Brevet FR3055606A1 — publié le 20180309

Amarrage automatique de navires La présente invention se rapporte au domaine général de l'amarrage des navires, et, plus particulièrement, des solutions permettant de rendre les opérations d'amarrage possibles sans manipulations de la part de l'équipage ou des lamaneurs, voire de rendre ces opérations complétement automatiques, d'où une économie de temps et de main d'oeuvre, sans compter le gain en terme de sécurité. On trouvera dans le brevet US 2 871 813, un premier exemple de solution d'amarrage pour navire, évitant une manipulation directe de câbles, la liaison mécanique entre le navire et le quai étant assurée par un système de bielle et de coulisse permettant son maintien tout en compensant les mouvements liés, par exemple, aux variations de niveau dues à la marée ou au changement d'enfoncement du navire. Plus récemment, on trouvera dans les brevets US 2010 0272517A1 et US 8215256B2, un autre exemple de solution automatique d'amarrage, basée, cette fois ci, sur l'utilisation de ventouses s'appliquant sur la bordaille du navire. On notera que dans ces deux exemples, la transmission des efforts d'amarrage se fait via un nombre important de pièces intermédiaires, rendant le chemin de ces efforts complexe et délicat, ce qui peut générer, vu la valeur de ces efforts, typiquement plusieurs dizaines de tonnes, des taux de défaillances et/ou des opérations de maintenance inacceptables. L'objet de la présente invention est, donc, d'améliorer très sensiblement l'état de la technique antérieure, en proposant une solution permettant à la fois : - d'optimiser, de simplifier et de fiabiliser la liaison mécanique entre le navire et le quai ; - de réduire le nombre de composants nécessaire à la fonction d'amarrage, ce qui permet d'en réduire le coût tout en en augmentant la fiabilité ; - de faciliter l'automatisation des opérations d'amarrage ; - d'accélérer la manoeuvre ; - de réduire l'emprise et les contraintes d'installation sur le quai et sur le navire. On trouvera Figure 1 les principales caractéristiques de l'invention proposée. Elle est composée : - d'un crochet, de forme sensiblement triangulaire, (1), relié, via une manille (2), à un câble d'amarrage (3), entrainé par un treuil (4), ou système de traction équivalent, placé 30 sur le quai (5); 3055606 2 - d'une glissière (6), sensiblement verticale, présentant, combiné avec la coque (7) du navire, une géométrie sensiblement trapézoïdale : - dans laquelle s'inscrit avec un certain jeu, le profil triangulaire du crochet (1), glissière solidaire mécaniquement de la coque du navire (7). 5 - géométrie trapézoïdale dont la petite base, placée face au quai, constitue une ouverture permettant le passage de l'anneau (14) et la manille (2) On voit que, grâce à cette géométrie, le crochet (1) peut coulisser verticalement dans la glissière (6), tout en restant relié par le câble (3) au treuil (4). - d'une grue (8), (ou un portique mobile), supportant via une chaine (9) le crochet (1) de 10 façon à pouvoir le déplacer dans les trois directions. La figure 2 présente, plus en détail, les caractéristiques du crochet (1). Celui-ci est composé de deux flasques (10a) et (10b), formant un profil triangulaire et présentant une échancrure (11) dans laquelle est fixé, via une platine (12) et un cavalier (13), un anneau (14) pivotant autour de l'axe vertical (15) du crochet, dans lequel est 15 engagée la manille (2), qui est, elle-même, libre de tourner autour de l'axe horizontal (16) du manillon (18) dans l'anneau (14). Cette manille (2) est reliée au câble (3) via une cosse (17), qui fournit une possibilité d'alignement complémentaire entre le câble (3) et le crochet (1). On comprendra ainsi que, une fois le crochet (1) engagé, à jeu réduit, dans la glissière (6), 20 l'effet d'un effort de traction sur le câble (3) pour amarrer le navire sera : - de faire coulisser verticalement, en appui glissant, le crochet (1) dans la glissière (6), pour le mettre au même niveau que le treuil (4) ; - de faire pivoter l'anneau (14) dans son le cavalier (13) pour l'orienter, autour de l'axe vertical (15), dans la direction