Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
WO 2023/119244 PCT/1B2022/062735
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Navire avec au moins un propulseur vélique
Domaine de l'invention
La présente invention concerne d'une façon générale la propulsion
vélique des navires, notamment l'assistance à la propulsion pour les navires
marchands.
État de la technique
On connaît notamment par les documents VV02018087649A1 et
VV02020115717A1 une unité de propulsion vélique qui comprend une aile à
1 0 double volet montée sur une structure commandée angulairement autour
d'un
axe généralement vertical en fonction des conditions, l'aile double comprenant
un volet avant et un volet arrière, un mât avant et un mât arrière reliés par
un
élément formant bôme et par un élément formant corne, le volet avant étant
traversé par le mât avant en pouvant tourner autour d'un axe défini par le ce
dernier, et le volet arrière étant traversé par le mât arrière en pouvant
tourner
autour d'un axe défini par ce dernier.
La structure est capable de tourner sur un axe de rotation confondu
avec l'axe de rotation du mât avant.
On connaît également des unités de propulsion vélique à rotor (par
exemple du type rotor Flettner ou rotor à succion), qui commencent à équiper
des navires de marine marchande.
Il existe dans l'état de la technique certaines approches pour escamoter
des propulseurs véliques en dehors des phases de navigation.
Tout d'abord, le document US2014144362A1 décrit une approche où
des ailes peuvent être basculées dans des réceptacles conçus
spécifiquement, ces cavités étant orientées transversalement à l'axe principal
du navire ou parallèlement à cet axe. Selon une variante, une aile peut être
rangée dans son réceptacle spécifique par un mouvement de translation.
Cette approche exige de modifier considérablement la structure du
navire pour pouvoir y loger les réceptacles associés aux différents
propulseurs
véliques.
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Le document JPS57178994A décrit quant à lui un navire comportant
latéralement des renfoncements permettant de ranger, par translation
verticale, des propulseurs véliques.
A nouveau, cette approche nécessite d'aménager spécifiquement le
navire pour prévoir ces renfoncements.
Résumé de l'invention
La présente invention vise à proposer une solution permettant, de façon
simple, économique et fiable, de diminuer l'encombrement ou l'exposition
d'une unité de propulsion vélique de type aile rigide ou d'un autre type à
bord
d'un navire, notamment pour des opérations de chargement-déchargement du
navire à quai et ou aux manoeuvres de navigation maritime dans le cas d'un
passage sous un pont. Plus particulièrement, l'invention vise à tirer parti de
la
structure existante d'un navire, notamment des cloisons transversales de la
coque, d'un navire de marine marchande, pour intégrer de façon
particulièrement pratique des espaces de rangement pour des propulseurs
véliques dans une position de non-utilisation.
On propose à cet effet un navire comprenant au moins une unité de
propulsion vélique allongée dans une direction généralement verticale en
position d'utilisation et comprenant un ou plusieurs éléments propulsifs et un
mât, caractérisé en ce que la structure du navire comprend de façon
intrinsèque des éléments de structure transversaux aptes à définir au moins
en partie au moins une cavité pour une unité de propulsion vélique, en ce que
qu'il comprend au moins une unité de propulsion vélique située généralement
au-dessus d'une cavité, et en ce qu'il comprend en outre un support pour
ladite
unité de propulsion vélique, ledit support étant déplaçable dans une direction
généralement verticale au sein de la cavité, et des moyens d'entraînement
pour sélectivement déplacer ledit support entre une position érigée
d'utilisation
et une position escamotée de rangement.
Le navire comprend optionnellement les caractéristiques additionnelles
suivantes, prises individuellement ou en toutes combinaisons que l'homme du
métier appréhendera comme étant techniquement compatibles :
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* le navire comprend dans chaque cavité destinée à recevoir une unité
de propulsion vélique, une cage de guidage recevant intimement ledit support,
orientée généralement verticalement.
* la ou chaque cage présente une section en forme générale de U
avec une ouverture d'une largeur supérieure à une largeur du propulseur dans
une orientation du propulseur adoptée pour son escamotage.
* il est prévu des moyens de guidage à frottement limité entre chaque
support et la cage associée.
* chaque propulseur escamotable présente en section transversale une
grande dimension et une petite dimension, le navire comprend en outre un
dispositif de commande d'orientation du propulseur pour l'amener dans une
orientation d'escamotage autorisant son escamotage.
* ladite orientation d'escamotage est une orientation où la grande
dimension de la section transversale du propulseur est orientée
transversalement à un axe principal du navire.
* lesdits éléments de structure comprennent des paires de panneaux
de structure s'étendent à la fois vers le bas et vers le haut par rapport à un
pont du navire, et délimitent des espaces de chargement de conteneurs.
* lesdits éléments de structure comprennent des panneaux de structure
individuels, et le navire comprend au moins un panneau rajouté assemblé à la
structure du navire pour former avec ledit panneau de structure individuel une
cavité pour une unité de propulsion vélique.
* les moyens d'entraînement comprennent pour chaque support un ou
plusieurs vérins.
