Brevet FR3034745A1 — publié le 20161014

Panneau de coque avec trappe de grande dimension La présente invention concerne un panneau de coque pour module submersible, comprenant une ouverture donnant accès à l'intérieur de la coque. Plus précisément, l'invention concerne un panneau de coque du type comportant : une peau externe ; des éléments structuraux solidaires d'une face interne de la peau, chacun desdits éléments structuraux s'étendant localement selon une direction principale, la peau comprenant une ouverture, au moins l'un des éléments structuraux étant interrompu par l'ouverture selon sa direction principale, de sorte à être divisé en un premier fragment et en un deuxième fragment situés de part et d'autre de l'ouverture ; un 10 renfort latéral solidaire d'un bord de l'ouverture de la peau, ledit renfort latéral comprenant des surfaces internes sensiblement perpendiculaires à la direction principale, à proximité de l'ouverture, de l'élément structural interrompu ; et un couvercle apte à être assemblé au renfort latéral pour fermer l'ouverture. Des panneaux de coque du type précité sont notamment connus du document 15 FR1338958. De tels panneaux comportent des ouvertures de grandes dimensions, qui permettent la mise en place de matériel encombrant à l'intérieur du module. Cependant, dans le cas du document FR1338958, le couvercle de l'ouverture est encastré dans le panneau et assure à la fois l'étanchéité et la continuité structurelle de la coque résistante. En conséquence, la fabrication, le montage et le démontage dudit 20 couvercle sont longs, complexes et coûteux. Pour les ouvertures de petites dimensions dans les coques de modules submersibles, il est par ailleurs connu d'utiliser des couvercles montés sur un surbau, qui renforce la structure du panneau autour de l'ouverture. La résistance du surbau limite toutefois la taille de ce type d'ouvertures. 25 La présente invention a pour but de proposer un panneau de coque comportant une ouverture de grande dimension, tout en assurant la continuité structurelle de la coque et en permettant un montage/démontage rapide des éléments fermant l'ouverture. A cet effet, l'invention a pour objet un panneau de coque du type précité, comportant au moins un raidisseur sensiblement disposé selon un axe principal, ledit 30 raidisseur s'étendant transversalement à travers l'ouverture de la peau, chacune des extrémités dudit raidisseur étant fixée de manière amovible à l'une des surfaces internes du renfort latéral. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le panneau de coque comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant 35 toutes les combinaisons techniques possibles : 3034745 2 - le raidisseur est disposé sensiblement dans un prolongement des premier et deuxième fragments de l'au moins un élément structural interrompu par l'ouverture de la peau ; - plusieurs des éléments structuraux sont interrompus par l'ouverture de la peau, chacun desdits éléments structuraux étant divise en un premier fragment et en un deuxième fragment situés de part et d'autre de l'ouverture ; et le panneau comporte plusieurs raidisseurs de forme sensiblement linéaire, s'étendant transversalement à travers l'ouverture de la peau, chacune des extrémités de chaque raidisseur étant fixée de manière amovible à l'une des surfaces internes du renfort latéral, chacun desdits 10 raidisseurs étant disposé sensiblement dans le prolongement des premier et deuxième fragments de l'un desdits éléments structuraux interrompus par l'ouverture ; - la surface interne du renfort latéral comprend deux surfaces de contact par raidisseur, chacune desdites surfaces de contact étant sensiblement perpendiculaire à l'axe principal du raidisseur et apte à être assemblée de manière amovible avec une 15 extrémité dudit raidisseur ; - l'une des surfaces de contact comporte des moyens de verrouillage d'une extrémité dudit raidisseur, de sorte à bloquer ladite extrémité en translation par rapport à