<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux constructions flottantes.
Cette invention est relative aux stations ou cons- tructions flottantes destinées à être ancrées dans des eaux profondes et servant à diverses fins.
Un but de l'invention est de procurer une construc- tion qui convienne notamment comme station de relais de haute mer, comme bateau-phare, comme balise visuelle ou de T.S.F. et à divers autres usages, construction qui soit foncière- ment stable, c'est-à-dire tende toujours à flotter verticale- ment, et qui soit sensiblement immobile, c'est-à-dire en sub- stance insensible au mouvement des vagues même par une mer houleuse.
<Desc/Clms Page number 2>
Un autre but de l'invention est de procurer une construction de ce genre qui convienne comme plate-forme d'at- terrissage pour avions, comme station de ravitaillement en combustible, comme station de relais pour câbles sous marins ou autres fins, et qui serve à contenir la machinerie, l'ou- tillage et les matériaux pour fournir une aide aux avions ou navires et/ou des appareils indicateurs de direction et au- tres appareils tels une balise visuelle ou de T.S.F.
Un autre but aussi est de procurer une disposition telle que la construction puisse, au moins en partie, être renouvelée ou réparée alors qu'elle est encore ancrée dans sa position de service.
En outre, l'invention a pour but de construire l'appareil au moyen d'un certain nombre d'unités uniformes de façon à réduire les frais de fabrication et à simplifier les opérations de montage et de réparation; un but encore de l'invention est d'élever le centre de flottaison et d'abaisser le centre de gravité.
Des expériences ont montré que la hauteur d'une vague de profondeur constitue une mesure du changement de hauteur piézométrique qui provoque un changement de la pres- sion statique et que c'est ce changement de pression stati- que, plus qu'aucun mouvement vertical de l'eau, qui réagit pour imprimer un mouvement à un cylindre vertical partielle- . ment immergé, l'effet dynamique de ce mouvement vertical étant négligeable.
Ainsi, comme c'est bien connu et confirmé, l'effet d'une vague de la surface décroît progressivement au fur et à mesure que la profondeur augmente, de sorte que, par exem- ple, une vague de surface de 9 mètres de hauteur produit à une profondeur d'environ 60 mètres une vague de profondeur d'environ 1 mètre seulement.
A
<Desc/Clms Page number 3>
Il est aussi admis qu'une vague de surface est produite par la pression et, bien que cela ne soit pas re- connu généralement, il faut prendre en considération - comme on a pu le constater - que la vague de profondeur constitue aussi une mesure de la pression, de sorte qu'il y a un change- ment du gradient de pression lequel décroît au fur et à mesure que la profondeur augmente. Ainsi, un corps immergé à une pro- fondeur de 30 mètres subit un plus grand changement de hau- teur piézométrique qu'un corps identique immergé à une pro- fondeur de 60 mètres.
On supposera qu'un cube est entièrement immergé de façon que sa face inférieure se trouve à par exemple 60 mètres en-dessous de la surface. Tant que l'eau est calme, la pression sur la face supérieure du cube équilibre la pression sur sa face inférieure. Quand une vague passe, la face inférieure du cube subit une pression dirigée de bas en haut correspondant à la pression de la vague de profondeur à ce niveau; en d'au- tres termes, elle subit un changement de hauteur piézométri- que. Mais la face supérieure subit elle aussi un changement de pression et comme elle se trouve à une profondeur moindre - par exemple inférieure de 1,50 mètre ou davantage - elle subit un plus grand changement de pression ou un plus grand ' changement de hauteur piézométrique.
Ainsi, le changement de hauteur piézométrique à la face supérieure du cube est plus grand que le changement de hauteur piézométrique à sa face inférieure, et la différence des changements de hauteur piézométrique a pour effet de produire sur le cube une poussée dirigée de haut en bas tendant à l'immerger à une plus grande profondeur.
Quand un cylindre disposé verticalement est partiel- lement immergé, il ne subit aucun changement de flottabilité, n c'est-à-dire aucun changement de déplacement, au passage d'une
<Desc/Clms Page number 4>
vague, mais se déplace seulement d'une faible quantité pro- portionnelle à la vague de profondeur, par suite de la pression que celle-ci exerce sur l'extrémité immergée du cy- lindre.
Le résultat du passage d'une vague au droit d'un tel cylindre estqu'il tend à se soulever légèrement sous l'effet de la pression de bas en haut produite par la vague de profondeur. On a déjà montré ci-dessus que le passage d'une vague tend à pousser de haut en bas, dans une plus grande mesure, un corps entièrement immergé.
Suivant l'invention, on tire parti de ces deux phé- nomènes pour constituer une construction flottante-qui se tienne immobile dans l'eau. A cet effet, on combine un corps flottant entièrement immergé à un cylindre verticalement partiellement immergé et on dimensionne et agence ces deux corps de manière que la tendance du corps entièrement im- mergé à s'abaisser au passage d'une vague soit en substance contrecarrée par la tendance du cylindre partiellement im- mergé à se soulever.
Bien qu'une telle construction combinée soit immo- bile à elle seule, elle n'est pas nécessairement stable quand elle supporte au-dessus du niveau de l'eau une plate-forme ou super-structure, encore qu'on puisse obtenir plus de stabilité en reliant entre elles un grand nombre de ces unités. Même dans ce dernier cas, la construction ne serait pas entièrement à l'abri de balancements, et en outre elle n'aurait aucune no- table réserve de flottabilité, de sorte que tout poids sup- plémentaire y appliqué l'amènerait à descendre à une plus grande profondeur.
