METHOD AND DEVICE FOR BREAKING WAVES BY CREATING A TURBULENT FLOW WITHIN A FLUID

Abstract: 1. Method of damping the swell or lapping by means of rigid longitudinal elements kept floating in the vicinity of the water surface, disposed substantially in parallel relation to each other, their shapes, their sizes and their spacings being such that they would create a turbulent flow of the water, characterized in that the orbital surface stream is channelled between the said longitudinal elements, these being placed substantially in parallel relation to the direction of displacement of the swell.

Description: Procédé et dispositif d'amortissement de houle ou clapot par formation d'un écoulement turbulent au sein du fluide L'invention concerne un procédé et un dispositif d'amortissement de houle ou clapot par formation d'un écoulement turbulent au sein du fluide. On connait déjà divers dispositifs d'amortissement de houle ou clapot. Par exemple le brevet français NO 2 131 312 (FMC CORPORATION) décrit un appareil destiné à diminuer la violence des vagues et à asservir et utiliser les courants quelles produisent comprenant un ensemble de plaques allongées, rigides, incurvées transversalement en forme d'aubes disposées perpendiculairement au sens du déplacement de la houle de manière à intercepter l'eau qu'elles mettent en mouvement et font dévier de leur trajectoire naturelle pour transformer leur mouvement et créer ainsi des courants hydrodynamiques utiles dont on peut se servir pour faire actionner des turbines en vue de récupérer l'énergie de la houle. Cet appareil permet bien d'amortir la houle mais présente l'inconvénient majeur de supporter tous les efforts d'impact de la houle et nécessite donc des ancrages très lourds et très coûteux pratiquement prohibitifs. D'autre part, le brevet français TREU N02 429 871 décrit un brise-lames flottant comportant un plan incliné partiellement ouvert en avant et un plan arrière en principe vertical fermé ou partiellement ouvert disposés perpendiculairement au sens de déplacement de la houle. Ce brise-lames présente aussi le même inconvénient majeur de subir les efforts d'impact de la houle et nécessite donc de la même manière des ancrages fixes de type pieux par exemple longs et coûteux à mettre en place. On connaît encore par le brevet français INDUSTRIE PIREL LI NO 2 414 588 un brise-lames flottant comprenant au moins deux corps fermés de forme allongée disposés de manière que leur grande dimension soit perpendiculaire à la direction des lames incidentes dominantes en étant disposés parallèlement à un certain écartement mutuel. Ces corps fermés sont par ailleurs ancrés sur le fond marin. Les corps fermés peuvent être liés entre eux par une série de tirants en matière flexible qui sont indiqués comme destinés à former une zone de forte turbulence dans la partie du liquide qui est comprise entre les corps fermés allongés. Cependant, ce brise-lames est d'une faible efficacité en particulier parce qu'il arrive difficilement à créer la zone de forte turbulence indiquée notamment par la présence d'un corps fermé de forme allongée disposé perpendiculairement à la direction des lames incidentes dominantes formant un premier obstacle non productif. D'autre part, par la présence de ces corps fermés ce brise-lames suppote aussi les efforts d'impact et nécessite aussi un amarrage au fond important. La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients de la technique antérieure en fournissant une solution permettant d'aboutir à un amortissement efficace de la houle ou de clapot tout en étant de conception particulièrement simple, légère, peu coûteuse et ne nécessitant quLn ancrage léger. Cette solution consiste selon la présente invention en un procédé d'amortissement de houle ou clapot caractérisé en ce qu'on canalise le courant orbital de surface entre des éléments longitudinaux espacés entre eux et sensiblement parallèles au sens de déplacement de la houle de ma- nière à créer un écoulement turbulent au sein du fluide. Selon une caractéristique avantageuse de ce procédé, les éléments longitudinaux sont prévus de manière à former une grande surface développée et comprennent des surfaces horizontale et verticale sensiblement parallèles au sens de déplacement de la houle. Selon un mode de réalisation préférentiel de ce procédé, on incline d'un angle prédéterminé les éléments longitudinaux de manière que leur extrémité frontale soit à un niveau inférieur par rapport à leur extrémité arrière. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, on prévoit la longueur des éléments longitudinaux en rapport avec la longueur d'onde de la houle, c'est-à-dire de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de la houle. Selon une autre variante de réalisation de ce procédé, on augmente l'inertie de flottaison au tangage en associant un dispositif annexe flottant à l'arrière des éléments longitudinaux et à une certaine distance de ceux-ci, constitué de préférence par un autre jeu des mêmes éléments longitudinaux. D'autre part, l'invention concerne aussi un dispositif d'amortissement de houle ou clapot, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments longitudinaux espacés entre eux et sensiblement parallèlement au sens de déplacement de la houle de manière à définir entre eux des couloirs ouverts de canalisation du courant orbital de surface créant un écoulement turbu lent au sein du fluide. Avantageusement, lesdits éléments longitudinaux sont prévus de manière à former une grande surface développée et comprennent des surfaces horizontale et verticale sensiblement parallèles au sens de déplacement de la houle. Selon un mode de réalisation particulier, les surfaces horizontale et verticale sont combinées entre elles de manière à permettre l'écoulement turbulent précité quelle que soit l'incidence. D'autre part, selon une variante d'exécution, la longueur des éléments longitudinaux est en rapport avec la longueur d'onde de la houle, c'est-à-dire que leur longueur est de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de la houle. Selon une autre variante d'exécution, ce dispositif comprend un dispositif annexe flottant à l'arrière des éléments longitudinaux et à une certaine distance de ceux-ci constitué de préférence par un autre jeu desdits mêmes éléments longitudinaux. Par ailleurs, les éléments longitudinaux sont de préférence maintenus en flottaison sensiblement sous, et au voisinage immédiat de, la surface de l'eau. Selon un mode de réalisation préférentiel les éléments longitudinaux sont assemblés en modèles associés euxmêmes entre eux pour constituer une chaine flottante pratiquement continue. Selon un mode de réalisation particulièrement avanta y x, chaque module est incliné d'un angle prédéterminé nSati- vement à la surface en ayant la partie frontale disposée à un niveau inférieur par rapport à la partie arrière. De préférence,cet angle peut être compris entre 5 et 150. D'autre part, on peut associer un deuxième module à l'arrière du premier relié au premier par un bras de liaison sensiblement rigide. De préférence ce bras de liaison passe sous le premier module frontal et sur le deuxième module arrière pour former ainsi le dispositif annexe précité. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés représentant plusieurs modes de réalisation actuellement préférés de l'invention. Dans les dessins - la figure 1 représente en perspective une vue de détail d'un module selon la présente invention - la figure 2 représente une vue d'ensemble partielle de l'association de plusieurs modules selon l'invention - la figure 3 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention comprenant en association un module frontal et un module arrière ; et - la figure 4 représente un autre mode de réalisation selon l'invention formant une variante d'exécution du mode de réalisation de la figure 3 par l'addition d'un troisième module sous le module frontal. En référence à la figure 1, un mode de réalisation particulier d'un dispositif d'amortissement de houle ou clapot selon la présente invention comprend une pluralité d'éléments longitudinaux 1 espacés entre eux et sensiblement parallèlement au sens du déplacement de la houle sym boli-é par la flèche H de manière à définir entre eux des couloirs 2 ouverts de canalisation du courant orbital de surface en créant ainsi un écoulement turbulent au sein du fluide. Dans ce mode de réalisation particulier, on peut observer que ces éléments longitudinaux sont assemblés pour former un module individuel par fixation par tout moyen connu en soi tel que soudure, rivetage, boulonnage à un cadre 3 de forme sensiblement parallélèpipèdique et formé par une association de barres ou profilés de préférence en alliage léger avantageusement résistants à la corrosion du milieu environnant notamment à la corrosion marine. Ces éléments longitudinaux 1 sont maintenus en flottaison sensiblement sous, et au voisinage immédiat de, la surface de l'eau à l'aide d'au moins un flotteur 4, de préférence deux flotteurs 4, qui sont avantageusement disposés aussi parallèlement au sens de déplacement de la houle afin d'offrir le minimum de surface d'impact relativement à la houle. Ces flotteurs sont d'un type classique connu en soi et sont par exemple formés par des boites parallélèpipèdiques fermées creuses, vides à l'intérieur et naturellement étanches. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, comme représenté, les éléments longitudinaux 1 sont prévus de manière à former une grande surface développée et comprennent des surfaces horizontales, ici inférieure la et supérieure lb, et verticale lc sensiblement parallèles au sens de déplacement de la houle selon la flèche H, de manière à n'offrir qu'unie résistance la plus faible possible à la houle. On observera ainsi que les surfaces horizontales la, lb et verticale lc sont combinées entre elles de manière à permettre l'écoulement turbulent précité quelle que soit l'incidence de la houle. Selon un mode de réalisation particulier, la longueur L des éléments longitudinaux 1 est en rapport avec la longueur d'onde de la houle, c'est-à-dire est d'un ordre de grandeur de la longueur d'onde de la houle. On a représenté à la figure 1 la ligne de flottaison F de chaque module et on peut observer ainsi que les flotteurs 4 sont prévus de manière que les surfaces horizontales supérieures lb soient sensiblement à la surface de l'eau de manière à ce que l'inertie de la masse associée de chaque module soit très grande et la fréquence propre du module soit très faible, ce qui entraîne une faible flottabilité de chaque module, effet qui est recherché. Comme représenté à la figure 2, et comme on peut le voir aussi à la figure 1, chaque module est associé au suivant par l'intermédiaire d'une liaison souple 6, réalisée par exemple par un matériau en élastomère fixé par tout moyen connu en soi au cadre 3 afin de constituer une chaîne flottante pratiquement continue. D'autre part, cette chaine flottante est maintenue en position relativement fixe à l'aide d'une ligne de mouillage ordinaire comprenant une chaine 8 de longueur appropriée au fond associé à un corps mort 10. On observera que selon la représentation de la figure 2, la chaîne de mouillage 8 est fixée sur des pistons d'ancrage 9 de deux modules contigus par une patte d'oie 12 ce qui renforce encore l'assemblage des modules. En référence à la figure 3, on a représenté une association d'un module frontal 14 et d'un module arrière 16 par l'intermédiaire d'au moins un bras de liaison 18 sensiblement rigide. D'autre part, selon un mode de réalisation préférentiel, chaque module 14, 16 est incliné d'un angle prédéterminé relativement à la surface en ayant la partie frontale respectivement 14a et 16a disposée à un niveau inférieur par rapport à la partie arrière respectivement 14b et 16b. Cet angle d'inclinaison est de préférence compris entre 5 et 150. Avantageusement, et comme représenté, chaque bras de liaison 18 passe sous le premier module frontal 14 et sur le deuxième module arrière 16 ce qui permet de réa- liser d'une manière simple l'inclinaison souhaitée. Ce mode de réalisation permet d'augmenter l'inertie de tangage du dispositif d'amortissement de la houle. Une autre manière d'augmenter l'inertie de tangage consiste à prévoir au moins un bras arrière solidaire du cadre 3 dont l'extrémité libre est soutenue par un flotteur. Ce mode de réalisation n'a pas été représenté étant donné sa simplicité. Enfin , en référence à la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation particulièrement avantageux pour le cas de l'amortissement de très forte houle qui nécessiterait une longueur L des éléments longitudinaux 1 pratiquement prohibitive. Ainsi, dans ce mode de réa- lisation on prévoit un troisième module 20 disposé sous le premier module frontal 14 dont naturellement on a renforcé la flottabilité en modifiant la dimension des flotteurs 4. Naturellement, il est possible de réaliser les éléments longitudinaux 1 selon diverses formes. La forme de réalisation actuellement préférée est celle représentée à la figure 1 pour laquelle les éléments longitudinaux 1 ont une section en coupe en forme de Z à branche centrale verticale. On observera que pour un fonctionnement particulièrement efficace de l'amortissement les éléments longitudinaux ne doivent pas se chevaucher mais au contraire présenter un déport d qui est de préférence compris entre environ le tiers et la moitié de la largeur 1 de la surface horizontale la ou lb de l'élément longitudinal 1. D'autre part selon le mode de réalisation de la figure 4, une configuration préférentielle entre le premier module 14 et le troisième module 20 est un aménagement en quinconce des éléments longitudinaux 1 du module 14 relativement à ceux 1' du module 20. Enfin, en vue de rendre possible un mouvement relatif entre les divers modules 14 mis côte à côte comme représenté à la figure 2, les cadres 3 définissant lesdits modules 14 ont leurs bords latéraux 22 parallèles au sens de déplacement de la flèche H qui sont inclinés vers l'intérieur de sorte que la face inférieure ait une surface plus faible que la face supérieure. De préférence, le troisième module 20 est de dimension plus faible que le module frontal 14 comme représenté en figure 4.

