Ensemble pour le transport aquatique de marchandises
Le chargement et le déchargement à quai des bateaux de marchandises sont à l'origine de problèmes aussi nombreux que variés, tant pour les armateurs que pour les autorités et entreprises portuaires.
Les uns comme les autres sont en effet souvent dans l'impossibilité de procéder aux opérations désirées, que ce soit parce que le tirant d'eau des bateaux s'avère trop important pour en permettre l'accostage à quai, parce que d'autres bateaux encombrent le port et les quais, ou aussi parce que les moyens de levage des docks sont trop peu nombreux ou de capacité insuffisante.
Par ailleurs, l'immobilisation d'un bateau le long d'un quai et l'appel à des grues de dimensions souvent impressionnantes constituent pour l'armateur une mise de fonds assez conséquente en taxes de séjour, frais de déchargement ou de chargement, et de transport à terre.
A tous ces frais s'ajoutent assez souvent ceux requis pour le remorquage du navire et pour le louage des services d'un pilote, notamment lorsque les bateaux doivent parcourir un chenal déterminé pour pénétrer ou sortir d'un port.
L'invention se propose d'apporter une solution aux divers problèmes énoncés en obviant aux inconvénients dont ils ont été traditionnellement la source.
Elle a, à cet effet, pour objet un ensemble pour le transport aquatique de marchandises, caractérisé par - une série de chalands destinés à recevoir ces marchan
dises, et par - un véhicule porte-chalands présentant une coque
munie d'au moins une plate-forme pour l'entreposage
de ces chalands pendant les déplacements du véhicule,
des moyens pour former sous au moins une partie de
ladite coque un matelas d'air de sustentation d'au
moins la partie du véhicule constituant ladite plate
forme au-dessus du plan d'eau et des moyens pour la
propulsion de ce véhicule, le déplacement d'eau pro
duit par ladite coque, en l'absence du matelas, étant
choisi tel que la ligne de flottaison du véhicule s'éta
blisse à un niveau correspondant à l'immersion de la
plate-forme à une profondeur au moins supérieure au
tirant d'eau maximum des chalands.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple et très schématiquement, une forme d'exécution et deux variantes de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 en est une élévation de côté, avec coupe partielle, montrant le véhicule porte-chalands à l'état chargé,
la fig. 2 est une vue en plan,
la fig. 3a une vue de face, et
la fig. 3b une coupe selon III-III de la fig. 3a.
Les fig. 4 et 5 correspondent respectivement aux fig. I et 3, mais dans une position du véhicule porte-chalands propre au chargement ou au déchargement des chalands sur ce véhicule.
Les fig. 6 et 7 montrent le véhicule en navigation sur un plan d'eau agitée, dans deux positions différentes de marche.
Les fig. 8 et 9 illustrent des détails à plus grande échelle respectivement des fig. 6 et 7.
La fig. 10 montre en coupe une variante d'exécution du rideau que comporte le véhicule.
La fig. i I montre une seconde variante d'exécution d'un tel rideau et d'un dispositif de commande de ce rideau.
L'ensemble représenté (fig. 1 à 3) est constitué en substance par un véhicule aquatique 1 à sustentation pneumatique et par une série de chalands 2 susceptibles d'être parqués sur deux plates-formes 3 du véhicule pour leur transport à grande distance.
Ces plates-formes sont ménagées sur un pont rectangulaire prenant appui, le long de ses deux bords longitudinaux, sur deux flotteurs minces 4 et 5 s'étendant sur toute la longueur du véhicule, et compris entre deux caissons 6 et 7 dont l'un forme la proue du véhicule et l'autre la poupe, reliant l'un à l'autre les deux flotteurs à chacune de leurs extrémités.
Un élément intermédiaire 67, formant organe de raidissement du véhicule et de soutien supplémentaire pour les plates-formes 3 du pont, s'étend d'un caisson 6 ou 7 à l'autre.
