Cabinet Lebéfaude Architecture Ingénierie et Expertise navales 183 Avenue du Général Leclerc 78 220 Viroflay Tél : +33 (0)1 30 24 48 02 Fax : +33 (0)1 30 24 78 51 Site web : www.cabinet-lebefaude.com Etude de l installation d un bras de manutention dans une cale de Freycinet existante pour la manutention de différents types de marchandise Esquisse 02 N document : VNF_projet38m_03 Date : mai 2011 1
Sommaire : I) Objectifs et contraintes. p3 II) Caractéristiques de la cale existante...p3 III) Caractéristiques du bateau après modification......p4 IV) Grue de chargement et déchargement p4 V) Motorisation..p5 VI) Stabilité du bateau..p5 VII) Temps de chargement ou déchargement...p5 VIII) Coût de l installation p6 Annexe : - Annexe 1 : plan VNF_projet 38m_01 (vue en plan, élévation, chargement des marchandises dans la cale)...p7 - Annexe 2 : plan VNF_projet 38m_02 (coupe longitudinale centrale, structure sous la grue). p8 - Annexe 3 : caractéristiques de la grue.. p9 - Annexe 4 : Stabilité cale pleine au chargement....p10 - Annexe 5 : Stabilité cale vide au déchargement... p11 - Annexe 6 : Rendu 3D. p12 2
I) Objectifs et contraintes L objectif est d étudier la possibilité d installer un bras de manutention dans une cale de freycinet existante desservant toute la cale pour la manutention de différents types de marchandise : pierre de ballast, gravier, balle de plastique, balle de carton. - Caractéristiques balle de plastique : o Longueur : 1.2m o Largeur : 0.8m o Hauteur : 1m o Poids : 350-450 kg - Caractéristiques balle de carton : o Longueur : 1.2m o Largeur : 0.8m o Hauteur : 1m o Poids : 280-350 kg - pierre de ballast : densité 2.5 - unité autodéchargeante grâce à une grue embarquée et autonome (groupe diesel associé) - en navigation le bras de manutention replié devra permettre le passage sous des ponts inférieurs à 3.6 m, même quand la péniche est à vide. II) Caractéristiques de la cale freycinet utilisée pour l étude La cale existante choisie pour l étude est une cale d automoteur Strasbourg - longueur: 38,5 m - largeur: 5,05 m - creux : 2.6 m - construction acier - déplacement lège: 70 tonnes - déplacement maximum à 1.8 m de tirant d'eau: 326 tonnes - déplacement maximum à 2.2 m de tirant d'eau: 401 tonnes - volume de la cale: 400 mètres cubes 3
III) Caractéristiques du bateau après modification - longueur: 38,5 m - largeur: 5,05 m - déplacement lège: 76.6 tonnes - volume de la cale : 380 m Le volume de la cale existante retenu pour l étude est de 400 mètres cube. Cette valeur est une valeur moyenne pour l ensemble de la flotte Freycinet actuelle, les bateaux ayant pour la plupart subi des modifications au cours de leur existence (hauteur des hiloires, des bordés, position des cloisons étanches ) Les quantités de marchandise embarquée sont donc les suivantes : - Vrac (céréales, gravier, pierre de ballast) : o 250 tonnes à 1.8 m de tirant d eau o 325 tonnes à 2.2 m de tirant d eau - Balles de plastique : 3 couches de balles, 306 balles, poids maximum total des balles : 138 tonnes. Tirant d eau 1.16 m. - Balles de carton : 3 couches de balles, 306 balles, poids maximum total des balles : 107 tonnes. Tirant d eau 1 m. IV) Grue de chargement et déchargement La grue est située au centre de la cale, la coupant en deux parties de 13 m et 13.5m. La portée de la grue est donc de 15 mètres. La capacité de la grue est limitée par son encombrement dans la cale du bateau ainsi que par la stabilité du bateau. Les cas les plus défavorables sont lors du chargement de la pierre de ballast, cale vide, grue étendue au maximum à l'horizontale à 15 m sur tribord et lors du chargement des balles de plastique, cale pleine, grue étendue à l horizontale à 15 m. Dans ces conditions de déchargement nous nous sommes imposé une gite