Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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Système de mise à l'eau et de récupération d'engins sous-marins,
notamment d'engins sous-marins tractés
L'invention se situe dans le domaine naval et concerne plus
précisément les systèmes de manutention et de levage montés sur des
navires, permettant la mise à l'eau et la récupération d'engins marins ou
sous-marins depuis ces navires, les engins considérés étant aussi bien des
engins remorqués que des engins autonomes, ces derniers étant alors munis
d'un lien temporaire pendant les phase de mise à l'eau et de récupération.
Les opérations de mise à la mer et de récupération d'un engin marin
ou sous-marin depuis un navire chargé par ailleurs du transport de cet engin,
comporte généralement une phase critique, surtout par mer agitée, qui
concerne le passage de l'état totalement émergé où l'engin est solidaire des
moyens de manutention utilisés, à l'état totalement immergé où l'engin n'a
plus de lien avec ceux-ci; et inversement. En effet, c'est durant ces phases
critiques que les mouvements de houle sont les plus dangereux pour
l'intégrité de l'engin, celui-ci étant balloté par la houle alors qu'il se
trouve
dans une zone de la surface où il est susceptible de venir heurter durement
soit la structure du navire, soit celle des moyens de levage et de
manutention.
C'est en particulier le cas pour un engin autonome dans la phase de
mise à l'eau ou de récupération, lorsque, l'engin étant déjà dans l'eau ou
encore dans l'eau, ses mouvements ne sont pas encore (ou ne sont plus)
complètement maitrisés par les moyens de levage et de manutention. C'est
également le cas pour un engin tracté dans les phases où le câble de
remorquage le maintient à proximité de la coque du navire alors que ses
mouvements ne sont pas encore (ou ne sont plus) complètement maitrisés
par les moyens de levage et de manutention.
Pour limiter ces risques de collision, il existe des solutions connues,
solutions mettant généralement en oeuvre des moyens qui impliquent
l'intervention d'opérateurs humains.
Ainsi, en ce qui concerne les engins autonomes, non tractés par le
navire, une solution connue consiste à prévoir des moyens d'arrimage sur la
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coque de l'engin, par exemple des anneaux de fixation, ces moyens de
fixation étant agencés de telle façon que l'engin puisse être levé en gardant
une position horizontale. La mise à l'eau et la récupération peut alors, par
exemple, être réalisée au moyen d'un treuil monté sur un portique mobile
placé à l'arrière du navire, ou encore une grue, le portique ou la grue
permettant de positionner le treuil de levage au dessus de la zone de
récupération. Par suite la mise à l'eau et la remontée s'effectuent à la
verticale ce qui limite les possibilités de collision avec le navire pendant
la
descente ou la remontée. Alternativement le levage de l'engin peut être
la réalisé en plaçant celui-ci dans un dispositif de type nacelle comportant
lui-
même des points de fixation appropriés.
Ce type de solution est applicable, notamment de manière autonome,
à des engins remorqués par le milieu mais n'est cependant pas facilement
applicable au cas des engins remorqués par l'avant, dans la mesure où, pour
des raisons évidentes d'efficacité, on souhaite réaliser le tractage et la
manutention de l'engin à partir d'un câble unique. Une manutention par des
moyens tels que ceux décrits précédemment en utilisant un câble unique
s'avère délicate du fait qu'elle s'accompagne pour l'engin d'un passage de la
position verticale à la position horizontale lors de la mise à l'eau et
inversement lors de la récupération. Cette manutention nécessite en outre
des opérations complémentaires qui ont pour objet, après levage de l'engin
et positionnement au dessus du pont du navire, de reposer l'engin à plat sur
le pont du navire ou plus généralement sur une aire de stockage. Ces
opérations nécessitent elles-mêmes généralement l'intervention d'opérateurs
humains, intervention qui est rendu plus délicate et plus dangereuse par mer
forte.
Par suite, en ce qui concerne les engins remorqués par l'avant, la
solution généralement préférée consiste à utiliser un câble de manutention
accroché temporairement au-dessus du centre de gravité de l'engin.
Une solution également utilisée prévoit une manutention basée sur la
mise en place de moyens comportant une rampe inclinée sur laquelle glisse
l'engin pour rejoindre la surface de l'eau ou pour en sortir et retourner sur
le
navire. La rampe est généralement configurée de façon à assurer le guidage
de l'engin selon une trajectoire rectiligne, ce qui évite que l'engin puisse
suivre un déplacement latéral. Cependant, une telle rampe n'est
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généralement pas adaptée à un usage par forte mer, des déplacements
latéraux de l'engin pouvant alors occasionner des dommages à celui-ci.
L'utilisation de tels moyens permet avantageusement de réaliser la
mise à la mer et le déploiement de l'engin derrière le navire simplement en
laissant filer le câble de remorquage et, inversement, de récupérer l'engin à
bord du navire simplement en enroulant le câble, sur le tambour d'un treuil
par exemple. La mise à l'eau et la récupération de l'engin peuvent alors par
ailleurs être réalisées alors que le navire est en mouvement, de sorte que
l'engin, tramé par le navire se positionne naturellement dans l'axe de
progression de celui-ci.
Néanmoins, la mise en oeuvre de tels moyens comporte une phase
critique qui se situe entre le moment où l'engin entre en contact avec la
rampe et celui où il est complètement posé sur celle-ci. En effet, le passage
de l'engin de la surface de l'eau à la rampe implique l'entrée en contact du
nez de l'engin avec la rampe, l'entrée en contact pouvant se produire, par
mer agitée notamment, avec une certaine dureté qui peut occasionner des
dommages à l'engin mais également empêcher la remontée de celui-ci.
Pour pallier ces difficultés d'entrée en contact, diverses solutions ont
été développées, solutions généralement adaptées à un type d'engin donné.
Ces solutions connues consistent généralement à renforcer la structure de
l'engin, le nez principalement de façon à ce que celui-ci résiste aux chocs
consécutifs à l'entrée en contact avec l'extrémité de la rampe. Elle consiste
également à mettre en oeuvre des moyens permettant de minimiser ces
chocs, en particulier en configurant la rampe de façon à ce que son extrémité
se trouve située sous la surface de l'eau de telle sorte que l'engin flottant
en
surface entre en contact avec la surface inclinée de la rampe et non avec
son extrémité. De telles solutions s'avèrent néanmoins insuffisantes par mer
forte, l'effet de tossage (ou de "slamming" selon la dénomination anglo-
saxonne) des vagues étant alors renforcé par le mouvement du navire.