La face inférieure de ces caissons et celle du pont des plates-formes 3 sont coplanaires; en outre, I'ouverture délimitée par les flotteurs, 4 et 5 et chaque caisson 6 ou 7 est obturée par un rideau souple 8, respectivement 9, dont les particularités seront décrites par la suite et qui forment, en coopération avec les flotteurs une enceinte 10.
Cette enceinte est destinée à être remplie d'air sous pression, de sustentation, par des soufflantes 11 et 12 prévues aussi bien dans la partie du véhicule formée par le caisson 6 que dans celle constituée par le caisson 7.
Sur le caisson 6 se dresse le château 13 du véhicule comportant notamment le poste de commande et ses services annexes, les cabines, etc.
Les caissons 6 et 7 renferment également les citernes d'eau douce et de combustible pour l'alimentation des groupes propulseurs 14 et 15 du véhicule disposés dans la partie terminale des flotteurs 4 et 5.
En état de marche, I'assiette du véhicule sur le plan d'eau est celle résultant aux fig. 1 à 3. Dans ce cas, ce véhicule est sustenté, d'une part, par le coussin d'air créé sous sa coque par les soufflantes 11 et 12 et, d'autre part, par l'action de la poussée hydrostatique exercée par l'eau sur les flotteurs 4 et 5. On remarquera à ce propos que le niveau de l'eau entre les rideaux 8 et 9 est repoussé vers le bas par l'air sous pression d'une hauteur correspondant à une masse d'eau équivalente au poids sustenté par le coussin. Le périmètre mouillé des flotteurs 4 et 5 est donc relativement réduit ce qui permet au véhicule de circuler à une vitesse assez importante en n'utilisant qu'une puissance faible, proportionnellement à la charge transportée.
Dans l'exemple d'exécution représenté, ce poids sera de l'ordre de 5000 tonnes pour les seuls chalands en charge.
Pour procéder au déchargement des chalands, il suffit de supprimer la plus grande partie du coussin d'air de sustentation en arrêtant les soufflantes 1 1 et 12: dans ces conditions le véhicule prendra l'assiette visible en fig. 4 dans laquelle le coussin est réduit à l'épaisseur délimitée par les rideaux 8 et 9 en position rabattue. La flottaison du véhicule est alors assurée pratiquement par la seule poussée hydrostatique s'exerçant sur les flotteurs 4 et 5, qui sont alors plus enfoncés dans l'eau, et sur les caissons 6 et 7. Les volumes de ces parties de la coque du véhicule sont choisis de manière que la ligne de flottaison passe, dans ces conditions, au-dessus du plan des plates-formes 3, d'une quantité au moins supérieure au tirant d'eau des chalands 2, même lorsqu'ils sont à pleine charge.
De cette façon les chalands se mettent à flotter, ce qui permet de les écarter du véhicule en particulier pour les conduire à terre (fig. 5) ou au contraire de les charger sur le véhicule lorsqu'ils reviennent de terre.
Pour éviter que les chalands destinés à rester sur le véhicule ne s'éloignent de celui-ci, lorsqu'il est en position de déchargement ou de chargement, chaque chaland est amarré au véhicule amoviblement par tous moyens de blocage adéquats. Dans la forme d'exécution représentée, les plates-formes sont de plus subdivisées en cellules 3a par des parois 3b, amovibles ou non selon les cas, chaque cellule étant destinée à ne recevoir qu'un seul chaland.
Les chalands 3 sont à fond plat ce qui permet de les conduire même sur des eaux peu profondes. L'ensemble représenté est donc à même d'assurer un transport de marchandises aussi bien sur de grandes distances que sur de petits parcours et cela même si les eaux d'approche aux zones d'embarquement ou de débarquement sont peu profondes.
Cette particularité tient tout d'abord au mode de construction et de fonctionnement du véhicule transporteur qui est susceptible de se mouvoir même sur des eaux relativement basses, à condition bien entendu de pouvoir procéder au déchargement ou au chargement des chalands dans une zone aux eaux plus profondes.
