Conception de remorqueurs

 Schéma d'un remorqueur
Schéma d’un remorqueur

Les remorqueurs sont assez solides pour leur taille. Les premiers remorqueurs avaient des machines à vapeur; aujourd’hui, des moteurs diesel sont utilisés. Les moteurs de remorqueurs produisent généralement de 750 à 3000 chevaux (500 à 2000 kW), mais les bateaux plus gros (utilisés en eaux profondes) peuvent avoir une puissance nominale allant jusqu’à 25 000 ch (20 000 kW) et ont généralement un rapport puissance/ tonnage extrême (les navires de fret et de passagers normaux ont un rapport P: T, kW: TJB, de 0,35-1.20, alors que les gros remorqueurs sont généralement compris entre 2,20 et 4,50 et les petits remorqueurs portuaires entre 4,0 et 9,5). Les moteurs sont souvent les mêmes que ceux utilisés dans les moteurs de chemin de fer, mais entraînent généralement l’hélice mécaniquement au lieu de convertir la sortie du moteur en moteurs électriques, comme c’est courant pour les moteurs de chemin de fer. Pour des raisons de sécurité, les moteurs des remorqueurs comportent deux de chaque partie critique pour la redondance.

Les remorqueurs sont très maniables et divers systèmes de propulsion ont été développés pour augmenter la maniabilité et la sécurité. Les premiers remorqueurs étaient équipés de roues à aubes, mais celles-ci ont rapidement été remplacées par des remorqueurs à hélice. Des buses Kort ont été ajoutées pour augmenter la poussée par kW / hp. Ceci a été suivi par le gouvernail-buse qui a omis la nécessité d’un gouvernail conventionnel. L’hélice cycloïdale a été développée avant la Seconde Guerre mondiale mais n’a été utilisée qu’occasionnellement dans les remorqueurs en raison de sa manœuvrabilité. Après la Seconde Guerre mondiale, il a également été lié à la sécurité en raison du développement du tracteur à eau Voith; une configuration de remorqueur qui ne pouvait pas être remorquée par son remorquage. À la fin des années 1950, le Z-drive ou (propulseur azimutal) a été développé. Bien que parfois appelé système Schottel, de nombreuses marques existent: Schottel, Z-Peller, Duckpeler, Thrustmaster, Ulstein, Wärtsilä etc. Le système de propulsion est utilisé sur les remorqueurs conçus pour des tâches telles que l’amarrage des navires et la construction maritime. Les configurations d’hélice/ gouvernail conventionnelles sont plus efficaces pour le remorquage de port à port.

La puissance d’un remorqueur est généralement exprimée par la puissance de son moteur et sa traction globale de la borne.

La buse Kort est une structure cylindrique robuste autour d’une hélice spéciale ayant un jeu minimum entre les pales de l’hélice et la paroi interne de la buse Kort. Le rapport poussée/ puissance est amélioré car l’eau s’approche de l’hélice dans une configuration linéaire et sort de la buse de la même manière. La buse Kort porte le nom de son inventeur, mais de nombreuses marques existent.

Un nouveau type de remorqueur a été inventé aux Pays-Bas. Le remorqueur dit carrousel consiste en une conception dans laquelle la flexibilité et l’efficacité des manœuvres du remorqueur sont déterminées non pas par le système de propulsion, mais par une construction en acier sur le pont, composée de deux anneaux en acier. La bague intérieure est fixée au navire et la deuxième bague tourne librement et porte un crochet ou un treuil. Le navire peut donc manœuvrer librement et indépendamment du navire remorqué, et comme le point de remorquage tourne vers le point le plus proche du navire remorqué, le remorqueur ne peut chavirer que difficilement. Un prototype existe actuellement, mais les premiers nouveaux remorqueurs devraient appareiller au printemps 2007.

Types de remorqueurs

Les remorqueurs intérieurs se répartissent en deux catégories:

Les remorqueurs portuaires sont les plus typiques des remorqueurs que les gens reconnaissent. Ils sont utilisés dans le monde entier pour déplacer des navires à quai et à quai et pour déplacer des barges industrielles autour de complexes commerciaux au bord de l’eau. Leur travail est resté le même, mais leur conception et leur ingénierie ont beaucoup changé au fil des décennies. Les remorqueurs portuaires ont évolué des roues à aubes au remorqueur conventionnel connu de tous, et maintenant aux modules d’amarrage des navires et aux remorqueurs de tracteurs dans l’industrie moderne.

