barge de pompage de forte capacite

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Brigade des Sapeurs
Pompiers de Paris
BARGE DE POMPAGE
DE FORTE CAPACITE
Avril 2009
> Sommaire
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Historique de la préétude
Cahier des charges
Coque
Moyens de pompage
Propulsion
Autoprotection
Energie électrique
Maintenance
Manutention – Grutage
Les plongeurs – Les victimes
Matériels à stocker
Points particuliers
Vues du projet
Conclusion
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1- Historique de la préétude

Sujet proposé par la Brigade des Sapeurs Pompiers de Paris
9 à des étudiants de l’ENSIETA de 2ème et 3ème année d’études sur 3 ans
9 dans le cadre d’un projet industriel traité à l’ENSIETA, encadré par les enseignants

Evolution du cahier des charges en 3 ans
9 Augmentation de la longueur de la barge pour intégration des groupes de pompage
9 Abandon du propulseur hydraulique trop volumineux et trop lourd
9 Abandon de la cuve d’émulseur incendie
9 Réduction de la vitesse et de la capacité de poussage

2006 : 2 études par des étudiants de 3ème puis de 2ème année *
9 Une étude de la coque par des étudiants en 3ème année architecture navale
9 Une étude de faisabilité par des étudiants de 2ème année

2007 : Poursuite de l’étude de faisabilité par des étudiants de 2ème année *

2008 : 2 études en parallèle par des étudiants de 2ème année
9 Définition de la coque
9 Intégration des équipements
* Avec longueur de la coque limitée à 6,4m
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2- Cahier des charges

Adéquation au format BERCE
9 Longueur maxi : 8 m
9 Largeur maxi : 2,50 m
9 Hauteur maxi : 1,80 m
9 Masse maxi : 10 T
9 Interface format berce

Equipage
9 3 pompiers dont 1 pilote

Navigation – Mise à l’eau
9 Navigation sur la Seine (réglementation)
9 Equipement de bord (brassières, bouée, extincteur, ancre, …)
9 Tirant d’eau = 0,9m
9 Mise à l’eau sur des rampes identifiées sur les berges

Moyens de pompage et utilisation
9 2 motopompes (matériels choisis) de 5000 l/min chacune à 15 bar
9 Alimentation en eau des équipements de bord
9 Alimentation relai (barge sur l’eau ou sur berce)
9 Epuisement (barge sur l’eau ou sur berce)
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Moyens de lutte incendie
9 Canon incendie standard de 4000 l/min

Déployer une plateforme de mise à l’eau de 2 plongeurs
9 Plateforme de 2,2m x 0,7m au niveau de l’eau à couple de la barge

Prise en charge des victimes
9 Surface disponible sur barge pour poser et secourir les victimes
9 Plateforme au niveau de l’eau à couple de la barge (idem ci-dessus)

Moyens d’autoprotection contre les rayonnements thermiques
9 Protection des personnes par rideau d’eau
9 Protection de la barge par ruissellement d’eau sur la coque

Propulsion
9 2 moteurs hors bord de 115 Chevaux
9 Vitesse de Nœuds
9 Poste de pilotage

Autonomie (à puissance maximale)
9 5 heures pour les groupes de pompage (réservoir > 600 litres de gasoil)
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9 5 heures pour la propulsion (réservoir > 300 litres d’essence)

Production électrique
9 Alternateur des moteurs des pompes alimentant des batteries
9 Alternateur des moteurs hors bord alimentant des batteries
9 Un groupe électrogène en complément ou pour intervention de 20KVA

Poussage
9 Utilisation d’hélices à faible pas
9 Hélice à 3 ou 4 pâles (selon fournisseur)

Maintenance
9 Utilisation de matériels standardisés (pompes, moteurs pompes, moteurs
hors bord, groupe électrogène …)
9 Trappe d’extraction des groupes de pompage