de la traction du câble ; 25 - de faire pivoter la manille (2) dans l'anneau (14) pour l'orienter, autour de l'axe du manillon (18), elle aussi, dans la traction du câble. On voit, figure 3, qu'ainsi l'effort de traction exercée par le treuil (4) sur le câble (3) sera directement transmis, de manière mécaniquement simple, vers la platine (12) du crochet (1), qui, étant solidaire mécaniquement des deux flasques 10a) et 10b) transformera cet 30 effort de traction par un appui sur ces deux flasques. Ainsi, du fait de leur géométrie trapézoïdale complémentaire de celle de la glissière (6), ces deux flasques prendront alors appui sur les 2 faces internes de la glissière (6), qui transmettront, elles même, l'effort de traction vers la coque du navire (7). Les opérations d'amarrage pourront donc être réalisées de la manière suivante : à 3055606 3 l'approche du navire, la grue (8) sera manoeuvrée pour placer le crochet (1) au-dessus de la glissière (6). On pourra alors descendre le crochet (1) à l'intérieur de la glissière (6), cette opération étant éventuellement facilitée en donnant à la partie supérieure des profils (19a) et (19b) une forme d'entonnoir (20). On pourra ensuite descendre le crochet pour le 5 placer au même niveau que le treuil (4) et commencer à tendre avec celui-ci le câble (3), la chaine (9) étant relâchée, assurant ainsi l'amarrage du navire contre le quai (5). L'appui des flasques (10a) et (10b) du crochet (1) sur les faces internes des profils (19a) et (19b) de la glissière étant glissant dans le sens vertical, on comprendra que ce glissement permettra de compenser les mouvements verticaux du navire par rapport au quai (5), qu'ils 10 soient dus à la marée, aux vagues ou à une variation de son enfoncement. On comprendra que, de manière similaire, cette possibilité de compensation des mouvements relatifs entre le navire et le quai sera complétée par les rotations de l'anneau (14) et de la manille (2) pour que le câble (3) soit, en permanence, sensiblement aligné avec le treuil (4). 15 Pour permettre le départ du navire on répétera l'opération en sens inverse : on relâchera le câble (3) puis on hissera avec la grue (8) le crochet (1) hors de la glissière (6) : le navire est alors libéré et peut donc quitter le quai (5). Pour réduire au maximum l'emprise sur le quai, on notera aussi que, voir figure (4), l'on a avantage à placer le treuil (4) au plus près du bord du quai (5). Mais ceci peut avoir 20 l'inconvénient de réduire au minimum la longueur du câble (3) et, donc, l'élasticité de l'amarrage, nécessaire pour amortir les petits déplacements du navire par rapport au quai. Pour éviter d'avoir à ajuster, en permanence, l'effort de traction sur le câble (3) pour compenser les petits déplacements navire, on notera, que l'on pourra jouer sur l'élasticité des défenses (21), placées entre le navire et le quai (5). Eventuellement, si cela ne suffit 25 pas, on pourra fixer le treuil (4) sur un système coulissant, ici représenté par des roues (22) et des rails (23), muni d'amortisseurs élastiques supplémentaires, représentés, ici, par des ressorts (25). Enfin, si nécessaire, il peut être utile de pourvoir déplacer le treuil (4) le long du quai (5) de façon à parfaire son alignement avec la glissière (6). Ce cas peut, en particulier, se présenter si le quai est fréquenté par différents navires, dont les glissières (6) ne sont pas placées au même endroit par rapport au quai. Pour permettre cette translation, il suffira de monter le treuil (4) sur un système de guidage complémentaire, composé par exemple d'une coulisse fixée sur le quai (5). Pour faciliter le glissement du crochet dans la glissière, on pourra éventuellement placer 3055606 4 sur la face d'appui des flasques (10a) (10b) un revêtement présentant un faible coefficient de frottement, à base de Polytetrafluoroéthylène, par exemple, ou lubrifier cet appui avec de la graisse. Alternativement, on pourra, voir Figure 4, équiper les faces d'appui de ces flasques avec une série de rouleaux ou de billes (26). Alternativement encore, on pourra 5 placer ce revêtement, ou ces rouleaux, sur les faces internes des