Un but de l'invention consiste à proposer des moyens permettant de
mettre à l'eau et de récupérer un engin marin ou sous-marin de la manière la
plus sûre possible, ces moyens pouvant être mis en oeuvre de manière
entièrement automatique, sans intervention ou surveillance humaine. Un but
de l'invention est plus particulièrement de proposer des moyens adaptés à la
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manutention d'engins sous-marins tractés par l'avant ou d'engins sous-
marins ne comportant pas de moyens permettant un levage vertical, mais
étant temporairement reliés à des moyens de traction, un câble mu par un
treuil par exemple, lors des phases de mise à l'eau et récupération.
A cet effet l'invention a pour objet un système pour effectuer, y
compris par mer agitée, la mise à l'eau et la récupération automatique
d'engin marin ou sous-marin depuis un navire porteur en mouvement, du
type comportant une rampe articulée inclinable comportant un fond et des
bords, des premiers moyens moteurs pour abaisser et relever la rampe et
des moyens de traction permettant de contrôler le glissement de l'engin le
long de la rampe lors de la mise à l'eau et de hisser l'engin le long de la
rampe lors de la récupération, la rampe présentant une extrémité émergée,
et une extrémité destinée à être immergée, les premiers moyens moteurs
étant aptes à abaisser et relever la rampe de façon que la position de
l'extrémité destinée à être immergée varie entre une position immergée où
elle est plongée dans l'eau et une position émergée pour laquelle la rampe
se trouve en position horizontale. L'axe de rotation de la rampe est situé à
distance de l'extrémité émergée et de l'extrémité destinée à être immergée.
La rampe comporte également des moyens de flottabilité configurés et
agencés sur la rampe de telle sorte que l'extrémité libre de la rampe flotte
en
surface ou à proximité de la surface de l'eau lorsque la rampe est abaissée.
Le fond de la rampe articulée présente une face externe formant un
carénage présentant un profil en coupe en forme de V ou de W de façon à
minimiser les efforts de traînée et de portance imposés à la rampe par le
mouvement du navire et les mouvements dynamiques verticaux provoqués
par les vagues lorsque son extrémité libre est en contact avec l'eau. Le
système comporte en outre des moyens d'accueil et de guidage comportant
un dispositif d'accueil configuré pour accueillir l'extrémité de l'engin et
rester
en contact avec l'engin pendant les opérations de mise à l'eau et de
récupération, le dispositif d'accueil étant entrainé avec l'engin par les
moyens de traction. Le dispositif d'accueil comporte des éléments de
protection verticaux destinés à offrir un appui frontal à des ailes de l'engin
lorsque son extrémité est engagée dans le dispositif d'accueil, l'appui
frontal
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ainsi réalisé permettant de contribuer au maintien de l'engin dans l'axe de la
rampe.
Avantageusement, l'axe de rotation de la rampe est situé entre
l'extrémité émergée et l'extrémité destinée à être immergée.
5 Avantageusement, les bords de la rampe sont configurés pour
assurer, conjointement avec le carénage de la partie inférieure de la rampe,
la flottabilité de l'extrémité libre de la rampe.
Avantageusement, les bords de la rampe sont configurés pour assurer
le maintien de l'engin sur la rampe et limiter les mouvements de roulis
imprimés à l'engin.
Avantageusement, les moyens de tractions comportant un câble de
traction entraîné par des moyens de traction.
Avantageusement, le système comprend des moyens pour dévier le
câble.
Avantageusement, le fond présente une fente à travers laquelle le
câble est susceptible de passer.
Avantageusement, les moyens pour dévier le câble comprennent une
poulie présentant un axe de poulie confondu avec l'axe de rotation de la
rampe.
Avantageusement, les moyens pour dévier le câble comprennent une
portion de cylindre présentant un axe confondu avec l'axe de rotation de la
rampe.
Avantageusement, les moyens d'accueil et de guidage comportent en
outre des moyens moteurs configurés de façon à maintenir le dispositif
d'accueil en contact avec l'extrémité de l'engin tant que ce dernier progresse
sur la rampe.
Avantageusement, l'axe de rotation de la rampe est mobile en
translation par rapport au navire entre une première position et une
deuxième position située devant la première position par rapport au navire.
Avantageusement, le système comprend des moyens
d'amortissement sur lesquels la partie de la rampe située entre l'extrémité
susceptible d'être immergée et l'axe de rotation peut reposer lorsque la
rampe occupe la deuxième position.
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Le dispositif selon l'invention consiste ainsi en un système de récupération
permettant avantageusement de limiter les mouvements relatifs verticaux entre
ce
système et l'engin sous-marin, ou marin, alors que celui-ci flotte en surface,
en
particulier au moment critique du contact entre ces deux entités lors de la
récupération.
Il permet de mettre l'engin à l'eau automatiquement depuis sa position de
stockage puis
de récupérer cet engin après usage et de le replacer dans sa position de
stockage.
La limitation des mouvements relatifs verticaux est obtenue par
l'intermédiaire
d'une rampe inclinable articulée dans sa partie amont et qui comporte des
moyens de
flottabilité dans sa partie arrière moyens qui permettent à son extrémité
libre de flotter à
la surface. Par ailleurs, la face inférieure carénée de la rampe limite
avantageusement
l'impact de la vitesse d'avance du navire et des effets de tossage dus aux
vagues sur le
positionnement relatif de l'extrémité arrière de la rampe par rapport à la
surface de l'eau,
et ce, pour différentes conditions de mer et de vitesse par rapport à l'eau.