Stockage
9 Matériel usuel pompiers (incendie : tuyauterie, raccords … et premiers
secours)
9 Groupe hydraulique mobile de 5KW pour la désincarcération
9 Un groupe électrogène mobile de 10KW
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3 - Coque

Géométrie : Formes prismatiques
9 AVANTAGES : intégration des motopompes, réduction du coût de
fabrication, stabilité, ligne de flottaison à 45 cm
9 INCONVENIENT : résistance à l’avancement (vitesse réduite)

Matériaux : aluminium
9 Réduction du poids (masse de 1600Kg coque nue, sans renforts localisés)
9 Maintenance réduite (corrosion)

Prédimensionnement
9 Utilisation de logiciels d’architecture navale
9 Epaisseur coque = 3mm
9 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
9 Raidisseurs transversaux en T de 100 x 24 x 8mm espacés de 500mm
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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
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4 – Moyens de pompage

Motopompes (essais en atelier par pompiers de paris)
9 2 motopompes
9 Accouplement pompe / moteur

Moteurs thermiques
9 Moteur thermique RENAULT TRUCK de 260 CV (190KW) – 840Kg
9 Refroidissement intégré au moteur (évacuation des calories à prévoir)
9 Un réservoir de 700 litres de gasoil à l’avant des motopompes

Pompes
9 Pompe MULTITEC KSB de 5000 l/min = 300m3/h – 155KW – 700Kg
9 Aspiration en DN250 – Refoulement 15 bars en DN150
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Circuits de pompage
A
R
R
Moteur
Pompe
A

A = aspiration d’eau
R = refoulement d’eau
A
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Circuit d’aspiration
9 Circuit symétrique bâbord / tribord
9 Possibilité de pompage bâbord et / ou tribord commandé par une vanne 3 voies
9 Aspiration au travers de 2 caissons comprenant 10 bouches pompiers DN150
9 Un circuit d’épuisement de 5 bouches pompiers DN150 sur le pont
9 Raccordement possible aux caissons barge sur camion
9 Grille de protection (démontable) contre les macro déchets sur le caisson d’aspiration
9 Filtre fin sur chacune des 5 bouches pompiers *
9 Commande des vannes et des pompes à définir (en manuel à distance ou automatique)
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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)
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Circuit de refoulement
9 Circuit symétrique bâbord / tribord
9 Pompes relais : refoulement bâbord et / ou tribord via 10 sorties DN100 commandées
par des vannes manuelles
9 Circuit d’autoprotection de la barge
9 Circuit canon incendie standard orientable (4000l/min)
9 Commande des vannes et des pompes à définir (en manuel à distance ou automatique)
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Circuit de refoulement
5 sorties DN100 avec raccord pompiers
Vannes manuelles
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5 – Propulsion

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

Option : water jet
9 Utilisation de l’eau disponible des pompes pour la propulsion arrière ou
d’étrave
9 Vitesse plus élevée et meilleure manœuvrabilité
9 Nécessite un circuit hydraulique supplémentaire (volume disponible réduit)
9 Circuit de commande spécifique
9 Commandes distinctes propulsion et water jet par une personne
9 Surcoût
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6- Autoprotection

Protection des personnes du rayonnement thermique
9 2 rideaux d’eau (matériel standard) sur avant bâbord et tribord
9 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
9 Tuyauterie perforée en périphérie de la barge (écoulement d’eau sur la coque)
9 Débit d’eau 50l/min pour une hypothèse de 1000W/m²
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7- Energie électrique

Générateurs
9 Alternateurs des moteurs des pompes (12V – 40A / alternateur)
9 Alternateurs des moteurs hors bord (12V – 25A / alternateur)
9 Groupe électrogène en complément ou pour intervention
9 Batteries (stockées sous la plateforme arrière)

Besoin
9 Estimé à 10KW

Utilisation
9 Démarrage des moteurs des pompes (P= 300Ah / moteur)
9 Démarrage des moteurs hors bord (P = 105Ah / moteur)
9 Alimentation du bord : feux de signalisation, équipements de bord (électronique,
prise de courant …), éclairage du bord, projecteur de recherche …
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8- Maintenance