profils (19 a) et (19b) de la glissière (6). Pour illustrer la mise en oeuvre de l'invention nous considérerons le cas de l'amarrage d'un bac pour lequel la force requise pour l'amarrage est de l'ordre d'une vingtaine de tonnes. Dans ce cas, la réalisation de l'invention sera caractérisé en ce que : 10 Les flasques (10 a) et (10 b) du crochet (1) seront réalisés en acier et auront une épaisseur d'une vingtaine de mm, une largeur de l'ordre de 300 mm et une hauteur de 700 mm et seront orientés à angle droit l'une par rapport à l'autre. Le câble (3) aura un diamètre de l'ordre de 40inm. La glissière (6) sera constituée, voir figure 4, de deux profils symétriques (19 a) et (19 b) formé à partir de tôles de 20 mm d'épaisseur pliées à 45 °. 15 Ces deux profils seront renforcé par des équerres (28), espacés d'une dizaine de cm ; elles aussi de l'ordre de 20 mm d'épais et seront fixés à la coque du navire (7) via des boulons (29) de 20 mm de diamètre. La géométrie trapézoïdale constituée par les profils (19 a) et (19 b) et la coque (7) du navire présente une ouverture (27), d'une dizaine de cm permettant le passage de l'anneau (14) et de la manille (2). 20 Pour assurer une transmission et une répartition optimale des efforts de tractions de la glissière vers l'ensemble de la coque du navire on aura avantageusement : - placé en vis-à-vis de chaque face d'appui des profils (19a) et (19b) un couple de la coque; - prolongé ces profils vers le bas, jusqu'au pont inférieur (30) et la défense de coque 25 (32) ; - prolongé ces profils vers le haut, pour dépasser le pont supérieur (31). On notera que le passage trapézoïdal disponible entre les profils (19a), (19b) et la coque (7) aura un coté de l'ordre de 350 mm, et de ce fait : - il y aura un jeu de quelque cm entre les faces d'appui des flasques (10 a) et (10 b) du 30 crochet et les faces internes des profils (19a) et (19b) évitant ainsi tout risque de coincement du crochet (1) dans la glissière (6); - ces profils (19a) et (19b) seront en retrait par rapport à la défense de coque (32) et donc ne risqueront pas de s'accrocher dans les défenses de quai (21) durant l'accostage. Pour faciliter le guidage du crochet (1) dans la glissière (6), l'embouchure de l'entonnoir 3055606 5 (20) présentera un jeu d'une dizaine de cm par rapport aux flasques du crochet (1). La commande des opérations pourra se faire aisément par, par exemple, un système automatique basé sur des caméras vidéo qui, lorsqu'elles détecteront les bords de l'entonnoir (20), et sous réserve que le navire est ordonné l'amarrage, par, par exemple, 5 signal radio, commanderont la grue (8) pour engager le crochet (1) dans la glissière (6). Une fois ceci fait, ces caméras commanderont sa descente jusqu'à ce qu'il soit sensiblement à la même hauteur que le treuil (4). Ceci fait, le treuil (4) pourra être activé par le capitaine du navire pour tendre le câble (3) et procéder au maintien du navire contre le quai (5), la chaine (9) étant relâchée pour laisser le crochet (1) libre de se déplacer dans 10 la glissière (6). Si on considère une glissière d'une longueur d'environ 5 m, on voit que cette solution pourra aisément compenser des variations de tirant d'eau ou de marée de plusieurs m.... Pour maintenir en position le navire dans toutes les directions, on pourra combiner plusieurs installations de ce type, telle qu'illustré dans la Figure 6, où à titre d'exemple, on 15 a considéré un point d'amarrage (33) au milieu du navire (34) ainsi que deux autres, (35) et (36) placé respectivement à l'avant et à l'arrière. Ces deux derniers amarrage présentant, du fait de la forme du navire, un angle significatif avec le quai, on comprendra aisément qu'ils assureront le maintien longitudinal de celui-ci, tout en complétant l'action de l'amarrage (33) pour le plaquer contre le quai (5) ; 20 Outre la simplicité et la robustesse des composants mis en oeuvres, on notera que l'invention présente les avantages suivants : - encombrement réduit sur le quai ; - faible impact sur le design de la coque, en particulier comparé à une solution à ventouses, qui requiert plusieurs mètres carrés de surface, sans