Un aspect de l'invention concerne un système pour effectuer, y compris par mer
agitée, la mise à l'eau et la récupération automatique d'engin marin ou sous-
marin
depuis un navire porteur en mouvement, du type comportant une rampe articulée
inclinable comportant un fond et des bords, des premiers moyens moteurs pour
abaisser
et relever la rampe et des moyens de traction permettant de contrôler le
glissement de
l'engin le long de la rampe lors de la mise à l'eau et de hisser l'engin le
long de la rampe
lors de la récupération, la rampe présentant une extrémité émergée, et une
extrémité
destinée à être immergée, les premiers moyens moteurs étant aptes à abaisser
et
relever la rampe de façon que la position de l'extrémité destinée à être
immergée varie
entre une position immergée où elle est plongée dans l'eau et une position
émergée
pour laquelle la rampe se trouve en position horizontale, dans lequel l'axe de
rotation de
la rampe est situé à distance de l'extrémité émergée et de l'extrémité
destinée à être
immergée, dans lequel la rampe comporte également des moyens de flottabilité
configurés et agencés sur la rampe de telle sorte que l'extrémité libre de la
rampe flotte
en surface ou à proximité de la surface de l'eau lorsque la rampe est abaissée
et dans
lequel le fond de la rampe articulée présente une face externe formant un
carénage
présentant un profil en coupe en forme de V ou en forme de W, ledit système
comportant
des moyens d'accueil et de guidage comportant un dispositif d'accueil
configuré pour
accueillir l'extrémité de l'engin et rester en contact avec l'engin pendant
les opérations
de mise à l'eau et de récupération, le dispositif d'accueil étant entraîné
avec l'engin par
les moyens de traction, le système comportant en outre des éléments de
protection
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verticaux destinés à offrir un appui frontal à des ailes de l'engin lorsque
son extrémité
est engagée dans le dispositif d'accueil, l'appui frontal ainsi réalisé
permettant de
contribuer au maintien de l'engin dans l'axe de la rampe.
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés au
travers de la description qui suit, description qui présente un exemple de
réalisation
particulier, exemple non limitatif de la portée de l'invention. Cette
description s'appuie
sur les figures annexées qui représentent:
- la figure 1 , et la figure 1 a, une vue schématique générale d'un exemple
de
réalisation particulier du système selon l'invention représentant la rampe en
position
abaissée;
- les figures 2a, 2b, 2c, des vues schématiques partielles, selon
différents plans,
relatives aux caractéristiques hydrodynamiques de la rampe constituant le
dispositif
selon l'invention;
- la figure 3, une vue schématique générale d'un exemple de réalisation
particulier du système selon l'invention représentant la rampe en position
relevée,
- la figure 4 représente schématiquement une vue de côté d'un autre exemple
du système selon l'invention dans lequel la rampe est en position
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abaissée,
- la figure 5 représente schématiquement une vue de côté d'un autre
exemple du système selon l'invention dans lequel la rampe est en position
abaissée,
- la figure 6 représente schématiquement une vue de dessus du
système de la figure 4,
- les figures 7a à 7d, représentent schématiquement un autre exemple
du système selon l'invention en vue de côté dans laquelle la rampe est
abaissée (7a), en vue de dessus dans laquelle la rampe est abaissée (7b) et
dans laquelle la rampe est relevée et en position de stockage (7c en vue de
côté et 7d en vue de dessus).
Dans la suite du texte, les termes avant, arrière, devant et derrière
sont définies par rapport au navire et plus précisément par rapport à l'axe
longitudinal du navire s'étendant de l'arrière vers l'avant du navire.
Comme cela a été dit précédemment, la description qui suit présente
plusieurs exemples de réalisation du dispositif selon l'invention, exemples
non limitatif de la portée de l'invention. Ces exemples de réalisation
présentent à la fois les caractéristiques essentielles de l'invention ainsi
que
des caractéristiques additionnelles liées aux modes de réalisation
considérés.
La figure 1 présente une vue générale d'un exemple de système selon
l'invention. Toutefois, l'agencement de l'extrémité émergée 111 par rapport à
la position de l'axe de rotation de la rampe x représenté sur la figure 1 tout
comme sur la figure 3, qui sera décrite ultérieurement, ne fait pas partie de
la
rampe objet de la présente invention. Dans cette vue, le dispositif est monté
sur un navire 10 de type catamaran, entre les deux coques de ce dernier.
Comme l'illustre cette figure, le dispositif selon l'invention comporte
principalement les éléments suivants:
- une rampe articulée 11 carénée située de préférence à l'arrière du
navire et présentant une première extrémité ou extrémité émergée 111 et
une deuxième extrémité ou extrémité libre 112. L'extrémité émergée 111 de
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la rampe est liée au porteur en laissant au moins libre un degré de rotation
autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe principal de la rampe de
sorte que l'extrémité libre 112, qui est aussi appelée extrémité destinée à
être immergée 112, peut être levée ou abaissée à la manière d'un pont levis.
Autrement dit la rampe 11 est articulée au navire 10 autour d'un axe
de rotation de la rampe x perpendiculaire à l'axe principal de la rampe. Sur
la
figure 1, l'axe de rotation x est situé au niveau de l'extrémité émergée 111.
L'axe de rotation de la rampe x est horizontal.
Le plan horizontal est défini par le plan du pont du navire. Par axe
horizontal, on entend un axe parallèle au pont du navire.
Selon l'invention, la rampe 11 présente une forme générale de
toboggan ou de gouttière avec un fond 113 et des bords 114 et 115 dont la
hauteur est notamment déterminée en fonction de la taille et de la géométrie
de l'engin manipulé 15.
- des moyens 12 montés sur la rampe et destinés à favoriser la
progression de l'engin le long de la rampe, sous l'action de la traction
exercée par le câble (récupération) ou par gravité (mise à l'eau). Ces
moyens sont par exemple des rouleaux ou des galets roulants disposés
latéralement sur le fond 113 de la rampe et sur lesquels roule l'engin 15.
- des moyens d'accueil et de guidage dont la fonction est d'assurer un
alignement de l'engin sur l'axe de la rampe de façon à permettre un
glissement ou un roulement correct de l'engin tout au long de son
cheminement sur la rampe (en montée ou en descente). Ces moyens
comprennent, par exemple, comme illustré sur la figure 1, un dispositif 13
faisant office de chaumard, à l'intérieur duquel passe le câble de traction 14
de l'engin. Cet élément est configuré pour se mouvoir le long de la rampe 11,
par exemple sur des rails disposé le long de l'axe longitudinal de celle-ci
(non
représentés sur les figures 1 et 3 mais représentés sur les figures 4, 7b et
7d).
