Brevet FR2860528A1 — publié le 20050408

La présente invention concerne un embarcadère spécifique aux zones maritimes de fort marnage. Il permet d'assurer, en continu, le transfert des véhicules terrestres entre les installations portuaires et les navires, simultanément aux variations du niveau du plan d'eau. Généralement, dans les zones maritimes à fort marnage ou autres plans d'eau à niveau variable, les embarcadères sont constitués d'une rampe rectiligne dont une extrémité est liaisonnée aux installations portuaires par une articulation tandis que l'autre extrémité est supportée par un flotteur permettant d'accompagner les mouvements verticaux dûs aux marées. La pente de la rampe varie constamment entre le niveau 15 de haute mer (pente faible) pour atteindre son maximum à basse mer de vives eaux. Dans un port comme GRANVILLE où le marnage peut atteindre 16 mètres, la nécessité d'une pente acceptable implique par exemple une longueur de rampe de 160 mètres pour une pente de 10% occupant ainsi une surface importante qui pourrait être mieux utilisée. L'embarcadère, selon l'invention, permet de remédier à cet inconvénient en proposant une architecture verticale, occupant une surface réduite et offrant aux véhicules une pente plus faible et constante. Quelque soit le niveau du plan d'eau, l'embarcadère permet d'assurer le transfert des véhicules terrestres, en continu, entre les installations portuaires fixes et le ponton flottant associé dont le niveau varie constamment au grès des mouvements verticaux des marées. L'architecture de l'embarcadère selon l'invention, permet l'enroulement de la rampe, habituellement rectiligne, en décrivant les spires d'une hélice circulaire à simple circonvolution autour d'une structure porteuse cylindrique et verticale. Ainsi, la rampe à pente constante s'enroule depuis le sommet de ce noyau central jusqu'à sa base immergée en 5 permanence. Le nombre de spires et la pente sont définis par la hauteur du marnage local et le gabarit des véhicules pouvant emprunter l'embarcadère. Le noyau central cylindrique et la rampe hélicoïdale constituent un ensemble monobloc rigide. Cet ensemble est solidaire de l'embase circulaire, sur laquelle il repose. Le centre de l'embase circulaire est fixe en position et se confond avec l'axe vertical du noyau central. L'ensemble structurel ainsi constitué pivote dans les deux sens, sur 360 autour de l'axe vertical du noyau central. La stabilité de l'embarcadère rotatif est assurée par les fondations sousmarines, dans lesquelles sont implantés le pivot de l'embase circulaire et les deux poteaux servant de guides verticaux au ponton flottant associé. Pour un véhicule empruntant l'embarcadère, l'itinéraire d'accès débute par la piste horizontale située au niveau des installations portuaires fixes. Cette piste, en forme de couronne, conduit à la zone centrale circulaire occupée par l'amorce de la première spire d'enroulement de la rampe, autour du sommet du noyau central. La piste en forme de couronne permet d'accéder à la zone centrale en tous points de sa circonférence. Ainsi les véhicules peuvent s'engager sur l'amorce de la descente vers la rampe hélicoïdale, quelque soit sa position angulaire, pendant la rotation de l'ensemble noyau/rampe. Après avoir franchi la circonférence de la zone centrale, le véhicule s'engage dans la descente et parcourt le nombre de spires nécessaire pour atteindre le niveau où se situe, à cet instant, le ponton flottant associé. Le véhicule peut alors quitter la rampe par l'extérieur de la courbe pour y accéder. Le véhicule parcourt un nombre de spires variable selon l'heure et le coefficient de marée; les structures 5 constituant l'embarcadère rotatif s'immergeant progressivement à chaque cycle de marées. La coïncidence permanente de l'accès au niveau du ponton flottant, à partir d'un quelconque niveau de la périphérie de l'hélice formée par la rampe, est obtenue par la mise en rotation de l'ensemble noyau/rampe hélicoïdale autour de son axe central vertical. C'est la poussée d'Archimède , subi par le ponton flottant, et amplifiée par son volume mouillé, qui fournit la force verticale motrice du mouvement rotatif. Les dispositions suivantes sont nécessaires pour atteindre ce résultat: La position de l'axe vertical, autour duquel pivote l'ensemble