En conséquence, suivant l'invention, on emploie en outre des dispositifs de stabilisation ayant une grande ré- serve de flottabilité, ces dispositifs étant constitués cha- 1.:un par un seul ou plusieurs tubes dans lesqu@ls on laisse
<Desc/Clms Page number 5>
s'élever l'eau sensiblement jusqu'au niveau normal de la surface, ce qui peut être déterminé soit par un volume d'air emprisonné et comprimé à la partie supérieure des cylindres, soit par l'aménagement de parois ou cloisons transversales.
Dans le dernier cas également une certaine quantité d'air peut être emprisonnée en-dessous de la paroi ou cloison transversale pour produire un effet de matelassage dû à l'é- lasticité de l'air. De tels appareils stabilisateurs sont eux-mêmes intrinsèquement stables et possèdent une notable réserve de flottabilité, et en outre ils présentent l'avan- tage d'amener en un point rapproché de la surface de l'eau la poussée produite par la pression de la vague de profondeur.
Dans une forme d'exécution de la présente invention, la construction flottante est constituéepar un corps sensible- ment tubulaire disposé verticalement dans lequel l'eau peut entrer Sensiblement jusqu'au niveau normal de la surface, de façon qu'il soit partiellement immergé et ne soit affecté que par des vagues de profondeur, ce corps creux étant conformé et agencé de manière à subir au passage d'une vague de pro- fondeur'un effort dirigé de haut en bas qui contrecarre sen- siblement la poussée de bas en haut imprimée par la pression de la vague de profondeur.
Dans une autre forme d'exécution de la présente invention, la construction flottante est constituée par un ou plusieurs corps creux entièrement immergés, plusieurs corps tubulaires disposés verticalement reliant ce ou ces corps entièrement immergés à une plate-forme ou superstruc- ture pour supporter celle-ci au-dessus de l'eau, et trois corps stabilisateurs ou groupes de corps stabilisateurs, dis- posés en triangle, constitués par des tubes verticaux dans les- quels on laisse s'élever l'eau sensiblement jusqu'au niveau normal. Avec une telle construction, toute tendance du ou des - corps entièrement immergés à s'abaisser est compensée par la
<Desc/Clms Page number 6>
tendance des corps verticaux à s'élever, et la construction est stabilisée par les stabilisateurs disposés en triangle.
En outre, tout poids supplémentaire appliqué à la construction, qui pourrait tendre à l'immerger davantage, est compensé par la réserve de flottabilité des stabilisateurs.
Toutefois, les stabilisateurs tendent à s'élever quand leurs extrémités immergées subissent un changement de pression égal à la pression de la vague de profondeur à la profondeur jusqu'à laquelle ils descendent. Cette tendance à s'élever peut être neutralisée en diminuant le diamètre des stabilisateurs dans la région de la surface de l'eau.
De cette façon, au passage d'une vague, l'eau de la surface s'élevant autour du tube applique un poids sur la surface inclinée, d'où résulte une tendance à immerger davantage les stabilisateurs, de façon à compenser leur tendance à s'éle- ver sous l'effet dela pression de la vague de profondeur.
Le degré de changement de pression sur les extré- mités des stabilisateurs varie selon leur diamètre et selon la profondeur à laquelle ils sont immergés, mais un simple calcul donne le degré de mouvement ascendant (qui est pro- portionnel pour des vagues de grandeurs différentes) et il est de même facile de calculer la diminution de diamètre requise pour obtenir une surface inclinée sur laquelle l'eau puisse accumuler une pression contrecarrant en substance la pression de bas en haut de la vague de profondeur. Il est aussi à noter que le changement de hauteur piézométrique s'exerçant sur le ou les corps entièrement immergés est différent pour des profondeurs différentes et pour des corps de dimensions différentes, mais que le calcul permet d'éta- blir des dimensions sensiblement correctes pour ces corps et pour les tubes verticaux.
Si en raison de la nature de nla construction le diamètre des corps verticaux partiel-
<Desc/Clms Page number 7>
lement immergés est plus grand que celui requis pour produire une poussée de bas en haut compensant la poussée de haut en bas du ou des corps entièrement immergés, ceux-là ou certains d'entre eux peuvent avoir, dans la région du niveau d'eau normal, un plus petit diamètre pour permettre à la pression d'eau de s'accumuler pour compléter l'équilibre voulu.
De manière analogue, il s'ensuit également que si le diamètre de la colonne est insuffisant, cette Insuffisance peut être compensée en augmentant le diamètre des corps verticaux dans la région du niveau d'eau normal, de manière qu'au passa- ge d'une vague les corps puissent subir un changement de flot- tabilité pour produire une poussée de bas en haut supplémen- taire et compléter ainsi 1'accumulation d'une force contre- carrant la poussée de haut en bas exercée sur le ou les corps entièrement immergés.
En gardant présentes à l'esprit les remarques pré- cédentes, on notera que toute erreur commise dans le calcul des dimensions des éléments entièrement immergés et partiellement immergés peut être corrigée en changeant, c'est-à-dire en augmentant ou en diminuant, dans la région du niveau d'eau normal, le diamètre de quelques-uns ou de la totalité des corps verticaux partiellement immergés.
Toutes erreurs peuvent aussi être corrigées en remplissant partiellement les corps verticaux ou quelques-uns d'entre eux.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le ou les corps entièrement immergés se composent d'éléments normalisés qu'on peut mettre à flot en position et assembler, puis immerger aussitôt que les corps verticaux partielle- ment immergés et les stabilisateurs sont montés, de préfé- rence eux aussi au moyen d'éléments normalisés, tandis que- '1 la plate-forme est construite en dernier lieu.