ladite surface de contact, parallèlement à ladite surface de contact ; - une cale est intercalée entre l'autre des surfaces de contact et l'autre extrémité 20 du raidisseur ; - le renfort latéral de l'ouverture forme une saillie externe par rapport à une surface de la peau à proximité de l'ouverture ; - le couvercle est configuré de sorte à former une saillie externe par rapport au renfort latéral lorsque ledit couvercle est assemblé audit renfort latéral pour fermer 25 l'ouverture. L'invention se rapporte en outre à un module submersible comprenant une coque, ladite coque comprenant un panneau tel que décrit ci-dessus. De préférence, la coque a une section sensiblement circulaire et les éléments structuraux s'étendent sensiblement selon une circonférence dudit cercle. 30 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : La figure 1 représente une vue de détail d'un module submersible comprenant un panneau de coque selon un mode de réalisation de l'invention ; 35 Les figures 2 et 3 représentent des vues de détail du panneau de la figure 1, respectivement en coupe longitudinale et en coupe transversale ; et 3034745 3 - Les figures 4 et 5 représentent des vues de détail, en coupe, d'éléments du panneau des figures 2 et 3. Le module submersible 10, représenté en vue de détail à la figure 1, est un navire sous-marin apte à se déplacer sous l'eau. D'autres modes de réalisation non représentés concernent cependant des modules statiques, par exemple destinés à être immergés et ancrés à un fond sous-marin. Le sous-marin 10 de la figure 1 comporte une coque 12 formant une enveloppe externe dudit sous-marin. La coque 12 a une forme allongée, disposée selon un premier axe 14. Perpendiculairement au premier axe 14, la coque 12 a une section sensiblement 10 circulaire, de rayon R1. On considère une base orthonormée (X, Y, Z), le premier axe 14 étant parallèle à la direction X. La coque 12 est formée d'un assemblage de panneaux de structure 16. L'un desdits panneaux 16 est représenté à la figure 1. Dans un plan (Y, Z), le panneau 16 a 15 une forme de demi-cercle de rayon R1. Le panneau 16 comporte un revêtement externe, ou peau 18. Le panneau 16 comporte en outre des éléments structuraux, ou couples 20, 21. Les couples 20, 21 sont solidaires d'une face interne 22 de la peau 18 et destinés à rigidifier ladite peau 18. En ce qui concerne la peau 18 et les couples 20, 21, les termes « interne » et « externe » 20 s'entendent par rapport à leur position selon le premier axe 14, situé à l'intérieur de la coque 12. Chaque couple 20, 21 s'étend principalement selon une forme en demi-cercle disposée dans un plan (Y, Z) et centrée sur le premier axe 14. Un rayon du demi-cercle est sensiblement égal à R1. Chaque couple 20, 21 s'étend localement selon une direction 25 principale, correspondant à une tangente audit demi-cercle. Les couples 20, 21 sont répartis régulièrement sur la peau 18 selon le premier axe 14. Une distance 23, mesurée selon le premier axe 14, sépare deux couples 20, 21 voisins. La figure 2 montre une vue de détail du panneau 16, en coupe selon un plan (X, Z) 30 passant par le premier axe 14. Selon ce plan de coupe, les couples 20, 21 ont une section sensiblement en H, avec une âme centrale 24 reliant deux semelles 26, 28. L'âme 24 a la forme d'un anneau disposé dans un plan (Y, Z). Les semelles 26, 28 ont des formes de bagues cylindriques, une semelle interne 26 ayant un rayon plus faible qu'une semelle externe 28. La semelle externe 28 est solidaire de la peau 18. 