Brevet FR2894931A1 — publié le 20070622

ENGIN FLOTTANT COMPORTANT UNE COQUE ANTI-CHOC La presente invention est relative a un engin flottant comprenant au moins une coque. Un navire cotier, un chaland de debarquement ou un navire convertible est sujet a des collisions avec le sol a I'approche du rivage ou de hauts fonds. La prevention des avaries de coque dans le cas de percussion frontale ou d'echouage est definie par les regles de compartimentage des navires pour satisfaire aux criteres de stabilite apres avarie etablis par les reglements internationaux tels que la convention SOLAS (Safety Of Life At Sea) de I'IMO (International Marine Organisation) qui fixe des regles de securite minimales obligatoires. Des dispositifs anti-chocs ont ete developpes pour I'accostage des navires au port ou en mer. Ce sont par exemple les defenses de quai et les defenses d'accostage des navires. Ces defenses ont pour objet de repartir I'effort de contact sur une plus grande surface et/ou d'absorber I'energie de contact tors des manoeuvres au port ou en mer entre un navire et un autre, ou entre un navire et une structure permanente. Ces defenses evitent les deformations permanentes de la coque et reduisent les accelerations de contact. Les etraves des navires pousseurs ou remorqueurs sont munis de tampons pour permettre le travail de ces engins sans deformation des navires qu'ils assistent. JP61207286 decrit une telle etrave de navire pousseur comportant un tampon deformable en caoutchouc. Neanmoins ce tampon est cont.] pour entrer en contact avec la coque sensiblement lisse d'un autre navire, et ce dans les conditions privilegiees d'un contact maitrise. Un tel type de tampon ne peut donc pas supporter de contact avec une surface plus agressive telle qu'une surface rocheuse, a fortiori dans le cas de chocs parfois violents . Pour les navires cotiers, chalands de debarquement et navires convertibles, les chocs d'exploitation normale se produisent non pas sur la peripherie du navire (etrave, borde lateral, arriere) mais au contact du sol du rivage ou des hauts fonds. Par ailleurs, les rivages et les hauts fonds presentent des surfaces discontinues qui peuvent provoquer facilement des dechirements de la coque. La fawn usuelle de parer a ce risque consiste a renforcer les parties au contact pour permettre la collision frontale et pour eviter les dechirures du fond. Ce type de solution alourdit I'embarcation sans pourtant apporter pleinement satisfaction. L'invention a pour but, surtout, de permettre des chocs d'echouage frequents sans dechirure ni deformation permanente des structures du navire. Selon ('invention, un engin flottant comprenant au moins une coque comportant au moins deux flancs reunis dans une partie basse immergee susceptible de rencontrer des obstacles et correspondant sensiblement a la carene de ('engin, est caracterise en ce que la partie basse comporte un renfoncement de profondeur sensiblement constante et une garniture propre a absorber les chocs, formant un fond rapporte de forme complementaire au renfoncement et loge dans le renfoncement, ('ensemble compose de la reunion de la coque et du fond rapporte presentant une surface exterieure sensiblement continue. La coque peut comporter sur sa partie avant un renfoncement de profondeur sensiblement constante et une etrave rapportee de forme complementaire au renfoncement et loge dans le renfoncement, ('ensemble compose de la reunion de la coque et de I'etrave rapportee, presentant une surface exterieure sensiblement continue continue. Avantageusement le fond et/ou I'etrave rapporte comporte une peau 20 deformable. La peau peut comporter un renfort sur ('une de ses parois. Le renfort peut titre realise en aramide et/ou en polyester. Avantageusement, une partie structurelle capable de grande deformation elastique est intercalee entre la peau et la coque. Le materiau de la partie structurelle peut titre pris dans le groupe 25 constitue par la mousse de polyurethane et la mousse de caoutchouc. La partie structurelle peut aussi titre disposee selon une structure du type nid d'abeilles. D'autres caracteristiques et avantages de I'invention apparaitront dans la description qui suit avec reference aux dessins annexes mais qui n'a aucun caractere limitatif. 