Brevet FR3137513A1 — publié le 20240105

Système de rechargement des bateaux pendant le temps de passage à une écluse . L’invention concerne un système de rechargement pour un bateau à une écluse, ledit système comprenant : une source d’énergie installée au niveau de l’écluse, un câble d’alimentation (5) relié à la source d’énergie, lequel câble (5) est pourvu d’une prise d’alimentation (5A) configurée pour se connecter à une prise complémentaire du bateau, un flotteur (7) configuré pour translater selon le niveau de l’eau dans l’écluse, la prise d’alimentation (5A) coopérant avec ledit flotteur (7) de sorte que la prise (5A) reste constamment au même niveau que le bateau quel que soit le niveau de l’eau dans l’écluse, et un contrepoids configuré pour maintenir tendu le câble d’alimentation (5) quel que soit le niveau d’eau présent dans l’écluse. Figure de l’abrégé : [Fig. 3] système de rechargement des bateaux pendant le temps de passage à une écluse. Domaine technique. La présente invention a pour objet un système de rechargement de bateaux à une écluse, en particulier pour recharger des bateaux électriques. L’invention concerne le domaine technique de la navigation de bateaux de commerce et de plaisance. Présentation de l’invention. La solution proposée par l’invention est un système de rechargement pour un bateau à une écluse, ledit système comprenant : une source d’énergie installée au niveau de l’écluse, un câble d’alimentation relié à la source d’énergie, lequel câble est pourvu d’une prise d’alimentation configurée pour se connecter à une prise complémentaire du bateau, un flotteur configuré pour translater selon le niveau de l’eau dans l’écluse, la prise d’alimentation coopérant avec ledit flotteur de sorte que la prise reste constamment au même niveau que le bateau quel que soit le niveau de l’eau dans l’écluse, et un contrepoids configuré pour maintenir tendu le câble d’alimentation quel que soit le niveau d’eau présent dans l’écluse. Plus particulièrement, l’invention permet d’alimenter des bateaux pendant leur temps de passage aux écluses en toute sécurité. Cette alimentation est réalisée par un câble d’alimentation. Le flotteur va permettre au câble d’alimentation de suivre la hauteur de l’eau présente dans l’écluse, de manière que le câble ne soit jamais en contact avec l’eau. Le câble d’alimentation doit toujours être tendu grâce au contrepoids et il ne doit pas rentrer en contact avec les parois de l’écluse et/ou du bateau pendant l’alimentation, ou lorsque le niveau d’eau de l’écluse est soumis à des courants importants. D’autres caractéristiques avantageuses de l’appareil objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires : Selon un mode de réalisation, le flotteur est un bollard flottant installé dans l’écluse. Selon un mode de réalisation, la prise est montée sur une structure solidaire du bollard. Selon un mode de réalisation, le flotteur est positionné dans un sas installé en aval de l’écluse. Selon un mode de réalisation, le câble d’alimentation est un câble d’alimentation électrique. Selon un mode de réalisation, le système comprend deux poulies positionnées l’une au-dessus de l’autre dans le bollard flottant, le câble d’alimentation étant enroulé autour des deux poulies, l’une des poulies étant configurée pour translater verticalement suivant la tension exercée sur le câble. Selon un mode de réalisation, le système comprend au moins un chariot, le chariot étant un chariot de connexion configuré pour réaliser une connexion électrique entre un rail électrifié de la structure mécanique et le câble d’alimentation électrique. Selon un mode de réalisation, le système comprend, en outre, une structure mécanique supportant le câble d’alimentation et un lien tendu sur ladite structure, ledit lien étant configuré pour permettre l’extension ou la constriction dudit câble d’alimentation selon le niveau d’eau dans l’écluse, le flotteur étant positionné à une première extrémité du lien tendu et le contrepoids à une deuxième extrémité dudit lien. Selon un mode de réalisation, le contrepoids est positionné sur le chariot de connexion, ou le système comprend un deuxième chariot de lestage supportant le contrepoids. Selon un mode de réalisation, la structure mécanique forme un mât avec une poulie à une extrémité supérieure dudit mât, ladite poulie réceptionnant le lien tendu permettant l’extension ou la constriction du câble d’alimentation. Plus particulièrement, le fait que le flotteur soit un bollard flottant permet de réutiliser des dispositifs préexistants sur les écluses, et d’éviter des travaux importants. Plus particulièrement, le rechargement est un