Brevet FR3042470A1 — publié le 20170421

La présente invention concerne une amarre immergée pour l'ancrage des bateaux, sous une bouée flottante ou tout autre point d'ancrage dans les ports, en mer, en rivière, sur des lacs ou autres. La dite bouée est reliée à une chaine, elle-même reliée au « corps mort », masse de béton immergée au fond de l'eau. L'amarre, objet de l'invention (FIG 2) a pour fonction de relier ensemble, le dessous de la bouée, la chaine de corps mort, la chaine de sécurité liée au bateau ainsi que les cordages de maintien du bateau sur ladite bouée généralement au nombre de deux. L'invention a le double but de fiabiliser le maintien du bateau sur son ancrage avec un niveau de sécurité maximal et de réduire les coûts d'installation et de maintenance pour les plaisanciers et pour les ports eux-mêmes. Pour des questions de sécurité et de maintenance, de nombreux ports amarrent le cordage du bateau sous la bouée et non sur l'anneau situé au dessus de la bouée. L'invention proposée concerne un dispositif de maintien de l'amarre d'un bateau sous la bouée d'ancrage dans un port ou autres, par une pièce mécanique unique en acier inox, 15 acier revêtu, acier galvanisé, matériaux composites ou tout autre matériau. L'invention comporte cinq particularités de conception : -Un anneau (20) constitué d'un rond métallique roulé et soudé sur un tube (17). Cet anneau reçoit les cordages reliés au bateau. -Deux formes en chape (13) et (18), dans le langage mécanique, ladite chape étant elle- 20 même constituée de deux flancs parallèles obtenues à partir d'une bande métallique pliée deux fois, en forme de « U ». Ces deux chapes sont percées pour recevoir une vis, un écrou et un contre-écrou frein (11). Une première chape (13) reçoit la chaine (12) liée au corps mort, la deuxième (18) le dessous de la bouée (15). -Un plat percé (16) reçoit la chaine de sécurité liée au bateau. 25 -Un axe épaulé (14) placé dans le tube (17), constitue une fonction rotation. Ledit axe (14) est libre de tourner dans le tube (17). L'axe comporte par ailleurs un léger jeu axial de quelques mm dans le tube afin d'assurer « l'auto-nettoyage » de l'axe (14) et du tube (17) dans un mouvement axial dans le tube. -Afin d'éviter des contacts concentrés « fer sur fer » à l'origine d'érosion mécanique, une 30 bague tournante (19) est disposée sur chacune des deux vis (11) de chape, protégeant ainsi la chaine (12) liée au corps mort et la bouée. Les bagues (19) sont montées libres de tourner sur les vis. Ainsi, l'invention est constituée de deux sous-ensembles soudés, capables de tourner l'un par rapport à l'autre. Cette fonction de rotation assure le non vrillage de la chaine liée 35 au corps mort, vrillage qui se produit en fonction des marées, des courants et des vents. Le 3042470 -2- premier sous-ensemble est constitué d'une chape (18) et d'un plat percé (16), soudée sur l'anneau (20), lui-même soudé sur le tube (17). Le deuxième sous-ensemble est constitué de l'axe épaulé (14) soudé sur la chape (13) qui reçoit la chaine (12) liée au corps mort. Ce dispositif est dimensionné de manière à respecter la résistance des matériaux pour une 5 charge donnée. L'état de la technique antérieure (FIG 1) est conventionnellement constitué de 7 pièces mécaniques. -six manilles (3): Manille de chaine (1) de liaison au corps mort, manille de l'émerillon (2), manille de chaine (6) de sécurité bateau, 2 manilles de liaison aux 2 cordages (10) de 10 maintien du bateau, manille de liaison à la bouée (8). -un émerillon (2) Les risques de desserrage et d'usure d'un tel montage sont nombreux, du fait même du nombre de pièces mais aussi en l'absence d'une solution d'arrêt fiable, non dévissage, des vis des manilles. Un fil (7) d'arrêt de la vis (4) de manille est mis en place pour assurer théoriquement le non dévissage de la manille, généralement du fil électrique. Cette solution n'est pas fiable. Sa durée de vie n'est que de