<Desc/Clms Page number 8>
La superstructure a avantageusement la forme d'une plate-forme ou de plusieurs plates-formes, en-dessous desquelles le ou les corps flottants entièrement immergés sont répartis en substance sur toute la longueur et toute la largeur des plates-formes.
Afin que l'invention puisse être clairement compri- se et facilement mise à exécution, on en décrira ci-après plus en détail, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécu- tion constructives, en se référant aux dessins plus ou moins schématiques annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue en perspective purement schéma- tique,
Fig. 2 est une vue en élévation, partie en coupe, d'une forme d'exécution d'une construction flottante simple,
Fig. 3 est une vue en élévation d'une autre forme d'exécution d'une station flottante simple,
Fig. 4 est une coupe partielle de la construction flottante de la Fig. 3,
Fig. 5 est une coupe transversale suivant la ligne
V-V de la Fig. 4,
Figs. 6 et 7 sont respectivement une vue de côté et une vue de face des chaînes ou câbles d'ancrage,
Fig.
8 est une vue de détail de l'entrée de câbles sous-marins à l'intérieur du compartiment supérieur,
Fig. 9 est une vue en perspective d'une construc- tion flottante de forme composée,
Fig. 10 en est une vue en plan,
Fig. 11 est une coupe à plus grande échelle, faite suivant la ligne II-II de la Fig. 10,
Fig. 12 est une vue de côté,
Fig. 13 est une vue en élévation d'une autre forme d'exécution d'un corps creux partiellement immergé,
<Desc/Clms Page number 9>
Fig. 14 est analogue à la Fig. 13 et montre encore une forme d'exécution d'un corps creux partiellement immergé,
Fig. 15 est une coupe verticale d'un corps creux partiellement immergé, à double paroi,
Fig.
16 est une vue en élévation d'un corps creux partiellement immergé de forme simple, et elle montre aussi un dispositif pour aider à élever la construction composée,
Figs. 17, 18, 19 et 20 sont des vues de dessous de la construction composée, montrant diverses dispositions des corps creux entièrement immergés,
Fig. 21 est une autre vue de dessous de la construc- tion composée, montrant une disposition modifiée des cylindres stabilisateurs,
Fig. 22 montre à plus petite échelle une élévation, partie en coupe, d'un stabilisateur muni d'organes de renfort, et
Fig. 23 est une coupe transversale du stabilisateur de la Fig. 22.
Dans la description qui suit, des parties analo- gues portent, quand c'est possible, les mêmes références.
Si l'on se reporte d'abord à la Fig. 1 des dessins, on voit que la ligne droite en traits mixtes a-a représente le niveau d'eau normal, tandis que la ligne b indique une vague de la surface. Les lignes c, d, e, f indiquent les vagues de profondeur et on notera que, de la façon admise, l'amplitude des vagues de profondeur décroît au fur et à me- sure que la profondeur augmente. Comme on l'a déjà spécifie, les vagues de profondeur constituent une pression statique, de sorte qu'il existe un gradient de pression décroissant au fur et à mesure que la profondeur augmente.
On considérera d'abord le cube ± comme étant un corps isolé totalement immergé. Lorsque l'eau est calme, la
<Desc/Clms Page number 10>
pression sur la face inférieure est égale à la pression sur la face supérieure et le corps en équilibre reste dans sa position de repos. Lors du passage d'une vague, la face inférieure est soumise à une pression x dirigée vers le haut ou, autrement dit, est soumise à un changement de la hauteur piézométrique. Il se produit aussi un changement de hauteur piézométrique y sur la face supérieure, et comme la face supérieure du cube est plus rapprochée du niveau d'eau, le changement de hauteur piézométrique y est plus grand que le changement de hauteur piézométrique x, d'où résulte la création d'une force tendant à pousser le cube de haut en bas pour l'immerger davantage.
On considérera ensuite séparément le tube h, par- tiellement iumergé et disposé verticalement, comme étant lui aussi un corps isolé. Etant donné que les pressions des vagues ne peuvent agir à travers les parois du tube, le seul effet d'un passage de vague est dû à la pression de la vague de profondeur, qui s'exerce sur l'extrémité inférieure du tube. Cette pression tend à soulever le tube h.
Quand alors, comme le montre la Fig. l, le cube g et le tube h sont rigidement fixés l'un à l'autre et di- mensionnés de manière appropriée, la poussée de haut en bas sur le cube & peut être neutralisée ou contrecarrée par la poussée de bas en haut imprimée au tube h. Par suite, la construction combinée peut être rendue immobile parce que ces deux forces opposées auront toujours le même rapport d'égalité pour les grandeurs de vagues différentes. Quand le tube fait saillie sur la face supérieure du cube, son fond effectif est la surface hl du fond du cube, de sorte que la pression de bas en haut exercée sur le tube est Celle régnant à la profondeur du fond du cube.
<Desc/Clms Page number 11>
Quand le tube h a un si grand diamètre que le mouvement de bas en haut imprimé par la vague de profondeur dépasse le mouvement de haut en bas du cube, cette tendance à s'élever peut être contrecarrée en diminuant le diamètre du tube dans la région de la surface de l'eau, de façon que le poids de l'eau s'accumulant sur la surface inclinée contre- carre la tendance au soulèvement. De même, quand le diamètre du tube est si petit que la tendance du cube à s'abaisser dépasse la tendance du tube à s'élever, on peut agrandir celui- ci dans la région du niveau d'eau de manière que le change- ment de déplacement, ou changement de flottabilité, dû à une vague, complète l'équilibre voulu des forces en opposition.