- des moyens de flottabilité dont le rôle principal est de faire en sorte
que l'extrémité libre 112 de la rampe puisse se maintenir naturellement à la
surface de l'eau en l'absence de vagues ou pour des vagues de grande
longueur d'onde par rapport aux dimensions du système de récupération.
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Dans l'exemple de réalisation de la figure 1 ces moyens sont constitués par
des flotteurs latéraux formant les bords 114 et 115 de la rampe, ainsi que par
le fond de la rampe formant la partie carénage. Cependant dans une forme
de réalisation alternative ces moyens peuvent consister simplement en des
flotteurs 30 fixés sur la rampe 11, sur la partie de la rampe qui est
susceptible d'être immergée, comme représenté sur les figures 4, 5, 7a et
7c. ou au niveau de l'extrémité libre 112, ou par toute autre combinaison de
moyens appropriés. Les éléments de protection verticaux 131 peuvent
également faire partie des moyens de flottabilité. En phase de mise à l'eau
ou de remontée de l'engin à bord du navire, l'extrémité 151 de l'engin,
solidaire du câble de traction 14, est insérée à l'intérieur de l'élément 13
et
reste en contact étroit avec celui-ci, ce qui a pour effet avantageux de
maintenir l'axe du véhicule dans l'axe de la rampe 11 pendant sa progression
le long de cette dernière.
Ce maintien en contact est naturellement obtenu dans la mesure où
l'élément d'accueil 13 est un élément massif que son poids tend à faire
descendre le long de la rampe s'opposant ainsi à la progression du poisson
lors de sa remontée et facilitant sa descente.
Cependant dans une mode de réalisation particulier les moyens
d'accueil et de guidage peuvent également comporter des moyens moteurs
(non présents dans l'exemple de la figure 1) configurés de telle sorte que
l'élément d'accueil 13 est maintenu en contact avec l'extrémité de l'engin 15
tant que ce dernier progresse sur la rampe 11. Ces moyens agissent par
exemple en exerçant une certaine résistance à la progression du chaumard
vers l'extrémité fixe de la rampe.
Selon le mode de réalisation considéré, ces moyens moteurs peuvent
par exemple consister en un treuil auxiliaire qui tire le dispositif d'accueil
13
(le chaumard) vers l'extrémité libre 112 de la rampe 11 (vers le bas), par
l'intermédiaire d'un câble renvoyé par une poulie située au niveau de
l'extrémité libre de la rampe. L'ajustement de la tension du treuil auxiliaire
par
rapport à la tension générée par le treuil de remorquage 16 permet alors de
conserver un maintien actif du contact entre l'engin 15 et le chaumard 13 lors
de la remontée de l'engin 15 le long de la rampe 11, sans cependant
contrarier la remontée.
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Alternativement, selon un autre mode de réalisation, l'engin peut être
rendu solidaire de l'élément d'accueil lorsque son extrémité est insérée dans
celui-ci. Dans ce cas, l'action de moyens moteurs devient moins nécessaire.
5 Les
illustrations 2-a, 2-b et 2-c de la figure 2 permettent d'illustrer une
caractéristique essentielle de l'invention. L'illustration 2-a présente une
vue
schématique latérale de la rampe 11, dans une configuration abaissée pour
laquelle l'extrémité libre 112 est immergée dans l'eau. Cette configuration
correspond à la mise en oeuvre de la rampe lors des opérations de mise à
10 l'eau et de récupération de l'engin 15. L'illustration 2-b présente pour la
même configuration (rampe abaissée), une vue de la rampe selon un plan de
coupe horizontal passant par l'axe A2 présenté sur la vue latérale 2-a.
L'illustration 2-c, quant à elle, présente une vue de la rampe selon un plan
de
coupe vertical passant par l'axe A1 présenté sur la vue latérale 2-a et
perpendiculaire à l'axe de la rampe 11.
Selon cette caractéristique, le fond 113 de la rampe articulée 11
comprend une face externe 21, destinée à entrer en contact avec la surface
de l'eau, qui forme un carénage dont le profil en coupe est défini, comme
l'illustrent les vues 2-b et 2-c, de façon à minimiser, lorsque l'extrémité
libre
de la rampe est en contact avec l'eau (rampe abaissée) conformément à la
vue schématique 2-a, les efforts de traînée et de portance provoqués par la
vitesse d'avance du navire d'une part et à minimiser l'effet de tossage
provoqué par les vagues d'autre part. Autrement dit, le profil de la face
externe 21 du fond 113 de la rampe 11 est défini de façon à agir à la manière
d'un brise lame pour briser le front des vagues susceptible d'entrer en
collision avec la rampe 11, du fait notamment du mouvement du navire 10,
avant que celles-ci n'atteignent l'extrémité libre 112 de la rampe, et ne
provoquent, au rythme du passage des vagues sous la rampe 11, une
brusque variation de la position verticale de l'extrémité libre 112 de la
rampe
111 par rapport à la surface de l'eau environnante. Cette brusque variation
se traduirait notamment, en l'absence de toute compensation, par une
variation incontrôlée de la position verticale de l'extrémité 112 de la rampe
11
relativement à celle de l'extrémité 151 de l'engin 15, ce qui peut occasionner
des dommages à ce dernier si elle se produit au moment où il aborde la
rampe.
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Dans une forme particulière de réalisation, illustrée par la figure 2, la
face externe 21 du fond 113 de la rampe 11 forme un carénage avec un
profil en coupe en forme de "V". Dans une forme de réalisation alternative
cette face 21 forme un carénage avec un profil en coupe en forme de "W".
