Brevet FR2981094A1 — publié le 20130412

DISPOSITIF D'ARRET D'UN NAVIRE DOMAINE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne un système de freinage d'un navire jusqu'à l'arrêt, dans le cadre d'un barrage flottant destiné à protéger un ouvrage d'un choc éventuel par ce navire. Ce barrage comporte des installations en berge (1) dans lesquelles sont placés des dispositifs de freinage (2) eux-mêmes reliés au câble (3) muni de flotteurs (4) barrant le cours d'eau. ART ANTERIEUR Un dispositif ayant une visée similaire a été conçu en utilisant un système de ressorts et une 15 chaîne dont les maillons sont liés par des brins cassants (brevet INPI 10/03719). Le présent système présente de nombreux avantages par rapport à ce dispositif : simplicité mécanique, justification par le calcul très aisée, absence de pieux en berge pouvant constituer un obstacle à la navigation ainsi qu'une 20 gêne esthétique en milieu urbain, meilleure efficacité se traduisant, pour une même traction maximale de freinage, par une distance d'arrêt nettement plus courte, possibilité de réaliser des dispositifs de très grande taille, susceptibles d'arrêter des navires développant des énergies plus importantes, 25 prix de réalisation moins élevé. La présente invention se démarque radicalement du dispositif précédent, notamment par la conception totalement différente du dispositif de freinage (2) qui est un élément essentiel du système. 30 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention met en oeuvre un freinage obtenu par le serrage de deux bras (8a, 8b) sur une roue 35 (5) en rotation. La ou les roues (5) sont solidaires d'une bobine (6) sur laquelle est enroulé le câble (3). Lors du choc d'un navire sur le barrage flottant, le câble (3) entraine la rotation de l'ensemble constitué par la bobine (6) et la ou les roues (5). Un mécanisme déclencheur (7) actionné directement ou indirectement par la traction que le navire exerce sur le câble (3) provoque le serrage des bras (8a, 8b). 40 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Pour une compréhension plus aisée de la description détaillée qui suit, on pourra se reporter 45 aux dessins annexés : la figure 1 est un plan d'ensemble de l'invention la figure 2 représente le dispositif de freinage (2) la figure 3 représente un mode de réalisation du mécanisme déclencheur (7) la figure 4 représente un mode alternatif de réalisation du mécanisme déclencheur (7) 50 la figure 5 représente le dispositif de guidage (16) 10 2 9 8 1 094 2 - la figure 6 précise notamment la disposition des rouleaux (10) verticaux de guidage. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 5 Disposition d'ensemble L'invention se compose successivement (de la berge vers la voie d'eau) : d'une installation en berge (1) dans laquelle est placé le dispositif de freinage (2) relié au câble (3) éventuellement d'un dispositif de guidage (16) puis de rouleaux (10) verticaux de la partie du câble (3) flottant sur la voie d'eau au moyen de flotteurs (4) puis symétriquement sur l'autre berge, des rouleaux (10) et dispositif de guidage (16) éventuels puis de l'autre installation en berge (1) contenant le second dispositif de freinage (2). L'installation en berge (1) peut être un bâtiment fondé au sol dans lequel est placé le dispositif de freinage (2), les fondations de l'installation en berge (1) étant conçues pour reprendre les efforts de traction du câble (3), leur niveau étant choisi de manière que les roues (5) restent constamment au dessus du niveau d'eau (28) des plus hautes eaux. L'installation en berge (1) peut également être une fosse creusée jusqu'à un niveau inférieur au niveau d'eau (28) des plus basses eaux, afin de permettre le placement du dispositif de freinage (2) sur un plateau flottant se déplaçant librement en fonction des variations du niveau d'eau (28). Le cas échéant, des fossés et aménagements