aspérités ni fenêtres pour 25 fournir l'effort de succion requis ; - flexibilité d'installation, les glissières (6) pouvant être placé librement le long de la coque ; - rapidité des opérations qui permettent un amarrage en quelques secondes. On notera, que, si cela est plus pertinent, la mise en oeuvre de l'invention pourra être 30 inversée, le treuil (4), le crochet (1) et la grue (8) étant placés sur le navire, alors que la glissière (6) sera placée sur le quai. De même, si cela est pertinent, en particulier si il la protubérance constituée par la glissière (6) hors de la coque (7) n'est pas acceptable, la glissière (6) peut être installée à l'intérieur de la bordaille. REVENDICATIONS1)Amarrage de navire constitué : - coté quai, d'un crochet (1), de forme sensiblement triangulaire, (1), relié, via une manille (2), à un câble d'amarrage (3), entrainé par un treuil, ou système de traction équivalent,(4), ou système de traction équivalent, placé sur le quai (5); - coté navire, d'une glissière (6), sensiblement verticale, présentant, combiné avec la coque (7) du navire, une géométrie sensiblement trapézoïdale, dans laquelle peut s'inscrire, et coulisser à jeu réduit, la géométrie triangulaire du crochet (1); - coté quai, d'une grue (8) (ou un portique mobile) supportant, via une chaine (9), le crochet (1) de façon à pouvoir le déplacer dans les trois directions ; caractérisé en ce qu'après avoir, avec la grue (8), engagé le crochet (1) dans la glissière (6), et placé celui-ci sensiblement à la hauteur du treuil (4) celui-ci peut être activé pour générer une traction sur le câble (3) et ainsi procéder à l'amarrage du navire. 2) Amarrage de navire suivant la revendication 1) caractérisé en ce que les flasques (10a) et (10b) du crochet (1) ou les faces intérieures des profils (19a) et (19 b) de la glissière 15 (6) sont revêtues d'un matériau à faible coefficient de frottement, ou munis de rouleaux ou billes (26). 3) Amarrage de navire suivant la revendication 1) caractérisé en ce que le crochet (1) est relié au câble d'amarrage (3) via un anneau (14) pouvant tourner autour d'un axe vertical (15). 20 4) Amarrage de navire suivant la revendication 1) caractérisé en ce que la manoeuvre de la grue (8) et / ou du treuil (4) est commandé à distance par un signal radio émis par le navire, ou par un automate. 5) Amarrage de navire suivant la revendication 1) caractérisé en ce que les profils (19a) et (19b) sont mécaniquement solidaires des ponts inférieur (30) et supérieur (32). 25 6) Amarrage de navire suivant la revendication 1) caractérisé en ce que les profils (19a) et (19b) sont mécaniquement solidaires de la défense de coque (31). 7) Amarrage de navire suivant la revendication 1) caractérisé en ce que le treuil ou le système de traction équivalent, agissant sur le câble (3), peut coulisser perpendiculairement à l'axe de traction et est relié de manière élastique au quai (5). 30 8) Amarrage de navire suivant la revendication 1) caractérisé en ce que l'anneau de l'anneau (14) est placé dans une échancrure (11) dans les flasques (10a) et (10b). 9) Amarrage de navire constitué : 3055606 7 - coté navire, d'un crochet (1), de forme sensiblement triangulaire, (1), relié, via une manille (2), à un câble d'amarrage (3), entrainé par un treuil (4), ou système de traction équivalent, placé sur le quai (5); - coté quai, d'une glissière (6), sensiblement verticale, présentant, combiné avec la coque 5 (7) du navire, une géométrie sensiblement trapézoïdale, dans laquelle peut s'inscrire, et coulisser à jeu réduit, la géométrie triangulaire du crochet (1); - coté navire, d'une grue (8) supportant, via une chaine (9), le crochet (1) de façon à pouvoir le déplacer dans les trois directions ; caractérisé en ce qu'après avoir, avec la grue (8), engagé le crochet (1) dans la glissière 10 (6), et placé celui-ci sensiblement à la hauteur du treuil (4) celui-ci peut être activé pour générer une traction sur le câble (3) et ainsi procéder à l'amarrage du navire. 10) Amarrage suivant la revendication 1) caractérisé en ce que la glissière (6) est placé à l'intérieur de la coque (7) du navire. 20 25 30