..Bouée d'amarrage en un seul point" L'invention est relative à une bouée d'amarrage en un seul point constitué par une colonne, comportant au moins une partie rigide articulée à une ancre, et par une bouée, articulée à l'extrémité supérieure de cette colonne, dont le corps, doué de flottabilité, se trouve en majeure partie en dessous du niveau de l'eau. Une bouée de ce genre est décrite dans la demande de brevet hollandaise n[deg.] 75 06 107. Cette bouée est constituée par une colonne qui est accouplée à une ancre par l'intermédiaire d'une articulation à la cardan, cette colonne étant munie, à son extrémité supérieure. d'une articulation à la cardan qui est reliée au corps de la bouée, celui-ci se trouvant en majeure partie sous l'eau et s'étendant au-dessus de l'eau suivant une partie de faible section droite à l'emplacement du niveau de l'eau.
Une telle bouée est maintenue en place par la flottabilité du corps de la bouée et éventuellement de la colonne ; autrement dit, grâce à sa flottabilité et à sa liaison avec l'ancre, la bouée tendra toujours à prendre une position dans laquelle elle se trouve directement au-dessus de l'ancre. Sous l'action des courants, du vent et des vagues, certaines parties de la bouée peuvent exécuter un mouvement périodique. Si la colonne est constituée par une seule pièce, ce mouvement sera une oscillation autour du point d'articulation inférieur, de sorte que le corps de la bouée exécutera un mouvement de pivotement aussi bien qu'un mouvement de translation ou mouvement transversal ; la colonne peut aussi être soumise à une vibration de flexion.
<EMI ID=1.1>
et par la distribution des masses et par la distribution de dimensions de la colonne et du corps. Ces distributions de masse et de dimensions, la flottabilité et les forces exercées par les courants, les vagues et le vent déterminent les forces appliquées aux diverses pièces, dont les articulations à la cardan constituent des emplacements critiques.
Un but de l'invention est de fournir une bouée dans laquelle ces forces sont aussi faibles que possible.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que la distribution des masses et la distribution de dimensions de chaque partie rigide de la colonne sont telles que la période de flexion de la colonne soit inférieure à 6 secondes et la distribution de masses et la distribution de dimensions de la bouée sont telles que la période de mouvement de la bouée soit supérieure à 16 secondes. En outre, la masse et les dimensions de la colonne doivent être telles que la période de mouvement
de celle-ci soit aussi supérieure à 16 secondes. Les vagues d'énergie élevée présentent une période supérieure à 6 secondes mais inférieure à 16 secondes. La masse et les dimensions de la colonne et du corps de bouée, doués de flottabilité, sont donc telles qu'il ne se produit pas de résonances.
L'effet surprenant est qu'on obtient une bouée qui exécute un faible mouvement malgré l'action des vagues, même de vagues de haute énergie ; il en résulte que les forces exercées sur la bouée et sur les articulations à la cardan demeurent faibles, même lorsqu'un navire est amarré à la bouée.
La colonne peut être réalisée en plusieurs parties dont chacune présente une longueur suffisamment courte pour maintenir la période de flexion inférieure à 6 secondes.
Il peut également être souhaitable de munir le corps de la bouée d'un espace ballast, lequel espace peut, par exemple, être rempli d'eau afin d'augmenter la masse et par conséquent la période de la bouée.
L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 représente schématiquement une bouée conforme à l'invention, cette bouée correspondant, en principe, à celle décrite dans la demande de brevet hollandais n[deg.] 75 06 107.
- La figure 2 est un diagramme représentant l'énergie des vagues en fonction de leurs périodes et
- la figure 3 montre les diverses possibilités de vibration et/ou du mouvement de la bouée.
La bouée représentée sur la figure 1 est constituée par une ancre 2 qui, au moyen d'une articulation à la cardan 3, est articulée à une colonne 2 laquelle est articulée, au moyen d'une articulation à la cardan 4, au corps 5 de la bouée ; celui-ci est en majeure partie en-dessous du niveau de l'eau et se prolonge au-dessus du niveau de l'eau par un mince pylône 6.
Une conduite qui va de la partie inférieure à la partie supérieure de la bouée peut comporter des raccords tournants ou des parties constituées par des tuyaux souples flexibles, situés à l'emplacement des articulations à travers ou le long de la colonne 2 et du corps 5 de la bouée. Un exemple de tels raccordements est représenté dans la demande de brevet hollandais
n[deg.] 75 06 107.