30 Sur ces dessins : Fig. 1 est une coupe schematique longitudinale du navire precisant la partie concernee par la collision frontale du navire et du sol. Fig. 2 est une coupe schematique longitudinale du navire precisant la partie concernee par les risques de dechirure du fond. Cette partie est 35 concentee sur les oeuvres vives avant du navire et ('ensemble du fond. Fig. 3 est une coupe schematique transversale du navire, avec partie arrachee, precisant la zone concernee par les risques de dechirures du fond en fonction de la profondeur de breche envisagee. Fig. 4 est un detail, a plus grande echelle, d'une coupe transversale schematique similaire a Fig. 3. Fig. 5 a 8 sont des details similaires a Fig. 4, de differents modes de realisation. Fig. 9 est un detail de la fixation des elements illustres Fig. 4 a 8. Fig. 10 est une vue similaire a Fig. 9 d'un autre mode de realisation de fixation. Fig. 11 est une vue similaire a Fig. 9 dans le cas de fixation au 10 niveau des bordures de la peau. Fig. 12 est une vue similaire a Fig. 11 d'un autre mode de realisation. Fig. 13 est un detail de la fixation entre eux de deux elements constituant la peau. Fig. 14 est une vue similaire a Fig. 13 d'un autre mode de realisation 15 de la fixation entre eux de deux elements constituant la peau. Fig. 15 est une vue similaire a Fig. 13 d'un autre mode de realisation de la fixation entre eux de deux elements constituant la peau. Fig. 16 est une vue similaire a Fig. 13 d'un autre mode de realisation de la fixation entre eux de deux elements constituant la peau. 20 En se referant a Fig. 1, 2 et 3, on peut voir la mise en oeuvre de I'invention sur la coque C d'un navire. La coque C est constituee d'alliages d'aciers ou d'aluminium, de materiaux plastiques ou composites. L'invention est plus particulierement adaptee aux navires soumis au risque de collision frontale ainsi qu'aux risques de dechirures de fond. 25 La coque C comporte dans sa partie basse un renfoncement R de profondeur sensiblement constante. Ce renfoncement R est dimensionne pour permettre de loger une garniture G. Du fait de la presence du renfoncement R, la coque C presente dans sa partie basse un ecart E avec ce que serait son profil sans modification. 30 On vient rapporter sur la coque C du navire, dans le renfoncement R, la garniture anti-choc G, selon une structure qui prolonge directement la structure propre du navire jusqu'au borde de carene comme le montre la figure 3. La carene designe la quille et les flancs du navire jusqu'a la ligne de flottaison et le borde designe son enveloppe exterieure. 35 La garniture G est definie pour resister aux forces statiques et dynamiques qui peuvent s'exercer sur le navire dans toutes les conditions d'exploitation autorisees sans que ces forces ne provoquent une deformation inacceptable et/ou une perte d'etancheite ou ne compromettent la securite de I'exploitation de I'engin. La garniture G consiste en un fond rapporte sur la partie inferieure de la coque C et une etrave rapportee sur I'avant de la coque C. La garniture G est composee de deux parties : une peau 1 situee a I'exterieur assurant I'etancheite, la resistance a I'abrasion et a la dechirure, et une partie structurelle 2 assurant I'amortissement des chocs et I'etancheite. La garniture G est raccordee mecaniquement, ou par collage ou adherisation, a la structure du navire pour la reprise des efforts de chocs. Cette disposition assure la continuite de la carene. La garniture G peut constituer un double fond du navire. L'etrave peut comporter un bulbe ou toute autre forme d'etrave. La peau 1 constitue le nouveau borde de carene. La peau 1 est realisee en materiau elastomere (par exemple en polyurethane ou caoutchouc) ou plastique (par exemple en polypropylene ou polyethylene) resistant particulierement a I'abrasion, renforcee eventuellement sur sa face interne par un tissu