35 Le panneau 16 comporte une ouverture 30 donnant accès à l'intérieur du sous- marin 10. L'ouverture 30 est ménagée dans la peau 18 selon une forme circulaire de 3034745 4 rayon R2, autour d'un deuxième axe 32. Le deuxième axe 32 est parallèle à la direction Z et passe par le plan de coupe de la figure 2. La figure 3 montre une vue de détail du panneau 16, en coupe selon un plan (Y, Z) passant également par le deuxième axe 32. Le panneau 16 comprend un renfort latéral, ou surbau 34, solidaire d'un bord de l'ouverture 30 dans la peau 18. Le surbau 34 a la forme d'un cylindre de révolution, disposé selon le deuxième axe 32. Le surbau 34 comporte notamment une surface latérale externe 35 et une surface latérale interne 36, de formes cylindriques. Dans le cas du surbau 34, les termes 10 « externe » et « interne » se réfèrent à l'orientation par rapport au deuxième axe 32. Les extrémités du surbau 34 selon le deuxième axe 32 sont formées par un bord intérieur 38, situé à l'intérieur de la coque 12, et par un bord extérieur 40, situé à l'extérieur de la coque 12. Les bords 38, 40 sont sensiblement circulaires et disposés dans des plans perpendiculaires au deuxième axe 32. 15 De préférence, le bord extérieur 40 est en saillie par rapport à une face externe 42 de la peau 18. Plus précisément, le bord extérieur 40 est situé à une distance 43 non nulle, selon le deuxième axe 32, de ladite face externe 42. Le panneau 16 comprend un couvercle 46 assemblé de manière amovible au surbau 34 pour fermer l'ouverture 30. Le couvercle 46 est représenté sur les figures 2 et 3 20 mais pas sur la figure 1. Préférentiellement, le couvercle 46 vient en butée selon le deuxième axe 32 contre le bord extérieur 40 du surbau 34. Préférentiellement, le couvercle 46 forme une saillie par rapport au surbau 34. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, le couvercle 46 est bombé vers l'extérieur de la coque 12. 25 Le couvercle 46 est par exemple solidarisé au bord extérieur 40 au moyen de boulons (non représentés). Le couvercle 46 et/ou le bord extérieur 40 sont munis de moyen d'étanchéité, notamment à l'eau, afin de fermer de manière étanche l'ouverture 30. De manière optionnelle, le couvercle 46 est articulé au surbau 34 au moyen d'une charnière (non représentée). 30 L'ouverture 30 a préférentiellement des dimensions importantes par rapport aux dimensions de la coque 12. Par exemple le rayon R2 de l'ouverture 30 est compris entre 120 cm et 150 cm, pour un rayon R1 de la coque compris entre 6,0 m et 6,5 m. La distance 23 entre deux couples 20, 21 voisins est par exemple comprise entre 75 cm et 100 cm. L'aménagement de l'ouverture 30 dans le panneau 16 implique donc 35 l'interruption d'un ou de plusieurs couples 21, dont la trajectoire sur la peau 18 passe par 3034745 l'ouverture 30. D'autres couples 20, situés à distance de l'ouverture 30, sont continus sur l'ensemble du panneau 16. Chaque couple interrompu 21 est ainsi divisé en deux fragments 50, 52, situés de part et d'autre d'un plan (X, Z) passant par l'ouverture 30. Chaque fragment 50, 52 comporte une extrémité 54, 56 solidaire du surbau 34. Au niveau de chaque extrémité 54, 56, l'âme 24 et les semelles 26, 28 du fragment 50, 52 sont solidaires de la face latérale externe 35 du surbau 34. De préférence, au niveau des extrémités 54, 56, les semelles 26, 28 sont renforcées par une doublante 58 de forme annulaire, fixée à la peau 18 et à la face latérale externe 35 du surbau 34. De préférence, comme visible sur la figure 3, l'âme 24 des fragments 50, 52 s'élargit radialement au niveau des extrémités 54, 56. Par ailleurs, le panneau 16 comporte des raidisseurs amovibles 60, permettant un transfert des efforts entre les fragments 50 et 52 de chaque couple 21, à travers l'ouverture 30. La figure 4 montre une vue de détail en coupe A-A (voir figure 5), selon un plan (Y, Z), de l'ouverture 30 au niveau d'un raidisseur 60. Le raidisseur 60 comporte un corps principal 62 s'étendant linéairement selon la direction Y. De manière similaire aux couples 20, 21, le corps principal 62 a une section sensiblement en H, avec une âme centrale 64 reliant deux semelles 66, 68. L'âme 64 est située dans un plan (Y, Z) et les semelles 66, 68 dans des plans (X, Y). Une longueur du corps principal 62 selon Y dépend de la position du raidisseur 60 dans l'ouverture 30, plus ou moins proche du deuxième axe 32. Le raidisseur 60 comporte en outre