sont creusés dans les berges pour permettre le libre passage du câble (3). Le dispositif de freinage (2) Le dispositif de freinage (2) est constitué d'une base (31) supportant un axe (37) sur lequel sont montées solidairement une bobine (6) et une ou plusieurs roues (5). Le câble (3) est enroulé sur la bobine (6). Chacune des roues (5) est freinée par le frottement sur sa tranche de sabots (28) fixés sur des bras (8a, 8b). Le serrage des bras (8a, 8b) est provoqué par un mécanisme déclencheur (7) actionné par la traction du navire sur ledit câble (3). Chaque roue (5) est munie d'une paire de bras (8a, 8b) et d'un mécanisme déclencheur (7) distincts. Un déroulage intempestif du câble (3) est empêché par un dispositif de blocage (36) prévu 35 pour libérer la bobine (6) seulement en cas de choc d'un navire. Pour chaque roue métallique (5), les deux bras (8a, 8b) sont symétriques et munis de sabots (28). Ces bras (8a, 8b) sont articulés sur la base (31) du dispositif de freinage (2) de telle manière qu'ils puissent se rapprocher de la roue (5) et que les sabots (28) frottent alors contre la tranche de la roue (5). 40 Chacun de ces bras (8a, 8b) est une poutrelle droite percée au deuxième tiers de sa longueur en partant du plancher d'un trou permettant d'insérer un axe sur lequel seront fixés sur l'un des bras (8a) le levier (29) de contrôle et sur l'autre bras (8b) l'équerre (27) de serrage. Le levier (29) de contrôle est une tige droite articulée en son extrémité inférieure sur une biellette (12a ou 12b), au deuxième tiers de sa longueur sur l'un des bras (8a) et à son 45 extrémité supérieure sur l'équerre (27) de serrage. L'équerre (27) de serrage est constituée de deux tiges droites formant un angle droit, la tige verticale étant articulée à son extrémité inférieure sur l'autre bras (8b), la tige horizontale étant articulée à son extrémité libre au levier (29) de serrage. Lorsque le mécanisme déclencheur (7) actionne le levier (29) au moyen de la biellette (12a ou 50 12b), le levier (29) plaque un bras (8a) contre la roue (5) et actionne l'équerre (27) qui va plaquer le second bras (8b). Ce mécanisme permet un serrage efficace de la roue (5) chacun des bras (8a, 8b) exerçant une force de frottement d'intensité proche. Autres composantes du dispositif de freinage (2) Un rouleau horizontal (9) fixé à la base (31) permet de guider le câble (3) en cours de déroulage. Afin d'éviter le déroulage du câble (3) par la seule poussée du vent et du courant sur les flotteurs (4), un dispositif de blocage (36) est constitué d'un lien à force de rupture contrôlée accroché à la base (31) et à une roue (5), ce lien étant dimensionné pour casser lors de l'effort 10 produit par le choc d'un navire. Dimensionnement indicatif du dispositif de freinage (2) Le dimensionnement des différentes pièces permet d'adapter le freinage de manière très versatile par rapport aux efforts à reprendre, puisqu'il est possible de jouer sur le diamètre des 15 roues (5), de la bobine (6), le nombre de roues (5), la nature des matériaux utilisés pour le freinage, la force de freinage. Ainsi une traction de 50 tonnes exercée sur le câble (3) peut être obtenue à partir d'un dispositif comportant : - quatre roues (5) de diamètre 2 mètres, solidaires d'une bobine (6) de diamètre 1 mètre. 20 un serrage des bras (8a, 8b) obtenu en exerçant une pression de 8 tonnes à partir du mécanisme déclencheur (7) de chaque paire de bras (8a, 8b) et un frottement acier/acier entre les roues (5) et les sabots (28). Premier mode de réalisation du mécanisme déclencheur (7) 25 Le mécanisme déclencheur (7) est constitué des éléments suivants : un cordage (15) s'enroulant autour de l'axe (37) lorsque ledit axe (37) est en rotation, un tambour (14) tournant dans le plan vertical et fixé dans le plan horizontal, ce cordage (15) étant enroulé sur le tambour (14), l'extrémité du cordage (15) pouvant s'échapper du tambour (14) en fin de course, 30 une vis sans fin (13) horizontale s'insérant dans le pas de vis du tambour (14) et munie d'un plateau à son extrémité, un ressort (11) horizontal en contact d'un coté avec le plateau de vis sans fin (13) et de l'autre avec une biellette (12a), - la biellette (12a) étant articulée au levier (29). 