BARGE DE POMPAGE DE FORTE CAPACITE

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1 Brigade des Sapeurs Pompiers de Paris BARGE DE POMPAGE DE FORTE CAPACITE Avril 2009

2 > Sommaire 1. Historique de la préétude 2. Cahier des charges 3. Coque 4. Moyens de pompage 5. Propulsion 6. Autoprotection 7. Energie électrique 8. Maintenance 9. Manutention Grutage 10. Les plongeurs Les victimes 11. Matériels à stocker 12. Points particuliers 13. Vues du projet 14. Conclusion 07/04/2008-2

3 1- Historique de la préétude Sujet proposé par la Brigade des Sapeurs Pompiers de Paris à des étudiants de l ENSIETA de 2ème et 3ème année d études sur 3 ans dans le cadre d un projet industriel traité à l ENSIETA, encadré par les enseignants Evolution du cahier des charges en 3 ans Augmentation de la longueur de la barge pour intégration des groupes de pompage Abandon du propulseur hydraulique trop volumineux et trop lourd Abandon de la cuve d émulseur incendie Réduction de la vitesse et de la capacité de poussage 2006 : 2 études par des étudiants de 3 ème puis de 2 ème année * Une étude de la coque par des étudiants en 3 ème année architecture navale Une étude de faisabilité par des étudiants de 2ème année 2007 : Poursuite de l étude de faisabilité par des étudiants de 2 ème année * 2008 : 2 études en parallèle par des étudiants de 2 ème année Définition de la coque Intégration des équipements * Avec longueur de la coque limitée à 6,4m 07/04/2008-3

4 2- Cahier des charges Adéquation au format BERCE Longueur maxi : 8 m Largeur maxi : 2,50 m Hauteur maxi : 1,80 m Masse maxi : 10 T Interface format berce Equipage 3 pompiers dont 1 pilote Navigation Mise à l eau Navigation sur la Seine (réglementation) Equipement de bord (brassières, bouée, extincteur, ancre, ) Tirant d eau = 0,9m Mise à l eau sur des rampes identifiées sur les berges Moyens de pompage et utilisation 2 motopompes (matériels choisis) de 5000 l/min chacune à 15 bar Alimentation en eau des équipements de bord Alimentation relai (barge sur l eau ou sur berce) Epuisement (barge sur l eau ou sur berce) 07/04/2008-4

5 2- Cahier des charges Moyens de lutte incendie Canon incendie standard de 4000 l/min Déployer une plateforme de mise à l eau de 2 plongeurs Plateforme de 2,2m x 0,7m au niveau de l eau à couple de la barge Prise en charge des victimes Surface disponible sur barge pour poser et secourir les victimes Plateforme au niveau de l eau à couple de la barge (idem ci-dessus) Moyens d autoprotection contre les rayonnements thermiques Protection des personnes par rideau d eau Protection de la barge par ruissellement d eau sur la coque Propulsion 2 moteurs hors bord de 115 Chevaux Vitesse de Nœuds Poste de pilotage Autonomie (à puissance maximale) 5 heures pour les groupes de pompage (réservoir > 600 litres de gasoil) 5 heures pour la propulsion (réservoir > 300 litres d essence) 07/04/2008-5

6 2- Cahier des charges Production électrique Alternateur des moteurs des pompes alimentant des batteries Alternateur des moteurs hors bord alimentant des batteries Un groupe électrogène en complément ou pour intervention de 20KVA Poussage Utilisation d hélices à faible pas Hélice à 3 ou 4 pâles (selon fournisseur) Maintenance Utilisation de matériels standardisés (pompes, moteurs pompes, moteurs hors bord, groupe électrogène ) Trappe d extraction des groupes de pompage Stockage Matériel usuel pompiers (incendie : tuyauterie, raccords et premiers secours) Groupe hydraulique mobile de 5KW pour la désincarcération Un groupe électrogène mobile de 10KW 07/04/2008-6

7 3 - Coque Géométrie : Formes prismatiques AVANTAGES : intégration des motopompes, réduction du coût de fabrication, stabilité, ligne de flottaison à 45 cm INCONVENIENT : résistance à l avancement (vitesse réduite) Matériaux : aluminium Réduction du poids (masse de 1600Kg coque nue, sans renforts localisés) Maintenance réduite (corrosion) Prédimensionnement Utilisation de logiciels d architecture navale Epaisseur coque = 3mm Raidisseurs longitudinaux en L de 80 x 65 x 6mm sur le fond espacés de 250mm et de 60 x 50 x 5 en latéral espacés de 250mm Raidisseurs transversaux en T de 100 x 24 x 8mm espacés de 500mm 07/04/2008-7