rechargement des batteries. En effet, le système permet d’effectuer la recharge électrique par borne de recharge d’un ou plusieurs bateaux pendant le processus d’éclusage sans risque d’électrocution. Il met à profit le temps de l’éclusée pour recharger les batteries du bateau. Il permet également, lorsque l’écluse est à proximité d’un barrage hydroélectrique, d’utiliser l’électricité produite par le barrage hydro-électrique au plus près du lieu de production (sans pertes). Le système permet donc d’exploiter l’énergie produite par les barrages hydroélectriques et donc d’effectuer des recharges rapides, sécurisées afin d’augmenter significativement l’autonomie des bateaux électriques ou hybrides. Ce système s’adapte à la plupart des écluses. Il maintient le câble d’alimentation à une distance constante de la surface de l’eau dans l’écluse. En effet, le système permet au câble d’alimentation électrique de suivre ce mouvement vertical. Il évite tout contact du câble électrique avec l’eau du sas. De fait, il sécurise la recharge à l’écluse. Le dispositif maintient le câble d’alimentation électrique dans l’évidement du bollard et évite tout risque de pincement entre le bateau et les parois de l’écluse. Le système permet d’éviter des travaux importants d’installation de borne de grosse puissance à quai. Cette invention est une avancée majeure pour le transport fluvial en permettant aux bateaux d’effectuer des recharges régulières tout au long de leur trajet, en permettant de recharger le bateau en utilisant le temps de passage de l’écluse, ce qui limite les pertes de temps. Ainsi le système permettra de réduire considérablement la taille des batteries à bord (moins cher, moins polluant, moins lourd et moins volumineux). Le remplissage ou la vidange du sas de l’écluse fait monter ou descendre le bateau. Enfin, l’invention a pour but de sécuriser la recharge à l’écluse : elle réduit à quasiment à zéro le risque d’électrocution ou de court-circuit, et évite tout risque de traction sur câble électrique. Brève description des figures. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : divulgue un système de rechargement selon un premier mode de réalisation de l’invention. divulgue un système de rechargement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. divulgue un système de rechargement selon un troisième mode de réalisation de l’invention. montre un chariot de connexion selon le troisième mode de réalisation de l’invention. divulgue un système de rechargement selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. divulgue un système de rechargement selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. divulgue un système de rechargement selon un sixième mode de réalisation de l’invention. Description des modes de réalisation. De manière générale, l’invention concerne un système de rechargement pour un bateau à une écluse. Ce système comprend une source d’énergie installée au niveau de l’écluse, un câble d’alimentation relié à la source d’énergie et un flotteur. Le câble d’alimentation est pourvu d’une prise d’alimentation configurée pour se connecter à une prise complémentaire du bateau, et le flotteur est configuré pour translater selon le niveau de l’eau dans l’écluse. La prise d’alimentation coopére avec le flotteur de sorte que la prise reste constamment au même niveau que le bateau quel que soit le niveau de l’eau dans l’écluse. Un contrepoids est également utilisé et configuré pour maintenir tendu le câble d’alimentation quel que soit le niveau d’eau présent dans l’écluse. La montre un système de rechargement selon un premier mode de réalisation de l’invention. L’invention permet de maintenir un câble d’alimentation (5) (ou flexible) tendu dans un évidement du bollard flottant (7). Les jours de vent, elle réduit les risques de contact du câble (5) (et d’une prise d’alimentation (5A) située au bout du câble (5)) avec les parois (3A) de l’écluse (3) mais également les contacts du câble (5) entre les parois (3A) de l’écluse (3) et un navire. Le câble d’alimentation (5) est avantageusement un câble d’alimentation (5) électrique. Fonctionnement : Le bollard flottant (7) comprend deux poulies (7A ; 7B) positionnées l’une au-dessus de l’autre, le câble d’alimentation (5) s’enroulant autour des deux poulies (7A ; 7B). Le câble d’alimentation (5) électrique est tendu par le poids du support de poulie lesté (7B.1), un taquet d’arrêt (7A.1) bloque le câble d’alimentation (5) au niveau de la poulie 1 (7A) pour éviter que ce dernier tombe. Cela permet de maintenir la prise (5A) toujours accessible et à l’abri de tout contact avec les parois (3A) de l’écluse (3). Pour cela, la longueur du taquet d’arrêt (7A.1) au bout de la prise (5A) est inférieure à la longueur du taquet d’arrêt (7A.1) à la paroi (3A) de l’écluse (3). Lorsqu’une personne prend en main la prise (5A) et tire dessus, la poulie 2 (7B) et son support lesté (7B.1) coulissent sur le rail vertical (7C) vers le haut. Cela permet d’obtenir une longueur de câble supplémentaire pour connecter le navire. Ce système permet de plus de ne pas gêner le fonctionnement normal du bollard (7D). La prise (5A) est maintenue bien au-dessus et ne gêne pas lors des manœuvres d’arrimages. La prise (5A) est prévue pour être attrapée avec une gaffe. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le bollard flottant (7) peut être remplacé par un flotteur (7), ou tout système permettant un suivi entre la prise électrique (5A), située au bout du câble (5), et le niveau de l’eau présent dans l’écluse (3), de manière à éviter tout contact entre ladite prise (5A) et l’eau. La prise (5A) peut également être montée sur une structure solidaire (7E) du bollard (7D). Avantageusement, le flotteur (7) est positionné dans un sas installé en aval de l’écluse (3). La montre un système de rechargement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Le système est conçu pour minimiser tout risque d’électrocution. Un lien tendu (9) entre un flotteur (7) et un contrepoids (11) maintient un câble d’alimentation (5) électrique hors de l’eau par un système de renvoi. Ce lien tendu (9) peut notamment être un câble. Le système fonctionne en utilisant le niveau d’eau contenu dans l’écluse pour alimenter par vase communiquant un sas étanche (3B) séparé dans lequel se trouve le flotteur (7). La prise d’alimentation électrique est munie d’un disjoncteur en cas de tension du câble (5) électrique. Ce système est adaptable sur des écluses de grandes hauteurs comme sur des petites. Il est composé de six éléments principaux. Un sas étanche (3B) qui est relié au sas de l’écluse (3C) par une tuyauterie, le niveau d’eau du sas étanche (3B) étant le même que celui du sas de l’écluse (3C). Un flotteur (7) qui se déplace à la verticale dans le sas étanche (3B), le flotteur (7) étant fixé au lien tendu (9) (ou câble de tension) sur lequel est fixé le câble d’alimentation (5) (plus spécifiquement, pour une alimentation électrique). Un lien tendu (9) (ou câble de tension), qui est maintenu tendu entre le flotteur (7) et le contrepoids (11), le flotteur (7) et le contrepoids (11) étant fixés à des première et deuxième extrémités du lien tendu (9). Le câble (5) électrique est suspendu sous le lien tendu (9). Des portiques de tension (13A) qui sont équipés de poulies, ces portiques (13A) permettant de faire coulisser les câbles sur la longueur nécessaire (soit la hauteur de l’écluse). Des portiques de câbles d’alimentation électrique (13B) qui permettent la montée et la descente desdits câbles (5) suivant le niveau d’eau. Enfin, un portique de connexion électrique (comprenant un rail électrifié (13C.1)) entre le réseau électrique et au moins un chariot (15), plus précisément un chariot de connexion. La connexion électrique entre le rail électrifié (13C.1) de la structure mécanique et le câble d’alimentation (5) électrique est alors permise. Ce système comprend donc une structure mécanique constituée par les différents portiques (13A, 13B). Les figures 3 et 4 divulguent un système de rechargement et un chariot de connexion selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Avec ce système de rechargement, la recharge se fait à chaque passage d’écluses. La taille des batteries peut donc être réduite par trois, ainsi que leur poids. Les bateaux ne perdent pas de temps car le système permet d’utiliser le temps d’éclusage pour recharger. Enfin, les écluses étant très souvent accolées aux barrages hydroélectriques, le système permet d’être au plus près de la production d’énergie et d’utiliser de l’énergie verte. L’invention permet de maintenir le câble d’alimentation (5) (préférentiellement électrique) tendu dans l’évidement d’un bollard flottant (7) (ou un flotteur (7)). Elle évite tout risques de contact du câble (5) (et de la prise d’alimentation (5A)) avec les parois de l’écluse mais également les contacts du câble (5) entre les parois de l’écluse et du navire. Elle maintient également le câble (5) électrique et sa prise (5A) à une distance constante du niveau de l’eau pendant tout le processus de la sassée. Eléments du système : un bollard flottant (7) comprenant un caisson flottant et une bitte d’amarrage (7D), une armature de fixation, un toit (7F) avec étanchéité autour du câble d’alimentation (5). Le système comprend en outre un câble