Brevet FR2944255A1 — publié le 20101015

MODULE DE PRODUCTION D'ENERGIE POUR UN NAVIRE ET ENSEMBLE DE NAVIRE ASSOCIE La présente invention concerne les systèmes d'alimentation en énergie permettant de fournir de l'énergie à un navire. Plus particulièrement, l'invention se rapporte aux modules de production d'énergie adaptés pour être connectés à un navire afin de leur fournir l'énergie nécessaire à leur propulsion et à leur fonctionnement. De nos jours, de nombreux navires comportent des moyens de propulsion alimentés par une centrale de production d'énergie. La plupart du temps, une telle centrale est montée fixement sur le navire lui-même. Il peut être avantageux cependant, selon le type de navire ou de centrale de production, que la centrale soit dissociable du navire, notamment dans le cas des navires à propulsion nucléaire. En effet, l'utilisation de l'énergie nucléaire peut entraîner d'importantes contraintes, comme l'interdiction d'accès à certains ports, l'immobilisation longue du navire lors de la maintenance de la centrale ou de son rechargement en combustibles, etc. Il a donc été proposé des centrales de production d'énergie montées sur un navire indépendant. Ainsi, le document WO 01/49562 propose un ensemble de navires composé notamment d'une barge et d'un navire pousseur muni de moyens de propulsion alimentés par une centrale de production d'énergie. La partie arrière de la barge est complémentaire de forme de la partie avant du navire pousseur afin de permettre une interconnexion mécanique, de sorte que ladite barge est poussée et déplacée par le navire pousseur. Une limitation de cette solution est qu'elle ne permet pas à la barge de se mouvoir indépendamment de son pousseur. En outre, la taille d'un tel ensemble de navires est généralement limitée, notamment à cause de la dissipation d'énergie au niveau de l'interconnexion mécanique. Il a également été proposé dans le document GB 949 645 de mettre en oeuvre un ensemble de navires dissociables comprenant un navire d'alimentation en énergie et au moins un navire satellite, chacun étant muni de moyens de propulsion propres. L'énergie produite par le navire d'alimentation est transférée au navire satellite par l'intermédiaire de câbles électriques, autorisant une indépendance relative des navires composant l'ensemble. Chaque navire satellite comporte en outre une centrale de production d'énergie annexe lui permettant de se détacher temporairement du navire d'alimentation, et peut être un sous-marin ou un bateau de grande taille. Néanmoins, le déplacement lié du navire d'alimentation et du ou des navires satellites peut être compliqué, par exemple lorsque les conditions météorologiques sont mauvaises, et rendre difficile la mise en oeuvre du transfert d'énergie. De plus, l'énergie nécessaire au déplacement du navire d'alimentation et du navire satellite est supérieure à l'énergie nécessaire au déplacement d'un navire unique. L'invention vise donc à pallier ces difficultés posées par l'art antérieur. Pour cela, l'invention propose un module dissociable de production d'énergie d'un navire, capable de fournir au navire l'énergie nécessaire à sa propulsion, qui puisse être adapté à tout type de navire, et en particulier à des navires de grande taille tels que les cargos, les porte-conteneurs ou les navires à passagers. L'invention a également comme objectif de proposer un module dissociable de production d'énergie d'un navire permettant un transfert d'énergie simple et sûr en toutes circonstances, notamment lorsque les conditions météorologiques sont difficiles. Ainsi, selon un premier aspect, l'invention propose un module de production d'énergie pour un navire principal pouvant fournir l'énergie nécessaire à la propulsion dudit navire principal, ^ le navire principal étant muni de moyens de propulsion, ^ le module étant réalisé sous la forme d'un navire secondaire indépendant du navire principal, et comprenant une centrale de production d'énergie, ^ le navire secondaire étant muni de moyens de raccordement électrique pour établir une connexion électrique entre la centrale et le navire principal, afin d'alimenter en énergie électrique les moyens de propulsion du navire principal, dans lequel : ^ le navire secondaire et le navire principal sont munis de moyens de verrouillage pour les rendre rigidement solidaires dans une configuration de route dans laquelle : ù la connexion électrique entre la centrale et le navire principal peut être établie pour alimenter en énergie les moyens de propulsion du navire principal, et ù le navire secondaire est esclave en déplacement du navire principal, ^ le navire secondaire peut également être désolidarisé du navire principal dans une configuration de relâche dans laquelle la connexion électrique entre la centrale et le navire principal n'est pas établie. Certains aspects préférés mais non limitatifs du module de