L'invention se rapporte à un procédé et à une installation de masquage d'un bâtiment naval tel qu'un navire, un bateau de plaisance ou un engin maritime, ainsi qu'à un bâtiment naval équipé d'au moins une telle installation.
Le contexte de l'invention est la protection d'un bâtiment naval, à l'arrêt ou en mouvement, et de ses abords par un nuage de masquage du bâtiment au moins dans le domaine des radiations visibles. Ce masquage vise à éviter tout acte d'agression ou d'abordage de ce bâtiment.
Le domaine concerne la production d'un environnement opaque formé en général de particules, par exemple liquides, en suspension dans l'air pour constituer un nuage, ou, par exemple, solides également en suspension dans l'air pour générer de la fumée.
Dans le cas où le bâtiment de mer à protéger est en mouvement sur l'eau, la production d'un environnement opaque doit pouvoir coïncider avec le déplacement du bâtiment. L'installation des moyens de production d'un tel environnement sur ou dans le bâtiment est donc à prévoir. De plus, le masquage, destiné à couvrir tout ou, pour le moins, en partie essentielle du bâtiment, il convient de s'assurer que l'environnement permet cette couverture dans l'espace et dans le temps.
L'utilisation de cartouches de fumigène est connue pour créer des écrans de fumée. Cependant, ces écrans restent de dimensions réduites et ne sont efficaces que pendant une courte durée et ne fournissent qu'un faible débit. Le document
De manière générale, la pyrotechnique fournit des fumées qui ne peuvent masquer un bâtiment de manière satisfaisante (dimensions, durée, efficacité) et qui génère des coûts élevés ainsi qu'un degré de dangerosité non négligeable dans la manipulation.
L'invention vise à s'affranchir de ces inconvénients en proposant la production d'un masquage efficace, couvrant tout ou en partie essentielle et de longue durée pour les bâtiments de mer et de leurs abords, ainsi que l'équipage. Le but est également de désorienter et d'inquiéter les éventuels agresseurs afin de les dissuader de toute tentative d'abordage. Pour ce faire, l'invention prévoit de coupler un débit d'air avec une injection de fluide apte à provoquer la formation d'un nuage et d'orienter ce nuage afin d'optimiser la couverture du bâtiment à protéger dans le temps et dans l'espace.
Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de masquage d'un bâtiment naval, de préférence en mouvement, comportant au moins un pont et une coque. Le procédé consiste à intégrer au bâtiment au moins un générateur de fumée, cette intégration pouvant être réalisée sur le pont et/ou dans le bâtiment, en particulier sensiblement au niveau ou au-dessus de la ligne de flottaison, à injecter un fluide en sortie du générateur de fumée et à guider le flux de gaz ainsi chargé de fluide en suspension, dit flux de fumée, vers au moins une sortie formée dans la coque du bâtiment, de sorte à diriger ledit flux, par exemple, vers l'arrière ou vers l'avant du bâtiment, de préférence à partir d'une position sensiblement au niveau ou au-dessus de la ligne de flottaison du bâtiment. Le ou les générateurs de fumée peuvent être intégrés à tout endroit du bâtiment tel que, par exemple, au niveau de la proue, du milieu ou de la poupe du bâtiment.
Selon des modes de réalisation préférés :
L'invention se rapporte également à une installation de masquage d'un bâtiment naval destinée à mettre en oeuvre le procédé. Cette installation comporte une turbine à gaz se composant d'un générateur de gaz et d'une tuyère d'éjection des gaz en liaison avec un réservoir de carburant. La tuyère d'éjection est équipée d'au moins un injecteur de fluide en liaison avec au moins un réservoir, pour injecter ce fluide, en particulier de l'huile, dans les gaz d'éjection de la turbine à gaz et former un flux de gaz à fluide en suspension (F3), dit flux de fumée, et est couplée à au moins un conduit de guidage du flux de fumée.
Selon des modes de réalisation avantageux :
L'invention concerne également un bâtiment naval équipé d'au moins un pont, d'une coque et d'au moins une telle installation. La ou les installations peuvent être disposées sur un pont ou bien en cale, à tout endroit du bâtiment. Les longueurs des conduits et branches sont alors déterminées pour déboucher hors de la coque du bâtiment à travers des ouvertures préformées.
De manière avantageuse, l'installation est disposée à l'avant du bâtiment de manière centrale, et comporte un conduit à deux branches présentant une extrémité commune de raccord à la tuyère de la turbine à gaz et des extrémités débouchant sur chacune des demi-coques. Le conduit peut être disposé en aval ou en amont de la turbine à gaz, de préférence avec des branches globalement orientées vers l'arrière du bâtiment dans les deux cas.
Lorsque le bâtiment comporte au moins deux installations, chaque installation peut être disposée latéralement à proximité d'une demi-coque et ne comporte qu'un conduit avec une extrémité qui débouche hors de la demi-coque.