35 Le fonctionnement du mécanisme déclencheur (7) est réalisé par l'action successive des ces éléments provoquée par la rotation de l'axe (37), le cordage (15) s'enroulant autour de l'axe (37), provoquant la rotation du tambour (14), provoquant l'avancement de la vis sans fin (13), comprimant le ressort (11), actionnant la biellette (12a), actionnant le levier (29) mettant en oeuvre le dispositif de freinage (2). 40 Pour des raisons d'encombrement spatial, le mécanisme déclencheur (7) est placée sous les roues (5) et par voie de conséquence, la biellette (12a) a une forme de U allongé horizontalement afin de manoeuvrer le levier (29) dans le sens du serrage des bras (8a, 8b) lorsqu'elle est poussée par le ressort (11). 45 Deuxième mode de réalisation du mécanisme déclencheur (7) Un mode alternatif de réalisation du mécanisme déclencheur (7) consiste à faire en sorte que la base (31) soit mobile dans le plan horizontal, de telle sorte que la traction du câble (3) lors d'un choc de navire translate cette base (31) pour l'amener en butée sur un massif (34). Un piston (35) est situé sous la base (31) et dépasse son extrémité. Il est positionné en alignement horizontal en face d'un ressort (33), lui-même en alignement avec une biellette (12b) droite articulée au levier (29) de serrage des bras (8a, 8b). La translation de la base (31) vers le massif (34) va repousser le piston (35) qui va comprimer le ressort (33) agissant sur la biellette (12b) commandant le levier (29) de serrage des bras (8a, 8b). La mobilité de la base (31) peut être obtenue de deux manières : - Lorsque le dispositif de freinage (2) est placé sur un plateau flottant dans une fosse en berge, la base (31) est naturellement mobile. Lorsque le dispositif de freinage (2) est fondé en berge, la base (31) est posée sur des patins (32) de glissement. Cas d'une voie d'eau dont le niveau d'eau (28) varie sensiblement Lorsque les variations de niveau d'eau (28) sont significatives, le dispositif de freinage (2) peut se trouver au dessus du niveau d'eau (28) et le câble (3) peut alors se placer en position oblique lors de l'arrêt d'un navire. Les efforts verticaux sont susceptibles d'incliner dangereusement le navire ou de provoquer un glissement du câble (3) le long de sa coque risquant de le faire échapper au barrage flottant. Le câble (3) au contact du bateau doit donc être maintenu dans un plan horizontal proche du niveau d'eau (28). Premier mode de maintien du câble (3) parallèle au niveau d'eau (28) Le dispositif de freinage (2) peut être placé sur une plate-forme flottante, elle-même se déplaçant librement dans une fosse verticale creusée dans la berge, cette fosse constituant l'installation en berge (1). Dans ce cas, le dispositif de freinage (2) reste constamment proche du niveau d'eau (28) et le câble (3) reste parallèle à ce niveau d'eau (28). Deuxième mode de maintien du câble (3) parallèle au niveau d'eau (28) Le maintien du câble (3) parallèlement au niveau d'eau (28) peut être obtenu au moyen d'un dispositif de guidage (16) à crémaillère (19). Un fossé est nécessairement creusé en berge pour permettre le passage du câble (3) vers la voie d'eau et le dispositif de guidage (16) est positionné entre les parois verticales de ce fossé, au droit du sommet du talus de berge. La paroi verticale située du coté opposé au choc d'un bateau est munie d'une crémaillère (19). Le dispositif de guidage (16) est flottant, il se déplace donc au gré du niveau d'eau (28) et il est maintenu entre les parois verticales du