8 3 - Coque Masse coque nue = 1,6T (hors renforts localisés : zone poussage ) Intégration du crochet de manutention et des raidisseurs au format BERCE Plateforme équipage Zone d aspiration des pompes Protection latérale Brèche d intégration des motopompes Raidisseurs longitudinaux et transversaux 07/04/2008-8

9 4 Moyens de pompage Motopompes (essais en atelier par pompiers de paris) 2 motopompes Accouplement pompe / moteur Moteurs thermiques Moteur thermique RENAULT TRUCK de 260 CV (190KW) 840Kg Refroidissement intégré au moteur (évacuation des calories à prévoir) Un réservoir de 700 litres de gasoil à l avant des motopompes Pompes Pompe MULTITEC KSB de 5000 l/min = 300m 3 /h 155KW 700Kg Aspiration en DN250 Refoulement 15 bars en DN150 07/04/2008-9

10 4 Moyens de pompage 07/04/

11 R A 4 Moyens de pompage Circuits de pompage A R Moteur Pompe A = aspiration d eau R = refoulement d eau A 07/04/

12 4 Moyens de pompage Circuit d aspiration Circuit symétrique bâbord / tribord Possibilité de pompage bâbord et / ou tribord commandé par une vanne 3 voies Aspiration au travers de 2 caissons comprenant 10 bouches pompiers DN150 Un circuit d épuisement de 5 bouches pompiers DN150 sur le pont Raccordement possible aux caissons barge sur camion Grille de protection (démontable) contre les macro déchets sur le caisson d aspiration Filtre fin sur chacune des 5 bouches pompiers * Commande des vannes et des pompes à définir (en manuel à distance ou automatique) 07/04/

13 4 Moyens de pompage Circuit d aspiration Canalisation DN250 5 raccords pompiers DN150 Caisson d aspiration intégré à la coque (plus compact) Raccords d épuisement Adaptation raccord pompiers VANNE 3 VOIES 1 vanne 3 voies au lieu de 3 vannes papillons (unidirectionnelles) 07/04/

14 4 Moyens de pompage Circuit de refoulement Circuit symétrique bâbord / tribord Pompes relais : refoulement bâbord et / ou tribord via 10 sorties DN100 commandées par des vannes manuelles Circuit d autoprotection de la barge Circuit canon incendie standard orientable (4000l/min) Commande des vannes et des pompes à définir (en manuel à distance ou automatique) 07/04/

15 4 Moyens de pompage Circuit de refoulement 5 sorties DN100 avec raccord pompiers Vannes manuelles 07/04/

16 5 Propulsion 2 moteurs hors bord de 115CV en contre rotation Bonne manœuvrabilité Couplage des moteurs par une barre de liaison Un poste de commande Un réservoir de 350 l d essence sous la plateforme arrière Poussage limité à la capacité des moteurs (boudins en périphérie de la coque) Hélices adaptées au poussage (faible pas à 3 ou 4 pâles selon fournisseur) Vitesse d environ 4 nœuds sans complément de propulsion par water jet Commande pour 2 moteurs 07/04/

17 5 Propulsion Option : water jet Utilisation de l eau disponible des pompes pour la propulsion arrière ou d étrave Vitesse plus élevée et meilleure manœuvrabilité Nécessite un circuit hydraulique supplémentaire (volume disponible réduit) Circuit de commande spécifique Commandes distinctes propulsion et water jet par une personne Surcoût 07/04/

18 6- Autoprotection Protection des personnes du rayonnement thermique 2 rideaux d eau (matériel standard) sur avant bâbord et tribord Caractéristiques du rideau d eau PERFORMANCES RIDEAU D EAU Débit 500 l/min : X=26m Y=7 Débit 1200 l/min : X=32m Y=10m Rideaux d eau Protection de la barge du rayonnement thermique Tuyauterie perforée en périphérie de la barge (écoulement d eau sur la coque) Débit d eau 50l/min pour une hypothèse de 1000W/m² 07/04/

19 7- Energie électrique Générateurs Alternateurs des moteurs des pompes (12V 40A / alternateur) Alternateurs des moteurs hors bord (12V 25A / alternateur) Groupe électrogène en complément ou pour intervention Batteries (stockées sous la plateforme arrière) Besoin Estiméà10KW Utilisation Démarrage des moteurs des pompes (P= 300Ah / moteur) Démarrage des moteurs hors bord (P = 105Ah / moteur) Alimentation du bord : feux de signalisation, équipements de bord (électronique, prise de courant ), éclairage du bord, projecteur de recherche 07/04/