Le ou chaque installation peut être intégrée dans un caisson lorsque cette installation est implantée sur le pont du bâtiment, afin de protéger l'installation des paquets de mer et des embruns et de faciliter la circulation sur le pont.
De plus, le ou les conduit(s) des installations sont agencés de sorte que le flux de fumée débouche à l'avant du bâtiment, par exemple au plus près du niveau de flottaison. De préférence, le ou les conduit(s) des installations comprennent au moins une portion horizontale et/ou une portion verticale.
Les moyens d'orientation de la buse d'extrémité du ou de chaque conduit peuvent permettre de régler l'angle de sortie du flux de fumée, par exemple, en fonction du déplacement du bâtiment et des conditions de navigation de sorte que la fumée en sortie soit dirigée, par exemple, entre le(s) pont(s) et la ligne de flottaison, dans une direction donnée.
D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures schématiques annexées qui représentent, respectivement :
Dans tout le texte, les qualificatifs « amont » et « aval » se rapportent à des localisations relatives d'éléments des bâtiments navals dans le sens de la navigation standard de ces bâtiments. L'avant d'un tel bâtiment est en amont et correspond à la proue, alors que l'arrière est en aval et correspond à la poupe du bâtiment. De plus, «horizontal » signifie parallèle au(x) pont(s) du bâtiment et « vertical » signifie perpendiculaire à ce(s) pont(s).
En référence au diagramme schématique de la
Le groupe GPU 1 se compose essentiellement d'un générateur de gaz 2 et d'une tuyère d'éjection des gaz 3 en liaison avec un réservoir de carburant 41 et au moins un réservoir 42 de fluide, de l'huile H1 dans l'exemple - apte à rester dans les gaz d'éjection sous forme de gouttelettes suspendues-. Le générateur de gaz 2 comporte : un compresseur d'air 21 -l'air (flèches F1) entrant, axialement ou radialement, par un manchon 5- ; une chambre de combustion 22 d'un mélange air et carburant, le carburant provenant du réservoir 41 étant introduit dans la chambre 22 par des injecteurs de carburant 23 ; ainsi qu'une turbine 24 de détente des gaz brûlés et d'entraînement du compresseur 21 via un arbre 25. Les gaz brûlés (flèches F2) sont éjectés par la tuyère 3. Ces composants sont généralement enfermés dans un carter 6 ouvert en entrée 5a du manchon 5 et en sortie 3s de la tuyère 3, qui est en même temps la sortie du groupe GPU 1.
Pour former une turbine à fumée, le groupe GPU 1 est modifié par ajout, en sortie de la tuyère d'éjection 3, d'une bague annulaire 7 couplée au carter 6 et équipée d'injecteurs de fluide 71, par exemple d'huile, provenant du réservoir 42. Cette injection de fluide est propulsée par une pompe 72 et pulvérisée par les injecteurs 71 dans les gaz d'éjection chauds et véloces sortant par la tuyère 3.
Une telle pulvérisation permet de former un flux de gaz chargé de gouttelettes de fluide en suspension (flèches F3), dénommé « flux de gaz chargé » ou « flux de fumée ». La bague annulaire 7 est couplée à un conduit 11 d'évacuation du gaz de fumée vers l'extérieur pour réaliser le masquage du navire. Le conduit 11 est en acier inoxydable dans l'exemple. La longueur de ce conduit 11 et sa configuration sont ensuite adaptées pour déboucher dans la coque du bâtiment naval auquel est destinée l'installation 10. Cette adaptation est notamment fonction des dimensions du bâtiment et de l'emplacement prévu - sur un pont ou en cale - pour cette installation. Les
Avantageusement, outre de l'huile, des additifs colorés, pulvérulents, odorants et/ou fumigènes peuvent également être injectés par les injecteurs 71 ou tout autre rampe d'injection, afin de créer ou de renforcer l'effet de surprise et dissuasif du flux de fumée. Il est également avantageux d'injecter de la poudre de graphite qui permet un masquage dans le domaine du rayonnement infrarouge. Alternativement, il convient de s'abstenir d'injecter de la poudre de graphite si l'on souhaite pouvoir diriger le navire à partir de jumelles infrarouges à travers le flux de fumée après qu'il se soit formé autour du navire.
La
Le conduit 11 comporte une portion divergente en tronc de cône 12 - appelée « divergent » - en connexion avec la tuyère 3 en sortie de turbine à fumée 1. Ce divergent 12 permet de réduire sensiblement la vitesse du flux de gaz F3 de sorte que, en extrémité de sortie 14 du conduit 11 à travers un orifice 13 pratiqué dans la coque 101 du navire 100, cette vitesse soit quasiment nulle. Le conduit 11 possède des coudes C1 à C3, une portion horizontale P1 et une portion verticale P2.
