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La présente invention concerne les navires
à effet de surface.
La présente invention concerne plus précisément
un navire à effet de surface comprenant une structure
sustentée du type catamaran munie de deux coques laté-
rales réunies par un caisson central, adapté pour
naviguer soit en navigation archimédienne sur coques,
soit en sustentation sur coussin d'air.
On a déjà proposé de nombreux navires du type
10 catamaran munis de deux coques latérales réunies par
un caisson central en particulier dans le domaine de la
plaisance.
De tels bateaux multicoques s'avèrent intéressants
notamment sur le plan de la sécurité dans la mesure où
15 l'absence de lest et donc de poids mort inhérente aux
multicoques rend ceux-ci pratiquement insubmersibles.
Par ailleurs, par rapport aux monocoques, les multi-
coques sont très rapides grâce à l'absence de lest et
présentent moins de g;te et moins de roulis grâce à
20 un couple de redressement plus important. Les
multicoques permettent également de disposer de sur-
faces de pont très importantes.
On a également proposé des navires à effet
de surface comportant une structure du type catamaran
25 muniede deux coques latérales réunies par un caisson
central, adaptés pour naviguer en sustentation sur
coussin d'air.
De tels navires sont par exemples décrits dans
les brevets US 3 977 491, 3 987 865, 4 090 459 ou
30 encore dans les brevets GB 1 210 973 et 1 242 131.
D'une façon générale, ces navires à effet
de surface du type catamaran comportent une structure
sustentée comprenant un caissoncentral reliant deux
~5~
quilles latérales qui assurent le confinement latéral
du coussin d'air de sustentation et munie par ailleurs
d'un dispositif de fermeture arriere et d'un dispositif
de fermeture avant aptes à coopérer avec les quilles
latérales pour d~limiter le coussin de sustentation
alimenté par des moyens générateurs d'air sous
pression.
On a également tenté, comme décrit dans la
- demande de brevet français publiée sous le N 2 422 535
de concevoir des navires à effet de surface du type
catamaran aptes à naviguer soit en navigation archimé-
dienne sur coques,soit en sustentation sur coussin
d'air. Pour ce faire, les dispositifs de fermeture
avant et arrière sont équipés de moyens de relevage
autorisant la navigation archimédienne sur coques.
Les tentatives actuelles de réalisation de
tels navires à effet de surface du type catamaran,
en particulier de navires autorisant un double mode
de navigation, ont cependant été limitées à des
navires de faible tonnage.
Les structures des navires du type catamaran
jUSqu~iCi proposées permettant à un navire de tonnage
élevé de r~sister correctement aux efforts de flexion
longitudinale, aux efforts de flexion transversale et
aux efforts de torsion en diagonale, sont en effet
d'un poids très élevé prohibitif pour une utilisation
dans un navire à effet de surface.
Par ailleurs, les systèmes de motorisation-
compresseur générant le coussin d'air de sustentation
utilisés sur les navires à effet de surface jus~u'ici
proposés doivent être tres puissants, en raison du
poids élevé de ceux-c:i.
~2iS~
~/_ 3 _
La presente invention vise un navire à effet
de surface comportant une structure sustentée de type
catamaran munie de deux coques latérales réunies par un
caisson central, adapté pour naviguer soit en navigation
archimédienne sur coques, soit en sustentation sur cous-
sin d'air; ledit navire comprenant:
des raidisseurs longitudinaux continus disposés
dans lesdites coques latérales pour assurer une résis-
tance à des efforts de flexion longitudinale;
des membrures continues s'étendant transversa-
lement a l'axe du navire, lesdites membrures étant dis-
posées à l'intérieur dudit caisson central reliant les-
dites coques latérales, ledit caisson central étant en-
castré dans lesdites coques latérales, lesdites membrures
assurant une résistance à des efforts de flexion trans-
versale;
au moins deux cloisons transversales renfor-
cées disposées respectivement à l'avant et à l'arrière
du navire pour assurer une résistance à des efforts de
flexion transversale exercés à l'avant et à l'arrière
du navire résultant d'un moment de torsion diagonale exer-
cée sur ledit navire, chaque cloison comprenant une pou-
tre transversale disposée à l'intérieur dudit caisson,
chaque poutre comportant une ame verticale renforcée dans
ledit caisson par deux semelles hori~ontales respective-
ment supérieure et inférieure, ladite ame s'étendant de
façon continue jusque dans lesdites coques, chaque cloi-
son compartimentant longitudinalement lesdites coques
et ledit caisson central pour assurer l'intégrité struc-
turale du navire.
