Domaine technique

[0001] La présente invention concerne le domaine de la construction navale et a plus précisément pour objet un dispositif de liaison de deux parties d'une coque d'un navire, ainsi qu'une coque de navire comportant un tel dispositif.

Arrière-plan technologique

[0002] Il est connu d'équiper les coques de navire d'un caisson de collision, communément désigné par l'homme du métier sous le terme anglais « Crash Box », afin d'absorber les chocs en cas de collision et d'éviter que le reste de la coque ne subisse des dommages.

[0003] Il est donc courant qu'en cas de choc important, le caisson de collision soit totalement ou partiellement détruit. Si la destruction du caisson n'empêche pas la navigation du navire, il convient néanmoins de le remplacer afin de d'anticiper de futures collisions et de restaurer les performances hydrodynamiques du navire.

[0004] Classiquement, le caisson de collision est incorporé à la coque du navire, typiquement à sa partie avant pour en constituer l'étrave. Il comporte un noyau fixé à la coque par exemple par vissage et/ou par collage et est recouvert d'un revêtement qui est commun au caisson et au reste de la coque. Les moyens de fixation du caisson à la coque sont recouverts par ce revêtement et ne sont donc pas accessibles.

[0005] Le remplacement du caisson de collision afin qu'il soit de nouveau convenablement incorporé à la coque implique donc de refaire partiellement le revêtement de la coque de façon à reformer la continuité de matière entre le caisson et le reste de la coque. Notamment, la peinture de la coque doit être reprise et la réparation nécessite donc de sortir le navire de l'eau. L'opération nécessite en outre une main d'œuvre spécialisée. Il s'agit par conséquent d'une étape longue pouvant nécessiter plusieurs jours d'immobilisation du navire. Dans certaines applications navales, par exemple les applications scientifiques, les navires sont spécialement équipés ou conçus pour une fonction déterminée et l'emploi d'un navire de remplacement est exclu. Dans ce cas, une immobilisation de longue durée du navire est particulièrement désavantageuse.

Résumé de l'invention

[0006] Selon l'invention, il est proposé un dispositif de liaison de deux parties d'une coque d'un navire, comportant :

- un premier châssis destiné à être solidaire d'une première partie de la coque

- un deuxième châssis destiné à être solidaire d'une deuxième partie de la coque

- un tenon solidaire du premier châssis ,

- une mortaise ménagée dans le deuxième châssis et adaptée à accueillir le tenon à la faveur d'une translation relative des deux châssis l'un vers l'autre suivant une direction longitudinale d'insertion,

- une cheville qui est adaptée à être engagée, d'une part, dans un logement transversal ménagé dans le deuxième châssis et débouchant dans ladite mortaise et, d'autre part, dans un trou transversal traversant ménagé dans le tenon, de manière à retenir le tenon dans la mortaise.

[0007] Le dispositif de liaison selon l'invention permet donc une pose et une dépose aisées des deux châssis, et est tout particulièrement adapté à la fixation d'un caisson de collision sur une coque d'un navire puisque la cheville s'étend dans le deuxième châssis de façon non orthogonale à la deuxième face, et préférentiellement de façon parallèle à la deuxième face ; le caisson n'est donc pas traversé par des éléments rigides qui viendraient entraver sa fonction d'amortissement des chocs.

[0008] Selon un mode de réalisation, la cheville et le trou du tenon sont agencés pour engendrer un effet de rampe provoquant un serrage des deux châssis l'un vers l'autre suivant la direction longitudinale à la faveur d'un effort transversal d'insertion de la cheville dans ledit trou transversal traversant. [0009] Une rampe, autrement appelée came linéaire, qui transforme un mouvement de translation en un mouvement de translation transversal et notamment orthogonal, est un moyen particulièrement adapté pour obtenir une bonne maîtrise du serrage. En particulier, une came linaire permet ici un réglage plus sensible et plus fiable qu'une came classique, c'est-à-dire qu'une came qui transforme un mouvement de rotation en un mouvement de translation.