deux platines de fixation 70, 72, disposées dans des plans (X, Z). Chaque platine 70, 72 forme une extrémité du raidisseur 60 selon Y. Chaque platine 70, 72 est solidaire de l'âme centrale 64 et des semelles 66, 68. Chaque platine 70, 72 est assemblée de manière amovible à un support 74, 76, fixé à la surface latérale interne 36 du surbau 34. Chaque support 74, 76 est fixé au surbau 34 en vis-à-vis d'une extrémité 54, 56 d'un fragment 50, 52 d'un couple 21. Chaque support 74, 76 comporte une surface de contact 78, 80 disposée dans un plan (X, Z) et assemblée à une platine 70, 72. De préférence, une longueur maximale selon Y de chaque support 74, 76, entre la surface latérale interne 36 et la surface de contact 78, 80, est sensiblement égale pour tous les supports 74, 76 du surbau 34. Plus préférentiellement, ladite longueur maximale est déterminée d'une part pour augmenter au maximum la longueur du corps principal 62et, d'autre part, pour permettre l'assemblage amovible des platines 70, 72 au support 74, 76. 3034745 6 Ainsi, une distance 73 entre deux surfaces de contact 78, 80 en vis-à-vis dépend de la position dans l'ouverture 30 du raidisseur 60 correspondant. Comme visible sur la figure 1, plus le raidisseur 60 est proche du deuxième axe 32, plus la distance 73 est importante. 5 Une première platine 70 du raidisseur 60 est assemblée au contact d'une première surface de contact 78 d'un premier support 74. La figure 5 montre une vue en coupe B-B (voir figure 4) du raidisseur 60 à l'interface entre la première platine 70 et la première surface de contact 78. Au niveau de la première platine 70, le raidisseur 60 comporte des moyens de 10 blocage en translation dans un plan (X, Z) par rapport à la première surface de contact 78. Dans l'exemple des figures 4 et 5, la première platine 70 comporte des saillies sous forme de deux clavettes 82, 84; la première surface de contact 78 comporte deux rainures 86, 88, de forme complémentaire à celle des clavettes 82, 84. De préférence, comme visible à la figure 5, les clavettes 82, 84 ont une forme 15 sensiblement rectiligne. Une première clavette 82 est disposée selon Z et une seconde clavette 84 est disposée selon X. A l'extrémité opposée selon Y du raidisseur 60, le panneau 16 comporte une cale 90 prise en sandwich entre la deuxième platine 72 et une deuxième surface de contact 80 d'un deuxième support 76. La cale 90 est plane et disposée selon (X, Z). Une épaisseur 20 92 de la cale selon Y est supérieure à une épaisseur des clavettes 82, 84 selon Y. La distance 73 entre les deux surfaces de contact 78, 80 est sensiblement égale à la somme d'une longueur selon Y du raidisseur 60, sans les clavettes 82, 84, et de l'épaisseur 92 de la cale 90. Ainsi, la cale 90 est apte à être glissée entre la deuxième platine 72 et la deuxième surface de contact 80, avec un jeu minimal. 25 De part et d'autre de l'âme 64 du raidisseur 60, la deuxième platine 72, la cale 90 et la deuxième surface de contact 80 sont assemblées par un élément de liaison, ou un groupe d'éléments de liaison 94, 96 disposés selon Y. Dans l'exemple des figures 4 et 5, le plan de coupe A-A de la figure 4 est en retrait de l'âme 64 et passe par un premier groupe d'éléments de liaison 94, 96; un deuxième groupe similaire est situé de l'autre 30 côté de l'âme 64 selon X. Les éléments de liaison 94, 96 sont amovibles de manière à pouvoir dissocier le raidisseur 60 des supports 74, 76. Selon une variante préférentielle, au moins l'un des éléments de liaison 94, 96 est un pion 94, inséré dans un alésage borgne 95. L'alésage 95 est disposé selon Y et 35 traverse successivement la deuxième platine 72, la cale 90 et le deuxième support 76. Le pion 94 comporte des moyens (non représentés) de coopération avec un outil de 3034745 7 préhension, afin d'être extrait de l'alésage 95. Par exemple, le pion 94 comporte une extrémité saillante par rapport à la deuxième platine 72, ou encore le pion 94 comporte un trou taraudé apte