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

Mise à l’eau / récupération de la barge
9 Par un camion au format berce
9 Anneau avant dans un encuvement pour pouvoir faire du poussage (volume insuffisant
sous l’anneau pour faire le crochetage) et / ou arrière
9 Mise à l’eau / récupération sur des rampes identifiées sur les berges de la Seine

Grutage
9 Points d’élingages intégrés à la coque (renforts de structure à prévoir)
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10- Les plongeurs – Les victimes

Plateforme arrière de la barge à 350mm au dessus de la ligne de flottaison
9 facilitant la mise à l’eau des plongeurs et la remontée des victimes à partir de la
plateforme sur l’eau
9 Surface disponible sur plateforme arrière de 2,4m x 1.8m

Plateforme plongeurs
9 sur l’eau, à couple de la barge
9 dimensions 2,2m x 0,7m
9 Caissons flottants assemblés ou plateau rigide flottant … (à définir)
9 Fixation à la barge (à définir)
9 problème de stockage sur la barge
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11- Matériels à stocker

Matériel nautique
9 Extincteur et bouée placés à proximité du poste de commande
9 Brassières : dans le compartiment motopompes
9 Ligne de mouillage sur le pont avant
9 …

Matériel pompiers
9 Raccords, manches incendie, outillage … : dans le compartiment avant
9 Groupe hydraulique de désincarcération : dans le compartiment avant si
place disponible; à défaut embarqué à la demande selon mission
9 Matériel plongeurs et plateforme plongeur : idem groupe hydraulique
9 Matériel de secours aux victimes : idem groupe hydraulique
9 …
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12- Points particuliers

Les études faites par les étudiants ne sont pas des études de détail

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

Compartiment motopompes
9 Peu de place pour circuler dans le compartiment motopompes
9 Compacité des installations
9 Carlingage pour chaque motopompe (interfaces partiellement connus)
9 Support de la vanne 3 voies à prévoir
9 Commandes manuelles à distance ou automatiques des motopompes et des vannes
9 Filière ou garde corps escamotable et protection pilote (limitation hauteur barge)
9 Evacuation des calories des radiateurs des moteurs des pompes à assurer

Propulsion
9 Relevage des moteurs hors bords pour limiter la longueur de la barge à 10m lors du
convoyage sur route
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13- Vues du projet
Ligne de flottaison
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13- Vues du projet
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13- Vues du projet
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13- Vues du projet
Pompe
Moteur
Essence
Gasoil
Batteries
Compartiment de stockage avant
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13- Vues du projet
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14- Conclusion

La préétude a démontré la faisabilité du projet

Par rapport au besoin initial :
9 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
9 La réserve d’émulseur incendie a été supprimée (capacité réduite et coûteuse en
masse)
9 Le propulseur hydraulique a été abandonné (volumineux, lourd et réserve d’huile
de 1m3) et remplacé par 2 moteurs hors bords (fonction poussage limitée)
9 Les motopompes sont indépendantes de la propulsion

Coque
9 Formes prismatiques pour une meilleure intégration des matériels et réduction
du coût
9 En aluminium
9 Adéquation au format BERCE
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14- Conclusion

Fonctionnalités de la barge
9 Pompage / épuisement à 10000 litres / heure
9 Propulsion par 2 moteurs hors bords
9 Plateforme proche du niveau de l’eau pour les plongeurs et le secours aux victimes
9 Intégration d’un groupe électrogène

Des choix techniques
9 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
9 Circuit d’aspiration au travers de 2 caissons de pompages bâbord et tribord et d’une
vanne 3 voies pour une meilleure compacité
9 Circuits de refoulement via un caisson cylindrique sur lesquels sont raccordé les
bouches pompiers pour une meilleure compacité
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