Le cube auquel on se reporte a été choisi unique- ment à titre d'exemple simple et il est à noter que ce corps peut être conformé autrement à condition qu'il y ait une notable différence ou distance entre ses surfaces effectives' supérieure et inférieure. C'est ainsi que, par exemple, le cube peut être constitué par deux, quatre, ou plusieurs éléments rectangulaires ou tubulaires disposés horizontale- ment qui font saillie radialement du tube vertical partiel- lement immergé h.
On décrira ci-après plus en détail plusieurs exemples de constructions qui tirent profit des phénomènes expliqués avec référence à la Fig. 1.
Sur la Fig. 2 est représentée une application ' techniquement réalisable de l'invention, se présentant sous la forme d'un tube allongé vertical 200 pourvu à son extré- mité inférieure immergée d'un flotteur annulaire 201 ayant une surface supérieure inclinée 202. Le tube est ouvert à son extrémité inférieure et l'eau peut s'y élever à un degré déterminé par une paroi ou cloison transversale 203.
La partie supérieure constitue un flotteur qui a une flottabi-
<Desc/Clms Page number 12>
lité notablement plus grande que le flotteur 201, de sorte que la construction tend normalement à flotter verticalement, bien qu'éventuellement un contrepoids puisse descendre au- delà du flotteur 201.
La construction peut être ancrée à l'aide de plusieurs câbles ou chaînes, décrits ci-après plus en détail avec référence aux Figs. 5,6 et 7, et elle est complétée par une habitation, une lanterne de phare 103, une sirène 105 et une antenne de T. S.F. 104 ou autres accessoires nécessaires pour l'adapter à la fin pour laquelle elle est requise, par exemple comme station de relais de câble quand des câbles 121 s'étendant de bas en haut à travers la partie creuse de la construction entrent dans le flotteur supérieur à travers la cloison 203, par exemple comme c'est décrit plus en détail avec référence à la Fig. 8.
La construction fonctionne de la manière suivante :- Au passage d'une vague la pression de la vague de profondeur au fond de la construction, agissant sur la colonne d'eau contenue dans la partie creuse, exerce sur la cloison 203 une pression tendant à soulever la construction. La vague de profondeur agit aussi sur la face inférieure et sur la face supérieure inclinée du flotteur 201, mais le changement de hauteur piézométrique produit sur la face supérieure dépasse celui produit sur la face inférieure, de sorte que le flot- teur tend à descendre et cette tendance contrecarre la tendance de la construction à s'élever, si bien .qu'elle de- meure immobile.
Le flotteur 201 peut être remplacé par une chambre hermétiquement fermée qui peut être non-flottable, à condi- tion qu'il y ait entre les faces supérieure et inférieure une distance suffisante pour qu'il existe une différence entre- les changements de hauteur piézométrique respectifs, de façon
<Desc/Clms Page number 13>
qu'il se produise une force dirigée de haut en bas afin de contrecarrer la tendance de la construction à s'élever.
Sur les Figs. 3 et 4 des dessins annexés est représentée une autre forme d'exécution d'une station fiot- tante simple qui comprend un tube métallique 101 divisé en deux tronçons de longueur différente par une cloison trans- versale 102. La partie plus grande et plus longue 1 est ouverte à'son extrémité inférieure et on y laisse s'élever l'eau jusqu'au niveau de la cloison transversale 102. Cette partie du tube métallique descend jusqu'à une eau profonde calme - par exemple à quelque 60 mètres dans l'océan - et une partie seulement en est représentée sur les dessins.
La partie supérieure plus petite u comprend un flotteur et est subdivisée en un certain nombre de chambres par d'autres cloisons transversales ou planchers pour délimiter une habi- tation, un magasin et une chambre servant à loger divers appareils nécessaires pour l'entretien et le fonctionnement de la station. Ainsi,par exemple, commeà l'exemple d'exécu- tion précédent, il est prévu une lanterneà signal lumineux 103, une antenne de T.S.F. 104 et une sirène 105. Dans la chambre du dessus il est prévu un émetteur de T.S.F. 106 et des appareils 107 pour la commande de la lanterne à signaux, de la sirène, etc. Des fenêtres appropriées 108 laissent entrer la lumière dans les diverses chambres ou dans celles d'entre elles qui sont situées au-dessus du niveau de la vague la plus haute susceptible d'être rencontrée.
La cloison transversale 102 est située en-dessous du niveau d'eau normal, et la cloison transversale 102' si- tuée immédiatement au-dessus d'elle et délimitant la chambre du dessous est percée d'un trou d'homme 109, tandis que la cloison transversale 102 est percée d'un trou d'homme
<Desc/Clms Page number 14>
analogue 110. Une installation de pompage appropriée, désignée dans son ensemble par le chiffre de référence 111, peut être employée pour pomper de l'air dans la chambre du dessous et en-dessous de la cloison transversale 102 ; le dernier cas, l'air sert à expulser de l'eau de la partie 1 du tube métal- lique pour élever la station d'une certaine quantité au-dessus du niveau d'eau, afin qu'un homme puisse passer à travers le trou d'homme 110 pour réparer ou repeindre la face inférieure de la cloison transversale 102.
Etant donné que l'homme doit travailler dans de l'air comprimé, la chambre du dessous peut être employée comme chambre de décompression. Naturelle- ment, on ne procède à l'élévation de la station que lorsque l'eau est calme.