à coopérer avec une tige filetée. Selon une autre variante préférentielle, au moins l'un des éléments de liaison 94, 96 est une tige filetée 96, vissée dans un alésage borgne 95 et serrée au moyen d'un écrou 98 disposé contre la deuxième platine 72. Dans l'exemple des figures 4 et 5, le premier groupe d'éléments de liaison 94, 96 comporte deux pions 94 disposés de part et d'autre, selon Z, d'une tige filetée 96. Les éléments de liaison 94, 96 sont préférentiellement configurés avec un 10 important diamètre, afin de compenser d'éventuels chocs subis par le raidisseur 60 perpendiculairement à Y. Chaque raidisseur 60 est ainsi solidarisé aux supports 74 et 76, assurant une reprise des efforts, à travers l'ouverture 30, entre les fragments 50 et 52 de chaque couple 21 du panneau 16. 15 Dans le panneau 16 décrit ci-dessus, la fonction étanchéité de l'ouverture 30 est assurée par le couvercle 46 et la fonction résistance est assurée par l'ensemble supports 74, 76 / raidisseurs 60. Les fonctions étanchéité et résistance sont donc dissociées l'une de l'autre, contrairement au panneau décrit dans le document FR1338958. Un procédé de fabrication du panneau 16 va maintenant être décrit : 20 Tout d'abord, les fragments 50, 52 des couples 21, ainsi que la doublante 58, sont assemblés à la surface externe 35 du surbau 34. L'ensemble ainsi formé, ainsi que les couples continus 20, sont soudés à la peau 18 percée de l'ouverture 30. Pour chaque couple interrompu 21, les supports 74, 76 sont ensuite fixés à la surface interne 36 du surbau 34, au droit des fragments 50, 52. 25 Pour chaque paire de supports 74, 76, un corps principal 62 de raidisseur est ensuite découpé à une longueur appropriée à la distance 73 entre les surfaces de contact 78 et 80. Le corps principal 62 ainsi taillé est fixé aux première 70 et deuxième 72 platines, pour former le raidisseur 60 adapté à ladite paire de supports 74, 76. Le raidisseur 60 est ensuite disposé entre les supports 74 et 76, par exemple en 30 faisant glisser la deuxième platine 72 contre la deuxième surface de contact 80. Un jeu entre la première platine 70 et la première surface de contact 78 est sensiblement égal à la distance 92, supérieure à l'épaisseur des clavettes 82, 84. Lesdites clavettes peuvent donc aisément être positionnées dans les rainures 86, 88 ménagées dans la première surface de contact 78. La position du raidisseur 60 par rapport au premier support 74 est 35 ainsi bloquée dans un plan (X, Y). 3034745 8 Tout en maintenant la première platine 70 au contact de la première surface de contact 78, la cale 90 est ensuite glissée entre la deuxième platine 72 et la deuxième surface de contact 80. Les alésages borgnes 95 sont alors formés en perçant conjointement la deuxième platine 72, la cale 90 et le deuxième support 76. Les pions 94 et les tiges filetées 96 sont ensuite assemblés avec lesdits alésages 95. Le panneau 16 est ensuite intégré à la coque 12 du module submersible 10. En variante, le panneau 16 est intégré à la coque 12 avant l'installation des raidisseurs 60. Lorsqu'il est nécessaire de libérer l'ouverture 30 de la coque 12, par exemple pour 10 faire entrer un objet de grande taille dans le module submersible 10, chaque raidisseur 60 est démonté de manière inverse au montage décrit ci-dessus : les éléments de liaison 94, 96 sont extraits des alésages 95, puis la plaque 90 est déplacée latéralement pour libérer le jeu 92 entre le raidisseur 60 et les supports 74, 76; les clavettes 82, 84 peuvent ainsi être extraites des rainures 86, 88, libérant le raidisseur 60. Le couvercle 46 est par ailleurs 15 dissocié du surbau 34, donnant accès à l'intérieur de la coque 12. Un tel procédé de montage-démontage des raidisseurs 60 et du couvercle 46 est beaucoup plus rapide et aisé à mettre en oeuvre que d'autres solutions pour les ouvertures de grandes dimensions, comme celle décrite dans le document FR1338958. 20 REVENDICATIONS1.