Claims: REVENDICATIONS 1. Procédé d'amortissement de houle ou clapot, caractérisé en ce qu'on canalise le courant orbital de surface entre des éléments longitudinaux espacés entre eux et sensiblement parallèlement au sens de déplacement de la houle de manière à créer un écoulement turbulent au sein du fluide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments longitudinaux sont prévus de manière à former une grande surface développée et comprenant des surfaces horizontale et verticale sensiblement parallèles au sens de déplacement de la houle. 3. Procédé selon la renvendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on incline d'un angle prédéterminé les éléments longitudinaux de manière que leur extrémité frontale soit à un niveau inférieur par rapport à leur extrémité arrière. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on prévoit la longueur des éléments longitudinaux en rapport avec la longueur d'onde de la houle. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on augmente l'inertie de flottaison au tangage en associant un dispositif annexe flottant à l'arrière des éléments longitudinaux et à une certaine distance de ceux-ci, constitué de préférence par un autre jeu des mê- mes éléments longitudinaux. 6. Dispositif d'amortissement de houle ou clapot, caractérisé en ce qutil comprend une pluralité d'éléments longitudinaux (1) espacés entre eux et sensiblement parallèlement au sens de déplacement de la houle (flèche H) de manière à définir entre eux des couloirs ouverts (2) de canalisation du courant orbital de surface créant un écou- lement turbulent au sein du fluide. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits éléments longitudinaux (1) sont prévus de manière à former une grande surface développée et comprennent des surfaces horizontales (la, lb) et verticale (1c) sensiblement parallèles au sens de déplacement de la houle (H). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les surfaces horizontale et verticale sont combinées entre elles de manière à permettre l'écoulement turbulent précité quelle que soit l'incidence. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la longueur L des éléments longitudinaux (1) est en rapport avec la longueur d'onde de la houle. 10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les éléments longitudinaux (1) sont maintenus en flottaison sensiblement sous, et au voisinage immédiat de, la surface de l'eau, par exemple à l'aide de flotteur (4). 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les éléments longitudinaux (1) sont assemblés en modules (3) associés eux-memes entre eux pour constituer une chaîne flottante pratiquement continue. 12. Dispositif selon l'une des Fevendications 6 à 11, caractérisé en ce que l'inertie de tangage est augmentée par la prévision d'au moins un bras arrière dont l'extré- mité libre est soutenue par un flotteur. 13. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que l'inertie de tangage est augmentée par l'association d'un deuxième module (16) à l'arrière du pre mier module ou module frontal (14) relié à celui-ci par un bras de liaison (18) sensiblement rigide. 14. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que chaque module est incliné d'un angle prédéterminé relativement à la surface en ayant la partie frontale (14a, 16a respectivement) disposée à un niveau inférieur par rapport à la partie arrière (14b, 16b respectivement), cet angle d'inclinaison étant de préférence compris entre 5 et 150. 15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que le bras de liaison (18) passe sous le module frontal (14) et sur le module arrière (16). 16. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que, en vue d'amortir de très fortes houles, on dispose un troisième module (20) sous le module frontal (14) dont les éléments longitudinaux (1') sont avantageusement disposés en quinconce relativement à ceux (1) du module frontal (14).

Inventors: GOVYS, GILBERT ADRIEN, GUITTON, JEAN-CLAUDE
Applicants: CHANTIERS ATELIERS PERRIERE
Application year: 1983
Main classification: E02B3
IPC codes: E02B3