Grace en particulier à l'utilisation de cloi-
sons transversales renforcées assurant la résistance aux
efforts de flexion transversale exercés sur l'avant et
l'arrière du navire e-t résu]tant du moment de torsion
b~
~2~iSl~
des coques, notamment en flottaison sur houle diagonale,
la structure du navire conforme à la présente invention
reste très légère ce qui autorise la construction de na-
vires de fort tonnage équipés de motorisation de puis-
wdA ~7
6~7~
Selon une caractéristique préférentielle de laprésente invention, l'âme de la poutre transversale est
raidie horizontalement.
Selon un mode de réalisation considéré actuelle-
ment comme préférentiel, quatre cloisons transversalesrenforcées sont disposées par paires respectivement à
l'avant et à l'arrière du navire.
Selon une autre caractéristique avantageuse de
la présente invention, la zone d'encastrement de la poutre
transversale des cloisons renforcées dans les coques,
est elle-même renforcée. Plus précisément, cette zone
d'encastrement est encadrée par deux montants verticaux
principaux ; une serre composée d'un raidisseur horizontal
principal et d'un montant principal vertical est disposée
à proximité de la virure d'angle ; cette dernière pré-
sente une surépaisseur ; et la cloison renforcée dans la
zone de lavirure d'angle présente également une surépaisseur.
D'autres caractéristiques et avantages de la
presente invention apparaitront à la lecture de la descrip-
tion détaillée qui va suivre et en regard des dessinsannexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur
lesquels :
- la figure 1 représente une vue schématique en
perspective d'un navire à effet de surface conforme à la
présente invention,
- la figure 2 représente une vue en coupe trans-
versale du navire, au niveau du maître-couple et, illustre
plus précisém~nten demi-vue droite une cloison transver-
sale d'etanchéité et en demi-vue gauche une coupe trans-
versale de la structure du navire,
- la figure 3 représente une demi-vue en coupe
transversale du navire et illustre plus précisément une
cloison transversale renforcée arrière du navire,
~Z~74
- la figure 4 représente une autre demi-vue
en coupe transversale du navire et illustre une seconde
cloison transversale renforcée disposée à l'arrière du
navire,
- la figure 5 représente une autre vue en coupe
transversale du navire, les demi-vues droite et gauche
de cette figure 5 illutrant plus précisément respective-
ment une première et une seconde cloisons transversales
renforcées disposées à l'avant du navire,
- la figure 6 représente une vue en coupe longi-
tudinale du caisson,
- la figure 7 représente une vue schématique d'une
zone d'encastrement du caisson dans une coque latérale,
et
- la figure 8 illustre une vue en coupe d'une
poutre transversale des cloisons transversales renforcées,
selon un plan de coupe référencé VIII-VIII sur la
figure 7.
D'une façon générale, comme cela est illustré
sur la figure 1, le navire à effet de surface conforme
à la présente invention comprend une structure sustentée
du type catamaran munie de deux coques latérales 10
réunies par un caisson central 60.
De fason classique en soi, les deux coques
latérales ~0 coopèrent avec des dispositifs de fermetures
avant et arrière pour délimiter un coussin central de
sustentation alimenté par un générateur d'air sous pres-
sion. On apersoit sur la figure 1, la fermeture arrière
90 composée avantageusement d'une pluralité d'enceintes
91, 92, 93 d'extension horizontale et superposées.
Les fermetures avant et arriere sont associées
à des moyens de relevage treuil et câbles par exemple -
autorisant le déplacement du navire en navigation
archimédienne sur coques.
On remarquera par ailleurs sur la figure 1 et
selon une caractéristique essentielle de la présente
.'7~t
invention, quatre cloisons transversales renforcées
représentées schématiquement et illustrées 100, 200, 300
et 400 et, disposées par paires respectivement ~ l'arrière
et à l'avant du navire.