La section transversale ou le diamètre du tube diminue graduellement entre la partieplus longue 1 et la partie plus courte u pour constituer une surface en pente 101'. Les limites de la partie y enfermée sont avantageuse- ment en substance équidistantes du niveau normal de la sur- face de l'eau et l'inclinaison de la surface 'en pente est telle que l'accroissement de pression agissant de haut en bas, dû à une vague montante compense ou annule la pression agissant de bas en haut exercée par la pression de la vague de profondeur sur la colonne d'eau contenue dans la partie 1 du tube.
Il est à noter qu'on peut varier l'inclinaison de la surface en pente 101' selon la hauteur de vague supputée susceptible d'être rencontrée, et l'inclinaison est aussi déterminée de manière à satisfaire, selon la longueur de la partie immergée de la station, à des désidérata particuliers, pour contrecarrer l'effet des pressions de vagues de profon- deur susceptibles d'être rencontrées à la profondeur parti- culière envisagée.
<Desc/Clms Page number 15>
La station est ancrée au moyen de trois ancres
112, 113, 114 également espacées de 1200 autour de la cir- conférence du tube 101, comme on le voit sur la Fig. 5. Il est préférable que les chaînes ou câbles 115 des ancres soient attachés à un organe à anneaux 116 apte à coulisser verticalement dans des glissières 117 (Figs. 6 et 7). Un câble ou chaîne de réglage 118 est passé par dessus une poulie 119 à un treuil à moteur désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 120.
Quand la station flottante est utilisée pour ser- vir de relais de câble, les câbles sous-marins 121 (voir
Fig, 8) sont amenés vers le haut par le centre de la cons- truction et conduits à travers la cloison transversale 102 où est disposée une boite de garniture 122 qui sert non seu- lement à assujettir le câble, mais encore à établir une liaison étanche aux fluides.
Il est à observer que la station peut être com- plétée par divers autres appareils nécessaires à son fonc- tionnement efficace, par exemple elle peut être équipée d'une grue 123, d'un canot de sauvetage et de bossoirs 124 et en outre, si on le désire, les étages intermédiaires peuvent être renforcés par des piliers 125, la communication entre les différentes chambres étant assurée par des échelles ou escaliers 126.
Etant donné que la partie immergée du tube est remplie d'eau, elle ne subit pas de notables pressions et il n'est pas nécessaire qu'elle soit indûment massive, ni qu'il soit prévu des dispositifs de renfort, mais lorsqu'on veut quand même produire un renforcement, la paroi du tube peut être renforcée de la manière décrite plus loin avec référen- ce aux Figs. 22 et 23.
<Desc/Clms Page number 16>
Le même effet que celui obtenu à l'exemple qui vient d'être décrit peut aussi être obtenu quand la partie agrandie du cylindre se trouve en tout endroit de sa partie immergée. Toutefois, dans ce cas, l'équilibre des forces oppo- sées est dû au changement de différence de hauteur piézométri- que agissant de haut en bas sur la surface inclinée de la par- tie agrandie pour contrecarrer le soulèvement imprimé à la colonne principale par la vague de profondeur.
Lorsqu'on veut produire un soulèvement supplémen- taire, on peut agrandir la colonne dans la région de la sur- face normale de l'eau, de façon qu'une vague qui est en passe de submerger la partie agrandie confère à la construction une plus grande flottabilité.
On décrira ci-après, en se référant aux Figs. 9 à 12, une construction flottante composée qui comporte une superstructure en forme de pont ou plate-forme 1 d'un contour en T ou triangulaire et de toutes dimensions appropriées, qui peut être équipée en outre d'un pont inférieur 2 et d'un pont intermédiaire 3. Le pont ou plate-forme est renforcé de manière appropriée, ou bien plusieurs ponts, s'il y en a plus d'un, sont reliés entre eux: par un treillis ou par une autre cha.rpente appropriée (non représentés). Toutefois, la super- structure ne constitue pas un élément essentiel de l'inven- tion et elle peut être construite et agencée comme c'est né- cessaire pour arriver aux fins particulières pour lesquelles on veut employer la station flottante.
Comme c'est représen- té, le pont supérieur 1 sert de plate-forme d'atterrissage pour des avions qu'on peut amener par des rampes d'accès 11 sur le ou les ponts inférieurs. Des ascenseurs 12 peuvent être installés pour élever les avions du pont inférieur au pont supérieur, et dans l'intervalle entre les ponts on peut amé- nager des ateliers, des locaux d'habitation, des magasins et
<Desc/Clms Page number 17>
diverses installations requises pour le fonctionnement de la station et pour les fins particulières auxquelles on la destine.
En-dessous du pont ou plate-forme ou du pont in- férieur, s'il y en a plus d'un, sont disposées un certain nombre de colonnes verticales descendantes partiellement immergées 4 qui se terminent à leurs extrémités inférieures dans des boites de jonction creuses 30 auxquelles sont rac- cordés, avantageusement, des corps flottants creux entière- ment immergés et des corps flottants auxiliaires entièrement immergés 51, 52, pour constituer une charpente flottante totalement immergée qui s'étend sensiblement sur toute la longueur et toute la largeur de la superstructure.
Ces co- lonnes verticales ne subissent aucun changement de flottabi- lité - c'est-à-dire aucun changement de déplacement - au passage d'une vague, et le seul soulèvement qui leur est imprimé est provoqué par la pression de la vague .de profon- deur au niveau jusqu'auquel elles descendent, pression qui s'exerce sur les extrémités immergées des colonnes.