Avantageusement, la mise en oeuvre d'une rampe 11 équipée de
moyens de flottabilité qui agissent principalement sur l'extrémité libre 112
de
la rampe de façon à maintenir celle-ci à une position donnée par rapport à la
surface de l'eau, en surface ou faiblement immergée par exemple, et dont la
face inférieure 21 présente le profil en coupe défini précédemment, permet
de minimiser deux effets importants:
- la remontée dynamique de l'extrémité libre 112 de la rampe 11 au-
dessus de la surface (effet de surf) lié à la résistance de la rampe à
l'avance
du navire et à la portance de la rampe: ce phénomène, consécutif à la
vitesse du navire, est de nature à rendre difficile une entrée en contact sans
heurt de l'extrémité de l'engin 15 dans le chaumard 13 en particulier lors des
opérations de récupération de l'engin 15;
- les mouvements dynamiques verticaux, brusques, suivis par
l'extrémité libre 112 de la rampe 11 consécutifs notamment à l'effet de
tossage provoqué par les vagues en particulier en présence de vagues
courtes (effet conjugué d'une déflexion de l'eau et d'un rappel hydrostatique
important), mouvement qui est également de nature à rendre difficile une
entrée en contact sans heurt de l'extrémité de l'engin 15 dans le chaumard
13 en particulier lors des opérations de récupération de l'engin 15 et qui
peuvent avoir pour effet complémentaire de faire sursauter l'engin alors qu'il
est installé sur la rampe et d'engendrer des heurts contre le fond de la rampe
pouvant l'endommager.
La minimisation de ces deux effets, obtenue par la mise en uvre de
l'invention, représente ainsi un facteur essentiel pour limiter les occasions
de
chocs importants entre l'engin 15 et la rampe 11, notamment durant la phase
où l'engin se rapproche de la rampe et où son extrémité, tractée par le câble,
est en passe de pénétrer dans le chaumard 13 pour s'installer sur la rampe
11 et durant les phases où l'engin glisse le long de la rampe. Ce facteur est
en particulier essentiel dans la mesure où la mise à l'eau et la récupération
de l'engin sont effectuées alors que, de façon à assurer une bonne stabilité
d'ensemble, le navire est maintenu en mouvement.
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Ces deux moyens complémentaires, moyens de flottabilité et
carénage de la face externe de la rampe, assurent ainsi avantageusement
un positionnement vertical stable par rapport à la surface de l'extrémité
arrière 112 de la rampe 11 et par conséquent du dispositif d'accueil 13, en
particulier pendant la phase critique où l'engin se rapproche du navire 10
pour s'installer sur la rampe.
Ainsi, grâce aux caractéristiques essentielles décrites dans le texte qui
précède, le dispositif selon l'invention permet de récupérer d'une manière
sûre un engin sous-marin, ou marin, alors que le navire chargé de la
récupération avance avec une vitesse non nulle par mer formée.
Le fait que le dispositif soit conçu pour être mise en oeuvre à partir
d'un navire en mouvement, permet avantageusement à ce navire d'être plus
manoeuvrant et limite l'amplitude de ses mouvements sous l'action des
mouvements de la mer. Par suite, l'utilisation d'un cap favorable face ou dos
à la houle permet de limiter fortement les mouvements de roulis. La vitesse
d'avance du navire porteur 10 permet en outre, comme cela a été dit
précédemment, de stabiliser plus facilement le positionnement de l'engin 15
dans l'axe de la rampe 11.
Le dispositif selon l'invention présente par ailleurs l'avantage de
pouvoir être installé sur une grande variété de navires présentant des
tonnages et des formes variés. Il peut également, en fonction de l'application
considérée, comporter outre les éléments caractéristiques essentiels décrits
précédemment, des éléments complémentaires permettant par exemple de
faciliter sa mise en uvre dans le contexte opérationnel considéré.
Dans l'exemple de mise en uvre de la figure 1, le dispositif selon
l'invention est par exemple placé entre les deux coques d'un navire de type
catamaran, de préférence vers l'arrière du navire. L'engin 15 considéré ici
est
un engin sous-marin tracté muni d'ailes 151 assurant une fonction de
dépresseur. La taille et la constitution de ces ailerons les rendent par
ailleurs
relativement fragiles. L'engin 15 est ici tracté au moyen d'un câble de
remorquage 14, un câble électrotracteur, par exemple; pouvant être enroulé
er déroulé au moyen de moyens de traction 16, 161 comprenant un treuil de
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remorquage 16 représenté sur les figures 4 à 7. Le système comprend des
moyens 20 pour dévier le câble.
Le système comprend également des moyens 20 permettant de dévier
le câble, depuis les moyens de traction 16, 161 en limitant son débattement
transversal. Les moyens de traction 16, 161 appliquent, sur le câble, un
effort de traction selon une direction de traction prédéterminée
Par ailleurs le dispositif 13 (chaumard) assure localement et
simultanément les fonctions des moyens 161 et 20. Conformément à ce qui a
été exposé précédemment, le dispositif présenté comporte les éléments
constitutifs essentiels décrits précédemment et en particulier une rampe 11
étroite dont la largeur correspond sensiblement à la section du corps de
l'engin, associée à des moyens de flottabilité dont l'action est
essentiellement
appliquée sur l'extrémité libre de la rampe et à des moyens d'accueil et de
guidage constitués par le dispositif 13. De même, la face externe 21 du fond
113 forme un carénage. Avantageusement, la rampe présente une forme
carénée, en forme de "V" ou en forme de W . Cette forme carénée est
avantageusement étroite.
La forme carénée de la face externe 21 est par nature une forme
aérodynamique.
Sur la figure 1, la rampe 11 est montée sur le navire par l'intermédiaire
de moyens de fixation 17 lui permettant de pivoter, par rapport au navire,
autour d'un axe de rotation x horizontal perpendiculaire à l'axe principal de
la
rampe et aussi perpendiculaire à l'axe longitudinal du navire. Les moyens de
fixation 17 sont montés sur l'extrémité 111 de la rampe dirigée vers l'avant
du
navire 10, ce qui permet à l'extrémité 112 de la rampe dirigée vers l'arrière
d'être libre vis à vis des mouvements de tangage du navire porteur.
Par ailleurs en ce qui concerne les moyens d'accueil et de guidage, le
dispositif (le chaumard) 13 comporte, dans cet exemple, des éléments de
protection verticaux 131 sur lesquels s'appuient les ailes 151 de l'engin
lorsque son extrémité est engagée dans l'élément de guidage 13, l'appui
ainsi réalisé permettant de contribuer au maintien de l'engin 15 dans l'axe de
la rampe 11.
Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 1, le dispositif selon
l'invention comporte également des moyens de levage permettant de relever
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l'extrémité libre 112 de la rampe 11 en cas d'inutilisation du dispositif, en
dehors des périodes de mise à l'eau et de récupération de l'engin
notamment, et d'amener la rampe 11 et le cas échéant l'engin 15 dans une
position de stockage horizontale, illustrée par la figure 3, au dessus de la
surface de l'eau.
Ces moyens complémentaires de levage peuvent consister, comme
l'illustre la figure 1, en un treuil 18 qui enroule et déroule de manière
synchrone deux câbles 181 et 182. Les câbles 181 et 182 sont renvoyés par
des poulies placées sur un portique 19 et viennent se fixer de chaque côté
-Io de la rampe 11, de préférence à proximité de l'extrémité libre 112. La
position haute de la rampe est par exemple déterminée par un système de
butées positionné sur le portique. La position basse n'est quant à elle pas
repérée par une butée de blocage car la rampe est souhaitée flottante.
Par ailleurs, dans cet exemple de réalisation, les bords 114 et 115 de
la rampe 11, outre qu'ils sont configurés pour assurer la flottabilité de
l'extrémité libre 112 de la rampe 11, sont également configurés pour former
des éléments d'appui longitudinal semi-rigides. L'épaisseur des bords est
alors adaptée aux dimensions de l'engin 15 considéré, de façon à ce que,
lorsque cet engin est installé sur la rampe 11, son corps repose sur les
moyens 12 tandis que ses ailes 151 reposent sur les bords 114 et 115 sur
lesquelles elles glissent.
Il est à noter que bien que la stabilité de la position verticale de
l'extrémité arrière 112 de la rampe par rapport à la surface de l'eau soit
normalement assurée, en optimisant les propriétés hydrostatiques (masse,
volume) et hydrodynamiques de la rampe, par la présence des moyens de
flottabilité et par le profil en coupe de la carène formée par le fond 113 de
la
rampe 11, il est néanmoins possible, pour certaines applications
particulières, de compléter l'action de ces moyens en asservissant la position
dans le plan vertical de l'extrémité libre 112 de la rampe à l'aide de moyen
complémentaires, par exemple de vérins, ou encore en utilisant des moyens
de levage capables de réaliser cet asservissement, ces moyens pouvant être
ceux utilisés pour relever la rampe et la maintenir en position relevée.
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D'un point de vue opérationnel, le dispositif selon l'invention permet
avantageusement d'effectuer les opérations de mise à l'eau et de
récupération d'engins marins, ou sous-marins, des engins tractés
particulièrement, sans qu'une intervention humaine pour l'amarrage ou la
5 manutention soit nécessaire.
Ainsi, pour récupérer un engin après usage, il suffit d'abaisser
l'extrémité libre de la rampe 11, initialement en position horizontale, en
actionnant le moteur 18 des moyens de levage.
La rampe 11 ainsi abaissée assure avantageusement, grâce aux
10 moyens assurant la flottabilité de son extrémité libre 112 et à son
carénage,
le maintien en position des moyens d'accueil et de guidage, et en particulier
de l'entrée du dispositif 13 (chaumard), au niveau de la surface de la mer
quelle que soit la hauteur des vagues. Le chaumard 13 suit ainsi la surface
de l'eau au même titre que l'engin remorqué 15 qui flotte en surface.
15 De ce fait, l'engin 15 peut être tracté jusqu'à une position où il
entre en
contact avec le chaumard 13 alors que ces deux éléments sont positionnés
sensiblement à une même hauteur. De la sorte, l'extrémité de l'engin 15 peut
s'insérer dans le chaumard 13 avec un risque minime de choc vertical et
frontal violent.
L'extrémité de l'engin 15 étant alors insérée dans le dispositif 13, le
mouvement de progression du navire 10 a pour effet de conduire l'engin à se
positionner, par inertie, selon l'axe longitudinal de la rampe 11. Par
ailleurs,
si comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le dispositif 13 est
équipé d'éléments de protection verticaux 131 la mise en contact des ailes
151 de l'engin 15 avec ces éléments verticaux 151 favorise le recentrage de
l'engin 15 dans l'axe de la rampe 11 au moment du contact avec le dispositif
13. La présence de ces éléments verticaux permet en outre de limiter les
mouvements de lacet, de cavalement et d'embardée de l'engin 15 lorsque le
contact est établi complètement avec le dispositif 13.
Un positionnement correct de l'engin vis-à-vis de la rampe étant alors
assuré, la remontée proprement dite du véhicule 15 sur la rampe 11 peut
ainsi être effectuée en continuant d'actionner le treuil de remorquage 16, le
mouvement de l'engin 15 entrainant celui du chaumard 13 au travers duquel
passe le câble de remorquage 14 et dans lequel son extrémité 15 est insérée
tandis que les ailes 151 de l'engin 15 prennent un appui frontal.
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L'ensemble remonte ainsi le long de la rampe, en glissant ou en
roulant sur celle-ci, vers l'extrémité fixe 111, l'élément d'accueil 131 étant
maintenu en contact avec l'extrémité de l'engin par les moyens moteurs
décrits précédemment
Par suite, à mesure que l'engin monte et sort de l'eau, le contact entre
l'engin 15 et la rampe 11 devient de plus en plus étroit. La rampe 11
s'alourdit de sorte qu'elle s'enfonce dans l'eau et s'incline. Les heurts
entre
l'engin et la rampe se trouvent alors atténués notamment du fait de
l'inclinaison accentué de la rampe consécutive au poids de l'engin. Par
ailleurs, l'appui des ailes 151 sur les bords 114 et 115 de la rampe permet de
limiter l'éventuel roulis de l'engin lors de cette remontée. Le tangage de
l'engin est quant à lui progressivement atténué jusqu'à devenir nul lorsque la
poussée d'Archimède devient insuffisante pour lever l'engin par rapport à la
rampe 11. L'engin 15 est alors complètement en appui sur la rampe 11 et
ses six degrés de liberté sont maîtrisés.