Comme cela a été précédemment évoqué, les coques
10 assurent la flottaison archimédienne du navire et le
confinement latéral du coussin de sustentativn en mode
de navigation sur coussin d'air.
La structure de chacune des coques 10 est consue
pour r~sister au moment de flexion longitudinale en
flottaison sur houle.
Les coques latérales 10 sont munies de raidisseurs
longitudinaux continus assurant essentiellement la résis-
tance aux efforts de flexion longidinale.
Les virures de bordé et les virures de pont sont
composées de tôleries référencées 11 et 12 sur les
figures disposées longitudinalement.
Les renforts primaires des coques sont formés
de lisses principales 13 et d'hiloires 14 continues pour
reprendre les efforts de flexion longitudinale.
De même, les renforts secondaires des coques
sont formés de lisses secondaires 15 et d'élongis 16
continus pour reprendre les efforts de flexion longitu-
dinale.
Les coques 10 comprennent en outre des varangues,
membrures et ~arrots 17a, discontinus.
Enfin, les coques comprennent des cloisons lon-
gitudinales et transver5ales 62, 73, assurant le comparti-
mentage et l'intégrité de la poutre navire.
Le maillage primaire et secondaire (platelages
et raidisseurs) est concu pour résister en outre aux
efforts locaux dus aux pressions hydrostatiques résul-
tant de l'impact des vagues et aux pressions du cvussin
d'air.
Le caisson central 60 relie les deux coques
latérales 10 et forme une plateforme de liaison entre
,
~Z65~74
celles-ci. Le caisson central 60 s'imbrique dans les
coques latérales 10, pour assurer leur liaison et la
résistance à la flexion transversale en flottaison sur
houle.
Le caisson central comprend des membrures conti-
nues s'étendant transversalement ~ l'axe du navire.
Ces membrures sont formées de varangues et
barrots 17a transversaux continus et, le cas échéant,
de voiles 61 évidés transversaux continus.
Le caisson central 60 comprend également des
lisses principales 13 ou hiloires 14 longi-tudinales
discontinues, et le cas échéant, des voiles évidés
longitudinaux discontinus.
La structure du caisson central ainsi formée
s'oppose en outre aux effets de la poussée latérale
du coussin d'air sur les faces internes des coques
10, en navigation de sustentation.
La structure de liaison coques 10,
caisson central 60 est adaptée pour assurer un bon
encastrement de l'ensemble. Cette structure de liai-
son sera décrite plus en détail par la suite. On
remarquera cependant dès à présent que cet-te structure
de liaison comporte des éléments dessinés avec de
larges courbes ou arrondis et renforcés dans leurs
épaisseurs dans le but de réduire les effets néfastes
de discontinuité de la structure.
L'épaisseur de la paroi inférieure 65
du caisson 60 est échantillonée pour résister aux
pressions d'impact des vagues en navigation sur
coussin ainsi qu'aux pressions induites le cas échéant
en cas de perte brutale de sustentation.
~'
~-
. . .
~Z6517~
Les cloisons transversales d'étanchéité ménagées
dans les coques 10 s'étendent dans le caisson central
60 comme illustré en 73 sur les figures 2 et 6. Par
ailleurs, comme illustré également sur cette figure 2,
les raidisseurs 17b et 18 des cloisons 73 dans le caisson central
60 sont de préférence disposés horizontalement afin
de véhiculer au mieux le flux de contraintes transver-
sales.
Comme cela a été précédemment évoqué, la pré-
sente invention propose d'assurer une résistance aux
efforts de torsion diagonale, non point à l'aide d'une
structure complexe et lourde comprenant par exemple des
poutres croisées, mais à l'aide de cloisons transver-
sales renforcées 100, 200, 300, 400 qui assurent une
résistance aux efforts de flexion transversale simple
exercée à l'avant et à l'arrière du navire et resultant
du moment de torsion des coques, notamment en flottai-
son sur houle diagonale.
Les cloisons transversales renforcées 100, 200,
300 et 400 sont implantées le plus loin possible res-
pectivement à l'avant et à l'arrière dans le caisson
central 60 et prolongées dans les coques du navire 10,
comme illustré schématiquement sur la figure 1.