[0010] Selon une variante de ce mode de réalisation, la cheville comporte une portion tronconique contribuant à l'effet de rampe, ledit trou transversal traversant et ledit logement transversal étant configurés pour présenter des axes distincts lorsque le tenon est inséré dans la mortaise.

[0011] La cheville peut comporter une portion filetée adaptée à s'engager dans une partie taraudée du logement transversal du deuxième châssis.

[0012] Le vissage est un moyen de fixation fiable de la cheville permettant en outre un bon contrôle de la translation de la cheville dans le deuxième châssis, et donc un bon contrôle sur le serrage.

[0013] Selon une variante, le tenon comporte une portion proximale présentant des dimensions adaptées à une insertion sans jeu dans la mortaise et une portion distale présentant des dimensions adaptées à une insertion avec jeu dans la mortaise. [0014] Les termes « distale » et « proximale » rendent compte ici des positions des portions relativement au premier châssis. Ainsi la portion proximale est la portion la plus proche du premier châssis et la portion distale est la portion la plus éloignée du premier châssis.

[0015] La portion distale permet ainsi une insertion facilitée du tenon dans la mortaise et la portion proximale ajustée à la mortaise permet un centrage du premier châssis et du deuxième châssis.

[0016] Selon un mode de réalisation, le tenon est de forme cylindrique.

[0017] Selon un mode de réalisation, le tenon est vissé au premier châssis. [0018] Une fixation par vissage est un moyen simple de réaliser le tenon, qui peut alors être aisément remplacé.

[0019] Selon un autre aspect, il est proposé une coque de navire comprenant une première partie et une deuxième partie mutuellement liées par un dispositif de liaison selon l'invention.

[0020] Selon un mode de réalisation de cet aspect, la première partie de la coque est un caisson de collision et le premier châssis comporte une zone centrale de fixation d'un noyau dudit caisson et une zone périphérique comprenant au moins une ouverture de fixation débouchant au niveau d'une première face du premier châssis et au niveau d'une face arrière du premier châssis opposée à la première face.

[0021] Les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Brève description des figures

[0022] De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes non limitatives de réalisation de l'invention et où :

[0023] la figure 1 est une vue en perspective d'un navire dont la coque comporte une première partie et une deuxième partie qui sont liées par d'un dispositif de liaison selon l'invention,

[0024] la figure 2 est une vue de côté de l'avant de la coque du navire de la figure 1 , les éléments du dispositif de liaison étant séparés,

[0025] la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de liaison de la figure 1 selon la ligne de coupe ll-ll,

[0026] la figure 4 est une vue en perspective d'un tenon du dispositif de liaison des figures l à 3,

[0027] la figure 5 est une vue d'une première face d'un premier châssis du dispositif de liaison des figures 1 à 3, [0028] la figure 6 est une vue d'une deuxième face d'un deuxième châssis du dispositif de liaison des figure 1 à 3,

[0029] la figure 7 est une vue en perspective du premier châssis sur lequel est fixé un noyau d'un caisson de collision, [0030] la figure 8 illustre une deuxième configuration du dispositif de la figure 3 dans lequel les éléments du dispositif sont assemblés.

[0031] Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. Description détaillée

[0032] La figure 1 est une vue en perspective d'un navire NV, ici un navire autonome sans équipage, comportant une coque 3, une quille QL équipée d'un leste LS, un safran SF et un mât MT.

[0033] La coque 3 comporte ici une première partie 30, ici un caisson de collision qui constitue l'étrave de la coque 3, et d'une deuxième partie 31 qui s'étend depuis la première partie jusqu'à l'arrière du navire, ou étambot.