noyau central/rampe hélicoïdale , est fixée dans les fondations sous-marines ainsi que la position des deux poteaux servant de guides verticaux, le long desquels le ponton flottant peut coulisser verticalement et librement au grès des marées. - Solidaire avec la structure du noyau central, un rail de guidage est fixé en sous face et parallèlement au profil en pente de la rampe hélicoïdale, ceci sur toute la longueur du bord courbe extérieure de la rampe. - La structure du ponton flottant est pourvue de deux bras rigides de longueurs différentes assurant les liaisons mobiles avec le rail solidaire de la rampe. - Chaque bras est pourvu à son extrémité d'un train roulant constitué de trois roulettes positionnées en triangle venant enserrer le rail de guidage solidaire de la rampe. La force verticale fournie aux bras du ponton flottant, par l'effet de marée et la poussée d'Archimède , est transmise aux roulettes guidées par le rail en pente. La résultante des forces en présence provoque la translation axiale du rail qui, fixé à la structure du noyau central, entraîne la mise en rotation de l'ensemble noyau/rampe. Ainsi la combinaison des deux mouvements simultanés, l'un vertical, l'autre rotatif en hélice, permet de maintenir en permanence la coïncidence d'un accès à niveaux entre la rampe et le ponton flottant. La vitesse de rotation du noyau central, et, par conséquent la vitesse linéaire du bord extérieur courbe de la rampe, varie constamment au cours d'une même marée montante ou descendante et d'une marée à l'autre, en fonction des coefficients. Le sens de rotation s'inversant également à chaque marée. La piste d'accès en couronne et le ponton flottant ne sont séparés de la rampe rotative que par l'espace nécessaire équivalent au jeu périphérique de fonctionnement (2 à 3 cm) ; le franchissement, par les véhicules, de ces espaces depuis les éléments fixes, ne dure qu'un trop court instant pour que la trajectoire des véhicules en soit perturbée. Le transfert des véhicules depuis la rampe hélicoïdale vers le ponton flottant, et, inversement, peut s'effectuer en un quelconque point situé sur la circonférence extérieure de la rampe hélicoïdale entre les niveaux des plus hautes et plus basses marées possibles dans la zone maritime locale. Sous une autre forme de réalisation, la rotation de l'embarcadère peut être motorisée et asservie à un flotteur témoin des variations du niveau du plan d'eau. La régulation électronique du système d'entraînement rotatif, en plus du contrôle de la coïncidence des niveaux de la rampe et de l'objet flottant associé, peut interrompre momentanément la rotation de la rampe hélicoïdale, lors du franchissement, par les véhicules, des espaces libres nécessaires entre les éléments fixes et l'ensemble rotatif noyau/rampe. Le dessin annexé illustre l'invention: La figure 1 représente une vue extérieure en perspective de l'embarcadère rotatif à rampe hélicoïdale dans une configuration structurelle standard . En référence à ce dessin, l'embarcadère rotatif objet de l'invention est constitué des éléments principaux suivants: Les fondations sous marines (1), le noyau central (2), la rampe hélicoïdale (3), le ponton flottant associé (4) et la piste d'accès en couronne (5). L'implantation de l'embarcadère nécessite la création de fondations sousmarines destinées à recevoir les trois 15 points fixes de l'installation: - Le pivot assurant l'assise de l'embase circulaire tout en permettant la rotation de l'ensemble autour de l'axe central vertical. - Les deux poteaux servant de guides au ponton flottant 20 lors de ses déplacements verticaux. Ces trois points d'ancrage doivent être capables de résister aux charges latérales variables (mer, vent) et aux charges de poussées résultant de la mise en rotation. L'embarcadère rotatif est un assemblage d'éléments structurels organisés symétriquement, autour d'un axe vertical, les dits éléments constituant le noyau central cylindrique pouvant pivoter librement, dans les deux sens, sur 360 . L'organisation architecturale doit constituer un ensemble monobloc autoporteur rigide et équilibré semblable à un manège forain, ne nécessitant que peu d'énergie pour être mis en rotation. Dans un mode de réalisation, le noyau central peut être constitué de poteaux espacés à intervalles réguliers