* les moyens d'entraînement comprennent pour chaque support un ou
plusieurs ensembles pignon-crémaillère.
* les moyens d'entraînement comprennent pour chaque support un ou
plusieurs câbles de suspension pouvant être enroulés sur un tambour.
Brève description des dessins
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention
apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une
forme
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de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et
faite
en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue en perspective d'ensemble d'un navire équipé
d'une série de propulseurs véliques de type mât-aile,
- la Figure 2 est une vue en perspective partielle d'un dispositif de
déplacement du propulseur,
- la Figure 3 est une vue partiellement de dessus et partiellement en
coupe horizontale du dispositif de la Figure 2,
- les Figures 4A et 4B sont des vues des vues en perspective du
dispositif de déplacement des Figures 2 et 3, la Figure 4A correspondant à la
Figure 2,
- les Figures 5 et 6 sont des vues en perspective illustrant deux
variantes de réalisation d'une cavité recevant le dispositif de déplacement,
et
- la Figure 7 est une vue en perspective partielle selon l'axe du navire
montrant deux dispositifs de déplacement côte-à-côte.
Description détaillée d'une forme de réalisation préférée
On va maintenant décrire une structure et des mécanismes pouvant
être utilisés sur des navire de marine marchande en vue d'escamoter une ou
plusieurs unités de propulsion vélique.
La Figure 1 illustre un navire N ici du type porte-conteneurs, sur le pont
P duquel sont montés six propulseurs véliques déplaçables 100 selon
l'invention, en deux rangées de trois propulseurs disposés le long des flancs
bâbord et tribord du navire. Le navire comporte une coque C, un pont P et une
superstructure S, de façon conventionnelle en soi.
Chaque propulseur comprend ici deux volets 111, 112, le volet avant
étant traversé par un mât principal 121 et le volet arrière étant traversé par
un
mât secondaire 122, les deux mâts étant reliés en bas et en haut par un
élément formant bôme 130 et par un élément formant corne 140.
Le mât principal 121 déborde au-dessous de l'élément 130 et forme le
support principal du mât-aile. Le mât-aile peut être réalisé par exemple
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conformément aux enseignements des demandes de brevets
W02018087649A1 et W02020115717A1.
On observe que le navire N possède de façon intrinsèque des éléments
de structure transversaux T qui s'étendent vers le bas et vers le haut par
5 rapport au pont P et qui délimitent deux à deux des espaces destinés à
recevoir des empilements de conteneurs CO de dimensions normalisées, par
exemple des conteneurs normalisés ISO de 20, 30 ou 40 pieds.
Ces éléments de structure T, également globalement désignés par la
référence 300, sont constitués chacun d'une paire de panneaux métalliques
301, 302 s'étendant transversalement à un axe principal X du navire, entre les
flancs bâbord et tribord de la coque, ces panneaux étant solidarisés entre eux
par des éléments de liaison et de rigidification soudés, non représentés. Ils
sont eux-mêmes fixés à la coque par soudage.
Au voisinage de la coque, chaque paire de panneaux 301, 302 forme
d'une part avec le flanc correspondant de la coque C (au-dessous du pont P)
et d'autre part avec une paroi latérale respectivement 311 (bâbord) et 312
(tribord) (au-dessus du pont P), une cavité CA orientée verticalement sur une
hauteur qui est déterminée d'une part par l'extension verticale de ces
éléments
de structure 301, 302, 311, 312 au-dessus du pont (comme illustré sur la
Figure 1) et d'autre part par l'extension verticale des éléments de structure
301, 302 au-dessous du pont, typiquement jusqu'en fond de cale.
Selon un aspect de l'invention et comme illustré sur la Figure 1, au
moins certaines de ces cavités CA, régulièrement réparties à bâbord et à
tribord le long du navire, sont associées à des propulseurs véliques 100
respectifs, et chaque cavité CA peut être utilisée pour escamoter le
propulseur
associé à l'intérieur d'elle dans une position de rangement ou de non-
utilisation, par déplacement généralement vertical du propulseur.
Cet escamotage des propulseurs peut être réalisé soit lorsque le navire
est à quai, pour permettre les opérations de chargement/ déchargement de sa
cargaison, soit lors d'un vent excessif au cours de la navigation, soit encore
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lors des man uvres de navigation maritime dans le cas d'un passage sous
un pont.
Comme le montrent les Figures 2 à 7, la base du mât principal 121 d'un
propulseur vélique est fixée rigidement à un dispositif de déplacement 200 qui
comprend une embase 201 surmontée par le mât 121, et un support mobile
210 destiné à se déplacer verticalement dans une cage 310 aménagée dans
la cavité associée. Comme le montre la Figure 3, la cage présente une section
transversale en forme générale de U, de manière à définir d'une part un
logement qui reçoit intimement le support mobile 210, et d'autre part une
ouverture 311 permettant d'admettre l'extension longitudinale du propulseur
vélique 100 lorsqu'il est orienté dans la direction transversale du navire.