souple (par exemple en aramide ou polyester) de grande resistance a la traction et au dechirement. Dans I'exemple decrit, on utilise du polyurethane renforce par des fibres d'aramide. L'ensemble ainsi constitue constitue la peau 1 recouvrant la partie structurelle 2 et assure I'etancheite sans dechirure de la garniture G. La peau 1 transmet les efforts de pression et de choc a la partie structurelle 2. La fixation de la peau 1 est realisee par adherisation ou par collage sur la partie structurelle 2. La liaison avec le borde de carene de la coque C du navire est realisee mecaniquement ou par collage comme montre sur la figure 8. Un autre mode de realisation consiste a surmouler au dessus de la partie structurelle 2 une ou plusieurs couches de materiau resistant a I'abrasion integrant le ou les renforcements en toile souple. La partie structurelle 2 est composee de mailles de materiau elastique a grande deformation (par exemple mousse de polyurethane ou de caoutchouc, nid d'abeilles) permettant d'absorber les grands deplacements de corps strangers ainsi que I'energie des chocs de pilonnement (du au va-et-vient vertical du navire) et cavallement (du au va-et-vient du navire selon son axe longitudinal) du navire sur le fond, provoques par la houle, I'effet de la barre ou des rouleaux de plage. Cette structure reticulee est illustree par Fig. 5 a 8. Fig. 5 montre une structure maillee avec des panneaux plans 2a se deformant par flambement d'ensemble. En I'absence de sollicitation, les panneaux 2a sont sensiblement perpendiculaires a Ia surface de la coque C ou bien forment un faible angle a avec la normale a la surface de la coque C. Fig. 6 montre une structure ou les mailles sont definies a la flexion combinee. Les mailles peuvent titre parallelepipediques, une arete de chaque parallelepipede 2b etant en liaison avec la peau 1 et une autre arete opposee parallele etant en contact avec la coque C. Fig. 7 represente une variante ou les mailles sont constituees de cellules 2c ouvertes ou fermees de mousse structurale formant une structure du type nid d'abeilles. Les cellules 2c representees ici sont spheriques. Fig. 8 represente une variante de la structure illustree Fig. 5 ou les panneaux 2d ne sont plus plans mais comportent un profil biconcave sensiblement parabolique. La partie structurelle 2 peut titre realisee en combinaison de ces differentes structures. La partie structurelle 2 peut titre realisee en un seul bloc ou en un ensemble de structures separees les unes des autres. Chacune des structures est assemblee mecaniquement ou par collage a la coque C. Un exemple de ce mode de fixation par collage est montre par la figure 9. La partie structurelle 2 comporte des pieds 3a s'elargissant au voisinage de la structure metallique de la coque C afin de maximiser la surface de contact. Un film de colle 4 est interpose entre les pieds 3a et la structure metallique de la coque C. Un exemple de fixation mecanique est montre dans la figure 10. La partie structurelle 2 comporte des pieds 3b de forme similaire a ceux utilises dans le cas de fixation par collage. Les pieds 3b comportent en outre un orifice 5 cylindrique d'axe sensiblement perpendiculaire a la surface exterieure de la coque C. La partie proximale de I'orifice 5 par rapport a la surface exterieure de la coque C est renforcee par un insert 6 en materiau de plus haute resistance comportant un orifice coaxial 7 de diametre inferieur a celui de I'orifice 5 permettant, par I'intermediaire d'une vis 8, de rendre solidaire le pied 3b de la coque C. Un bouchon 5b est introduit dans l'extremite restee libre de I'orifice 5. Des exemples de liaison entre la peau 1 de la garniture G et la coque C du bateau sont illustres dans les figures 11 et 12. Selon Fig. 11, I'extremite superieure de la peau 1 comporte une sorte de crochet la. Le crochet la permet, par I'intermediaire d'une cale 9 comportant une excroissance 9a complementaire du crochet la et fixee a la coque C par des vis 10, de rendre solidaire la peau 1 de la coque C. Un produit d'etancheite 11 est dispose