fossé par des glissières (40). Ce dispositif de guidage (16) est constitué : d'un silo (39) posé sur un plateau flottant, restant ainsi proche du niveau d'eau (28), ce silo (39) étant muni du coté de la crémaillère (19) de dents pouvant s'encastrer dans la crémaillère (19), ce silo (39) étant maintenu éloigné de la crémaillère (19) par des pistons (20) à ressort (21), le blocage contre la crémaillère (19) n'intervenant qu'en cas d'un choc de navire, par l'enclenchement d'un verrou (26), ce silo (39) comportant un rouleau (17) vertical, le câble (3) venant s'appuyer et circuler sur ce rouleau (17), deux roulements (30) horizontaux, placés sur le silo (39) coté dispositif de freinage (2) positionnant le câble (3) en face du rouleau (17), le câble (3) passant entre ces roulements (30). Le verrou (26) qui assure le blocage du dispositif de guidage (16) dans le plan horizontal est composé d'un pêne (23) mobile horizontalement, formé d'une plaque verticale faisant face à la paroi verticale opposée à la crémaillère (19), sur cette plaque étant fixée perpendiculairement une plaque verticale dont l'extrémité située du coté de la crémaillère (19) est en biseau, d'une gâchette (24) mobile verticalement formée à une extrémité d'une plaque oblique en contact avec l'ensemble du biseau du pêne (23), à l'autre extrémité d'une plaque horizontale, ces deux plaques étant jointes par une plaque verticale percée d'un trou dans lequel est insérée une goupille (25) de blocage reliée au câble (3), d'un ressort (22) maintenu comprimé entre la plaque horizontale de la gâchette (24) et une plaque horizontale fixe, Lors d'un choc de navire, la traction du câble (3) ôte la goupille (25), libérant ainsi la gâchette (24). Sous l'action du ressort (22), la gâchette (24) se met en mouvement et le glissement du plan oblique de la gâchette (24) sur le plan oblique du pêne (23) provoque l'avancement du pêne (23). Celui-ci vient au contact de la paroi verticale opposée à la crémaillère (19). Le silo (39) est repoussé vers la crémaillère (19) et les dents dont il est muni viennent se bloquer dans la crémaillère (19). La gâchette (24) bloquant le pêne (23) en position, le dispositif de guidage (16) est maintenu rigidement dans le plan horizontal. Dispositifs évitant le frottement du câble (3) sur le talus Des rouleaux (10) verticaux placés sur le bord du fossé reliant l'installation en berge (1) à la voie d'eau évitent le frottement du câble (3) contre le talus en l'éloignant de ce talus. Ces rouleaux (10) sont placés à des hauteurs décroissantes en suivant le profil du talus. Leur emprise verticale se recouvre de telle manière que le câble (3) soit toujours en contact avec au moins l'un de ces rouleaux (10) quel que soit le niveau d'eau (28). REVENDICATIONS1. Dispositif de protection type « barrage flottant » visant à freiner jusqu'à l'arrêt un navire ou engin flottant caractérisé en ce qu'il comprend deux installations en berge (1) situées de part et d'autre d'une voie d'eau, comprenant chacune un dispositif de freinage (2) relié à un même câble (3) muni de flotteurs (4) disposé en travers de la voie d'eau, ledit dispositif de freinage (2) étant constitué d'une base (31) supportant un axe (37) sur lequel sont montées solidairement une bobine (6) sur laquelle est enroulé ledit câble (3) et une ou plusieurs roues (5), chacune desdites roues (5) étant freinées par le frottement de sabots (28) fixés sur des bras (8a, 8b), lesdits bras (8a, 8b) étant articulés sur ladite base (31), le serrage desdits bras (8a, 8b) étant provoqué par un mécanisme déclencheur (7) actionné par la traction du navire sur ledit câble (3), un déroulage intempestif dudit câble (3) étant empêché par un dispositif de blocage (36) prévu pour libérer la bobine (6) seulement en cas de choc d'un navire. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de freinage (2) comporte pour chaque roue (5) o deux bras (8a, 8b) identiques, formés d'une poutrelle droite munie d'un sabot (28), articulés sur la base (31) et positionnés de part et d'autre de ladite roue (5) de telle manière qu'ils puissent se rapprocher de ladite roue (5) et que lesdits sabots (28) frottent alors contre la tranche de ladite roue (5), o chacun desdits bras (8a, 8b) étant percé au deuxième tiers de sa longueur en partant de ladite base (31) d'un trou permettant d'insérer un axe sur lequel seront fixés, sur l'un desdits bras (8a), un levier (29) de contrôle et sur l'autre desdits bras (8b), une équerre (27) de serrage, o ledit levier (29) de contrôle étant une tige droite articulée en son extrémité inférieure sur une biellette (12a ou 12b) de commande, au deuxième tiers de sa longueur sur l'un desdits bras (8a) et à son extrémité supérieure sur ladite équerre (27) de serrage, o ladite équerre (27) de serrage étant constituée de deux tiges droites formant un angle droit, la tige verticale étant articulée à son extrémité inférieure sur l'autre desdits bras (8b), la tige horizontale étant articulée à son extrémité libre audit levier (29) de serrage actionné par le mécanisme déclencheur (7). 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le câble (3) est guidé par un rouleau horizontal (9) monté sur la base (31) du dispositif de freinage (2). 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de blocage (36) est constitué d'un lien fixé d'une part sur la base (31) et d'autre part sur l'une des roues (5), ayant une force de rupture contrôlée de manière qu'il casse en cas de choc d'un navire. 5. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le mécanisme déclencheur (7) du dispositif de freinage (2) est constitué par les éléments suivants : o un cordage (15) s'enroulant autour de l'axe (37) lorsque ledit axe (37) est en rotation, o un tambour (14) tournant dans le plan vertical et fixé dans le plan horizontal, ledit cordage (15) étant enroulé sur ledit tambour (14), l'extrémité dudit cordage (15) pouvant s'échapper dudit tambour (14) en fin de course,o une vis sans fin (13) horizontale s'insérant dans le pas de vis dudit tambour (14) et munie d'un plateau à son extrémité, o un ressort (11) horizontal en contact d'un coté avec le plateau de ladite vis sans fin (13) et de l'autre avec une biellette (12a), o ladite biellette (12a) étant articulée au levier (29) et ayant la forme d'un U allongé horizontalement afin d'actionner ledit levier (29) dans le sens du serrage lorsqu'elle est poussée par ledit ressort (11), le fonctionnement dudit mécanisme déclencheur (7) consistant en une action successive des ces éléments provoquée par la rotation dudit axe (37), ledit cordage (15) s'enroulant autour dudit axe (37), provoquant la rotation dudit tambour (14), provoquant l'avancement de ladite vis sans fin (13), comprimant ledit ressort (11), actionnant ladite biellette (12a), actionnant ledit levier (29) mettant en oeuvre le dispositif de freinage (2). 6. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le mécanisme déclencheur (7) du dispositif de freinage (2) est ainsi constitué : o la base (31) est mobile dans le plan horizontal, de telle sorte que la traction du câble (3) lors d'un choc de navire translate ladite base (31) pour l'amener en butée sur un massif (34), o un piston (35) mobile situé sous ladite base (31) du coté dudit massif (34) et dépassant de ladite base (31) étant repoussé par ledit massif (34) lors de la translation de ladite base (31), et comprimant ainsi un ressort (33) agissant sur une biellette (12b) droite, ledit piston (35), ledit ressort (33), ladite biellette (12b) étant alignés horizontalement, o ladite biellette (12b) actionnant le levier (29) mettant en oeuvre le dispositif de freinage (2). 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la base (31) du dispositif de freinage (2) repose sur des patins (32) de glissement, lesdits patins (32) reposant sur une dalle fondée au sol. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'installation en berge (1) consiste en une fosse creusée dans le sol jusqu'à une profondeur inférieure à la cote la plus basse du niveau d'eau (28), le dispositif de freinage (2) reposant sur un plateau flottant et se déplaçant librement à l'intérieur de l'installation en berge (1), maintenant ainsi le câble (3) constamment parallèle au niveau d'eau (38). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un dispositif de guidage (16) est intercalé entre le dispositif de freinage (2) et la voie d'eau afin de maintenir la partie du câble (3) située sur la voie d'eau parallèle au niveau d'eau (38) lors de l'arrêt du navire, ledit dispositif de guidage (16) se déplaçant entre deux parois verticales commençant au sommet du talus bordant la voie d'eau, la paroi située du coté opposé au choc éventuel d'un navire étant équipée d'une crémaillère (19), ledit dispositif de guidage (16) étant maintenu entre lesdites parois verticales par des glissières (40), ledit dispositif de guidage (16) étant constitué : o d'un silo (39) posé sur un plateau flottant restant près du niveau d'eau (28), o ledit silo (39) étant muni du coté de ladite crémaillère (19) de dents pouvant s'encastrer dans ladite crémaillère (19),o ledit silo (39) étant maintenu éloigné de ladite crémaillère (19) par des pistons (20) à ressort (21), le blocage contre ladite crémaillère (19) n'intervenant qu'en cas d'un choc de navire par l'action d'un verrou (26) contenu dans ledit silo (39) et enclenché par la traction dudit câble (3), o ledit silo (39) comportant un rouleau (17) vertical, ledit câble (3) venant s'appuyer et circuler sur ledit rouleau (17), o deux roulements (30) horizontaux, placés sur ledit silo (39) coté dispositif de freinage (2) positionnant ledit câble (3) en face dudit rouleau (17), ledit câble (3) passant entre lesdits roulements (30), 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que le verrou (26) est constitué o d'un pêne (23) mobile horizontalement, formé d'une plaque verticale faisant face à la paroi verticale opposée à la crémaillère (19), sur cette plaque étant fixée perpendiculairement une plaque verticale dont l'extrémité située du coté de ladite crémaillère (19) est en biseau, o d'une gâchette (24) mobile verticalement formée à une extrémité d'une plaque oblique en contact avec l'ensemble du biseau dudit pêne (23), à l'autre extrémité d'une plaque horizontale, ces deux plaques étant jointes par une plaque verticale percée d'un trou dans lequel est insérée une goupille (25) de blocage reliée audit câble (3), o d'un ressort (22) maintenu comprimé entre la plaque horizontale de ladite gâchette (24) et une plaque horizontale fixe, de telle manière que lors d'un choc de navire, ledit câble (3) ôte ladite goupille (25), libérant ainsi ladite gâchette (24) qui avance sous l'action dudit ressort (22), le glissement du plan oblique de ladite gâchette (24) sur le plan oblique dudit pêne (23) provoquant l'avancement dudit pêne (23) au contact de la paroi verticale opposée à ladite crémaillère (19), amenant ainsi le silo (39) contre ladite crémaillère (19) et bloquant ainsi le dispositif de guidage (16) dans le plan horizontal, ledit pêne (23) étant alors bloqué par ladite gâchette (24). 11. Dispositif selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que des rouleaux (10) verticaux sont positionnés sur les flancs de talus à l'endroit où le câble (3) rejoint la voie d'eau, du coté vers lequel le câble (3) est entrainé en cas de choc d'un navire, lesdits rouleaux (10) étant placés à des hauteurs différentes en suivant le profil du talus, leur emprise verticale se recouvrant de telle manière que ledit câble (3) soit toujours en contact avec au moins l'un desdits rouleaux (10) quel que soit le niveau d'eau (38).