[0034] La première partie 30 et la deuxième partie 31 de la coque 3 sont liées par un dispositif de liaison désigné par le signe de référence 1 et illustré plus en détail sur les figures 2 à 8. [0035] Comme illustré sur les figures 2 et 3, le dispositif de liaison 1 comporte un premier châssis 2 solidaire de la première partie 30 de la coque 3 du navire NV.. La fixation de la première partie 30 de la coque 3 au premier châssis 2 est réalisée ici au moyen de vis traversant le premier châssis 2 et la première partie 30 de la coque 3, ainsi que par ancrage mécanique comme il sera vu dans la suite de la description. [0036] Le dispositif de liaison 1 comporte un deuxième châssis 4 solidaire de la deuxième partie 31 de la coque 3 du navire. La fixation du deuxième châssis 4 à la deuxième partie 31 de la coque 3 est ici réalisée par serrage au moyen de systèmes vis-écrou VE1, VE2, dont deux sont représentés sur la figure 3. [0037] Une première face 20 du premier châssis 2 et une deuxième face 40 du deuxième châssis 4 sont configurées pour établir une surface de contact. Le contact entre la première face 20 et la deuxième face 40 est maintenu par deux systèmes tenon- mortaise du dispositif de liaison, dont un seul système tenon-mortaise 10 sera décrit ci-après à des fins de simplification.

[00B8] Ainsi, un tenon 5 s'étend depuis le premier châssis 2 de façon à faire saillie depuis la première face 20. Ici, le tenon 5 est globalement cylindrique, présente une longueur de 30 millimètres et une extrémité proximale 50 du tenon 5 est fixée au premier châssis 2. La figure 4 est une vue en perspective du tenon 5 isolé du reste du dispositif, présentée ici afin de faciliter la compréhension de l'invention.

[0039] Par exemple ici, l'extrémité proximale du tenon 5 comporte une fraisure 51 adaptée à recevoir une tête fraisée 70 d'une vis 7, et le tenon 5 est fixé au premier châssis 2 par ladite vis 7 dont une tige filetée 71 coopère avec un écrou 72 de façon à maintenir le tenon 5 contre le premier châssis 2 par serrage. Ici, une cavité 41 est ménagée dans la première partie 30 de la coque 3 de façon à recevoir l'écrou 72 et une portion de la tige filetée 71.

[0040] Le tenon 5 présente une portion proximale 52 s'étendant depuis l'extrémité proximale 50, ici sur une longueur de 6 millimètres et présentant un diamètre de 25 millimètres, et une portion distale 53 s'étendant depuis la portion proximale 52 sur une longueur de 24 millimètres et présentant un diamètre légèrement inférieur au diamètre de la portion proximale 52, ici un diamètre de 24,8 millimètres

[0041] Le tenon 5 comporte ici un trou transversal traversant 54 ménagé de façon transversale au tenon 5, ici de façon orthogonale à l'axe du tenon, c'est-à-dire ici de façon parallèle à la première face 20. Ainsi, le tenon 5 comporte deux orifices circulaires 55, 56 partageant un même premier axe XI et ménagés sur sa paroi latérale. Un premier orifice 55 présente un diamètre égal à 14, 5 millimètres.

[0042] Un deuxième orifice 56 comporte une fraisure 57 et présente un diamètre au niveau de la surface interne du tenon égal à 14,5 millimètres et une dimension maximale au niveau de la surface externe du tenon égal à 15 millimètres. [0043] Le trou transversal traversant 54 est réalisé de façon à être plus proche de l'extrémité proximale 50 que d'une extrémité distale 58 du tenon 5 opposée à l'extrémité proximale 50. Ainsi, le bord du trou transversal traversant 54 est situé à une distance de 4,2 millimètres de l'extrémité proximale 50 et à une distance de 11,3 millimètres de l'extrémité distale 58.

[0044] Une mortaise 6 est ménagée dans le deuxième châssis 4 au niveau de la deuxième face 40. Ici, la mortaise est cylindrique et présente un diamètre sensiblement égal au diamètre de la portion proximale 52 de façon que, lorsque le premier châssis 2 et le deuxième châssis 4 établissent la surface de contact, le tenon 5 est inséré dans la mortaise de façon ajustée. Ici, la mortaise 6 est traversante.

