Brevet FR3158699A1 — publié le 20250801

Connexion électrique aérienne entre une interface (8) de quai fixe et une interface (10), placée à bord d’un navire (11), via un ou une pluralité de câbles de puissance (15) suspendu(s), via des chariots (16) et (18), à un câble porteur (13) tendu entre ces deux interfaces, caractérisé en ce que ces deux interfaces (8) et (10) sont pivotantes autours des pivots (27) et (28) permettant un débattement angulaire de façon à ce qu’elles puissent s’aligner dans le plan vertical défini par le câble (13). Connexion électrique pour alimenter, par voie aérienne, deux objets distants tel qu’un navire et un quai La présente invention se rapporte au domaine de l’alimentation électrique de navires, en particulier de navires citernes, lorsqu’ils sont en escale. En effet, pour des raisons écologiques ou économiques, il est de plus en plus pertinent d’établir une possibilité d’échanger du courant entre ces navires et la terre durant ces escales, soit pour éviter la pollution de leur groupe électrogène embarqués, soit pour recharger, dans le cas de navires à propulsion électrique ou hybride, leurs capacités de stockage électrique. Une première approche est d’utiliser des connecteurs manuels, que l’équipage, ou le personnel du port, manipule pour établir la connexion, éventuellement aidé par des systèmes, tels que des grues ou des palans, supportant la charge des dits connecteurs et de leurs câbles. Outre que cette approche est évidemment coûteuse en termes de main d’œuvre, génère une perte de temps elle peut se révéler, dans le cas de puissances importantes, nécessitant des connecteurs et des câbles lourds et encombrants, dangereuse. De plus, voir FIG. 1 , ces navires ont la particularité d’effectuer leurs opérations de chargement / déchargement de leur cargaison en s’appuyant uniquement en leur milieu, sur une estacade (1), qui supporte les tuyauteries (2) correspondantes, le reste du navire étant éloigné de plusieurs dizaines de mètres de la berge (3), celui-ci étant maintenu en position, contre l’estacade (1), par une série d’amarres (4) reliées à des duc d’Albe (5), ce qui impose, dans le cas de l’utilisation de connecteurs manuels, de localiser cette interface électrique (6) sur cette estacade (1), à proximité immédiate des tuyauteries (2) de chargement /déchargement de la cargaison. Ceci évidemment, présente un danger supplémentaire si la cargaison en question est dangereuse et présente des risques d’explosion. Il est alors nécessaire de mettre en place des aménagements spécifiques (inertage des équipements etc…) autour de cette interface électrique pour réduire, sans le supprimer complétement, ce risque. C’est l’approche qui a été retenue, par exemple, par le port de Gothembourg, pour son terminal pétrolier utilisant des connecteurs manuels répondant à la norme 80005 de l’International Electric Commission. L’objet de la présente demande est donc de présenter une solution innovante pour améliorer cette situation, en particulier vis-à-vis des risques liés à des cargaisons dangereuses, en localisant l’interface électrique du la connexion électrique (7) non pas au niveau des tuyauteries de déchargement, mais en dehors de la zone dangereuse de la cargaison, typiquement à l’ avant ou à l’arrière du navire, en prenant en compte le fait, que suivant la taille des navires, la distance de cette connexion (7) par rapport à l’estacade (1) peut varier alors que, côté quai, la position de l’interface de puissance (8) est fixe, typiquement placée entre deux ducs d’Albe (5) ce qui permet d’utiliser les structures des passerelles (9) pour son accès et pour faire cheminer les câbles de puissances alimentant le navire vers la berge (3). D’une manière plus générale, l’innovation porte sur une solution permettant de relier électriquement, par voie aérienne, deux objets, mobiles ou non, distants l’un de l’autre. Pour établir cette connexion de puissance entre l’interface du quai (8) et celle (10) placé sur le navire (11), voir FIG. 2 , l’invention consiste à installer entre ces deux interfaces, au-dessus de l’eau (12) un câble porteur (13) permettant, d’amener un connecteur (14) et ses câbles de puissance (15) à portée du navire, via un système de chariots (16) et (18). Pour assurer leur déplacement le long du câble porteur (13), ces chariots pourront soit être motorisés, soit reliés à un système de va et vient. Le, ou les connecteur(s)(14) utilisé(s) pourra(ont) être un (des) connecteur(s) manuel(s), répondant, par exemple à la norme 80005 de l’’International Electric Commission. Dans ce cas, une fois à portée, l’équipage pourra le(s) connecter au navire. Cependant, cette solution manuelle sera difficile, voire dangereuse, lorsque, du fait d’un Ampérage nécessaire important, la taille, et donc, le poids du connecteur (14), et la raideur des câbles de puissances (15), sont importants. De plus, ce type de connecteur ne permet pas un largage d’urgence si le navire doit quitter le terminal rapidement, ce qui est une exigence de sécurité pour certains d’entre eux, tels que les navires méthaniers, où le navire doit pouvoir se libérer du terminal en quelques minutes. On privilégiera, dans ce cas, un système de connexion semi-automatique, ou automatique, évitant toute manipulation directe du connecteur (14) et des câbles (15) et permettant un largage d’urgence et à distance. La FIG. 3 présente une solution de ce type, basée sur le système de connexion semi-automatique décrit dans le brevet d’invention français FR2016051183. Elle est caractérisée en ce que : Le câble porteur (13), venant de l’interface quai (8) une fois amené à bord par l’équipage via une touline, est amarré à un crochet (17) placé au-dessus du local de l’interface bord (10) ; Une fois ce câble porteur (13) tendu via le treuil (26) de l’interface quai (8) la guirlande de câbles de puissance (15) peut être tirée vers le navire (11), suspendue au chariots suiveurs (16), le premier chariot (18) supportant lui le connecteur (14) dans un panier (19) ; L’interface (10) placée à proximité de la bordaille de la coque du navire (11) est munie d’un système de coulisse (20) permettant de placer en dehors de la bordaille : - Un guindeau (21) déroulant une chaîne (ou un câble) (22) à l’extrémité duquel se trouve un crochet (25) permettant de soulever le connecteur (14) de son panier (19) pour établir la connexion ; - Une embase (23) traversée par la chaine (22) contenant les contacts électriques sur lesquels se branchent ceux du connecteur (14) lorsque celui-ci accoste cette embase (23) et est reliée par les câbles (24) à l’installation électrique du navire ; On comprendra, aisément, qu’une fois la coulisse (20) sortie en dehors de la bordaille et le connecteur (14) placé dans le panier (19) suspendu au chariot (18) amené en dessous du crochet (25), celui-ci peut se verrouiller dans le connecteur (14) pour le hisser et le connecter à l’embase (23) pour établir la connexion. On se reportera, à titre d’exemple, utilement au brevet susmentionné pour mieux comprendre comment cette connexion peut être établie. Mais il est à noter que l’invention peut s’appliquer à d’autres configurations de connecteur, du moment que celui-ci permet une connexion à distance. L’invention se caractérisant par l’approche d’une guirlande de câbles (15) et d’un connecteur (14) via une série de chariots (16) et (18) suspendus à un (ou des) câble(s) porteur (s) (13) tendu (s) entre les interfaces quai (8) et bord (10). La FIG. 4 représente les différents composants de l’interface (8) correspondante, caractérisée en ce que : Elle comporte un treuil (26) assurant le stockage, le déroulement, la mise en tension et le stockage du câble porteur (13); Une pluralité de chariots suiveurs (16) permettant de stocker la guirlande de câbles (15) lorsque l’interface n’est pas utilisée, ces câbles étant reliés, d’un coté au connecteur (14) et de l’autre à au réseau électrique du terminal ; Un premier chariot (18) supportant, via un système de suspension (27), le panier (19) ou repose le connecteur (14). On comprendra ainsi que, moyennant un système de va et vient ou de motorisation d’un ou plusieurs des chariots (16) et (18), non représenté sur la figure par soucis de clarté, il est possible, une fois le câble porteur (13) tendu, de déployer à partir de cet interface (8) le connecteur (14) suivi des câbles (15) pour assurer la connexion avec l’interface (10) du navire (11). Et que, lorsque la connexion cesse d’être utilisée et que les chariots (16) et (18) ont été ramenés dans l’interface (8) , le câble porteur (13) peut être détendu, puis détaché et rembobiné via le treuil (26), les chariots (16) et (18) supportant les câbles (15) et le connecteur (14) reposant alors sur structure non représentée, elle aussi par soucis de clarté, sur la figure. On notera que, par construction, l’invention est compatible de ce fait avec des mouvements relatifs importants entre le navire et le quai, en particulier ceux dus à la marée, aux vagues, au vent ou aux variations de l’assiette ou de l’enfoncement du navire (11) lors des opérations de chargement /déchargement de la cargaison. Ces mouvements pouvant être tout simplement absorbés par la guirlande de de câbles (15). On pourra, pour compenser les plus grand d’entre eux, équiper d’un capteur de force le treuil (26) pour ajuster le déroulement, et donc, la tension du câble (13) automatiquement si nécessaire. Cependant il est nécessaire d’assurer du fait, entre autres, que la position, ou la longueur des navires accostant à un terminal donné peut varier, de pouvoir assurer l’alignement de ces deux interfaces dans un seul plan vertical. Pour cela, l’invention se caractérise en ce que les interfaces (8) et (10) sont pivotantes autour d’un axe vertical, respectivement (28) pour l’interface navire (10) et (29) pour l’interface quai (8). On notera que ces deux axes (28) et (29) sont placés à l’arrière des interfaces (8) et (10), à une certaine distance en retrait, respectivement, du crochet (17) et du point de traction du treuil (26). De ce fait, la traction exercée par le câble porteur (13) créera un couple de rappel autour des axes (28) et (29) pour ramener dans le même plan vertical les interfaces (8) et (11). On comprend donc que ceci donnera une grande flexibilité à la solution en termes d’alignement initial des deux interfaces, le câble (13) une fois tendu assurant le maintien des deux interfaces ans un même plan. Eventuellement, non représentés sur les figures par soucis de clarté, on pourra équiper les deux interfaces de mécanismes permettant de les pré-aligner dans ce même plan, avant de mettre en place, et tendre, le câble porteur (13). La FIG. 5 présente, coté navire, un autre exemple de réalisation de l’invention, caractérisée en ce que, lorsqu’elle pivote autour de l’axe (28) vers l’extérieur du navire l’interface (10), qui est placée au bord de la coque du navire (11) , découvre à l’extérieur de celle-ci un orifice (30) au-dessus duquel se trouve le mécanisme précédemment décrit, constitué du guindeau (21) de la chaîne (22) , de l’embase (23) et du crochet (25) , permettant donc de réaliser la connexion comme précédemment, sans faire appel un système de coulisse (20), d’où simplification et réduction de l’encombrement du système. La FIG. 6 présente, coté quai, un autre exemple de réalisation de l’invention, caractérisée en ce que : - L’interface (8) prend la forme d’une structure pivotant directement sur un pieu (36) qui pourra être identique à celui utilisé pour les ducs d’Albe (5) ; - Une fois passée une poulie (31), placée en avant de l’axe de rotation de l’interface (8) pour assurer l’alignement de celle-ci avec celle (10) du navire, le câble (13) passe par une poulie tendeuse (33) à laquelle est suspendu un contrepoids (34), avant de rejoindre, via la poulie de renvoi (32) le treuil (26) ; - Lorsque l’interface (8) n’est pas utilisée, les chariots (18) et (16) peuvent être ramenés au-dessus d’une structure (39) pour y être déposés lorsque le câble (13) est détendu, puis détaché du crochet (17) et enfin embobiné sur le treuil (26), assurant ainsi le stockage de l’ensemble de la guirlande de câbles conducteurs (15) et du connecteur (14) lorsque l’interface (8) n’est pas en service. On comprendra qu’ainsi, une fois accroché au chariot (17) et tendu par le treuil (26), le contrepoids suspendu (34) maintiendra la tension du câble porteur (14) constante via la poulie tendeuse (33), tout en compensant les éventuels mouvements relatifs entre les deux interfaces (8) et (10), ceci