quelques mois du fait d'une érosion mécanique. La vis de manille risque ensuite de se desserrer sous l'action du couple de frottement des chaines et cordages. Toujours selon les techniques d'amarrage classiques, la vis (4) des manilles est soumise à une forte érosion mécanique par frottement permanent « fer sur fer ». De la même manière et par réaction, le plat percé de la bouée (8), l'émerillon (2) et la chaine (1), sont exposés à une usure prématurée. Ce type d'assemblage est peu conforme aux règles de base de la mécanique générale. A titre d'exemple, les efforts mécaniques passent par des contacts ponctuels, siège de fortes concentrations de contraintes à l'origine d'érosion mécanique. La fiabilité d'un tel 25 montage est très faible. Dans tous ces cas, usure de la vis (4) de la manille, dévissage de la vis, usure ente les manilles (3) et l'émerillon (2), le maintien du bateau sur sa bouée n'est plus assuré, le bateau risque de rompre ses amarres. De nombreuses ruptures d'amarre se produisent par manque de fiabilité des manilles et de leur assemblage. Il est par ailleurs difficile de serrer 30 au couple normalisé une vis de manille, en l'absence d'un système d'entrainement mécanique classique, type tête de vis hexagonale ou six pans creux. En moyenne, en France, 3% des bateaux subissent des ruptures de leur amarrage à la suite d'une défaillance des manilles. Ce pourcentage est en constante augmentation, due en particulier à l'évolution de la fréquence et de la force des vents sur les cotes. 3042470 -3- Ces usures prématurées entrainent par ailleurs des coûts de maintenance des bouées et chaines élevés pour les usagers et les ports. La fréquence de remplacement des manilles et émerillon sur une ligne de mouillage est de 2 ans. Le remplacement des manilles nécessite dans la plupart des cas une opération couteuse 5 de sciage sur place du fait d'un manque de démontabilité. La présente invention a notamment pour objectif de supprimer tous ces inconvénients de l'art antérieur, dévissage des manilles, usure prématurée des manilles et de l'émerillon par contact « fer sur fer », périodicité des maintenances, tout en remplaçant 7 pièces mécaniques par une seule. 10 Plus précisément, selon le principe de l'invention (FIG 2), les vis (11) de dessous de bouée (15) et de chaine (12) de liaison au corps mort, prennent appuis sur les deux flancs selon le principe d'assemblage mécanique par chape. Les vis (11) sont serrées sur l'écrou soudé ou pas sur l'un des flancs et maintenues en position de manière très fiable par un contre-écrou frein. Les vis (11) sont protégées par une bague tournante (19) anti-usure qui supprime tout 15 frottement direct « fer sur fer ». Ces mêmes bagues protègent pour les mêmes raisons, la maille de la chaine (12) de corps mort et le plat de dessous de bouée (15). Par ailleurs, grâce à ces bagues (19), aucun couple de desserrage n'est transmis à la vis. La conception de l'amarre sous bouée, présente invention, ne fait appel qu'à des solutions conformes aux règles de base de la mécanique générale : Vis/écrou/contre-écrou, 20 bague tournante de répartition des contraintes sous effort, absence de contact « fer sur fer », alignement des efforts principaux sur l'axe épaulé, force de traction du bateau et réaction de la chaine de corps mort , en ligne, assemblage par des outils standards et adaptés. Avec une telle technique : -les composants en contact tels que vis (11), dessous de bouée (15), maille des chaines (12) de corps mort, ne sont plus soumis à l'érosion mécanique et l'usure prématurée de l'amarrage. -La fréquence d'inspection et de maintenance de chaque bouée de deux ans en moyenne tels que remplacement des manilles et de l'émerillon, devrait-être portée à plus de 5 ans. -La fiabilité de l'amarrage des bateaux est considérablement améliorée. Le risque de rupture des amarres est proche de zéro. -Les coûts de maintenance à la charge des ports sont réduits. L'amarre