Il est avantageux de prévoir des aménagements de guidage du support
210 dans sa cage 310 et/ou de limitation des frottements entre ces deux
éléments lors du mouvement. Ces moyens peuvent comprendre un
revêtement à coefficient de frottement limité, des rouleaux ou galets de
guidage, etc.
On peut envisager différentes techniques pour déplacer le support 210
et le propulseur qu'il porte dans sa cage 310.
Dans une première réalisation, on peut prévoir un mécanisme à câble
comprenant un tambour sur lequel un câble est enroulé, le tambour étant
entraîné par un moteur tel qu'un moteur électrique. Le câble passe sur une
poulie de renvoi agencée en partie supérieure de la cavité CA, et le support
210 est suspendu à l'extrémité du câble opposée au tambour. On peut
multiplier le nombre de câbles en fonction notamment de l'espace disponible,
du poids de l'équipage mobile et du besoin d'équilibrage des efforts de
suspension appliqués au support 210.
Dans une deuxième réalisation on peut prévoir un système constitué
d'un ou plusieurs vérins hydrauliques disposés verticalement dans la cavité
CA et capables d'exercer sur le support une poussée vers le haut et d'assurer
une descente progressive dudit support dans le sens inverse.
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Dans une troisième réalisation, on peut prévoir un système à
crémaillère(s), une ou plusieurs crémaillères étant montées fixes
verticalement
dans la cavité CA et coopérant avec un ou plusieurs pignons motorisés
homologues embarqués sur le support.
Bien que ces moyens de soient pas illustrés, l'homme du métier à l'aide
de ses connaissances générales saura les mettre en oeuvre sans effort
particulier.
L'alimentation électrique du ou des moteurs d'entraînement lorsqu'ils
sont embarqués dans le support 210 peut être assurée par un câble pendentif.
La Figure 4A est une vue partielle d'un propulseur vélique 100 en
position d'utilisation, le support 210 étant en position haute et le
propulseur
étant déployé au-dessus de la structure traversante respective T, le long du
flanc du navire.
Pour passer de la position de la Figure 4A à la position escamotée de
la Figure 4B, le propulseur vélique est tout d'abord amené dans une
orientation
généralement alignée avec la direction transversale du navire, son bord
d'attaque étant du côté extérieur du navire et son bord de fuite du côté
intérieur, où sa largeur hors-tout (typiquement la largeur de la partie 130
formant bôme) est inférieure à la largeur de l'ouverture 311 de la cage 310 en
forme générale de U.
Une fois cette position atteinte, le support 210 peut être entraîné vers
le bas en actionnant les moyens de déplacement pour déplacer avec lui le
propulseur vélique 100, et amener celui-ci, ou une partie substantielle de
celui-
ci, à l'intérieur de la cavité CA, comme illustré sur la Figure 4B.
On comprend que la mesure dans laquelle le propulseur 100 est
escamoté dans la cavité dépend de la hauteur du propulseur et de la hauteur
disponible dans la cavité CA, en prenant en compte l'espace nécessaire pour
les moyens de commande de déplacement.
Les Figures 5 et 6 illustrent à titre d'exemple deux formes de réalisation
possibles pour la structure transversale T. La réalisation de la Figure 5 (où
la
cage 310 n'est pas représentée par souci de simplification) est sensiblement
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identique à celle des Figures 2, 3, 4A-4B et 7, à savoir que la cavité CA est
ouverte en direction de l'axe central du navire.
Dans la réalisation de la Figure 6, chaque cavité CA est fermée du côté
intérieur par un panneau 303 s'étendant entre les panneaux 301 et 302 et qui
constitue également un élément se structure. La dimension libre en direction
transversale de la cavité CA est alors déterminée de manière à accepter la
dimension du propulseur vélique 100 selon cette même direction dans son
orientation d'escamotage.
Selon une variante de réalisation, le navire est du type comprenant des
panneaux transversaux non pas agencés par paires, mais individuels. Dans
ce cas, pour réaliser la cavité destinée à recevoir un propulseur vélique,
plusieurs approches peuvent être envisagées, et notamment :
- on installe sur le navire possédant intrinsèquement des panneaux
individuels, sur toute la largeur du navire, des panneaux additionnels à
distance prédéterminée des panneaux préexistants, pour se retrouver dans la
situation des parties inférieures des panneaux 301, 302 telles que décrites
plus haut ;
- on adjoint au panneau individuel préexistant, au voisinage des flancs
du navire, des parois complémentaires partielles, formant avec un panneau
individuel associé et le flanc du navire une cavité fermée ou partiellement
ouverte, apte à recevoir un propulseur vélique respectif.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes
de réalisation décrites ci-dessus et illustrées sur les dessins, mais l'homme
du
métier saura y apporter de nombreuses variantes ou modifications.
En particulier, l'invention s'applique aussi bien à des propulseurs de
type mât-aile ou aile rigide qu'à des propulseurs de principes différents tels
que rotors à effet Magnus, rotors à succion, etc.
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