Il est à noter que dans un mode de réalisation particulier, adapté à un
fonctionnement par forte mer engendrant des accélérations verticales
relatives de plus de 1g le dispositif selon l'invention peut comporter un
moyen complémentaire, un bras rigide par exemple, permettant de
d'immobiliser l'engin par rapport au dispositif d'accueil 13 et donc par
rapport
à la rampe.
Selon l'invention, dès lors que l'engin 15 repose entièrement sur la
rampe 11, il est possible de ramener la rampe 11 en position horizontale à
l'aide des moyens de levage.
Par suite l'engin 15 étant posé de manière stable sur la rampe 11, il
est possible en adoptant une configuration dite de "transit", illustrée par la
figure 3, d'en effectuer le transport en le laissant stocké sur la rampe 11.
Dans cette configuration des moyens de fixations complémentaires 1011,
permettant de maintenir l'engin 15 plaqué sur la rampe 11, sont mis en
oeuvre. De la sorte, le dispositif selon l'invention et le véhicule peuvent
subir
sans dommage des accélérations verticales de plusieurs g.
Alternativement, dans la mesure où des moyens de manutention
appropriés sont disponibles à bord du navire, l'engin peut à partir de cette
position stable être détaché du câble de remorquage 14 et placé sur une aire
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de stockage dédiée. Dans ce cas l'action des moyens de levage pendant les
phases de transit se limite à assurer le maintien de la rampe en position
relevée.
D'un point de vue opérationnel, la manoeuvre de mise à l'eau de
l'engin constitue une manoeuvre inverse de celle de récupération.
Ainsi, durant cette manoeuvre, l'engin 15 étant positionné sur la rampe
11, celle-ci est abaissée, les moyens de levage assurant une descente
contrôlée de l'extrémité libre 112 de la rampe 11 vers la surface de l'eau.
Une fois l'extrémité libre 112 complètement descendue, la partie libre de la
rampe 11, encore équipée de l'engin remorqué 15, flotte en s'enfonçant
légèrement au dessous de la surface de l'eau au niveau de son extrémité
arrière 112. Par suite le treuil de remorquage 16 est mis en action de façon à
libérer l'engin 15 qui glisse le long de la rampe 11 sous l'action de son
propre
poids, ou dans la forme alternative de réalisation décrite précédemment,
sous l'action des moyens moteurs qui agissent sur le dispositif d'accueil 13,
jusqu'à quitter complètement la rampe 11, l'extrémité de l'engin 15 et le
chaumard 13 étant alors séparés.
Durant la phase de libération de l'engin, les moyens de levage sont
préférentiellement maintenus en tension de façon à éviter que les câbles de
levage 181 et 182 se trouvant détendus ne présentent un "mou", c'est-à-dire
un relâchement, préjudiciable à la bonne exécution de l'opération.
Sur les figures 4 à 7 on a représenté d'autres exemples de réalisation
du système selon l'invention. Dans ces exemples, la rampe est installée sur
un navire 10 qui est, cette fois ci, monocoque. Les éléments et moyens
décrits précédemment peuvent être intégrés sur les exemples des figures 4 à
7 à l'exception de l'agencement de l'extrémité 111 par rapport au navire et
plus particulièrement par rapport à l'axe de rotation de la rampe x. Certains
éléments tels que les moyens 12, 1011 n'ont toutefois pas été représentés
sur ces figures 4 à 7 pour plus de clarté.
Sur la figure 4, l'axe de rotation de la rampe x par rapport au navire 10
est situé à distance de l'extrémité émergée 111. Sur la réalisation de la
figure
4, l'axe x est plus particulièrement situé entre l'extrémité destinée à être
immergée 112 et l'extrémité émergée 111 de la rampe 11. Autrement dit,
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l'axe de rotation x est situé entre les deux extrémités 111, 112, à distance
de
ces deux extrémités 111, 112. Cette caractéristique est également reproduite
sur les figures 5, 6 et 7a à 7d. Elle permet de rapprocher le centre de
gravité
de la rampe de son axe de rotation x ce qui permet de faciliter les opérations
de levage et d'abaissement de la rampe.
Sur cet exemple, la rampe 11 est munie de flotteurs 30 fixés sur les
bords 114 et 115.
Dans l'exemple de la figure 4, comme dans l'exemple précédent, le
système comprend des moyens pour dévier le câble. Ces moyens sont
agencés de façon à renvoyer le câble de traction 14, et plus particulièrement
la partie du câble 14 située entre les moyens pour dévier le câble et l'engin
15, dans une direction différente de celle située entre les moyens de traction
16, 161 et ces moyens pour dévier le câble. Ces moyens pour dévier le
câble jouent ainsi le rôle de déflecteur pour le câble.
Sur cet exemple les moyens pour dévier le câble comprennent une
poulie 200 permettant de dévier le câble de traction 14 lorsque celui-ci vient
en appui sur la poulie. La forme circulaire de la poulie permet d'assurer une
inflexion circulaire du câble. Le rayon de la poulie est choisi de façon à
assurer une inflexion circulaire du câble de rayon suffisant pour ne pas
endommager le câble et notamment ses fils conducteurs internes. La poulie
est agencée de façon que son axe, appelé axe de la poulie, soit confondu
avec l'axe de rotation x de la rampe.
Dans l'exemple représenté à la figure 1, les moyens pour dévier le
câble comprennent une portion de cylindre 20 sur lequel le câble 14 est apte
à glisser. La portion de cylindre 20 est avantageusement une portion de
cylindre présentant un angle d'ouverture inférieur à 360 .
La portion de cylindre 20 est agencée de façon que son axe soit
confondu avec l'axe de rotation x de la rampe. La portion de cylindre est
fixe,
soit par rapport au navire, soit par rapport à la rampe. Dans l'exemple
représenté par la figure 1, le cylindre 20 est solidaire de la rampe et mobile
en rotation par rapport au navire autour de l'axe de rotation x.
Il est également possible d'installer ce type de portion de cylindre 20
sur le mode de réalisation de la figure 4, ou sur un des modes de réalisation
représentés par la suite, à la place de la poulie 200.