[0045] Le deuxième châssis 4 comporte un logement transversal 21 qui s'étend parallèlement à la deuxième face 40 en traversant la mortaise 6 et qui débouche au niveau d'un premier chant 42 du deuxième châssis 4 et au niveau d'un deuxième chant 43 du deuxième châssis 4 opposé au premier chant 42. [0046] Le logement transversal 21 est ici un trou cylindrique s'étendant selon un deuxième axe X2 et dont une première partie 24 située entre le premier chant 42 et la mortaise 6 présente un premier diamètre et dont une deuxième partie 25 située entre le deuxième chant 43 et la mortaise 6 présente un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre. Par exemple, le premier diamètre est ici égal à 14 millimètres et le deuxième diamètre est ici égal à 8 millimètres. La deuxième partie 25 du logement transversal 21 est ici taraudée.

[0047] Le dispositif de liaison 1 comporte en outre une cheville 8 configurée pour être insérée dans le logement transversal 21. La cheville 8 est ici de forme généralement cylindrique et comporte trois portions 80, 81, 82 de diamètres distincts. [0048] Une première portion 80 de la cheville cylindrique présente un diamètre constant légèrement inférieur au premier diamètre du logement transversal 21, ici un diamètre de 14,2 millimètres. La première portion 80 comporte une première extrémité 83 de la cheville, dans laquelle est réalisé une empreinte de vissage 84, ici une empreinte creuse à six pans (représenté par transparence en pointillés sur la figure 3). Ladite empreinte 84 est configurée pour coopérer avec un outil de vissage, par exemple une clé hexagonale.

[0049] Une deuxième portion 81 de la cheville 8 présente un diamètre constant légèrement inférieur au deuxième diamètre de la deuxième partie 25 du logement transversal 21, ici un diamètre de 8 millimètres. En outre, la deuxième portion 81 est filetée et est configurée pour coopérer avec la deuxième partie 25 taraudée du logement transversal 21.

[0050] La cheville 8 comporte en outre une portion intermédiaire 82 située entre la première portion 80 et la deuxième portion 81. La portion intermédiaire 82 présente un diamètre qui varie avec sa longueur ; par exemple ici, la portion intermédiaire 82 est tronconique et présente un diamètre qui diminue de façon linéaire depuis la première portion 80 vers la deuxième portion 81. Ici, la portion intermédiaire 82 présente un diamètre maximal égal au diamètre de la première portion 80 et un diamètre minimal égal au diamètre de la deuxième portion 81.

[0051] Comme l'illustre la figure 5, le premier châssis 2 est une plaque présentant un contour épousant le contour de la première partie de la coque, ici un contour fusiforme, présentant une longueur de 745 millimètres une largeur maximale de 115 millimètres, une épaisseur de 18 millimètres et présentant un premier axe de symétrie Axl s'étendant dans sa longueur.

[0052] Le premier châssis 2 comporte une zone centrale ZC configurée pour recevoir un noyau du caisson de collision, et une zone périphérique ZP configurée pour recevoir un revêtement du noyau du caisson de collision, par exemple une résine.

[0053] La zone centrale ZC comporte trois évidements 90, 91, 92 présentant ici une profondeur de 15,5 millimètres. Les évidements sont configurés pour renforcer la liaison entre le châssis 2 et le noyau du caisson de collision au moyen de la résine entourant le noyau. Cette résine qui entoure le noyau rempli aussi les évidements 90, 91 et 92. Le châssis 2 se trouve donc lié au noyau au moyen de la résine. Les évidements permettent en outre d'alléger le premier châssis 2.