20 8- Maintenance Maintenance Brèche boulonnée sur le pont pour intégration et extraction pour maintenance des groupes motopompes et Groupe motopompe assemblé sur un châssis (alignement pompe / accouplement / moteur hors barge) Motopompe Facilité de maintenance sur les équipements une fois les groupes motopompes extraits 07/04/

21 9- Manutention - Grutage Mise à l eau / récupération de la barge Par un camion au format berce Anneau avant dans un encuvement pour pouvoir faire du poussage (volume insuffisant sous l anneau pour faire le crochetage) et / ou arrière Mise à l eau / récupération sur des rampes identifiées sur les berges de la Seine Grutage Points d élingages intégrés à la coque (renforts de structure à prévoir) 07/04/

22 10- Les plongeurs Les victimes Plateforme arrière de la barge à 350mm au dessus de la ligne de flottaison facilitant la mise à l eau des plongeurs et la remontée des victimes à partir de la plateforme sur l eau Surface disponible sur plateforme arrière de 2,4m x 1.8m Plateforme plongeurs sur l eau, à couple de la barge dimensions 2,2m x 0,7m Caissons flottants assemblés ou plateau rigide flottant (à définir) Fixation à la barge (à définir) problème de stockage sur la barge 07/04/

23 11- Matériels à stocker Matériel nautique Extincteur et bouée placés à proximité du poste de commande Brassières : dans le compartiment motopompes Ligne de mouillage sur le pont avant Matériel pompiers Raccords, manches incendie, outillage : dans le compartiment avant Groupe hydraulique de désincarcération : dans le compartiment avant si place disponible; à défaut embarqué à la demande selon mission Matériel plongeurs et plateforme plongeur : idem groupe hydraulique Matériel de secours aux victimes : idem groupe hydraulique 07/04/

24 12- Points particuliers Les études faites par les étudiants ne sont pas des études de détail Coque Brèche de maintenance : constitue une zone de faiblesse Crochet avant : augmenter l espace sous l anneau pour le crochetage - Crochet arrière : si besoin Rouleaux sous le bateau pour mise et enlèvement de l eau (si besoin) Poussage : renforcement de la structure avant Renforcement de la structure autour des caissons de pompage Faire une cloison de compartimentage à l avant des motopompes Trappe sur le pont avant pour accès au compartiment de stockage Trappes sur le pont arrière pour accéder aux compartiments batteries, réservoir d essence et à un éventuel compartiment de stockage 07/04/

25 12- Points particuliers Compartiment motopompes Peu de place pour circuler dans le compartiment motopompes Compacité des installations Carlingage pour chaque motopompe (interfaces partiellement connus) Support de la vanne 3 voies à prévoir Commandes manuelles à distance ou automatiques des motopompes et des vannes Filière ou garde corps escamotable et protection pilote (limitation hauteur barge) Evacuation des calories des radiateurs des moteurs des pompes à assurer Propulsion Relevage des moteurs hors bords pour limiter la longueur de la barge à 10m lors du convoyage sur route 07/04/

26 13- Vues du projet Ligne de flottaison 07/04/

27 13- Vues du projet 07/04/

28 13- Vues du projet 07/04/

29 13- Vues du projet Pompe Moteur Essence Gasoil Batteries Compartiment de stockage avant 07/04/

30 13- Vues du projet 07/04/

31 14- Conclusion La préétude a démontré la faisabilité du projet Par rapport au besoin initial : La barge est rallongée (de 6,4m à 8m) pour pouvoir intégrer les motopompes et disposer d une plateforme arrière au plus près de l eau La réserve d émulseur incendie a été supprimée (capacité réduite et coûteuse en masse) Le propulseur hydraulique a été abandonné (volumineux, lourd et réserve d huile de 1m 3 ) et remplacé par 2 moteurs hors bords (fonction poussage limitée) Les motopompes sont indépendantes de la propulsion Coque Formes prismatiques pour une meilleure intégration des matériels et réduction du coût En aluminium Adéquation au format BERCE 07/04/

32 14- Conclusion Fonctionnalités de la barge Pompage / épuisement à litres / heure Propulsion par 2 moteurs hors bords Plateforme proche du niveau de l eau pour les plongeurs et le secours aux victimes Intégration d un groupe électrogène Des choix techniques Groupes motopompes cotes à cotes pour une simplification du circuit hydraulique, une circulation centrale entre les groupes et la création de la plateforme arrière surbaissée Circuit d aspiration au travers de 2 caissons de pompages bâbord et tribord et d une vanne 3 voies pour une meilleure compacité Circuits de refoulement via un caisson cylindrique sur lesquels sont raccordé les bouches pompiers pour une meilleure compacité 07/04/