production d'énergie selon l'invention sont les suivants : - les moyens de verrouillage permettent en configuration de route un verrouillage du navire secondaire dans une partie arrière du navire principal ; - les moyens de verrouillage mettent en oeuvre une complémentarité de formes entre la forme du navire secondaire et la forme de la partie arrière du navire principal ; - le navire secondaire a une forme lui permettant de venir s'encastrer dans un réceptacle disposé dans la partie arrière du navire principal en configuration de route ; - les moyens de verrouillage permettent en configuration de route un arrimage du navire secondaire dans un espace interne du navire principal ; - le navire secondaire comporte en outre des moyens de propulsion lui permettant de se déplacer indépendamment du navire principal ; et - la centrale de production d'énergie est une centrale nucléaire, une centrale au gaz ou une centrale à hydrogène. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un ensemble de navires comprenant un navire principal et un navire secondaire, ledit navire secondaire étant un module de production d'énergie selon l'invention, le navire principal comportant des moyens pour recevoir le navire secondaire. Certains aspects préférés mais non limitatifs d'ensemble de navires selon l'invention sont les suivants : - le navire principal comporte un réceptacle dont la forme est complémentaire de la forme du navire secondaire, de sorte qu'en configuration de route, lorsque les moyens de verrouillage verrouillent le navire secondaire sur le navire principal, le navire secondaire ne présente pas de surface s'opposant à l'avancement de l'ensemble de navire ; - en configuration de route, lorsque les moyens de verrouillage verrouillent le navire secondaire sur navire principal, le navire secondaire reste à flot ; - les moyens de verrouillage des navire principal et secondaire sont configurés pour qu'en configuration de route, le navire secondaire puisse être tracté par le navire principal ; - le navire principal comporte un radier lui permettant de recevoir le navire secondaire dans un espace interne ; et - le navire principal comporte une centrale annexe de production d'énergie destinée à alimenter les moyens de propulsion du navire principal en configuration de relâche, les performances de propulsion étant alors sensiblement moins élevées que lorsque lesdits moyens de propulsion du navire principal sont alimentés par la centrale du navire secondaire . D'autres caractéristiques, buts et avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : ù la figure 1 est une vue du dessus en coupe d'une première forme de réalisation d'un ensemble de navires conforme à l'invention en configuration de route ; ù la figure 2 est une vue du dessus en coupe de la première forme de réalisation d'un ensemble de navires conforme à l'invention en configuration de relâche ; ù la figure 3 est une vue du dessus en coupe d'une deuxième forme de réalisation d'un ensemble de navires conforme à l'invention en configuration de route ; ù la figure 4 est une vue du dessus en coupe de la deuxième forme de réalisation d'un ensemble de navires conforme à l'invention en configuration de relâche. La présente invention peut trouver application sur tout type de navire. L'invention est néanmoins particulièrement avantageuse pour les navires de grande taille du type cargo, porte-conteneurs, navires militaires les bateaux de croisière ou encore les ferries. Un module de production d'énergie 2 selon l'invention comporte une centrale de production d'énergie 3 pouvant fournir l'énergie nécessaire à la propulsion d'un navire 1, dit navire principal. La puissance et le type de la centrale de production d'énergie 3 sont adaptés aux besoins du navire principal 1 auquel elle transfère de l'énergie. Par exemple, la centrale de production d'énergie 1 peut être une centrale nucléaire dans le cas où le navire principal 1 est un navire de grande taille tel qu'un cargo. En variante, la centrale peut être une centrale au gaz, une centrale à hydrogène ou toute autre source d'énergie. Le module de production d'énergie 2 est réalisé sous la forme d'un navire, dit navire secondaire 2, indépendant du navire principal 1, et est muni de moyens de raccordement électrique 7 pour établir une connexion électrique entre la centrale de production d'énergie 3 et le navire principal 1, afin d'alimenter en énergie électrique des moyens de propulsion 4 du navire principal 1. Avantageusement, le navire secondaire 2 est de petite taille. Typiquement, il est de plus petite taille que le navire principal 1, et peut ainsi avoir une longueur comprise entre environ un dixième et environ un cinquième de la longueur du navire principal. Le navire secondaire 2 comporte également des moyens de propulsion 5 lui permettant de se déplacer de manière autonome, notamment lorsque celui-ci n'est connecté