La portion horizontale P1 permet de déplacer la sortie 14 du conduit 11 vers l'avant AV du navire 100, et la portion verticale P2 permet de déboucher en sortie 14 à proximité de la ligne de flottaison LF du navire 100. Il est en effet recherché d'avoir une sortie 14 en amont -afin de permettre à la fumée de couvrir l'ensemble du navire 100 du fait de la vitesse relative du navire- et proche de la ligne de flottaison LF car la fumée reste « accrochée » à l'étendue d'eau puis s'élève dans le temps. La sortie 14 reste au-dessus de cette ligne de flottaison LF afin d'éviter l'entrée de paquets de mer ou d'embruns.
Le conduit 11 est dimensionné et configuré pour que le nombre de coudes, ici trois coudes C1 à C3, soit réduit au minimum afin de minimiser les pertes de charge du flux de fumée F3 sous un plafond, déterminé à l'avance dans le but d'éviter des surpressions au niveau de la turbine à fumée 1.
Avantageusement, une trappe 16 d'ouverture/fermeture de la sortie 14 du conduit 11 sur la coque 103 est agencée en extrémité de conduit. Cette trappe 16 est pilotée depuis le centre de pilotage (non représenté) du navire 100 pour que l'ouverture de la sortie 14 soit effective au démarrage de la turbine à fumée 1. Il serait en effet nuisible de laisser des paquets de mer et d'embruns pénétrer le conduit 11 via cette sortie 14 ouverte lorsque l'installation de masquage n'est pas en fonction. Les problèmes de corrosion, d'étanchéité, ou équivalents, provoqués par la présence d'eau de mer, sont ainsi évités.
Les
L'installation de masquage 10' comporte, dans ce cas, la turbine à fumée 1 déjà décrite, et un conduit 11' à deux branches 11'a et 11'b ayant une portion commune 11'c connectée en sortie de la turbine à fumée 1. Dans cet exemple, le conduit 11' est implanté en aval de la turbine à fumée 1. Le fait que le navire 102 soit court permet de limiter le nombre d'installations à une seule, agencée à l'avant AV du navire 102 pour que le flux de fumée F3 sorte du conduit 11' également depuis l'avant du navire 102.
Comme illustré par la vue supérieure de la
En variante de la
La
La zone d'extrémité 15 de chaque branche 11 a et 11 b (seule l'extrémité de la branche 11a est visible sur la
De plus, des injecteurs d'eau 18 sont agencés dans ladite zone 15, en amont de la grille 17g. De l'eau, de l'eau de mer dans l'exemple, à basse température (10 à 20° C) sensiblement inférieure à la température du flux de fumée (supérieure à 40° C), est injectée ainsi via ces injecteurs 18. Cette injection permet de refroidir et de densifier le flux de fumée F3 pour l'alourdir et « l'accrocher » à l'étendue d'eau qui entoure le navire 102. Le flux de fumée F3 se détache ensuite de l'étendue d'eau et vient masquer l'ensemble du navire 102.
De plus, chaque branche 11'a est avantageusement équipée, en extrémité de sortie 14, d'une buse 19 orientable dans le plan horizontal de la figure et dans un plan vertical perpendiculaire au plan horizontal. Pour ce faire, des moyens d'articulation deux axes 19A sont intégrés à la buse 19, à proximité de son extrémité 19e. Le flux de fumée est ainsi orienté pour pouvoir s'accrocher à l'étendue d'eau qui entoure le navire 102. De plus, la buse 19 s'emboîte de manière télescopique dans la branche de conduit 11a. L'emboîtement est ajusté par des moyens de réglage à crémaillère 19c, également pilotés depuis le centre de pilotage. Il est ainsi possible de faire varier et adapter en longueur la branche 11'a (et, de manière analogue, la banche 11 b).
En référence aux
Les installations 10"a et 10"b sont composées de turbines à fumée 1, telles que celles décrites précédemment, connectées à des conduits 11"a et 11 "b, correspondant respectivement à la branche 11'a et à la branche 11'b décrites ci-dessus en référence à la
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, il est possible d'ajouter des moyens de régularisation du flux de fumée : vannes, clapets, etc. Le fluide ajouté au gaz d'éjection pour servir de charge en suspension et former la fumée peut être tout liquide de nature organique ou aqueuse, adapté à la réalisation d'un tel effet suspensif.
De plus, dans le cas de navire de longueur moyenne, par exemple supérieure ou environ égale à 100 m, il est possible de limiter le nombre d'installations de masquage à deux implantés vers l'amont du bâtiment.
Par ailleurs, d'autres moyens que des compresseurs de turbine à gaz peuvent être utilisés comme générateur de fumée, par exemple des ventilateurs de dimension et de débit adaptés.
En outre, il est avantageux d'utiliser les canalisations existantes des bâtiments navals pour servir de conduits d'évacuation de fumée selon l'invention, au moins en partie.
Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.