dans Ies zones d'interface entre les differents elements. Selon Fig. 12, la peau 1 est collee directement sur la coque C par I'intermediaire d'un film de colle 12. Enfin, des exemples de liaison entre les elements de la garniture G sont illustres dans les figures 13 a 16. Fig. 13 illustre un collage par recouvrement de deux portions de peau 1. Un renfort 13a, souple ou rigide, peut etre eventuellement colle sur la zone de liaison. Fig. 14 est un autre type de liaison par collage sans recouvrement ou le renfort 13b est indispensable. Fig.15 illustre un assemblage visse of des inserts 14, realises dans des materiau plus resistants permettant la realisation de filetages, sont noyes dans les elements de peau a assembler et ainsi rendus solidaires de ceux-ci. Ces inserts 14 permettent ('utilisation de vis 16 pour solidariser les deux elements de garniture G. Un produit d'etancheite 15 est mis en place aux interfaces entre les differents elements. Fig. 16 illustre un autre type d'assemblage visse ou les deux elements de peau 1 a assembler sont pinces entre deux cales 17 et 18 rigides ou semi-rigides. La cale 17 qui est en contact avec la coque C est encastree dans un logement prevu dans les elements de peau 1 a assembler. Les cales 17 et/ou 18 et les elements de garniture G peuvent comporter des dispositifs similaires au crochet 1a et a I'excroissance 9a utilises dans le mode de realisation illustre Fig. 11. Un produit d'etancheite 15 est mis en place aux interfaces entre les differents elements. Un autre mode de realisation consiste a projeter directement sur la structure resistante du navire une mousse structurale. En fonctionnement la raideur propre de la peau 1 associee a I'appui sur la partie structurelle 2 assure la continuite de la carene avec une deformation minimale sous la pression normale d'exploitation du navire. En cas de collision, la peau 1 evite un eventuel dechirement tandis que ('association de la peau 1 avec la partie structurelle 2 permet d'absorber I'energie du choc en limitant sensiblement les deformations permanentes sur la coque C. La continuite du profil obtenu par la reunion de la coque C et de sa garniture G permet de ne pas nuire aux performances du navire. REVENDICATIONS 1. Engin flottant comprenant au moins une coque (C) comportant au moins deux flancs reunis dans une partie basse immergee susceptible de rencontrer des obstacles et correspondant sensiblement a la carene de I'engin, caracterise en ce que la partie basse comporte un renfoncement (R) de profondeur sensiblement constante et une garniture (G), propre a absorber les chocs, formant un fond rapporte de forme complementaire au renfoncement (R) et loge dans le renfoncement (R), I'ensemble compose de la reunion de la coque et du fond rapporte presentant une surface exterieure sensiblement continue. 2. Engin selon la revendication 1, caracterise en ce que la coque (C) comporte sur sa partie avant un renfoncement de profondeur sensiblement constante et une etrave rapportee de forme complementaire au renfoncement et Iogee dans le renfoncement, ('ensemble compose de la reunion de la coque et de ('etrave rapportee, presentant une surface exterieure sensiblement continue. 3. Engin selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que le fond et/ou ('etrave rapporte comporte une peau (1) deformable. 4. Engin selon la revendication 3, caracterise en ce que la peau (1) comporte un renfort sur ('une de ses parois. 5. Engin selon la revendication 4, caracterise en ce que le renfort est realise en aramide et/ou en polyester. 6. Engin selon la revendication 3, 4 ou 5, caracterise en ce qu'une partie 30 structurelle (2) capable de grande deformation elastique est intercalee entre la peau (1) et la coque (C). 7. Engin selon la revendication 6, caracterise en ce que le materiau de la partie structurelle (2) est pris dans le groupe constitue par la mousse de 35 polyurethane et la mousse de caoutchouc.25 8. Engin selon la revendication 6, caracterise en ce que la partie structurelle (2) est disposee selon une structure du type nid d'abeilles.