Au niveau du caisson 60, ces cloisons transver-
sales 100, 200, 300 et 400 sont formées d'une poutre
en I comportant une âme verticale 101, 201, 301, 401
renforcée par deux bandes de tôlerie transversale 102,
202, 302 et 402 d'une part, 103, 203, 303 et 403
d'autre part formant respectivement les semelles supé-
3 () rieure et inférieure de la poutre.
De préférence, l'âme verticale 101, 201, 301 et
401 des poutres est raidie horizontalement comme illus-
tré schematiquement sur les fi~ures en 104, 204, 304
et 404.
~, ,
3l2~iS~7as
Par ailleurs, comme cela est illustré sur les
figures, les poutres transversales précitées, renforcées
pour reprendre le flux de cisaillement, sont prolongées
par des cloisons 113, 213, 313, 413 également renforcées,
dans les coques 10, afin d'assurer le transit du flux
de torsion et de la flexion transversale résultant de
l'effet de torsion.
Les semelles supérieure et inférieure précitées
102, 202, 302 et 402 d'une part, 103, 203, 303 et 403
d'autre part renforcent les poutres transversales en
flexion et les raidisseurs 104, 204, 304, 404 des âmes
des poutres empêchent les voilements de cisaillement.
On va maintenant décrire la structure de liaison
coques 1Q - caisson central 60.
La semelle inférieure 103, 203, 303, 403 est
renforcée par surépaisseur au niveau de la virure d'angle
105, 205, 305, 405 et de plus est arrondie au niveau de
la zone de plus forte concentration de contrainte.
Comme cela est illustré sous la référence 106,
206, 306, 406 sur les figures et comme cela apparaît
en particulier sur la figure 7, l'âme des poutres trans-
versales des cloisons 100, 200, 300 et 400 est d'épais-
seur renforc~e dans toute la zone d'encastrement.
De plus, cette zone est limitée par deux mon-
tants principaux 108 et 109 ; 208, 209; 308, 309; 408,
409 et par un faux pont 110, 210, 310 et 410.
Enfin, la structure du navire est renforcée
au plus près de la virure d'angle 105, 205, 305 et 405
au moyen d'une serre. Celle-ci comprend d'une part un
raidisseur horiæontal principal, 111, 211, 311 et 411
et d'autre part un montant principal vertical 112, 212,
312 et 412.
Le raidisseur horizontal principal 111-411
est situé au-dessus du niveau inférieur du caisson central,
dans les coques latérales 10, en étant prolongé ~ l'inté-
~L2~;5~
1 o
rieur du caisson 60.
Les montants principaux verticaux 112-412 sont
disposés en partie supérieure des coques lat~rales 10.
On aperçoit par ailleurs sur les figures des
passages longitudinaux 80 ménagés dans la structure et
servant par exemple de conduits d'air pour l'alimentation
du coussin de sustentation, de couloirs autorisant l'accès
à des cales ou hangars, ou encore de passages de coursives.
La structure selon l'invention peut être réali-
sée en mat~ri~.ux métalliques, notamment en alliages d'alu-
minium soudables performants et aptes à la résistance
de toute forme de corrosion marine, ou en matériaux compo-
sites monolithiques ou sandwich, à hautes performances,
tels que les fibres de verre renforcées, les fibres de
carbone de KEVLAR ou de BORE.
Les raidisseurs longitudinaux prévus dans les
coques latérales pour assurer la résistance aux efforts
de flexion longitudinale et les membrures s'étendant trans-
versalement à l'axe du navire dans le caisson pour assu-
rer la résistance aux efforts de flexion transversale,
peuvent être formés non point d'éléments matéri.els dis-
crets fixés sur la structure mais être composés unique-
ment des fibres de renfort intégrées au matériau composite.
Dans un tel cas, les matériaux composites ~
fibres etant par nature anisotropes, les renforts seront
disposés longitudinalement dans la coque afin de repren-
dre les efforts de flexion longitudinale et assurer la
rigidit~ de l'ensemble tandis qu'ils seront disposés avec
une orien~ation préférentielle transversale dans la plate-
forme,cependant qu'une orientation particulière leur estdonnée localement afin de faire passer id~alement le flux
de contrainte résultant de la sollicitation en flexion
torsion provoquée par les coques.