- Panneau (16) de coque (12) de module submersible (10), comprenant : - une peau externe (18) ; - des éléments structuraux (20, 21) solidaires d'une face interne (22) de la peau, chacun desdits éléments structuraux s'étendant localement selon une direction principale ; la peau comprenant une ouverture (30), au moins l'un (21) des éléments structuraux étant interrompu par l'ouverture selon sa direction principale, de sorte à être 10 divisé en un premier fragment (50) et en un deuxième fragment (52) situés de part et d'autre de l'ouverture ; - un renfort latéral (34) solidaire d'un bord de l'ouverture de la peau, ledit renfort latéral comprenant des surfaces internes (78, 80) sensiblement perpendiculaires à la direction principale, à proximité de l'ouverture, de l'élément structural interrompu (21) ; et 15 - un couvercle (46) apte à être assemblé au renfort latéral pour fermer l'ouverture ; le panneau étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un raidisseur (60) sensiblement disposé selon un axe principal (Y), ledit raidisseur s'étendant transversalement à travers l'ouverture (30) de la peau, chacune des extrémités (70, 72) dudit raidisseur étant fixée de manière amovible à l'une des surfaces internes (78, 80) du 20 renfort latéral. 2.- Panneau de coque selon la revendication 1, dans lequel le raidisseur (60) est disposé sensiblement dans un prolongement des premier (50) et deuxième (52) fragments de l'au moins un élément structural (21) interrompu par l'ouverture de la peau. 25 3.- Panneau de coque selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel : - plusieurs (21) des éléments structuraux sont interrompus par l'ouverture (30) de la peau, chacun desdits éléments structuraux étant divisé en un premier fragment (50) et en un deuxième fragment (52) situés de part et d'autre de l'ouverture ; 30 - le panneau comporte plusieurs raidisseurs (60) de forme sensiblement linéaire, s'étendant transversalement à travers l'ouverture de la peau, chacune des extrémités (70, 72) de chaque raidisseur étant fixée de manière amovible à l'une des surfaces internes (78, 80) du renfort latéral (34), chacun desdits raidisseurs étant disposé sensiblement dans le prolongement des premier et deuxième fragments de l'un desdits éléments 35 structuraux interrompus par l'ouverture. 3034745 10 4.- Panneau de coque selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la surface interne du renfort latéral comprend deux surfaces de contact (78, 80) par raidisseur, chacune desdites surfaces de contact étant sensiblement perpendiculaire à l'axe principal du raidisseur et apte à être assemblée de manière amovible avec une extrémité (70, 72) dudit raidisseur. 5.- Panneau de coque selon la revendication 4, dans lequel l'une (78) des surfaces de contact comporte des moyens (86, 88) de verrouillage d'une extrémité (70, 82, 84) dudit raidisseur, de sorte à bloquer ladite extrémité en translation par rapport à 10 ladite surface de contact, parallèlement à ladite surface de contact. 6.- Panneau de coque selon la revendication 5, dans lequel une cale (90) est intercalée entre l'autre (80) des surfaces de contact et l'autre (72) extrémité du raidisseur. 15 7.- Panneau de coque selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le renfort latéral (34) de l'ouverture forme une saillie externe (40), par rapport à une surface (42) de la peau à proximité de l'ouverture. 8.- Panneau de coque selon la revendication 7, dans lequel le couvercle (46) est 20 configuré de sorte à former une saillie externe par rapport au renfort latéral (34) lorsque ledit couvercle est assemblé audit renfort latéral pour fermer l'ouverture. 9.- Module submersible (10) comprenant une coque (12), ladite coque comprenant un panneau (16) selon l'une des revendications 1 à 8. 10.- Module submersible selon la revendication 9, dans lequel : - la coque (12) a une section sensiblement circulaire ; et - les éléments structuraux (20, 21) s'étendent sensiblement selon une circonférence dudit cercle. 25 30