d’alimentation (5) électrique, un lien tendu (9) (ou câble de traction en acier), un capteur de tension mécanique pour arrêt d’urgence (17), un guide de câble, une prise électrique (5A) et une structure mécanique (13) (préférentiellement métallique). La structure mécanique (13) supporte un chemin de roulement (13D) d’au moins un chariot, plus spécifiquement d’un chariot de connexion (15A) et un chemin de roulement (13D) du chariot de lestage (15B) avec un contrepoids. Un rail électrifié (13C.1) est fixé tout le long du chemin de roulement (13D), il est d’une longueur égale ou légèrement supérieure à la hauteur de l’écluse. La structure (13) est recouverte d’un toit (13E) abritant le rail électrifié (13C.1) des intempéries et de toutes impuretés. Le câble de traction en acier, correspondant au lien tendu (9), maintient la tension mécanique entre le bollard flottant (7) et le chariot de lestage (15B) (lesdits bollard (7) et chariot (15B) étant positionnés à une première et une deuxième extrémités du lien (9)). Le câble d’alimentation (5) électrique transmet l’électricité du chariot de connexion (15A) au bateau via la prise d’alimentation (5A) électrique. Ce câble d’alimentation (5) peut être accroché à un câble en acier. Le chariot de connexion (15A) se déplace sur le chemin de roulement (13D), il établit la connexion entre le rail électrifié (13C.1) placé sur la structure (13) et les contacts électriques (appelés frotteurs (15A.1)) placés sur le chariot (15A). Il transmet l’électricité des frotteurs (15A.1) vers le câble d’alimentation (5) électrique. La borne de recharge (19) envoie l’électricité sur le système via le rail électrifié (13C.1) après avoir établi la connexion avec le bateau et avec l’application de gestion de la recharge. Le chariot de lestage (15B) comprend un contrepoids muni de roues. Il se déplace sur un chemin de roulement (13D) en pente. Le chemin de roulement (13D) en pente sert à maintenir une traction sur le câble afin qu’il reste tendu. La longueur de la pente correspond à la hauteur de l’écluse. Un système de contrepoids additionnel peut venir se verrouiller à mi-distance pour diminuer la longueur réelle et maintenir la longueur théorique. Le massif (21) en béton est ancré dans le sol. Il reçoit l’extrémité du chemin de roulement (13D) et il sert de butoir au chariot. Il est positionné à l’extrémité opposée au bollard (7D). Fonctionnemen t : Le bollard flottant (7) est relié par un câble ou lien tendu (9) à un chariot de lestage (15B) monté sur un chemin de roulement (13D) en pente. Le câble d’alimentation (5) électrique accroché au bollard (7D) est maintenu en tension (mécanique) et reste hors d’eau et dans l’évidement du bollard (7D). Ce système permet de ne pas gêner le fonctionnement normal du bollard (7D). La prise d’alimentation (5A) électrique est maintenue bien au-dessus et ne gêne pas lors des manœuvres d’arrimage. Elle est prévue pour être attrapée avec une gaffe. La montre un système de rechargement selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Le système décrit à la reprend sensiblement les mêmes caractéristiques que le système décrit aux figures 3 et 4. Il s’agit d’une version plus compacte qui utilise le même chariot (15, 15A, 15B) pour la connexion et le contrepoids. Si tel est le cas, un seul chemin de roulement est décrit, et ce chemin de roulement et de connexion doit être en pente. A noter la présence d’un contrepoids additionnel en fin de course (massif d’arrêt (21)). Ce dernier a pour but d’augmenter la tension du câble en fin de course. Le chariot (15, 15A, 15B) en se déplaçant vers l’écluse accroche le contrepoids et le soulève. Lorsque le chariot (15, 15A, 15B) repart vers le massif d’arrêt (21), le contrepoids se déverrouille seul lorsque qu’il touche le sol. La montre un système de rechargement selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Cette version est conçue pour les écluses dites de basses chutes. Ici, le chariot de connexion (15A) évolue sur un chemin de roulement (13D) horizontal. Le chariot (15A) alimente le câble d’alimentation (5) électrique sur l’avant (coté écluse) et il est fixé au contrepoids (11) par un lien (9) (coté massif). Le contrepoids (11) évolue à la verticale et est guidé par des rails. La montre un système de rechargement selon un sixième mode de réalisation de l’invention. Selon ce mode de réalisation, la structure mécanique (13) forme un mât (13H) avec une poulie (13I) à une extrémité supérieure dudit mât (13H). La poulie (13I) réceptionne le lien tendu (9) qui permet l’extension ou la constriction du câble d’alimentation (5), préférentiellement électrique. Ce lien tendu (9) comprend