Les corps flottants totalement immergés 5, 51, 52 sont avantageusement constitués par des éléments tubulaires obturés à chaque extrémité ou près de chaque extrémité par un caisson étanche à l'eau et par une porte étanche à l'eau 15.
Des portes étanches analogues 7 sont montées dans les boites de jonction 30 et elles mènent aux sections respectives des corps flottants 5. De cette façon, non seulement on peut séparer l'une ou l'autre des sections au cas où elle serait inondée, mais encore on peut l'isoler pour la remplacer ou réparer. On peut avoir accès aux diverses sections par les portes 'des caissons que l'on peut atteindre à l'aide d'échel- les 6 logées dans une ou plusieurs des colonnes de support 4.
Etant donné qu'il y a un notable intervalle entre la surface
<Desc/Clms Page number 18>
supérieure effective et la surface inférieure effective des corps flottants, ces surfaces sont soumises - comme on l'a déjà expliqué - à des changements de hauteur piézo- métrique différents, dus à une vague, d'où il résulte que ces corps tendent à descendre à une plus grande profondeur.
Cette tendance contrecarre avantageusement la tendance des co- lonnes verticales à s'élever.
Dans l'exemple particulier représenté, il y a trois rangées de corps flottants 5 et de colonnes verticales conne- xes 4 qui supportent la partie principale de la largeur de la plate-forme, et deux rangées de corps flottants 5 eux aussi munis de colonnes verticales 4, qui en supportent la partie principale de la longueur. Les corps flottants entièrement et partiellement immergée supportant la plate-forme sont unifor- mément répartis sur la longueur et la largeur de la plate- forme, de sorte qu'aucune partie n'en est exagérément fati- guée, et la rigidité de l'ensemble de la construction est augmentée au moyen d'entretoises 8.
Toutefois, la construction ne serait pas suffisam- ment stable, et pour la stabiliser trois colonnes de stabili- sation 9,10 et 11 sont disposées près des points extrêmes de la superstructure dans laquelle sont avantageusement encas- trées leurs extrémités. Les rangées d'éléments flottants totalement immergés ou d'éléments flottants intermédiaires, ou certaines d'entre elles, se terminent avantageusement au cylindre adjacent.
Chaque colonne de stabilisation comporte un tube de grande section transversale ayant des parois 12 agencées pour opposer à l'eau ambiante une surface ininterrompue lisse, de sorte que la section transversale est avantageusement cir- culaire. Au voisinage du niveau d'eau normal les colonnes 9, ' 10 et 11 ont une section transversale ou un diamètre décrois-
<Desc/Clms Page number 19>
sant pour constituer des surfaces inclinées 9a, 10a, lla.
De cette façon, comme pour la colonne 4, au passage d'une vague, la composante dirigée de bas en haut, due à la pres- sion de la vague de profondeur, est compensée par la composan- te dirigée de haut en bas due au plus grand poids d'eau agissant sur la surface inclinée. Les cylindres ou colonnes de stabilisation, qui sont disposés aux extrémités de la su- perstructure triangulaire ou en T, ou près de ces extrémités, s'étendent dans l'eau à une grande profondeur qui est d'au moins environ 60 mètres (dans l'océan) et on y laisse entrer une colonne d'eau jusqu'environ au niveau normal de l'eau, ce qui peut être produit soit au moyen d'une certaine quanti- té d'air enfermée dans l'extrémité supérieure hermétiquement fermée du tube,
soit au moyen d'une paroi ou cloison trans- versale 13 en-dessous de laquelle peut être emprisonnée une certaine quantité d'air pour créer un effet de'matelas. La paroi transversale 13 peut avantageusement être courbe, comme on le voit sur la Fig. 11, et au-dessus d'elle peut être dis- posée une deuxième paroi ou cloison transversale 13a qui peut être courbe ou plane. On peut avoir accès à l'intervalle entre les parois transversales 13 et 13a, et à l'espace situé en- dessous de la paroi 13, par des trappes appropriées 14.
En raison de leur grande section transversale et de la présence de l'air enfermé à leur partie supérieure, les cylindres ou tubes de stabilisation sont eux-mêmes intrinsè- quement stables dans le sens vertical, c'est-à-dire qu'ils tendent d'ordinaire individuellement à flotter verticalement, et en raison de leur disposition en triangle ils confèrent de la stabilité à la superstructure. Ils ne sont pas destinés à supporter le poids de la superstructure, mais à coopérer avec les éléments flottants entièrement immergés 5 et les
<Desc/Clms Page number 20>
éléments flottants partiellement immergés 4 qui supportent la superstructure. La réserve de flottabilité des cylindres assure à la construction la stabilité voulue.
Comme la pression des vagues ne peut pas agir à travers les parois des cylindres, seule la pression des vagues de profondeur agissant sur les colonnes d'eau inerte enfermée dans les cylindres est transmise par elles aux extrémités supérieures des cylindres, ou aux parois transversales quand il y en a. Toutefois, quand la hauteur de la colonne d'eau contenue dans le cylindre est déterminée par un volume d'air emprisoinné à l'extrémité su- périeure du cylindre, ou quand il y a un volume d'air empri- sonné en-dessous de la paroi transversale, ce volume se com- prime davantage avant que les pressions agissent sur les cylindres, de sorte que l'élasticité du volume d'air amortit les mouvements des colonnes d'eau.
On peut changer l'assiette de la construction en augmentant ou en diminuant la quantité d'air contenue dans un ou plusieurs des cylindres 9, 10 et 11, et on peut chan- ger la hauteur de la plate-forme au-dessus de l'eau en faisant varier la quantité d'air dans tous les cylindres.