à aucun navire principal. La centrale 3 du navire secondaire 2 n'alimente alors en énergie que ses propres moyens de propulsion 5. Par ailleurs, le navire secondaire 2 et le navire principal 1 comprennent des moyens de verrouillage complémentaires 6a, 6b, permettant de rendre le navire secondaire 2 rigidement solidaire du navire principal 1. Selon une première forme de réalisation, illustrée en figure 1, les moyens de verrouillage 6a permettent de fixer rigidement et solidairement le navire secondaire 2 sur une partie arrière du navire principal 1. Les moyens de verrouillage 6a comprennent alors des moyens de connexion mécanique disposés dans la partie arrière du navire principal. Par exemple, la forme d'une partie avant du navire secondaire 2 est complémentaire de la forme de la partie arrière du navire principal 1. De telles formes complémentaires peuvent notamment être une cavité femelle et une proéminence mâle disposées respectivement dans la partie arrière du navire principal 1 et la partie avant du navire secondaire 2, ou réciproquement. En variante, comme illustré sur les figures 1 et 2, le navire principal 1 comporte un réceptacle 12 qui peut notamment être agencé dans la partie arrière qui est complémentaire de la forme globale du navire secondaire 2, de sorte que le navire secondaire 2 se trouve complètement encastré dans le navire principal 1 lors de leur association en configuration de route, comme illustré sur la figure 1, la partie arrière du navire secondaire 2 étant disposée sensiblement dans le plan de la partie arrière du navire principal 1. Le navire secondaire 2 forme alors une partie intégrante dudit navire principal 1. Quelles que soient les variantes de réalisation, lorsque les moyens de connexion mécanique 6a entre les navires sont connectés, le navire principal 1 et le navire secondaire 2 sont rigidement solidaires et forment un ensemble de navire unique se déplaçant conjointement. Le navire secondaire 2 étant de plus petite taille que le navire principal 1, lorsqu'il est verrouillé à l'arrière plutôt que sur une autre partie du navire principal 1, le navire secondaire 2 ne présente pas de surface s'opposant à l'avancement de l'ensemble de navires, et ne génère donc que de faibles efforts mécaniques au niveau de la connexion 6a avec le navire principal 1. Par ailleurs, le navire secondaire 2 reste de préférence à flot lorsqu'il est verrouillé sur le navire principal 1. Ainsi, le navire secondaire 2 peut, au cours des déplacements, réduire les efforts exercés sur les moyens de verrouillage 6a en utilisant partiellement l'énergie produite par la centrale 3 pour mettre en oeuvre ses propres moyens de propulsion 5. Enfin, dans cette forme de réalisation, les moyens de raccordement électrique 7 peuvent par exemple être agencés sur les parties arrière et avant des navires principal 1 et secondaire 2 respectivement, de manière à établir la connexion électrique entre la centrale 3 du navire secondaire 2 et le navire principal 1. Cette position des moyens de raccordement 7 n'est pas limitative. Ces moyens 7 peuvent en variante être agencés sur une partie supérieure du navire secondaire 2 et une partie complémentaire du navire principal 1, ou en tout autre endroit adapté des deux navires 1 et 2. De même, les moyens de verrouillage peuvent être disposés en différents endroits des navires principal 1 et secondaire 2, et être en plus ou moins grand nombre selon la taille respective des navires 1 et 2, le type de moyens de verrouillage, etc. Selon une autre forme de réalisation, illustrée sur les figures 3 et 4, le navire principal 1 comporte un radier 8 adapté pour recevoir le navire secondaire 2. Le navire secondaire 2 est alors disposé dans un espace interne 9 du navire principal 1. Pour cela, le navire principal 1 comprend une porte 10 permettant l'accès au radier 8 au navire secondaire 2. De préférence, la porte 10 et le radier 8 sont agencés dans une partie arrière du navire principal 1. En variante, la porte 10 et le radier 8 sont agencés dans une autre partie du navire principal, telle qu'une partie avant, sur le côté, etc. Le radier 8 peut par exemple être muni de moyens de verrouillage 6b conventionnels assurant un maintien rigide du navire secondaire 2 dans le radier du navire principal 1, tels qu'un système d'arrimage. Il comporte également des moyens de raccordement électrique 7 avec le navire secondaire 2 assurant la connexion électrique entre la centrale 3 du navire secondaire 2 et le navire principal 1. A nouveau, dans ce mode de réalisation, les navires principal 1 et secondaire 2 se déplacent conjointement, le navire secondaire 2 étant porté par le navire principal 1 dans lequel il est arrimé. Egalement, selon la présente invention, le navire principal 1 peut comporter à la fois des moyens de verrouillage 6a disposés sur sa partie arrière et des moyens de verrouillages 6b