Les remorqueurs de rivière sont également appelés remorqueurs ou poussoirs. Ils sont conçus comme de grands navires carrés avec des arcs plats pour se connecter à la poupe rectangulaire des péniches. Ils sont grands et puissants, le plus souvent vus sur les grands fleuves du monde. Ils sont capables de pousser d’énormes flottes de barges qui sont attachées ensemble en « remorqueurs ». Certains remorqueurs peuvent mesurer jusqu’à 1000 pieds de long et 200 pieds de large. On voit souvent des bateaux-poussoirs plus petits manipuler seulement quelques barges sur les eaux intérieures. Malgré leur taille, ils sont conçus pour pousser leur remorquage plutôt que de remorquer depuis la poupe.

Les remorqueurs océaniques se déclinent en quatre catégories:

Le remorqueur conventionnel est le remorqueur de mer standard avec une proue modèle qui tire sa charge utile sur une aubière. Une hawser est le terme nautique pour un long câble en acier ou une grande corde en fibres synthétiques. Il fonctionne indépendamment et est utilisé pour remorquer diverses charges, par exemple des barges de fret, des navires, des plates-formes pétrolières, etc. Il s’agit de la méthode de remorquage la plus polyvalente car le remorqueur conventionnel est capable de déplacer sa charge de trois manières: en poussant par l’arrière, fixé sur le côté du navire remorqué, ou en remorquant vers l’arrière, le tout grâce à l’utilisation de diverses lignes et câbles dans diverses configurations. Ils sont reconnus comme la conception de choix pour le sauvetage et l’assistance des navires naufragés et pour le sauvetage et le retour en toute sécurité des navires handicapés de haute mer.

Le remorqueur à encoche est un remorqueur conventionnel qui est affecté au remorquage et à la poussée d’une barge spécifique, généralement construite selon la forme et les spécifications de ce remorqueur. Un remorqueur à encoche a un grand treuil de remorquage à la poupe, mais il tire son nom de l’encoche profonde intégrée à la poupe de la barge. Cette encoche est construite dans la forme exacte de la coque avant du remorqueur et peut être assez profonde, jusqu’à 90 pieds, parfois plus. Le remorqueur s’insère parfaitement dans l’encoche de la barge et, à l’aide de diverses lignes, peut être fixé suffisamment fermement pour pousser la barge à des vitesses beaucoup plus élevées que si elle remorquait. L’aubier de remorquage reste gréé pendant la poussée. Dans le cas où la mer devient trop agitée pour pousser en toute sécurité, le remorqueur libère simplement les lignes de fixation et recule hors de l’encoche tout en prolongeant son aubier de remorquage. Une fois dans des eaux plus calmes, le remorqueur peut revenir dans l’encoche et reprendre sa poussée.

Le remorqueur et la barge articulés, ou ATB, est un navire spécialement conçu, composé d’un remorqueur et d’une barge qui sont accouplés à l’aide de machines spécialement conçues. Le remorqueur est relié à la barge à l’intérieur d’une encoche, semblable au bateau à encoches, à l’aide d’un système de goupilles lourdes, de pinces et / ou de patins latéraux. Les ATB restent accouplés tout le temps; le remorqueur pousse sa barge dans toutes les mers sauf les plus agitées.
Les avantages de ce système sont la rapidité, la sécurité et la rentabilité. En tant qu’unité, l’ATB peut pousser beaucoup plus vite qu’un remorqueur ne peut remorquer depuis l’arrière et l’utilisation d’un système d’accouplement élimine bon nombre des dangers associés aux treuils et aux câbles de remorquage. L’unité est considérée par les autorités comme étant attelée de manière  » semi-rigide » et, par conséquent, réglementée par des lois régissant les remorqueurs et les barges, plutôt que les navires. Cela fait de l’ATB un navire moins coûteux à exploiter. Pour être considérés comme articulés, les deux navires peuvent rouler simultanément mais doivent tanguer indépendamment. Il existe trois systèmes populaires pour y parvenir, chacun ayant une méthode pour verrouiller le remorqueur sur la barge et sécuriser son mouvement d’un côté à l’autre, tout en permettant au remorqueur de tanguer librement.
Remarque: Bien que les ATB puissent être considérés comme intégrés, la désignation de ITB n’est pas largement utilisée de nos jours, en raison des changements de conception et de pratique de l’industrie.