[0054] Le tenon 5 du système tenon-mortaise décrit précédemment est situé entre un premier évidemment 90 et un deuxième évidement 91. Un deuxième tenon 5' d'un deuxième système tenon-mortaise est situé entre le deuxième évidement 91 et un troisième évidement 92.

[0055] La zone périphérique ZP comporte en outre des ouvertures de fixation 93i à 93e, débouchant au niveau de la première face 20 et au niveau d'une face arrière (non représentée sur la figure 5) du premier châssis 2 qui est opposée à la première face

20.

[0056] Les ouvertures de fixation 93i à 93 ₆ permettent, lors de la réalisation du revêtement du caisson de collision, classiquement par coulée d'une résine dans un moule temporairement disposée autour du noyau, que la résine s'écoule de l'autre côté du premier châssis 2 au niveau de la face arrière. Ainsi, la résine s'étend de part et d'autre du premier châssis et forme un ancrage mécanique avec le premier châssis 2, améliorant la fixation du caisson de collision au premier châssis 2.

[0057] Comme l'illustre la figure 6, le deuxième châssis 4 présente un contour et des dimensions sensiblement identiques à ceux du premier châssis 2, et comporte également trois évidement 41, 42, 43 identiques aux évidements 90, 91 et 92 du premier châssis 2 et ayant pour fonction d'alléger le deuxième châssis 4.

[0058] Il convient de noter ici que le deuxième châssis ne présente pas d'axe de symétrie puisque le logement transversal 21 présente une première partie 24 et une deuxième partie différentes 25. [0059] La figure 7 illustre le premier châssis 2 dont la partie centrale comporte un noyau NY d'un caisson de collision, préalablement à la réalisation du revêtement. Ainsi, la zone périphérique ZP du châssis est ici dépourvue de revêtement. Il convient de noter ici que le noyau NY comporte six rainures, dont trois rainures RNi à RN ₃ sont visibles sur la figure 7, épousant partiellement les contours des ouvertures de fixation correspondantes 93 ₂ , 93 ₄ et 93 ₆ . Ces rainures permettent de favoriser l'écoulement de la résine de revêtement dans les ouvertures de fixation.

[0060] Le dispositif de liaison 1 selon l'invention peut être réalisé dans tout matériau, et préférentiellement dans un matériau résistant à la corrosion et à l'oxydation. Dans l'exemple décrit ici et de manière préférentielle, le premier châssis 2 et le deuxième châssis 4 sont réalisés dans un alliage de titane et les autres éléments du dispositif de liaison sont réalisés en acier inoxydable.

[0061] Lors de l'utilisation du dispositif de liaison 1 tel que décrit précédemment, on établit la surface de contact entre la première face 20 et la deuxième face 40 en insérant le tenon 5 dans la mortaise 6. Le diamètre plus petit de la partie distale 53 du tenon 5 permet une insertion avec jeu du tenon dans la mortaise 6, et donc une insertion facilitée. La portion proximale 52 permet une insertion sans jeu, c'est-à- dire ajustée, du tenon 5 dans la mortaise 6 lorsque la surface de contact est établie.

[0062] Puis, afin de maintenir la surface de contact, on insert la cheville 8 dans le logement transversal 21 de façon que la portion intermédiaire 82 tronconique se situe dans le trou transversal traversant 54.

[0063] En particulier, on fait d'abord translater la cheville 8 par glissement dans la première partie du logement transversal au travers de la mortaise 6 jusque dans la deuxième partie 25, puis on visse la deuxième portion 81 dans la deuxième partie à l'aide de l'empreinte 84, de façon à faire translater la cheville 8 de façon contrôlée.