C'est toutefois surtout le fait que la capacité et la dimension des chalands 3 est relativement réduite qui permet de réaliser facilement le genre de transport indiqué ci-dessus: en effet, leur déchargement et leur chargement, à quai ou même sur grève, ne posent pratiquement aucun problème, notamment en ce qui concerne les moyens de levage et de transport à terre des marchandises. Ce dernier pourra d'ailleurs être grandement facilité par l'usage de containers, de palettes, etc.
Il est évident que l'ensemble représenté se prête aussi très bien à la navigation fluvio-maritime, compte tenu du fond plat et du tirant d'eau réduit des chalands.
Comme on le sait, si la constitution d'un coussin d'air de sustentation sous un véhicule ne pose guère de problèmes lorsque les eaux au-dessus desquelles un tel véhicule se déplace sont relativement calmes, tel n'est plus le cas lorsqu'il y a de la houle. Les difficultés rencontrées tiennent exclusivement à l'étanchéité au passage de l'air qui doit pouvoir être maintenue le long des parois délimitant l'enceinte 10 (fig. 1) quel que soit le profil des ondes et leur direction par rapport à la trajectoire du véhicule 1.
Pour assurer la stabilité longitudinale d'un véhicule à coussin d'air du genre représenté, en particulier pour maintenir une assiette horizontale à ce véhicule sur un plan d'eau houleuse, il est indispensable que le volume d'air de sustentation dans l'enceinte 10 reste constant.
A cet effet, pour des vagues de longueur d'onde et d'amplitude correspondante maximum C, et pour une longueur du véhicule égale à A, il conviendra de dimensionner la hauteur des rideaux de façon à atteindre environ la valeur C.
Les fig. 6 et 7 illustrent précisément le comportement d'un véhicule élaboré compte tenu de ces critères, sur la fig. 6, lorsque la position du véhicule est telle que les rideaux se trouvent pratiquement sur les sommets de deux vagues adjacentes alors que, dans le cas de la fig. 7, les deux rideaux sont en contact avec le fond des vagues.
Comme représenté, I'assiette horizontale du véhicule ne peut être conservée dans ces deux cas, de même que dans tous les cas intermédiaires que si les rideaux sont suffisamment mobiles et peuvent rester continuellement en contact avec la surface de l'eau.
Pour garantir une stabilité transversale suffisante, telle que l'inclinaison du véhicule ne devienne jamais supérieure à celle de la pente d'une vague l'attaquant de travers, il est prévu de subdiviser longitudinalement l'enceinte 10 en ménageant sous la coque une paroi verti
cale 45 (fig. 3). En effet, dans ce cas, tout basculement
accidentel du véhicule faisant sortir de l'eau l'un des flot
teurs 4 ou 5, et qui correspond à une fuite d'air le long de ce flotteur, se traduit évidemment par une baisse de pression dans celle des deux parties de l'enceinte, délimitée par la paroi 45 adjacente à ce flotteur.
L'effort développé sur le véhicule par l'air contenu dans l'autre de ces parties est donc prépondérant de sorte que ce véhicule est soumis à un couple qui tend à s'opposer au décollement du flotteur et est remis dans une position dans laquelle son inclinaison transversale correspond à celle du flanc de l'onde.
Il est bien entendu possible de disposer plus d'une cloison longitudinale intermédiaire sous la coque du véhicule, en vue de pouvoir assurer la stabilité transversale d'un véhicule donné même pour des vagues de courte longueur d'onde ou lorsque ce véhicule est particulièrement large.
De telles cloisons peuvent également être prévues en direction transversale, notamment dans le but de permettre au véhicule de circuler commodément sur un plan d'eau dont la houle se déplacerait avec une longueur d'onde plus élevée que celle correspondant à l'écartement des rideaux 8 et 9.
Compte tenu de la présence de la paroi 45, dans la forme d'exécution du véhicule illustrée aux fig. 1 à 7, les rideaux antérieur (8) et postérieur (9) sont subdivisés chacun en deux rideaux élémentaires, disposés, l'un, entre le flotteur 4 et la paroi 45 et, l'autre, entre cette paroi et le flotteur 5.