à une extrémité opposée à l’extrémité fixant le câble le contrepoids (11). L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention. Par exemple, le système de rechargement selon les différents modes de réalisation de l’invention peut être configuré pour être enterré. En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques. L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. Liste des références utilisées : 1- bateau ; 3- écluse ; 3A- paroi de l’écluse 3 ; 3B- sas étanche ; 3C- sas de l’écluse 3 ; 3D- vanne ; 5- câble d’alimentation électrique ; 5A- prise d’alimentation électrique ; 5B- support rigide du câble d’alimentation électrique ; 7- flotteur ou bollard flottant ; 7A- poulie 1 ; 7A.1- taquet d’arrêt ; 7A.2- support de poulie orientable à 180° sur axe horizontal ; 7B- poulie 2 ; 7B.1- support de poulie lesté ; 7C- rail vertical ; 7D- bollard ou bitte d’amarrage ; 7E- structure solidaire ; 7F- toit ; 9- lien tendu ; 11- contrepoids ; 11A- rail de guidage du contrepoids 11 ; 11B- guide de contrepoids 11 ; 13- structure mécanique ; 13A- portique de tension ; 13B- portique de câble d’alimentation ; 13C.1- rail électrifié ; 13D- chemin de roulement ; 13E- toit ; 13F- rouleau de guidage ; 13G- liaison câble chariot ; 13H- mât ; 13I- poulie ; 15- chariot ; 15A- chariot de connexion ; 15A.1- frotteurs ; 15B- chariot de lestage ; 17- capteur de tension mécanique pour arrêt d’urgence ; 19- borne de recharge ; 21- massif d’arrêt en béton. Système de rechargement pour un bateau (1) à une écluse (3), ledit système comprenant : - une source d’énergie installée au niveau de l’écluse (3), - un câble d’alimentation (5) relié à la source d’énergie, lequel câble (5) est pourvu d’une prise d’alimentation (5A) configurée pour se connecter à une prise complémentaire du bateau (1), - un flotteur (7) configuré pour translater selon le niveau de l’eau dans l’écluse (3), la prise d’alimentation (5A) coopérant avec ledit flotteur (7) de sorte que la prise (5A) reste constamment au même niveau que le bateau (1) quel que soit le niveau de l’eau dans l’écluse (3), et - un contrepoids (11) configuré pour maintenir tendu le câble d’alimentation (5) quel que soit le niveau d’eau présent dans l’écluse (3). Système de rechargement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flotteur (7) est un bollard flottant (7) installé dans l’écluse (3). Système de rechargement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la prise (5A) est montée sur une structure solidaire (7E) du bollard (7D). Système de rechargement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flotteur (7) est positionné dans un sas (3B) installé en aval de l’écluse. Système de rechargement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble d’alimentation (5) est un câble d’alimentation (5) électrique. Système de rechargement selon l’une des revendications 2 à 5 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que ledit système comprend deux poulies (7A ; 7B) positionnées l’une au-dessus de l’autre dans le bollard flottant (7), le câble d’alimentation (5) étant enroulé autour des deux poulies (7A ; 7B), l’une des poulies (7B) étant configurée pour translater verticalement suivant la tension exercée sur le câble (5). Système de rechargement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système comprend au moins un chariot (15), le chariot (15) étant un chariot de connexion (15A) configuré pour réaliser une connexion électrique entre un rail électrifié (13C.1) d’une structure mécanique (13) et le câble d’alimentation (5) électrique. Système de rechargement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le système comprend, en outre, une structure mécanique (13) supportant le câble d’alimentation (5) et un lien tendu (9) sur ladite structure, ledit lien étant configuré pour permettre l’extension ou la constriction dudit câble d’alimentation (5) selon le niveau d’eau dans l’écluse (3), le flotteur (7) étant positionné à une première extrémité du lien tendu (9) et le contrepoids (11) à une deuxième extrémité dudit lien (9). Système de rechargement selon l’une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le contrepoids est positionné sur le chariot de connexion (15A), ou le système comprend un deuxième chariot de lestage (15B) supportant le contrepoids. Système de rechargement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système comprend, en outre, une structure mécanique (13) formant un mât (13H) avec une poulie (13I) à une extrémité supérieure dudit mât (13H), ladite poulie (13I) réceptionnant un lien tendu (9) permettant l’extension ou la constriction du câble d’alimentation (5).