[0064] Ainsi, la partie intermédiaire 82 de la cheville 8 fait appui contre la fraisure 57 du deuxième orifice 56 et pousse le tenon 5 dans la mortaise 6. En d'autres termes, la portion intermédiaire 82 engendre ici un effet de rampe, ou came linéaire, et transforme le mouvement de translation de la cheville 8, qui est un mouvement parallèle à la deuxième face 40, en un mouvement de translation du tenon 5 dans la mortaise 6, et donc en un mouvement du premier châssis 2 vers le deuxième châssis, c'est-à-dire un mouvement orthogonal au mouvement de translation de la cheville 8. La force du serrage de la première face 20 contre la deuxième face 40 dépend donc de la position de la cheville 8 dans l'orifice 21 et est réglable par vissage. Il convient de noter qu'ici que le premier axe XI et le deuxième axe X2 sont distincts, notamment une fois la surface de contact établie entre la première face 20 et la deuxième face 40 établie. En d'autres termes, le trou transversal traversant 54 et le logement transversal 21 ne sont pas coaxiaux.

[0065] Ici, l'empreinte de vissage 84 est avantageusement accessible depuis le premier chant 42 du deuxième châssis 4. Et, la cheville 8 est ici configurée pour ne pas s'étendre hors du deuxième châssis 4 afin de ne pas nuire aux performances hydrodynamiques du navire.

[0066] Il convient de noter ici que la fraisure 57 du deuxième orifice 56 permet une meilleure intimité du contact entre la portion intermédiaire 82 tronconique et le deuxième orifice 56. Notamment, la fraisure 57 permet d'augmenter la surface de contact afin d'éviter un matage de la surface de contact.

[0067] Il est ainsi avantageusement possible d'ajuster le serrage de la première face 20 contre la deuxième face 40 en ajustant par vissage la translation de la cheville 8 dans le logement transversal 21.

[0068] La figure 8 présente une deuxième configuration du dispositif dans lequel la surface de contact est établie entre la première face 20 et la deuxième face 40 et dans lequel le serrage est assurée par le système tenon-mortaise 10.

[0069] La cheville 8 du dispositif 1 décrit précédemment en lien avec les figures 1 à 8 comporte la portion intermédiaire tronconique 82 faisant office de came et garantissant avantageusement un contrôle sur le serrage. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à une cheville comportant une came et selon d'autres variantes de réalisation, la cheville et le logement transversal 21 présentent des diamètres constants. Selon ces variantes, la position relative du logement transversal 21 et du trou transversal traversant est ajustée de façon à assurer la surface de contact entre la première face 20 et la deuxième face 40.

[0070] L'invention couvre en outre certaines variante dans lesquelles la portion intermédiaire comporte une came linéaire différente. Par exemple, le diamètre de la portion intermédiaire pourrait décroître de façon non linéaire. Selon d'autre variante, la came n'est pas linéaire et la cheville comporte un excentrique.

[0071] Par ailleurs, dans l'exemple décrit, la cheville 8 est fixée dans le deuxième châssis 4 par vissage de sa deuxième portion 81 dans la deuxième partie 25 du logement transversal, permettant avantageusement un contrôle précis sur le serrage. L'invention n'est toutefois pas limitée à ce mode de fixation et est compatible avec tout moyen de fixation. Par exemple, selon une variante, la cheville peut coopérer avec le deuxième châssis par tout autre système de fixation, par exemple de type goupille ou de type baïonnette. L'invention couvre par exemple un dispositif de serrage dans lequel la deuxième portion 81 de la cheville 8 comporte une fixation de type baïonnette et dans lequel la portion intermédiaire 82 comporte un excentrique. [0072] Le tenon 5 décrit précédemment est fixé au premier châssis 2 par l'intermédiaire d'un système vis écrou. Selon des variantes de réalisation, le tenon 5 peut être fixé au premier châssis 2 par tout moyen approprié, notamment par soudage.

[007B] Enfin, bien qu'il ait été décrit ici un dispositif de liaison en acier inoxydable et en titane, le dispositif peut être réalisé dans tout matériau et en particulier le dispositif peut comporter un seul matériau ou plus de deux matériaux différents.

[0074] Diverses autres modifications peuvent être apportées à l'invention dans le cadre des revendications annexées.