A cet effet, il est prévu des compresseurs d'air appropriés, et l'air comprimé est refoulé à travers des tuyaux 16, 17 et
18 dont le dernier mentionné conduit en-dessous de la paroi transversale 13 quand celle-ci existe. Le tuyau principal 16 conduit aussi à la colonne 4 par des branches 19, la dispo- sition étant telle que l'air comprimé puisse être emmagasiné dans une ou plusieurs des colonnes 4, autant qu'il en faut pour chasser une certaine quantité d'eau contenue dans les cylindres 9,10 et 11.
De cette façon, lorsqu'on veut inspec- ter, remplacer, réparer ou repeindre les parties supérieures immergées des cylindres de stabilisation 9, 10 et 11 et/ou les- ,corps flottants 5, 51, 52, on peut le faire, par mer calme,
<Desc/Clms Page number 21>
en refoulant de l'air ou plus d'air dans le. s extrémités supérieures des cylindres ou en-dessous des cloisons trans- versales pour élever la construction entière de façon que les corps flottants 5, 51; 52 puissent être amenés au-dessus du niveau de la mer. Ceci constitue un grand avantage, étant donné qu'il n'est plus nécessaire de haler ou remorquer la construction jusqu'à la terre ferme pour réparer ou remplacer des sections endommagées; la totalité de l'effet de soutien et de stabilisation de la construction est assurée entretemps par les trois colonnes.
Sur la Fig. 13 est représentée une variante de colonne verticale partiellement immergée 4, qui comporte une partie de section transversale ou de diamètre réduits dans'la région du niveau normal de l'eau pour constituer une surface inclinée 43 sur laquelle, au passage d'une vegue, l'eau peut s'accumuler de façon à créer par son poids une pression dirigée de haut en bas qui seconde celle des corps flottants immergés, quand le diamètre de la colonne 4 est si grand que le mouvement ascendant imprimé par la pression de la vague de profondeur n'est pas contrecarré par le mou- vement descendant des corps flottants entièrement immergés.
Sur la Fig. 14 est représentée une variante de colonne 4 qui est l'inverse de celle montrée sur la Fig. 13; au voisinage de la surface de l'eau, cette colonne a un diamètre croissant de manière à constituer la surface incli- née 44. On produit cet agrandissement quand le diamètre de la colonne est si petit que le soulèvement imprimé par la pression de la vague de profondeur ne contrecarre pas le mouvement descendant des corps flottante immergés. En.tendant à submerger la partie agrandie, la vague augmente la flotta- bilité de façon à produire le soulèvement supplémentaire requis. Cette disposition présente l'avantage qu'il y a, dans
<Desc/Clms Page number 22>
la partie agrandie, près de la plate-forme, un espace supplémentaire pour les magasins.
Sur la Fig. 15 est représentée une autre variante de colonne partiellement immergée 4, ayant une surface exté- rieure analogue à celle de la Fig. 13, qui en l'occurrence est construite avec deux parois 41 et 42 délimitant deux chambres concentriques dont l'une ou l'autre, mais de pré- férence la chambre extérieure, peut être remplie d'eau pour produire un degré de flottabilité variable, la flottabilité étant augmentée quand on expulse de l'eau et diminuée quand on introduit de l'eau ou plus d'eau dans la chambre. Le tuyau 16 comporte un prolongement 161 pour envoyer de l'air comprimé dans la chambre.
Sur la Fig. 16 est représentée une colonne simple 4 de faible diamètre. Comme on le voit aussi sur la Fig. 16, il peut être prévu en-dessous de la boite de jonction 30 un tube à extrémité ouverte 31 dans lequel l'eau ambiante peut entrer librement. Ce tube sert à aider à supporter la su- perstructure lorsqu'on veut élever les corps flottants immer- gés au-dessus de l'eau, comme c'est décrit ci-dessus, et ces tubes aident les colonnes de stabilisation à exécuter cette opération. A cet effet, le tuyau d'air principal 16 comporte une branche 162 traversant la colonne 4, et la boite de jonction 30 et se terminant près du dessus du tube 31, l'eau étant expulsée au moyen d'air comprimé introduit par le tuyau 16 dans le tube 31 lequel devient alors plus flottable et supporte une partie du poids.
Quand la totalité ou la majeure partie des boîtes de jonction est pourvue de ce dispositif, le soutien additionnel est réparti uniformément.
Il est à noter qu'on peut recourir à diverses dispositions de corps flottants sans altérer le sens de- l'invention. Sur la Fig. 17, la partie principale de la
<Desc/Clms Page number 23>
largeur de la superstructure est supportée par un corps tubulaire flottant unique 25 de grande section transversale, et dans ce cas deux rangées parallèles de corps flottants 26 supportent la partie principale de la longueur de la super- structure, tandis que sur la Fig. 18 il y a deux rangées de corps flottants 27 en-dessous de la partie principale de la largeur et des rangées analogues de corps flottants 26 sup- portant la partie principale de la longueur, et il est prévu des corps flottants auxiliaires 51, 52.
Dans la disposition représentée sur la Fig. 19, la partie principale de la lar- geur de la construction est supportée par un seul élément flottant 25 de plus grand diamètre et la partie principale de la longueur de la construction est de même supportée par un élément flottant analogue 28. Dans ce cas, les corps flot- tants sont reliés à la plate-forme ou au pont inférieur par une série d'éléments 29 qui divergent des corps flottants.
Sur la Fig. 20, trois rangées de corps flottants 5, conjointe- ment avec des corps flottants auxiliaires 51, 52, supportent la superstructure.
