Brevet FR3087745A1 — publié le 20200501

Navire comprenant un hangar de stockage s'étendant sur la largeur du navire et des arceaux de renfort longitudinaux Domaine de l'invention La présente invention est relative à un navire, tel un navire de marine militaire, un navire de travail, ou un yacht. L'invention concerne plus particulièrement la structure d'un tel navire. Art antérieur I0 Dans la conception et la construction de navires, et notamment de navires de grandes longueurs, il est nécessaire d'optimiser le poids et l'impact environnemental du navire au cours de ses années d'exploitation, la structure de ce dernier devant rester robuste. Ces navires doivent par ailleurs présenter des capacités opérationnelles 15 adaptées aux besoins spécifiques de leurs acheteurs. Exposé de l'invention L'invention propose un navire comprenant une coque et au moins un pont situé au-dessus de la coque, caractérisé en ce que ledit navire comprend un hangar 20 s'étendant sur toute la largeur du navire et débouchant par une ouverture sur les deux parois latérales opposées de la coque du navire, ledit navire comprenant en outre deux arceaux de renfort s'étendant sur chacun des bords latéraux dudit navire, de part et d'autre dudit hangar selon l'axe longitudinal du navire. Le navire comprend ainsi un hangar occupant toute la largeur du navire, et 25 ouvert sur chaque bordé. Ce hangar peut abriter des embarcations ou stocker en transversal un ou plusieurs container(s) de 20 pieds, par exemple. 2 Un tel hangar peut également abriter tout autre équipement ou cargo apte à s'insérer dans les dimensions du hangar. Pour répartir au mieux les contraintes et optimiser la tenue de la structure, tout en prenant en compte le vide structurel induit par ce hangar, des arceaux de 5 renfort sont raccordés de manière rigide au pont et à la coque et renforcent longitudinalement le pont et la coque. L'invention s'applique plus particulièrement, mais non obligatoirement, aux navires militaires. Selon un aspect particulier de l'invention, une première portion des arceaux I0 de renfort s'étend au-dessus dudit hangar et une deuxième portion des arceaux de renfort s'étend depuis la première portion vers l'arrière du navire. De façon avantageuse, la première portion des arceaux de renfort s'étend au niveau d'un premier pont du navire situé au-dessus dudit hangar et la deuxième portion des arceaux de renfort s'étend au niveau d'un deuxième pont du navire situé 15 en-dessous dudit premier pont. Avantageusement, la zone du deuxième pont situé entre les deuxième portions des arceaux de renfort présente une paroi de fond reliée audit hangar par le biais d'une baie obturable par au moins un élément de fermeture mobile. Selon une mise en oeuvre particulière de l'invention, ladite première portion 20 de chaque arceau de renfort s'étend vers l'avant du navire, et est prolongée par une portion d'extrémité orientée vers la portion d'extrémité de l'autre arceau de renfort. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de la technique décrite apparaîtront 25 plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels : 3 - la figure 1A est une vue schématique en perspective de l'arrière d'un navire conforme à l'invention mettant en oeuvre un hangar occupant toute la largeur du navire et des arceaux latéraux ; - la figure 1B est une vue schématique partielle d'un exemple d'arceau latéral 5 derrière lequel est disposé un hangar léger ; - la figure 1C est une vue de côté et en coupe transversale d'un exemple d'arceau de renfort latéral ; - les figures 2A et 2B sont des vues de côté et de dessus respectivement d'un navire 1 conforme à l'invention ; I 0 - les figures 3A et 3B illustrent deux structures possibles d'arceaux de renfort conformes à l'invention. Description de l'invention Les figures 2A et 2B sont des vues de côté et de dessus respectivement d'un 15 navire 1 conforme à l'invention, et plus particulièrement d'un navire de marine militaire du type patrouilleur (ou OPV pour "Offshore Patrol Vessel " en anglais). Le navire 1 comprend une coque 10, un dispositif de propulsion (non visible) et plusieurs ponts P1, P2, P3 étagés. Le navire 1 présente une longueur de 70m environ et la coque 10 est réalisée 20 en aluminium. Le navire 1 intègre une innovation sous la forme d'un hangar 11 modulaire (appelé "Mission Bay") occupant toute la largeur du navire 1, et ouvert sur chaque bordé. Ce hangar 11 peut abriter et mettre en oeuvre deux embarcations semi-rigides 25 de 8.5m, mais peut également stocker en longitudinal un container de 20 pieds ou tout autre équipement similaire offrant au navire 1 la possibilité de s'adapter aux missions. 