agencés dans un espace interne 9 dudit navire 1, de manière à pouvoir accueillir toutes formes de réalisation de navires secondaires. En particulier, le navire principal 1 peut accueillir un même navire secondaire 2 dans l'une ou l'autre de ces positions. Le navire principal 1 peut en variante être connecté à plusieurs navires secondaires en même temps. Par exemple, un premier navire secondaire peut être verrouillé à la partie arrière du navire principal 1 (conformément à la première forme de réalisation illustrée sur la figure 1), tandis qu'un deuxième navire secondaire peut être disposé dans l'espace interne 9 du navire principal (conformément à la deuxième forme de réalisation illustrée sur la figure 3). Dans tous les modes de réalisation, en configuration de route, dans laquelle le navire secondaire 2 est rigidement fixé au navire principal 1, la centrale de production d'énergie 3 alimente en énergie les moyens de propulsion 4 du navire principal. Les moyens de propulsion 4 du navire principal 1 peuvent être des moteurs électriques destinés à être reliés électriquement aux moyens de connexion 7 en configuration de route. En variante, les moyens de propulsion peuvent être d'un type différent, des moyens de conversion d'énergie étant alors disposés entre les moyens de propulsion 4 et les moyens de connexion électrique 7. L'ensemble de navires formé par le navire principal 1 et le navire secondaire 2 est donc déplacé par les moyens de propulsion 4 du navire principal 1 alimenté par la centrale de production d'énergie 3 du navire secondaire 2. Par conséquent, le navire secondaire 2 est esclave en déplacement du navire principal 1. Cette astreinte en déplacement imposée au navire secondaire 2 est notamment possible grâce au verrouillage mécanique rendant rigidement solidaire le navire secondaire 2 du navire principal 1, que ce soit selon la forme de réalisation de la figure 1 ou celle de la figure 3. Pour permettre cela, les moyens de verrouillage 6a, 6b sont configurés de manière à être suffisamment résistants pour subir à long terme et quelles que soient les conditions météorologiques les contraintes exercées par le navire secondaire 2 lors de sa traction par le navire principal 1. Avantageusement, les moyens de verrouillage 6a, 6b sont adaptés aux caractéristiques respectives des navires secondaires 2 et principal 1 (forme, masse, chargement, volume, fardage, vitesse, type de trajets effectués, etc.). Le navire principal 1 comporte en outre une centrale de production d'énergie annexe 11 lui permettant de naviguer indépendamment du navire secondaire 2. La centrale annexe 11, généralement moins puissante que la centrale de production d'énergie 3 du navire secondaire 2, suffit pour alimenter les moyens de propulsion 4 du navire principal lors de petits déplacements, ou en cas de panne de la centrale de production d'énergie 3, les performances de propulsion étant alors sensiblement moins élevées que lorsque lesdits moyens de propulsion 4 du navire principal 1 sont alimentés par la centrale 3 du navire secondaire 2. Par exemple, la centrale annexe 11 est une centrale au fuel telle qu'un ensemble de groupes électrogènes équipés d'un moteur diesel-alternateur. Ainsi, le navire principal 1 peut se dissocier du navire secondaire 2 si les conditions l'exigent, et naviguer de manière autonome. De telles conditions peuvent être l'entrée dans un port n'autorisant pas les centrales nucléaires, le rechargement en combustibles de la centrale 3, etc. Par exemple, lorsque l'ensemble de navires arrive à destination ou à l'approche de côtes, le navire principal 1 peut � larguer � le navire secondaire 2 en déverrouillant les moyens de verrouillage 6a, 6b, en déconnectant les raccordements électriques 7, et le cas échéant en remettant à la mer le navire secondaire 2 par ouverture de la porte 10 du radier 8. Dans cette configuration de relâche, les navires principal 1 et secondaire 2 sont alors libres de se déplacer indépendamment l'un de l'autre. De la sorte, en configuration de relâche, le navire principal 1 redevient un navire conventionnel propulsé par exemple au moyen de la centrale annexe 11, ce qui simplifie notamment son accès aux ports, tandis que le navire secondaire 2 devient un navire autonome. Dans le cas par exemple d'une flotte de navires importante, la dissociation du navire principal 1 et de sa centrale de production d'énergie 3 (i.e. du navire secondaire 2) simplifie les opérations de maintenance ou de recharge de la centrale 3. Il n'est en effet plus nécessaire d'arrêter le navire principal 1, puisqu'il suffit de remplacer (par un simple échange standard) le navire secondaire 2 devant subir des opérations par un autre navire secondaire déjà opérationnel. La propulsion autonome des navires secondaires rend d'ailleurs cet échange d'autant plus simple et rapide à effectuer, et leur permet en outre, lorsque leur