sans avoir à actionner ce treuil (26) sauf, éventuellement, pour compenser des mouvements de grandes amplitudes tels que ceux liés, par exemple à la marée ou à la variation de l’enfoncement du navire lors des opérations de chargement /déchargement de la cargaison. La FIG. 7 représente l’implémentation de l’invention dans le cas où le connecteur (14) est un connecteur manuel (37) comme c’est considéré dans le standard de l’International Electrical Commission. Dans ce cas l’interface (10) est munie d’une embase (47) recevant ce connecteur (37). On notera que, grâce au fait que l’interface (10) est pivotante et que le chariot (18) supportant l’extrémité du câble (15) et le connecteur (37) peut se placer au-dessus de l’opérateur (38) , celui-ci peut effectuer facilement cette manœuvre. On notera FIG. 3 et FIG. 5 que, que si un navire équipé d’une connectique semi-automatique, telle que celle décrite dans le brevet susmentionné, est amené à desservir un terminal ne disposant que de connecteur(s) manuel(s) répondant, par exemple, au standard proposé par l’International Electrical Commission, on pourra permettre le branchement en intercalant entre l’embase (23) et le réseau électrique bord une connectique manuelle répondant à ce standard. On pourra alors, dans ce cas, débrancher de l’embase (47) le connecteur (35) venant de l’embase (23) pour le remplacer par le connecteur venant du terminal. On notera de même, FIG. 6 que, que si un terminal est équipé d’une connectique semi-automatique, telle que celle décrite dans le brevet susmentionné, est amené à servir un navire ne disposant que d’une embase pour connecteur manuel, connecteur(s) manuel(s) répondant, par exemple, au standard proposé par l’International Electrical Commission, on pourra permettre le branchement en intercalant, sur le câble (15) alimentant le connecteur (14) un connecteur (45) et une embase (46). On pourra alors, dans ce cas, débrancher de l’embase (47) le connecteur (45) pour le brancher sur l’embase correspondante du navire. On notera que la description faite ci-dessus de l’invention s’appuie sur l’exemple des navires citernes, mais elle peut généralement s’appliquer à d’autres types de navires ou de mobiles pour lequel on souhaite établir une liaison électrique aérienne. La FIG. 8 illustre une autre configuration pour l’interface (10), caractérisée en ce que, dans le cas où il est opportun de la placer en dessous du pont supérieur (40) sur lequel se trouve le crochet (17), celui-ci étant solidaire mécaniquement de l’axe de rotation (28) de l’interface (10) de façon à ce que la tension exercée par le câble porteur (13) exerce un couple de rappel sur l’interface (10) assurant son alignement dans le même plan que l’interface (8). L’extrémité de la coulisse (20) pouvant être équipée d’une porte étanche (41) protégeant le système en navigation. La FIG. 9 illustre une autre configuration de l’interface (10), caractérisée en ce que l’embase (23) est placée juste en dessous du crochet pivotant (17) lui-même fixé au plafond de l’interface (10) alors que le connecteur (14) est lui directement placé juste en dessous du chariot (18). On comprendra aisément qu’ainsi lorsque le chariot (18) se rapprochera du crochet (17), l’embase (23) et le connecteur (14) seront pratiquement alignés et que moyennant un guidage fin (42), un rapprochement supplémentaire du chariot (18) assurera la connexion. On notera que si le crochet (17) n’est pas pivotant, on pourra comme dans les autres configurations, faire pivoter l’ensemble de l’interface (10) autour du pivot (28) de façon à assurer son alignement dans un même plan vertical que l’interface (8). Pour assurer le rapprochement du connecteur (14) et des vers l’embase (23) on pourra, par exemple, utiliser un treuil (44) qui le tire avec le câble (45) passant à l’intérieur du guidage (42). Connexion électrique aérienne entre une interface de quai ou mobile (8) et une interface (10), placée à bord d’un navire ou d’un autre mobile (11), via une guirlande de câbles de puissance (15) suspendue, via des chariots (16) et (18), à un câble porteur (13) tendu entre ces deux interfaces, caractérisé en ce que ces deux interfaces (8) et (10) sont pivotantes autours d’axes verticaux (28) et (29) de façon à ce qu’elles puissent s’aligner dans le plan vertical défini par le câble porteur (13). Connexion électrique suivant la revendication 1 caractérisée en ce que : -le câble porteur (13), venant de l’interface de quai (8) une fois amené à bord par l’équipage via une touline, est amarré à un crochet (17) placé au-dessus d’un local de l’interface bord (10); - une fois ce câble porteur (13) tendu via un treuil (26) de l’interface de quai (8) la guirlande de câbles de puissance (15) peut être tirée vers le navire (11), suspendue au chariots suiveurs (16), le premier chariot (18) supportant, lui, un connecteur (14) dans un panier (19) ; - un guindeau (21) déroulant une chaîne ou un câble (22) à l’extrémité duquel se trouve un crochet (25) permet de soulever le connecteur (14) de son panier (19) pour établir la connexion ; -une embase (23) traversée par la chaine (22) contient les contacts électriques sur lesquels se branchent ceux du connecteur (14) lorsque celui-ci accoste cette embase (23) et est reliée par des câbles (24) à l’installation électrique du navire. Ceci de façon à ce qu’une fois le connecteur (14) placé dans le panier (19) suspendu au chariot (18) amené en dessous du crochet (25), celui-ci peut se verrouiller dans le connecteur (14) pour le hisser et le connecter à l’embase (23) pour établir la connexion. Connexion électrique suivant la revendication 2 caractérisée en ce que l’embase (23) et le guindeau (21) sont déportés en dehors de la bordaille du navire (11) par le biais d’un système de coulisse (20). Ceci de façon à ce qu’une fois la coulisse (20) sortie en dehors de la bordaille et le connecteur (14) placé dans le panier (19) suspendu au chariot (18) amené en dessous du crochet (25), celui-ci peut se verrouiller dans le connecteur (14) pour le hisser et le connecter à l’embase (23) pour établir la connexion. Connexion électrique suivant la revendication 2 caractérisée en ce que lorsqu’elle pivote autour de l’axe (28) vers l’extérieur du navire, l’interface (10), qui est placée au bord de la coque du navire (11), découvre à l’extérieur de celle-ci un orifice (30) au-dessus duquel se trouve le mécanisme constitué du guindeau (21) de la chaîne (22) , de l’embase (23) et du crochet (25) . Connexion électrique suivant la revendication 1 caractérisée en ce que l’extrémité du câble de puissance (15) est munie d’un connecteur manuel (47) solidaire du premier chariot (18) et que le chariot (18) supportant l’extrémité du câble (15) peut se placer au-dessus de l’opérateur (38). Connexion électrique suivant la revendication 2 caractérisée en ce : - que l’embase (23) est placée juste en dessous du crochet pivotant (17) lui-même fixé au plafond de l’interface (10) du navire alors que le connecteur (14) est lui directement placé juste en dessous du premier chariot (18). -qu’ainsi lorsque le premier chariot (18) se rapproche du crochet (17), l’embase (23) et le connecteur (14) sont pratiquement alignés et que moyennant un guidage fin (42), un rapprochement supplémentaire du premier chariot (18) assure la connexion. Connexion électrique suivant la revendication 6 caractérisée en ce que l’approche du connecteur (14) vers l’embase (23) est assurée par un câble (45) passant à l’intérieur du guidage (42). Connexion électrique suivant la revendication 2 caractérisée en ce que : -l’interface du quai (8) est constituée d’une structure pivotant directement sur un pieu (36) - lorsque l’interface du quai (8) n’est pas utilisée, les chariots (18) et (16) sont ramenés au-dessus d’une structure (39) pour y être déposés lorsque le câble porteur (13) est détendu, puis détaché, du crochet (17) et enfin embobiné sur un treuil (26), assurant ainsi le stockage de l’ensemble de la guirlande de câbles (15) et du connecteur (14) Connexion électrique suivant les revendications 2 et 6 caractérisée en ce qu’un connecteur manuel (45) et une embase manuelle (46) sont intercalées sur le câble de puissance (15). Connexion électrique suivant les revendications 2 et 6 caractérisée en ce que entre l’embase (23) et le réseau électrique bord est intercalée une connectique manuelle.