Chaque rideau élémentaire est constitué par une enveloppe souple 16 fixée par son bord supérieur au caisson 6, pour un rideau antérieur, ou 7, pour un rideau postérieur et s'étendant sur toute la largeur comprise entre la paroi 45 et le flotteur 4 ou 5, selon le cas.
Cette enveloppe est reliée à une source d'air comprimé, par exemple aux soufflantes 1 1 ou 12, selon qu'elle est disposée à l'avant ou au contraire à l'arrière du véhicule, et est maintenue gonflée tant que le véhicule doit reposer sur un coussin d'air de sustentation alors qu'elle est dégonflée dès que le coussin d'air doit être supprimé, notamment en vue du déchargement ou du chargement de chalands.
Dans une variante d'exécution, non représentée, le bord inférieur de chaque enveloppe peut être muni d'ouvertures de distribution d'air de manière à former, sous ce bord, une pellicule d'air diminuant le frottement de l'enveloppe avec la surface de l'eau de flottaison en créant sous l'enveloppe un rideau d'air d'étanchéité.
Dans une autre variante, non représentée, I'épaisseur de l'enveloppe pourrait être plus faible vers le bas de cette enveloppe que dans sa partie supérieure, de manière que cette enveloppe puisse mieux épouser les variations locales du profil des vagues.
Dans une troisième variante d'exécution, également non représentée, I'enveloppe pourrait être subdivisée en plusieurs compartiments horizontaux superposés, dont la pression interne serait décroissante au fur et à mesure qu'on se rapproche du bord inférieur de l'enveloppe de manière à rendre cette dernière particulièrement souple au voisinage de ce bord tout en lui conservant une rigidité relativement importante à son extrémité supérieure.
Dans le cas de rideaux du genre qui vient d'être décrit, l'étanchéité latérale peut être réalisée de différentes façons.
On peut tout d'abord obtenir cette étanchéité en faisant usage de parois pliables en éventail fixées, par un des bords, sur I'un des flotteurs 4 ou 5 ou sur la paroi intermédiaire 45 et, par l'autre bord, sur la tranche du
rideau à étancher.
Les fig. 8 et 9 montrent une construction de ce genre.
On reconnaît en 17 les différents secteurs d'un éventail d'étanchéité, en matière souple et étanche, soutenus par des armatures 18, représentés au dessin par de simples traits pour ne pas surcharger la figure, articulés en 19. La première de ces armatures, 20, est fixée au flotteur qui lui est adjacent, ici le flotteur 4, par tous moyens adéquats, par exemple des boulons 21. La dernière armature 22, est rendue solidaire de la tranche latérale de l'enveloppe 16. par exemple par vulcanisation ou par collage à l'aide d'une résine thermodurcissable.
Bien entendu, à chaque rideau élémentaire dont est muni le véhicule décrit, est associée une paire d'éventails d'étanchéité du type décrit, un éventail étant disposé entre le rideau et un flotteur 4 ou 5, L'autre entre ce même rideau et la paroi intermédiaire 45.
Cette étanchéité latérale des rideaux peut également être obtenue en créant un écoulement d'air continu le long des bords verticaux des rideaux, sous une pression suffisamment intense. Cet écoulement peut être obtenu en réalisant des ouvertures adéquates dans la paroi de l'enveloppe de chaque rideau. Il serait bien entendu possible de former ledit écoulement à l'aide de buses alimentées en air sous pression par des conduits adéquats.
Selon une autre forme d'exécution, les rideaux 8 et 9 pourraient consister en des enveloppes souples, le cas échéant remplies d'air sous pression, dont l'étanchéité latérale serait réalisée. comme décrit, par des éventails du type représenté en fig. 8 mais dont l'étanchéité entre chaque rideau et la surface d'eau de flottaison serait obtenue par un rideau secondaire d'eau projetée verticalement grâce à des buses dont serait munie l'enveloppe le long de son bord inférieur.
Bien entendu, un rideau secondaire de ce genre pourrait également présenter un système similaire d'étanchéité par jets d'eau le long de ses bords verticaux.