centrale est par exemple une centrale au gaz, à hydrogène ou nucléaire, de se rendre dans des terminaux spécifiques de rechargement. Enfin, le rechargement des réacteurs (nucléaire, à hydrogène, etc.) peut en outre être effectué dans des conditions de sécurité accrues et sans immobiliser le navire principal 1, puisque ce rechargement n'a plus besoin d'être mis en oeuvre alors que la centrale 3 est raccordée au navire principal30 REVENDICATIONS1. Module de production d'énergie pour un navire principal (1) pouvant fournir l'énergie nécessaire à la propulsion dudit navire principal (1), ^ Le navire principal (1) étant muni de moyens de propulsion (4), ^ Le module étant réalisé sous la forme d'un navire secondaire (2) indépendant du navire principal (1), et comprenant une centrale de production d'énergie (3), ^ le navire secondaire (2) étant muni de moyens de raccordement électrique (7) pour établir une connexion électrique entre la centrale (3) et le navire principal (1), afin d'alimenter en énergie électrique les moyens de propulsion (4) du navire principal (1), caractérisé en ce que : ^ le navire secondaire (2) et le navire principal sont munis de moyens de verrouillage (6a, 6b) pour les rendre rigidement solidaires dans une configuration de route dans laquelle : / la connexion électrique entre la centrale (3) et le navire principal (1) peut être établie pour alimenter en énergie les moyens de propulsion (4) du navire principal (1), et / le navire secondaire (1) est esclave en déplacement du navire principal (1), ^ le navire secondaire (2) peut également être désolidarisé du navire principal (1) dans une configuration de relâche dans laquelle la connexion électrique entre la centrale (3) et le navire principal (1) n'est pas établie. 2. Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage (6a, 6b) permettent en configurationde route un verrouillage du navire secondaire (2) dans une partie arrière du navire principal (1). 3. Module selon la revendication précédente caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage (6a) mettent en oeuvre une complémentarité de formes entre la forme du navire secondaire (2) et la forme de la partie arrière du navire principal (2). 4. Module selon la revendication précédente caractérisé en ce que le navire secondaire (2) a une forme lui permettant de venir s'encastrer dans un réceptacle (12) disposé dans la partie arrière du navire principal (1) en configuration de route. 5. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage (6b) permettent en configuration de route un arrimage du navire secondaire (2) dans un espace interne (9) du navire principal (1). 6. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le navire secondaire (2) comporte en outre des moyens de propulsion (5) lui permettant de se déplacer indépendamment du navire principal (1). 7. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la centrale de production d'énergie (3) est une centrale nucléaire, une centrale au gaz ou une centrale à hydrogène. 8. Ensemble de navires comprenant un navire principal (1) et un navire secondaire (2), ledit navire secondaire (2) étant un module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le navireprincipal (1) comporte des moyens pour recevoir le navire secondaire (2). 9. Ensemble de navires selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le navire principal (1) comporte un réceptacle dont la forme est complémentaire de la forme du navire secondaire (2), de sorte qu'en configuration de route, lorsque les moyens de verrouillage (6a) verrouillent le navire secondaire (2) sur le navire principal (1), le navire secondaire (2) ne présente pas de surface s'opposant à l'avancement de l'ensemble de navire. 10. Ensemble de navires selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'en configuration de route, lorsque les moyens de verrouillage (6a) verrouillent le navire secondaire (2) sur navire principal (1), le navire secondaire (2) reste à flot. 11. Ensemble de navires selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (6a) des navire principal (1) et secondaire (2) sont configurés pour qu'en configuration de route, le navire secondaire (2) puisse être tracté par le navire principal (1). 12. Ensemble de navires selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le navire principal (1) comporte un radier (8) lui permettant de recevoir le navire secondaire (2) dans un espace interne (9). 13. Ensemble de navires selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le navire principal (1) comporte une centrale annexe de production d'énergie (11) destinée à alimenter les moyens de propulsion (4) du navire principal (1) en configuration de relâche,les performances de propulsion étant alors sensiblement moins élevées que lorsque lesdits moyens de propulsion (4) du navire principal (1) sont alimentés par la centrale (3) du navire secondaire (2).5