Dans le mode de réalisation représenté ici, la colonne 2 a une longueur d'environ 100 m, le corps 5 a une longueur d'environ
<EMI ID=2.1>
La figure 2 montre la relation entre l'énergie des vagues et les périodes de celles-ci. On voit sur cette figure que les vagues de plus haute énergie ont une période d'environ 12 secondes, que cette période augmente ou diminue lorsque l'énergie des vagues diminue. Une vague de faible énergie aura par exemple une période d'environ 6 secondes correspondant à une longueur d'onde relativement courts, mais on pourra avoir aussi des vagues de très grandes longueurs d'ondes, c'est-à-dire de très grandes périodes, présentant une faible énergie.
Les masses de la bouée représentée sur la figure 1 doivent être déterminées de telle manière que la colonne 2 ait une période située à gauche de l'axe parallèle à l'axe des ordonnées et d'abscisse 6 secondes sur la figure 2, tandis que le corps 5 doit avoir une masse telle que sa période soit située à droits de l'axe parallèle à l'axe des ordonnées et d'abscisse 16 secondes sur la figure 2.
Si la longueur de la partie 2 de la colonne est telle que sa fréquence propre dépasse 6 secondes, cette partie devrait être subdivisée en deux autres parties, ainsi qu'on l'a indiqué en trait mixte en 2' sur la figure 1. -
Un espace ballast 7 disposé à l'intérieur du corps 5 de la bouée peut être rempli d'eau pour augmenter la masse du corps 5 et pour modifier la distribution des masses.
Sur la figure 3 sont représentées les diverses possibilités de mouvement.
La partie a de la figure 3 indique en trait mixte la vibration de flexion qui peut se produire dans la colonne 2.
<EMI ID=3.1>
de va-et-vient de l'ensemble la colonne 2 et du corps 5 dans le même sens.
La partie d de la figure 3 montre les mouvements de pivotement de va et vient en sens contraires de la colonne 2 et du corps 5.
Tous les éléments sont constamment complètement immergés. Le pylône 6 n'a pas été représenté sur la figure 3.
Dans les exemples suivants, les diverses variables sont dé- , signées de la manière suivante :
<EMI ID=4.1>
c = constante élastique.
I = moment d'inertie.
<EMI ID=5.1>
1 ( <1>) = longueur de la colonne 2.
1 ( <2> ) = longueur du corps 5.
K = force exercée sur la colonne 2 par le corps 5 ou force de
flottaison.
dM = masse propre + masse ajoutée ; la masse ajoutée pour une
section droite cylindrique est égale à celle de l'eau déplacée.
<EMI ID=6.1>
h = hauteur du point d'application de K au-dessus de l'articulation 4.
d = diamètre de la colonne 2.
<EMI ID=7.1>
r = demi-diamètre.
T = période.
s = épaisseur de paroi de la colonne.
<EMI ID=8.1>
La pulsation de vibration de flexion de la colonne elle-même est égale à :
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
T est bien inférieur à 6 secondes.
Exemple II
<EMI ID=11.1>
Fig. 3c sans la bouée, c'est-à-dire colonne 2 seule.
<EMI ID=12.1>
<EMI ID=13.1>
secondes qui est bien supérieur à la limite de 16 secondes. Il est clair également que dans le cas où la bouée est articulée à la colonne, la période de mouvement est encore plus longue.
Exemple III
Si T = 20 secondes, la hauteur à laquelle doit être appliquée la force de flottaison K, se calcule comme suit, lorsque
<EMI ID=14.1>
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
REVENDICATIONS
1. Bouée d'amarrage en un seul point, comportant une colonne verticale, articulée à une ancre et comportant au moins une partie de colonne rigide dressée verticalement à partir de l'ancre, et un corps de bouée articulée à l'extrémité supérieure de cette partie de colonne, le corps étant, au moins en majeure partie, disposé en-dessous du niveau de l'eau, laquelle bouée est caractérisée en ce que les masses et les dimensions de chaque partie rigide de-la colonne sont telles que leur période de flexion soit inférieure à 6 secondes et les masses et les dimensions du corps de la bouée sont telles que sa période de mouvement soit supérieure à 16 secondes.