplement pour objet d'affiner la position des coques en fin de course au voisinage de la position de flottaison prédéterminée devant être occupée par la coque par rapport à la ls plate-forme de liaison. Enfin, bien évidemment, un tel engin est équipé de moyens de propulsion. De préférence, les coques 2 intègrent ces moyens de propulsion de l'engin, ces moyens de propulsion étant de préférence constitués par des propulseurs d'eau dont les prises d'alimentation en eau sont aménagées sur les faces internes en regard des coques en configuration catamaran de l'engin. Ainsi, il est prévu dans les coques d'une part un moteur électrique, d'autre part un propulseur de jet d'eau, moteur électrique et propulseur de jet d'eau étant reliés à un groupe électrogène permettant l'alimentation électrique du moteur. Ce groupe électrogène est de préférence positionné sur la plate-forme de liaison. Les pompes 6 des moyens de ballastage/déballastage des coques 2 sont alimentées à partir des groupes électrogènes servant à l'alimentation des moyens de propulsion de l'engin. En effet, les groupes électrogènes qui servent pour la réalisation des opérations de ballastage/déballastage des coques peuvent servir également à la propulsion de l'engin dans la mesure où les opérations de ballastage/déballastage s'effectuent à vitesse nulle et fonctionnent ainsi de manière alternée avec les moyens de propulsion de l'engin. Comme l'illustrent les séquences décrites ci- dessus, on constate q'un tel engin est apte à remplir plusieurs fonctions, à savoir une fonction de barge, une fonction d'engin apte à naviguer à grande lo vitesse dans une configuration catamaran et un engin apte à servir de dock flottant pour permettre la maintenance ou la réparation d'autres navires. Cette polyvalence peut être obtenue en l'absence d'une hydraulique de puissance imposante, grâce à une utilisation optimale des forces hydrostatiques en présence. REVENDICATIONS 1. Engin flottant du type présentant une structure flottante constituée d'une plate-forme (1) assurant la liaison entre deux coques (2), lesdites coques (2) étant articulées à pivotement à la plate-forme (1) pour pouvoir se déplacer notamment entre au moins deux positions de flottaison prédéterminées, l'une dans laquelle elles sont alignées avec le plan de la plate-forme (1), l'autre dans laquelle elles s'étendent sensiblement à angle droit de ladite plate-forme (1), ces coques (2) étant munies de moyens de ballastage/déballastage et de moyens (11) d'immobilisation ou de verrouillage dans chacune de leurs positions de flottaison, caractérisé en ce que la plate-forme (1) de liaison est un élément flottant et en ce que les coques (2) munies de moyens (5, 6, 7, 8A, 8B) de ballastage/déballastage par pompage sont déplacées d'une position de flottaison à une autre au moins par les moyens (5, 6, 7, 8A, 8B) de ballastage/déballastage desdites coques (2) coopérant avec les moyens (11) d'immobilisation de ces dernières, moyens (5, 6, 7, 8A, 8B) de ballastage/déballastage et moyens (11) d'immobilisation étant commandés en fonctionnement à partir d'une unité (4) centrale commandant, suivant une succession de séquences prédéterminées, lesdits moyens (5, 6, 7, 8A, 8B) de manière simultanée et/ou alternée en vue de provoquer un déplacement à pivotement des coques (2) essentiellement sous l'effet de forces hydrostatiques. 2. Engin flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens aptes à fournir des informations relatives à la position relative des coques (2) et de la plate-forme (1) de liaison et/ou au niveau d'eau dans les réservoirs (5) de ballast de l'engin, ces informations étant transmises à l'unité (4) centrale de commande pour permettre le passage d'une séquence à une autre suivant la succession de séquences prédéterminées. 3. Engin flottant selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'engin comporte d'une part des moyens de détection de la position relative des coques (2) et de la plate-forme (1) de liaison constitués de capteurs de force et de position positionnés sur l'articulation de type charnière (3) entre coque (2) et plate-forme (1) de liaison, d'autre part des s moyens de détection du niveau d'eau dans les réservoirs (5) de ballast fonctionnant de préférence par ultrason, ces moyens de détection de position et de niveau d'eau transmettant, en temps réel et en continu, leurs signaux à l'unité (4) centrale de commande. ro 4. Engin flottant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plate-forme (1) de liaison est équipée de moyens (9, 10) de ballastage/déballastage commandés à partir de l'unité (4) centrale de commande. 5. Engin flottant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pompes (6) des moyens de ballastage/déballastage des coques (2) sont alimentées à partir de groupes électrogènes servant en outre à l'alimentation de moyens de propulsion de l'engin. 6. Engin flottant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois positions de flottaison, l'une dite en configuration barge dans laquelle les coques (2) sont alignées avec le plan de la plate-forme (1) de liaison, les deux autres positions, dites respectivement en configuration de catamaran et en configuration dock flottant correspondant respectivement à des positions dans lesquelles les coques (2) s'étendent sensiblement à angle droit de la plate-forme (1) de liaison et sont positionnées en s'étendant soit au-dessous de ladite plate-forme (1) en configuration catamaran, soit au-dessus de ladite plate-forme (1) de manière à former un engin de type dock flottant. 7. Engin flottant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les séquences pour le passage de la position en configuration catamaran à la position en configuration barge comportent une séquence de ballastage des coques (2) maintenues verrouillées en vue de provoquer un abaissement de la plate-forme (1) de liaison jusqu'au niveau de l'eau suivie d'une séquence de déverrouillage des coques (2) associée à une séquence de déballastage des coques (2) en vue de provoquer un déplacement en pivotement des coques (2) jusqu'à une position dans laquelle les coques (2) sont alignées avec la plate-forme (1) de liaison et verrouillées dans ladite position. 8. Engin flottant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les séquences pour le passage de la position en configuration barge à la position dock flottant comportent au moins une séquence de ballastage de la plate-forme (1) de liaison en vue de provoquer l'immersion de cette dernière, parallèlement à un déverrouillage desdites coques (2), jusqu'à positionnement des coques (2) perpendiculairement à ladite plate-forme (1) de liaison, une séquence de verrouillage des coques (2) suivie d'une séquence de ballastage des coques (2) jusqu'à une profondeur fonction du tirant d'eau du navire ou de la charge flottante à embarquer. 9. Engin flottant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les coques sont reliées à la plate-forme (1) de liaison par une liaison pivot de type charnière (3) verrouillable mécaniquement dans chacune des positions de flottaison desdites coques. 10. Engin flottant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les coques (2) intègrent des moyens de propulsion de l'engin, ces moyens de propulsion étant de préférence constitués par des propulseurs d'eau dont les prises d'alimentation en eau sont aménagées sur les faces internes en regard des coques en configuration catamaran de l'engin. 11. Engin flottant selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'assistance à la commande du déplacement des coques, ces moyens d'assistance étant actifs lorsque les coques (2) occupent une position voisine de la position de flottaison prédéterminée dans laquelle elles sont immobilisées par actionnement des moyens d'immobilisation.