de bouée comporte donc 3 liaisons au bateau, 2 cordages et une chaine de sécurité. Ces trois liaisons sont volontairement de longueurs différentes. Un premier 35 cordage, le plus court est en tension permanente en cas de vent, le deuxième plus long, plus 3042470 -4- 15 cm, est détendu et la chaine encore plus longue apparait encore plus détendue que le deuxième cordage. Cette solution présente un atout en cas de tempête, celui de pouvoir observer l'état de ses amarres, à distance, à partir du bord de mer par exemple. En effet si le premier cordage est rompu, seul le deuxième cordage et la chaine apparaissent, il faudra 5 intervenir pour préserver le bateau. La présente invention comporte une variante de fabrication (FIG 3). Sur la base de la présente invention (FIG 2), une option, ressort amortie, a été développée (FIG 4): une version avec ressort et amortisseur hydraulique utilisant l'eau, présente l'avantage de réduire les chocs encaissés par la ligne de mouillage, les chaumards d'amarrage et tout l'ensemble 10 du bateau, chocs dus aux vagues, courant et vents. Ainsi (FIG 4), un ressort de compression (32) a été disposé entre l'épaulement (35) de l'axe (36) soudé sur la chape (27) de corps mort et la rondelle (28) soudée à l'intérieur du tube (31). Deux bagues de frottement (29) en matériau résistant aux frottements en matière type Ertalen, Nylon ou autre matériau de friction, ont été disposées de part et d'autre du 15 ressort, afin de limiter l'usure des points de contacts entre l'axe épaulé (35) et le tube (31) d'une part et l'axe épaulé (35) et la rondelle (28) soudée à l'intérieur du tube (31) d'autre part. Lors d'une augmentation de la force (F), (FIG 4) exercée sur la ligne de mouillage due au vent et aux vagues par exemple, le ressort va se comprimer. La décélération (en in/s/s) 20 ainsi enregistrée sur le point d'amarre du bateau, obtenue dans cette phase grâce à la compression du ressort sera réduite ainsi que, par conséquent, les forces dynamiques, F = Masse X décélération en m/s/s, qui s'exercent sur la ligne de mouillage. Les contraintes mécaniques, force d'extension divisée par la section des cordages, qui s'exercent dans les cordages d'amarrages seront considérablement réduites. 25 La compression du ressort apporte une certaine élasticité à la ligne de mouillage du bateau. Ce dispositif permet d'éliminer les chocs subis par les cordages d'amarrage, et l'ensemble du bateau. Au repos, le ressort n'exerce aucune force de manière à assurer la fonction rotation de l'axe épaulé (35) par rapport au tube (31). Ce dispositif réduit donc les contraintes mécaniques à l'origine de rupture d'amarre de 30 bateau et protège le bateau lui-même et ses équipements. L'invention (FIG 4) comporte une deuxième particularité, en outre du ressort. La chambre immergée dans l'eau, du fait même qu'elle est située sous la bouée, dans laquelle est enfermé le ressort (32) constitue un amortisseur. Plus précisément, l'eau enfermée dans ladite chambre est capable de fuir à travers un orifice calibré en fonction de l'amortissement recherché. Cette fuite d'eau permet d'amortir les mouvements du piston, 3042470 -5- constitué de l'axe épaulé, lors de la compression et de l'extension du ressort et par suite de la ligne de mouillage, suivant la loi F=K multiplié par l'accélération, Le ressort et l'amortisseur apportent une certaine, élasticité amortie, à la ligne de mouillage, protégeant ainsi les cordages de liaison au bateau, les chaumards, points 5 d'ancrage des cordages liés au bateau, le matériel électronique de navigation, les supports moteurs et le bateau dans son ensemble. Du point de vue construction (FIG 4), la chape de bouée (27) et le plat de chaine de sécurité (34) du bateau sont soudés sur le tube (31) pour mieux répartir les contraintes de traction induites par l'anneau. 