maximum de 10. La capacité de la grue étant liée à son poids qui influe sur la stabilité et la gîte lors du déchargement, un juste milieu a été trouvé dans le choix de la grue pour ne pas dépasser la gîte imposée. La grue choisie est une grue de type Palfinger PK 32080 D, en version marine, équipée d une pince à balle de carton et balle de plastique, ainsi que d une benne de 650 L pour le déchargement de la pierre de ballast. Une benne de 650 L permet de saisir 1.625 tonnes de pierre de ballast. Une deuxième benne de 1000 L est installée pour le déchargement des graviers. 4
La pince à balle de plastique et balle de carton est une pince fournie par la société «Builtrite handlers» ayant les caractéristiques suivantes : - Poids : 700 kg - Capacité : 1000 kg - Ouverture entre les bras de la pince : 1700 mm Les caractéristiques permettent donc de saisir deux balles en même temps. V) Motorisation: La puissance nécessaire pour la grue est de 40 KW. Le groupe électrogène ainsi que la centrale hydraulique utilisée pour faire fonctionner la grue sont placés dans un compartiment intégré à la structure de la grue. VI) Stabilité du bateau Différents cas de stabilité ont été étudiés : la stabilité lors du chargement avec la cale pleine des différentes marchandises (pierre de ballast, balles de plastique, balle de carton), ainsi que la stabilité cale vide avec la grue étendue à 12 ou 15 mètres à l horizontale sur tribord. Les résultats de la stabilité cale pleine au chargement sont en annexe 4. Les résultats de la stabilité cale vide lors du chargement sont en annexe 5. Dans toutes les conditions, cale pleine, cale vide, quelque soit la marchandise déchargée, la stabilité du bateau est bonne. VII) Temps de chargement ou déchargement Hypothèse : le temps d un aller retour de la grue est de 90 secondes Pierre de ballast 1.625 tonnes de pierre de ballast par rotation de la grue 250 tonnes de chargement soit 153 aller-retours Temps de chargement ou déchargement complet : 3h50 min Gravier 1.5 tonnes de gravier par rotation de la grue 250 tonnes de chargement soit 166 aller-retours Temps de chargement ou déchargement complet : 4h10 min 5
Balle de plastique et balle de carton Chargement de deux balles par rotation de la grue 306 balles à charger, soit 153 aller-retours Temps de chargement ou déchargement complet : 3h50 min VIII) Coût estimatif de l installation Coûts estimatifs suivant les principaux postes: - Etudes : 15000 - Equipement : o Grue palfinger PK 32080 D et benne de 650 L: 110000 o Pince à balle : 7000 o groupe électrogène 40 KW : 15000 - Structure acier de la fondation de la grue: 25000 élément nombre épaisseur mm kg/m² surface m² masse kg cloison 2 5 40 15,5 1240 plancher 1 8 80 4,95 396 raidisseur cloison 18 hp 65x6 3,82 2,3 158 âme renfort longi 1 1 8 80 0,38 30 aile renfort longi 1 1 8 80 0,12 10 âme renfort longi 2 1 8 80 0,74 59 aile renfort longi 2 1 8 80 0,26 21 âme renfort transversale sous grue 3 8 80 0,5 120 aile renfort longi sous grue 3 8 80 0,33 79 âme renforts latéraux 4 6 48 0,4 77 épontille 2 7,5 19,3 0,53 20 gousset 8 80 0,27 22 compartiment groupe électrogène 300 total 2532 Total coût estimatif : 172 000 euros H.T. 6
Annexe 1 : plan VNF_projet 38m_01, vue en plan, élévation, chargement des marchandises dans la cale 7
Annexe 2 : plan VNF_projet 38m_02, coupe longitudinale centrale, structure sous la grue 8
Annexe 3 : caractéristiques de la grue 9
Annexe 4 : Stabilité cale pleine au chargement 10
Annexe 5 : Stabilité cale vide au chargement 11
Annexe 6 : Rendu 3D Navigation cale pleine, chargée de balle de plastique 12
Déchargement à quai 13
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Cinématique du déchargement de gravier dans un camion 15
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