Le « système Bludworth » utilise une grande pince hydraulique sur la proue même du remorqueur qui s’adapte sur une grande barre d’acier à l’extrémité la plus profonde de l’encoche de la barge. La pince utilise une pression hydraulique massive pour presser deux disques métalliques de chaque côté de la barre, comme un étrier de frein à disque sur une voiture. Le remorqueur est également équipé de deux jeux de grands patins de chaque côté près de la poupe. Un côté de ces patins est également équipé de presses hydrauliques et s’étend vers l’extérieur pour fixer le remorqueur d’un côté à l’autre. Les grands patins en téflon sont fermement en contact avec chaque côté de l’encoche, de sorte qu’ils sont fréquemment lubrifiés pour réduire les frottements pendant les mouvements en cours. La pince saisit fermement la barre empêchant le remorqueur de flotter de haut en bas ou de l’avant et de l’arrière dans l’encoche. Les coussinets latéraux pressent avec une pression égale, maintenant le remorqueur uniformément dans l’encoche, le fixant d’un côté à l’autre. Le remorqueur est autorisé à tanguer à l’intérieur de l’encoche car les patins peuvent glisser de haut en bas tandis que les boutons de serrage pivotent à l’intérieur du boîtier de la pince comme des essieux.

Le « Système Intercontinental (Intercon) » utilise deux broches sur le remorqueur qui peuvent s’insérer dans des rainures spécialement conçues construites verticalement dans les parois de l’encoche de la barge. Les rainures sont construites avec une rangée de « dents » en zigzag sur chaque bord, avant et arrière. Deux broches de chaque côté de la proue du remorqueur sont munies des mêmes dents de forme à l’avant et à l’arrière qui, lorsqu’elles sont prolongées dans les rainures, s’emboîtent avec celles des rainures. Les broches pressent ensuite fermement en utilisant une grande pression mécanique. Les dents maillées empêchent le remorqueur de flotter de haut en bas ou de l’avant et de l’arrière dans l’encoche, et les broches maintiennent le remorqueur uniformément entre les deux côtés de l’encoche, le sécurisant de se déplacer d’un côté à l’autre. Le remorqueur est autorisé à tanguer à l’intérieur de l’encoche lorsqu’il pivote sur les arbres géants des broches comme sur les essieux.

Le système JAK est maintenant utilisé. Son fonctionnement est similaire au système Intercon mais utilise des moyens de couplage différents. Au lieu d’une rainure verticale avec des dents, il utilise une rangée verticale de trous (douilles) régulièrement espacés le long de chaque côté de l’encoche. À bord du remorqueur, des broches rondes et pleines sans dents sont montées sur les côtés de la proue. Le remorqueur tire dans l’encoche et étend les broches qui s’insèrent dans les douilles. Une grande pression pneumatique est utilisée pour les presser fermement en place, en maintenant le remorqueur dans l’encoche. Les broches ne peuvent pas se déplacer dans les douilles serrées et empêchent le remorqueur de flotter de haut en bas ou de l’avant et de l’arrière dans l’encoche. Les broches maintiennent le remorqueur uniformément entre les deux côtés de l’encoche, le fixant d’un côté à l’autre. Le remorqueur est autorisé à tanguer à l’intérieur de l’encoche lorsqu’il pivote sur les axes comme sur les essieux.
D’autres systèmes de couplage ATB peuvent être utilisés, mais ces trois systèmes sont les plus largement utilisés.

Le remorqueur et la barge intégrés, ou ITB, est un remorqueur et une barge reliés rigidement. Cela signifie qu’il s’adapte si bien à la poupe de sa barge qu’il roulera et tangera de la même manière que la barge. Les systèmes utilisés pour coupler les deux navires sont variés, mais ils sont similaires en ce sens que le point de connexion est pratiquement sans couture et, dans tous les cas pratiques, ils semblent être un navire. Ces unités restent accouplées dans toutes les conditions de mer et les remorqueurs ont généralement une conception médiocre pour la navigation et la navigation en mer sans leurs barges attachées. Les navires de cette catégorie ne peuvent pas tanguer indépendamment de la barge et sont donc légalement considérés comme des navires plutôt que des remorqueurs et des barges. En raison de cette classification, ils sont réglementés par les autorités en tant que navires.

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