10 L'amarre amortie est constitué deux sous-ensembles capables de tourner l'un par rapport à l'autre et d'un ressort (32). Le premier sous-ensemble est constitué du piston (36) soudé sur la chape (27) de corps mort, le deuxième est constitué de l'anneau (37), de la chape de bouée (33), du plat de la chaine de sécurité (34) et du tube (31). Deux bagues de guidage (29) destinées au bon 15 glissement du piston (36) dans le tube (31) ont été disposées de part et d'autre du ressort (32). L'amarre amortie (FIG 4) comporte une alternative de fabrication (FIG 5). L'anneau (37) roulé est remplacé par une forme similaire (38), (FIG 5) obtenu par découpe type Laser. Ainsi le plat de liaison à la chaine de sécurité (34) du bateau et l'anneau (37) ne font qu'une seule pièce mécanique. 20 Une deuxième option (FIG 6) de l'amarre, objet de l'invention, avec ou sans ressort et amortisseur, présente la particularité d'une double rotation : rotation de non vrillage de la chaine de corps mort et rotation de non vrillage des 2 cordages de liaison au bateau. Une gamme complète de ce dispositif, avec ou sans ressort-amortisseur, a été crée afin de répondre aux différentes applications, en fonction en particulier de la longueur et de la 25 masse du bateau. Il n'existe pas d'art antérieur avec système amortie. De même qu'il n'existe pas d'art antérieur qui réunisse à la fois toutes les fonctions suivantes: relier en une seule pièce la bouée d'amarrage, la liaison à la chaine de corps mort, la liaison à la chaine de sécurité, la liaison des cordages de tenue du bateau, avec ou sans ressort et amortisseur intégrés. 30 Le champ d'application de cette invention couvre l'ensemble des bateaux de toutes tailles et masses ou autres équipements, amarrés à une bouée ou tout autre point d'ancrage, en mer, sur lac ou rivière. REVENDICATIONS1) Dispositif d'amarre pour l'ancrage des bateaux sous une bouée par l'intermédiaire d'un cordage, par exemple dans les ports, bouée elle-même reliée par l'intermédiaire d'une chaine à un corps mort, par exemple un bloc de béton posé au fond de l'eau, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué d'une seule pièce consistant en deux sous-ensembles (13 et 20) capable de tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe (14). Le premier sous-ensemble comprend un anneau (20) susceptible de recevoir les cordages reliés au bateau, lié à une chape (18) susceptible de recevoir le dessous de la bouée (15). Le deuxième sous-ensemble (13) comprend une chape (46) liée à l'axe (14) susceptible de recevoir la chaine de corps-mort. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chape (46) est susceptible de recevoir une vis maintenue par un écrou et contre écrou frein ainsi qu'un galet de rotation. 3) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que la chape (18) est susceptible de recevoir une vis maintenue par un écrou et contre écrou frein ainsi qu'un galet de rotation. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'axe (14) est libre de tourner dans son guide (17) et possède un jeu axial de quelques millimètres afin d'assurer un nettoyage de l'axe (14). 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le sous-ensemble (20) possède un orifice (16, 22, 34 ou 42) permettant une accroche supplémentaire au bateau. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que dans son option amortie (FIG 4) l'amarre comprend un ressort de compression (32), positionné dans le tube (31) et en appui sur les bagues (29), l'une étant elle-même en appui sur la rondelle (35), l'autre étant en appui sur la rondelle (28), le ressort est comprimé sous l'action des forces de traction (F), l'eau enfermée dans ledit tube (31) est capable de fuir à travers un orifice calibré (30) en fonction de l'amortissement recherché. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans son option double rotation, l'anneau (45) est capable de tourner en rotation autour de l'axe (41), de même que le plat (42) ainsi que la chape (43) sont aussi capables de tourner en rotation sur l'axe (41).