En plus des diverses dispositions de corps flot- tants qui viennent d'être décrites, on peut aussi apporter des variantes aux colonnes de stabilisation. Ainsi, au lieu' d'un seul cylindre de grand diamètre, on peut employer, comme le montre la Fig. 21, plusieurs cylindres plus petits 32 dont il peut y avoir deux, trois ou davantage, par exemple quatre, comme c'est représenté, chaque groupe de cylindres étant disposé à une extrémité de la superstructure.Avec cette disposition de colonnes de stabilisation on peut employer l'une ou l'autre des dispositions de corps flottants décrites ci-dessus, bien qu'on préfère employer trois rangées de corps flottants, comme c'est représenté sur les dessins.
Comme les cylindres de stabilisation sont remplis
<Desc/Clms Page number 24>
d'eau, ils ne sont pas soumis à des efforts de compression exagérés et on n'est pas obligé de les faire trop massifs.
Toutefois, quand on veut renforcer la paroi, on peut,.comme le montrent les Figs. 22 et 23, munir ces parois de plusieurs rebords intérieurs 130 d'où font saillie un certain nombre de torons ou rayons 131 reliés à une plaque annulaire centra- le ou bague 132 et convenablement tendus. Ce mode de renfor- cement peut être appliqué aux deux formes d'exécution des colonnes de stabilisation.
La superstructure principale peut être munie d'un prolongement qui est supporté par une ou plusieurs rangées de corps flottants immergés et qui est stabilisée par un seul stabilisateur ou un groupe de stabilisateurs, disposés en triangle par rapport à deux des stabilisateurs ou groupes de stabilisateurs de la construction principale. Le prolonge- ment est avantageusement relié par des articulations à la construction principale.
La construction dans son ensemble peut être agencée de diverses manières pour satisfaire à différents desiderata et l'invention n'est limitée à aucune forme d'exé- cution précise, étant donné qu'on peut changer les détails . sans s'écarter des principes fondamentaux.
Grâce à la nouvelle construction on produit plu- sieurs effets nouveaux importants parmi lesquels les plus importants sont les suivants : - (1) La poussée de bas en haut des pressions de la vague de profondeur sur les stabilisateurs s'exerce, comme pour les constructions simples, sur les extrémités supérieures ou les cloisons de stabilisateurs. Il s'ensuit que, bien que les changements de pression statique dûs aux vagues de profondeur ne soient que de ceux qui se produisent au fond des stabilisateurs (c'est-à-dire de ceux qui sont
<Desc/Clms Page number 25>
dûs aux changements de hauteur piézométrique de la vague de profondeur), néanmoins les effets de ces changements de pression se manifestent en un point notablement plus élevé.
Les positions du centre de gravité et du centre de flottaison de l'ensemble de la construction s'en trouvent influencées très favorablement.
(2) Comme la pression de l'eau est la même à l'intérieur et à l'extérieur des stabilisateurs, on peut faire ceux-ci en une matière beaucoup plus légère et ils ne doivent point être notablement entretoisés ou renforcés.
La 'cloison transversale, quand elle existe, se trouve près du niveau de la surface de l'eau et, par conséquent, elle est soumise à une plus faible pression, de sorte qu'elle peut être elle aussi de construction légère.
(3) Si on le désire, l'extrémité inférieure des stabilisateurs peut être prolongée à une grande profondeur à relativement peu de frais, de façon à assurer un maximum de stabilité et un minimum de mouvement par gros temps.
(4) Etant donné que les corps flottants ou la charpente flottante, conjointement avec les colonnes vertica- les et entretoises qui les relient à la plate-forme ou à une autre partie non immergée de la construction, constituent une' poutre très profonde de grande résistance et grande rigidité, on peut conférer à l'ensemble de la construction un maximum de résistance et de légèreté, et comme la plate-forme est supportée uniformément, elle est exempte de tensions inégales.
(5) Les éléments inférieurs de la charpente immer- gée qui, dans-un pont, reposeraient sur des piles et consti- tueraient des membrures travaillant à la traction, ne sont dans la présente construction ni sous compression, ni sous traction, vu qu'en tous points ils sont supportés par leur- propre flottabilité. De même, la ou les plates-formes, qui
<Desc/Clms Page number 26>
constitueraient les membrures travaillant à la compression, sont normalement exemptes de tensions dues à la compression ou à la traction.
(6) Etant donné que les corps flottants entière- ment immergés dont se compose la partie horizontale du treil- lis ou châssis immergé comprennent un grand nombre d'éléments cylindriques distincts identiques et leurs boites de jonction flottantes connexes, et étant donné que ces éléments, avant qu'on érige sur eux la superstructure, flottent très facile- ment sur l'eau, on peut les mettre à flot en position à la sur. face de toute nappe d'eau abritée et les y boulonner et en- tretoiser ensemble pour constituer une charpente rigide sur laquelle on peut ériger commodément comme sur une fondation ferme la totalité de la superstructure. Par ce moyen on évi- te les frais que comporte le montage de la construction en cale sèche et son lancement.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Construction flottante stable et sensiblement immobile, constituée par un corps sensiblement tubulaire dis- posé verticalement dans lequel on laisse entrer l'eau sensi- blement jusqu'au niveau normal de la surface de façon qu'il soit partiellement immergé et ne soit influencé que par les vagues de profondeur, et qui est conformé et agencé de ma- nière qu'au passage d'une vague il subisse un effort dirigé de haut en bas qui contrecarre la poussée de bas en haut imprimée par la pression de la vague de profondeur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.