4 De façon connue, sur de petites tailles de navire, ce sont les efforts locaux liés à l'enfoncement de la coque ou de l'eau sur le pont (hydrostatique) ou les efforts dynamiques (accélérations, notamment verticale, "slamming", etc) qui sont dimensionnant pour la structure. 5 Pour des navires à partir de 50m environ, les efforts globaux deviennent dimensionnant, notamment la flexion d'ensemble du navire. Cette flexion est due au différentiel entre la répartition des poids le long du navire et la répartition des pressions de l'eau le long de la coque, aussi bien en statique qu'en dynamique. La Déposante s'est appuyée à la fois sur les règlements de société de classification, et sur des développements internes pour étudier ce sujet, en s'intéressant particulièrement aux phénomènes de fatigue cyclique. La Déposante a par exemple réalisé des calculs de tenue à la mer sur houle ayant fourni des données à des calculs de type éléments finis de l'ensemble du navire et a réalisé de longues campagnes d'acquisition de données de comportement et de contraintes sur des navires construits afin de recaler ses modèles. Il apparaît que l'intégration du concept de hangar 11 décrit plus haut représente un risque vis-à-vis de la bonne répartition des contraintes et de la tenue de la structure. En effet, le hangar 11, du fait de son implantation au milieu du navire et de son principe même d'espace ouvert, correspond à un affaiblissement local de la « poutre navire », à l'endroit où les contraintes attendues sont les plus élevées. En réfléchissant à la problématique structurelle décrite au paragraphe précédent, ainsi que des soucis d'esthétique, la Déposante a eu l'idée d'un concept d'arceau structurel, nommé « Arch Bow » ou « Rear Bow ». Ces arceaux 12 de renfort longitudinaux, situés de façon symétrique de part et d'autre de l'axe longitudinal du navire, sur l'arrière de la superstructure, ont pour 5 fonction de répartir les contraintes de flexion le long de la poutre navire, encadrant ainsi le vide structurel induit par le hangar 11. La conception de ces arceaux 12 arrière prend en compte la transmission des efforts de flexion d'ensemble entre les ponts P1, P2, P3. 5 Ces arceaux 12 s'étendent sur les bords du navire 1. Ils partent du pont P3 en prolongement du pavois (première portion 121), en faisant le tour de la timonerie (mais en plus épais sur l'arrière), et descendent en pente vers l'arrière, pour descendre vers le pont P2 (deuxième portion 122). Puis ils se prolongent vers le pont P1 (troisième portion 123) en terme de descente de charge. Ces arceaux 12 se ID présentent sous la forme d'un profilé épais. La première portion 121 des arceaux de renfort s'étend au-dessus dudit hangar 11 et la deuxième portion 122 des arceaux 12 de renfort s'étend depuis la première portion 121 vers l'arrière du navire. La première portion 121 des arceaux 12 de renfort s'étend au niveau du 15 premier pont P1 du navire situé au-dessus dudit hangar 11 et la deuxième portion 122 des arceaux 12 de renfort s'étend au niveau du deuxième pont P2 du navire situé en-dessous du premier pont P1. Ces arceaux 12 sont visibles (forme et couleur) de côté et vu de l'arrière du navire, et soulignent la fonction modulaire et pratique, voire utilitaire, du navire tout 20 en remplissant la fonction de transmission de contrainte à l'origine de l'idée. Ces arceaux de renfort latéraux s'étendant selon l'axe longitudinal du navire de part et d'autre dudit hangar 11. Ces arceaux 12 forment deux caissons latéraux épais abritant des fonctions techniques ou de circulation, l'espace 13 situé au milieu entre les arceaux 12 étant 25 un espace rectangulaire ouvert et modulaire : 6 - soit pour le fermer par un hangar H destiné à accueillir un hélicoptère comme illustré sur la vue de détail de la figure 1B (il pourrait également accueillir un drone aérien, non représenté sur cette figure), - soit ouvert et permettant l'accueil d'un container C (20 pieds, par exemple) 5 ou autre chose comme illustré sur la figure 1A. Dans le premier cas, la structure du hangar H léger est de préférence séparée de la structure principale, par exemple en le construisant comme un container avec de la tôle pliée et une structure porteuse. Le fond du pont P2 et de l'espace 13 peut être ouvert et présenter une baie 14 IO obturable par un volet roulant, par exemple, la baie 14 débouchant à l'intérieur du hangar 11. La conception de deux arceaux de renfort longitudinaux en complément du hangar 11 permet d'assurer une continuité structurelle en flexion d'ensemble. En termes de design, cela permet de mettre en valeur la fonction de 15 modularité du navire. Les deux arceaux latéraux peuvent se prolonger en vertical sur les ponts P1 et P2 et peuvent intégrer les circulations, ventilations ou autres, et peuvent permettre de : - disposer d'un espace modulaire au pont P2 entre les deux arceaux 12 : 20 hangar drone ou espace ouvert (pour la pose d'un container de 20 pieds); - disposer au pont P1 de deux espaces modulaires rectangulaires de 30 m2 (espace modulaire, local plongeur, etc). Le fait de faire transiter les contraintes par les peaux extérieures de la structure du navire (bordés = âmes) et les arceaux 12 latéraux (semelle) peut 25 permettre de s'affranchir de structure entre ces éléments. 