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Le fait que l'axe de la poulie 200 ou de la portion du cylindre 20 soit
confondu avec l'axe de rotation de la rampe x permet de rendre les
mouvements de la rampe insensibles à la tension du câble de remorquage
14. Cela s'explique par le fait que l'effort É exercé par le câble de traction
14
sur les moyens d'appui 20 ou 200, résultant de la tension du câble, passe
par l'axe de la poulie ou de la portion de cylindre. Cet effort passe donc,
dans
ces deux exemples, par l'axe de rotation de la rampe x et ceci quelque soit
l'inclinaison de la rampe.
Sur la figure 5, on a représenté schématiquement en vue de côté un
exemple de système dans lequel la rampe 11 est, tout comme sur la figure 4,
liée au navire de façon que l'axe de rotation x soit fixe par rapport au
navire
au moyen de moyens de fixation 171. Dans cet exemple les moyens pour
dévier le câble comprennent une poulie 200. La poulie 200 est positionnée
sur la rampe 11 de façon que l'axe de poulie p soit situé à distance de l'axe
de rotation x de la rampe. Plus précisément, dans cet exemple la poulie 200
est montée au niveau de l'extrémité émergée 111 de la rampe.
Sur les figures 4 et 5, pour plus de clarté, les moyens de levage
permettant de relever et abaisser l'extrémité 112 de la rampe ne sont pas
représentés. Ces moyens moteurs sont des moyens classiques pour
l'homme du métier. Il peut s'agir de moyens de levage tels que décrits
précédemment. On peut également utiliser des moyens de levage
comprenant, comme visible sur les figures 7a et 7b, un treuil de levage 18
apte à enrouler et dérouler de manière synchrone deux câbles 181 et 182.
Les câbles de levage 181, 182 sont fixés au niveau de l'extrémité émergée
111 de la rampe. Sur l'exemple des figures 7a à 7b, les câbles de levage
181, 182 sont fixés de chaque côté de l'échancrure 116 sur les bords 114,
115. Cet agencement est mieux adapté aux navires 10 monocoques. Dans
ce mode de réalisation, le treuil 18 est installé devant la rampe 11.
Sur la figure 6, on a représenté en vue de dessus la rampe 11 de la
figure 4. Sur cette figure, on voit que la rampe 11 présente une forme
générale de toboggan ou de gouttière avec un fond 113 et des bords 114 et
115 dont la hauteur est notamment déterminée en fonction de la taille et de
la géométrie de l'engin manipulé 15. Le fond 113 présente une fente 116
dans laquelle est insérée la poulie 200. La poulie 200 est articulée à la
rampe
11 autour de l'axe de rotation x.
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La fente 116 est agencée de façon que la partie du câble 14 située
entre les moyens de traction 16, 161 et la poulie 200 puisse passer à travers
la fente. La fente 116 permet ainsi au câble de traction 14 d'atteindre la
poulie 200 sans déviation entre les moyens de traction du fil 16, 161 et la
5 poulie 200 que la rampe soit inclinée par rapport à l'horizontale (position
abaissée) ou qu'elle soit en position relevée (c'est-à-dire qu'elle s'étende
parallèlement au plan horizontal. Cette fente 116 est avantageusement
présente dans le mode de réalisation des figures 7a à 7d.
En revanche, le fond 113 présente, comme représenté sur les figures
10 2a à 2c, une face externe 21 continue carénée telle que décrite
précédemment, sur la partie de la rampe 11 qui est susceptible d'être
immergée. Il s'agit ici de la partie qui est située derrière la poulie 200.
Sur les figures 7a à 7d, on a représenté schématiquement un autre
exemple de système selon l'invention. Il diffère de celui de la figure 4 en ce
15 que l'axe de rotation x de la rampe 11 par rapport au navire 10 est mobile
en
translation par rapport au navire selon une direction horizontale d. De cette
façon, l'axe de rotation x est mobile en translation par rapport au navire
entre
une première position représentée sur les figures 7a et 7b et une deuxième
position située devant la première position sur le pont du navire.
20 Dans cet exemple, le système selon l'invention comprend des moyens
de déplacement 201 permettant de déplacer la rampe par rapport au navire
selon une direction horizontale de translation d entre sa première et sa
deuxième position. Cette direction d est avantageusement située dans un
plan parallèle à l'axe principal de la rampe.
Avantageusement, les moyens de déplacement 201 sont agencés de
façon que lorsque l'axe de rotation de la rampe occupe sa deuxième position
l'extrémité 112 ne fait pas saillie à l'arrière du navire. Cela permet de
protéger la rampe lors du transport de celle-ci au moyen du navire 10. Les
moyens de déplacement 201 comprennent ici un chariot 202 et des rails 203.
Sur l'exemple des figures 7a à 7d, la rampe est articulée à un chariot
autour de l'axe de rotation de la rampe. Le chariot 202 est mobile en
translation par rapport au navire selon la direction de translation d entre
une
première position et une deuxième position située devant la première
position sur le pont du navire. Plus particulièrement, le chariot est mobile
le
long des rails de guidage 203 s'étendant selon la direction de translation d.
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Sur les figures 7a et 7b, la rampe 11 est en position abaissée et
l'extrémité 112 est immergée. L'engin 15 est dans l'eau, est tracté par le
câble de traction 14 et est en contact avec le dispositif de réception 13 qui
est disposé au niveau de l'extrémité 112 de la rampe. Le chariot 202 occupe
sa première position dans laquelle l'axe de rotation de la rampe x occupe sa
première position à l'arrière du pont du navire.
Sur les figure 7c et 7d, la rampe est en position relevée, l'engin 15 a
été hissé sur la rampe. Par ailleurs, le chariot 202 occupe sa deuxième
position dans laquelle l'axe de rotation de la rampe x occupe sa deuxième
position située devant sa première position sur le pont du navire 10. On dit
que la rampe occupe sa position de stockage.
Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend des
moyens d'amortissement 204 agencés de façon à ce que la partie de la
rampe située entre son axe de rotation et l'extrémité 112 repose sur ces
moyens d'amortissement lorsque le chariot occupe sa deuxième position.
Cela permet d'éviter la détérioration de la rampe et d'assurer une meilleure
stabilité de la rampe, lorsqu'elle est en position relevée.