La fig. 10 montre une variante d'exécution de rideau, plus particulièrement destiné à assurer l'étanchéité à l'avant du véhicule, dans laquelle ce rideau est constitué par assemblage côte à côte et verticalement d'enceintes tubulaires 23 reliées l'une à l'autre par une membrane souple 24. Ces enceintes peuvent être agencées de manière à pouvoir fléchir chacune dans un plan vertical contenant leur axe de symétrie, à l'image des doigts d'une main se fermant en direction de la paume. Ces enceintes présentent une rigidité plus forte au voisinage de leur extrémité libre qu'au niveau de leur racine de manière à pouvoir épouser immédiatement toutes les irrégularités de profil de la surface d'eau sur laquelle se déplace le véhicule.
Dans une autre forme d'exécution (fig. 11), chaque rideau peut être constitué par une paroi rigide 25 articulée au véhicule en 26 et présentant, à son extrémité inférieure, un flotteur 27 articulé.
La position angulaire de la paroi 25 est commandée par un vérin 28 faisant prise par la tige de son piston sur un levier 29 solidaire de cette paroi.
L'alimentation de ce vérin en fluide sous pression, air ou huile, est réalisée à partir d'un distributeur 30 asservi à une mémoire 31.
Cette mémoire est destinée à l'inscription des indications fournies par un décodeur 32 des signaux perçus par une tête 33 destinée à la détection à l'avant du véhicule des variations de niveau du plan d'eau sur lequel est appelé à se déplacer ce véhicule. L'ensemble formé par la tête 33 et par le décodeur 32 peut être par exemple du type sonar , c'est-à-dire dans lequel la tête émet en permanence des signaux de nature électromagnétique en direction du plan d'eau et capte la partie réfléchie de ces signaux, le décodeur 32 déterminant à chaque instant la distance parcourue par chaque signal pour atteindre la surface de l'eau et retourner à la tête; cette distance est bien entendu différente selon que l'eau est calme ou au contraire agitée de sorte que le décodeur 32 enregistre en définitive les variations instantanées de niveau de la surface de l'eau.
Ces indications sont inscrites dans la mémoire 31 et sont communiquées au distributeur 30 avec un retard correspondant au temps mis par le flotteur 27 pour atteindre les points auxquels ces indications correspondent.
Ce retard est fonction, d'une part, de la vitesse du véhicule et, d'autre part, de celle des vagues; la première peut être déterminée facilement à partir des caractéristiques du véhicule et de la puissance délivrée par les groupes propulseurs. La seconde sera déterminée en fonction des conditions atmosphériques locales par tous moyens adéquats et affichée, avec la première, dans la mémoire 31.
Avec le dispositif décrit, il est donc possible de commander le basculement de la paroi 25 et de son flotteur de manière correspondant aux variations du profil du plan d'eau sur lequel le véhicule se déplace: cette manière de faire garantit une étanchéité parfaite du rideau et permet en outre d'immerger juste la partie du flotteur 27 strictement nécessaire pour assurer cette étanchéité de manière à diminuer autant que possible l'action hydrodynamique sur ce flotteur et les pertes qui en résultent.
Il convient à ce propos de signaler que, sans le vérin 28, la paroi 25 et le flotteur 27 seraient soumis exclusivement à l'action de l'air sous pression, agissant comme indiqué au dessin par des fléchettes, de sorte que le flotteur tendrait à s'enfoncer dans l'eau et ne suivrait l'évolution du profil des vagues se présentant à l'avant du véhicule qu'en retard et de façon imparfaite. Dans le cas du dispositif représenté, le flotteur 27 n'est pas conçu pour supporter, par l'action de la poussée hydrostatique dont il est l'objet, la charge due à la pression de l'air comprimé, le vérin 28 faisant le nécessaire à cet effet par action sur le levier 29.
L'invention n'est bien entendu pas limitée à ce qui a été décrit ou représenté: en particulier, la disposition des plates-formes pour les chalands pourrait être différente.
Il en sera de même des rideaux destinés à réaliser l'étanchéité à l'avant et à l'arrière du véhicule porte chalands.