7 On peut alors imaginer que la zone du pont P2 entre les arceaux 12 latéraux soit modulable : on peut y installer un hangar léger (qui ne soit pas structurel), par exemple pour abriter un USV, pour abriter et stocker du matériel, pour accueillir un container standard 20 pieds ou 10 pieds. 5 La plupart des navires de ce type n'ont pas une esthétique très travaillée. La solution illustrée offre une esthétique nouvelle et travaillée. Il se trouve que les navires de ce type, ou les navires militaires de façon générale, si un souci esthétique a été intégré, il l'est souvent au niveau de l'avant du navire. Généralement, la partie arrière est très technique, et est traité d'un point de 10 vue esthétiquement uniquement de façon fonctionnelle avec de grandes surfaces planes, horizontales (ponts), transversales et longitudinales avec un effet de « boîte » et des transitions violentes entre les surfaces. Le concept proposé permet d'adoucir esthétiquement la transition entre les zones, et offre une ligne en pente douce vers l'arrière, marquée par l'épaisseur de la 15 structure et éventuellement la couleur et la texture de cette zone qui permettent de lier esthétiquement les volumes le long du navire et donner plus d'impact visuel à l'avant en évitant des ruptures brutales de ligne à l'arrière qui attirent l'oeil de l'observateur. Ce concept d'arceau de renfort peut être étendu vers l'avant du navire. En 20 effet, tel qu'illustré sur les figures, les arceaux 12 sont situés à l'arrière de la superstructure, avec une zone de transition structurelle vers les pavois latéraux entourant la timonerie. Les contraintes transitant dans les arceaux étant importantes, la transition est difficile à gérer structurellement. On peut donc imaginer que les arceaux se prolongent structurellement bien plus vers l'avant du 25 navire, voire jusqu'à la partie avant des pavois ou cette protection se referme g transversalement (portions d'extrémité 120 de la figure 2B) pour protéger la timonerie et l'équipage des effets de la mer et du vent au niveau du pont supérieur. Cette prolongation peut être cohérente esthétiquement, la décision étant déjà prise de « marquer » l'ensemble des arceaux et du pavois pouvant avoir la 5 même couleur/texture. Les figures 3A et 3B illustrent deux structures possibles d'arceaux conformes à l'invention. Sur la figure 3A, l'arceau 12 prend la forme d'un treillis. Sur la figure 3B, l'arceau 12 peut présenter des portions ajourées. Le concept de l'invention peut être mis en oeuvre sur un bateau de plaisance, 10 du type motor yacht, REVENDICATIONS1. Navire comprenant une coque et au moins un pont situé au-dessus de la coque, caractérisé en ce que ledit navire comprend un hangar s'étendant sur toute la largeur du navire et débouchant par une ouverture sur les deux parois latérales opposées de la coque du navire, ledit navire comprenant en outre deux arceaux de renfort s'étendant sur chacun des bords latéraux dudit navire, de part et d'autre dudit hangar selon l'axe longitudinal du navire. 2. Navire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première portion des arceaux de renfort s'étend au-dessus dudit hangar et une deuxième portion des arceaux de renfort s'étend depuis la première portion vers l'arrière du navire. 3. Navire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première portion des arceaux de renfort s'étend au niveau d'un premier pont du navire situé au-dessus dudit hangar et la deuxième portion des arceaux de renfort s'étend au niveau d'un deuxième pont du navire situé en-dessous dudit premier pont. 4. Navire selon la revendication 3, caractérisé en ce que la zone du deuxième pont situé entre les deuxième portions des arceaux de renfort présente une paroi de fond reliée audit hangar par le biais d'une baie obturable par au moins un élément de fermeture mobile. 5. Navire selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que ladite première portion de chaque arceau de renfort s'étend vers l'avant du navire, et est 10 prolongée par une portion d'extrémité orientée vers la portion d'extrémité de l'autre arceau de renfort.