reposant sur une embase circulaire en forme de roue à rayons, dont l'axe de pivot occupe le centre. Les sommets des poteaux sont liaisonnés assurant ainsi le couronnement de la structure porteuse rotative. Les poutres/consoles horizontales destinées à supporter la rampe hélicoïdale sont disposées en rayons, autour du noyau central. Elles prennent appui sur les poteaux et sont espacées selon les intervalles correspondants aux spires d'enroulement de la rampe hélicoïdale. La rampe hélicoïdale, selon la pente, peut être revêtue d'un matériau anti-dérapant, résistant à l'eau de mer et au trafic intensif des véhicules. Elle repose sur les poutres/consoles qui en supportent la charge. La pente nominale de la rampe est constante, tout au long des spires d'enroulement autour du noyau central, depuis son sommet au niveau de la piste d'accès en couronne, jusqu'au niveau le plus bas restant immergé en permanence, y compris lors des marées les plus basses de vives eaux. La limite courbe extérieure de la rampe hélicoïdale est 20 dépourvue de tout obstacle, afin de pouvoir être franchie par les véhicules en tout point. La sécurité des utilisateurs est assurée par une enceinte installée en périphérie de la rampe hélicoïdale; ayant la même hauteur que le noyau central, cette enceinte cylindrique est seulement séparée de la rampe hélicoïdale, par le jeu nécessaire au fonctionnement rotatif. Un gardecorps escamotable complète le dispositif au dessus de l'emprise du ponton flottant. Solidaire de la structure du noyau central, le rail de guidage est fixé en sous face et parallèlement au profil en pente de la rampe hélicoïdale, ceci sur toute la longueur du bord courbe extérieur. Ce rail peut être constitué par exemple d'un tube en acier inoxydable. La hauteur totale du noyau central est déterminée par la zone d'implantation maritime et donc la hauteur du marnage local à laquelle il faut ajouter la hauteur de l'édifice restant immergé aux marées les plus basses jusqu'aux fondations, et la hauteur des installations portuaires où est implantée la piste, donnant accès à l'embarcadère rotatif. Le nombre de spires d'enroulement décrites par la rampe hélicoïdale autour du noyau central et en conséquence sa longueur totale, sont déterminés par le gabarit des véhicules pouvant emprunter l'embarcadère. C'est aussi le gabarit des véhicules qui détermine la pente et le rayon de courbure moyen de la rampe. Le ponton flottant associé à l'ensemble noyau/rampe est constitué d'une structure capable de résister aux différents efforts mécaniques subis et transmis lors des marées montantes ou descendantes: - Les efforts latéraux subis par le guidage vertical. - Les efforts dûs à la poussée d'Archimède transmis aux bras de liaison. - La force verticale reportée par les bras sur les roulettes pour fournir le mouvement rotatif à la rampe. UTILISATIONS POSSIBLES DE L'EMBARCADERE ROTATIF - Ports de plaisance flottant y compris les aires de stationnement des véhicules automobiles. (Ce type d'installation étant implantée, à poste fixe, en zones maritimes abritées) - Embarquement en continu des véhicules et de leurs passagers à bord des ferry. 8 REVENDICATIONS 1) Embarcadère, utilisé par les véhicules terrestres, permettant leurs transferts, en continu, entre des installations portuaires fixes et des navires ou des installations flottantes, simultanément aux variations du niveau du plan d'eau, caractérisé en ce qu'il comporte: une structure porteuse verticale constituant le noyau (2) central pivotant dans les deux sens sur 360 autour de son axe vertical; une rampe (3) en pente s'enroulant solidairement autour du noyau (2) central en décrivant les spires d'une hélice circulaire à simple circonvolution; une piste (5) fixe, en forme de couronne, guidant les véhicules vers la zone centrale rotative; un ponton (4) flottant associé, guidé verticalement, subissant et amplifiant la poussée d'Archimède , pour utiliser la dite poussée d'Archimède , comme force verticale; des moyens pour transmettre la force verticale fournie par le ponton (4) flottant, au mécanisme entraînant le mouvement rotatif de l'ensemble noyau/rampe; des moyens pour maintenir en permanence, le niveau d'accès au ponton (4) flottant associé, en coïncidence avec un quelconque niveau de la rampe (3) hélicoïdale rotative.