Brevet FR2026533A1 — publié le 19700918

La présente invention est relative à un procédé de construction de coque de bateau au rgen de surfaces développables, qui permet surtout de réaliser une économie considérable aussi bien dans la phase de calcul et de dessin que dans la phase de construction proprement dite. Les coques de bateau sont généralement construites en planches ou tôles que l'on assemble convenablement jusqu'à ce que l'on ait obtenu la totalité de la coque. Du fait que ces coques ne constituent pas actuellenent des surfaces développables, les planches ou tôles demandent à titre préformées afin entre parfaitement adaptées à la forme qui a été prévue. Ce procédé exige en outre le développement en galbes des planches ou tôles de la matière qui constituera la coque du bateau, en utilisant des tracés, en grandeur naturelle ou d échelle réduite, de la charpente des couples et en cherchant, par des constructions géométriques, à obtenir un développement approximatif de chaque planche ou tble. Le tracé de la coque en galbes et la complication du procédé d'exé- cution de la lise en forme des planches ou tôles demandent un temps de calcul et de construction relativement long, ainsi qu'un grand espace équipé d'installations appropriées. Tous les inconvénients cités ci-dessus,se présentent aussi bien lorsque le coque est en acier que Si elle est base bue de bois ou d'autres matières. Si la coque est construite en résine synthétique, les problèmes cités ci-dessus se posent pour la construction du moule. Les inconvénients cités ci-dessus sont élimines en totalité par le procédé dédrit par la présente invention, au moyen duquel on forme la coque en partant de surfaces développables, qui évitent la nécessité de préformer les planches ou tôles pour les adapter à la forme de la coque Un autre des avantages que ce procédé présente est de ne nécessiter l'aide d'aucun procédé graphique pour la définition des formes développa- bles. Sn outre, les pertes de matières sont réduites au minimum du fait que l'on connaît exactement les contours des-panneaux ou ensembles de planches ou tôles qui formeront la coque. Suivant l'invention, lorsque les dimensions du bateau ont été fixes la longueur hors tout, la largeur théorique, le tirant d'eau théorique, la longueur totale, la hauteur et la largeur du tableau arrière, ainsi que d'autres caractéristiques géométriques qui complètent la forme du ba- teau, et en prenant toutes ces dimensions comme données, on définit les équations mathématiques de toutes les lignes de partage qu'on utilisera copia base, Fa fait qu'il est possible de connattre les coordonnées d'un nombre suffisant de points pour déterminer ce lignes dans l'espace, en tenant compte en outre de l'aspect géométrique des bateaux classiques. Dans le cours de la description, on entendra par lignes de parta- ge les lignes de discontinuité de la surface de la coque, c'est-à-dire les artes formées par les intersections des diverses surfaces développables telles que les lignes des ponts, des houchains et de li quille, dont cer taines seront fixées à l'avance, et que l'on appellera lignes de parta- ge de base, tandis que d'autres seront la conséquence de la développabilité de la surface de la coque. Les lignes de partage de base, en combinaison avec les caractéris- tiques géométriques, déterminent defaçon univoque, la surface ddveloppa- ble possible dans chaque cas, ces lignes faisant partie des contours des planches ou tôles qui fent elles-mêmes partie de la surface dévelop- pable générale. La surface développable, qui est obtenue en calculant les génératri- ces successives, avec une approximation aussi grande qu'on le voudra, garantit la continuité dans toute cette surface et également la contimuité des lignes de partage longitudinales en évitant les lignes de partage ge transversales. L'intersection des surfaces développables détermine, en supplément des lignes de partage de bue, de nouvelles lignes de partage qui oon- plètent le contour des diverses zones. La définition mathématique de tous les points qui constituent la coque du bateau permet d'employer des ordinateurs électroniques porr dé- terminer la valeur numérique exacte de tous les pointe des surfaces dé- veloppables et des intersections entre ces surfaces et n'importe quel @@- tre type de surface , ainsi que des génératrices, en nombre aussi grand que l'on veut .Lorsque la surface est définie méthématiquement, son tracé exécuté à partir des valeurs obtenues au moyen de l'ordinateur élec tronique, est tellement exact qu'il ne nécessite aucun type de correction ultérieure pour s'adapter à à surface réelle de la coque. L'utilisation d'ordinateurs électroniques permet d'obtenir le développement en grandeur naturelle, sous forme graphique et numérique, de n'importe quelle zone de la coque ou des ponts, de même que la situation dans le développement de la zone des lignes contenues dans la surface développable a laquelle appartient la zone. L'obtention du développement numérique et graphique des diverses zones permet de tracer directement les contours des pièces sur les matières avec lesquelles on construira le bateau. L'utilisation d'ordinaturs électroniques permet de calculer les courbes hydrostatiques, les carénages inclinés, les aires des sections, ain si que les autres calculs d'architecture navale sans aucune solution de continuité, avec la déiinition mathématique des formes développables de la coque du bateau, et en employant uniquement comme données d'entrée les chiffres que l'on utilise pour ladite définition mathématique. La définition des génératrices sur les développements des diverses zones simplifie le processus de mise en forme des matières du bordé de la coque, qui ne présentent que des courbures simples. Tout ceci représente une réduction du prix de revient des opéra tions nécessaires pour la définition des formes, pour sa matérialisation dans les différents éléments de la structure et pour la fabrication de ces éléments. Grâce au procédé de construction décrit, on peut porter an maximum l'utilisation de matières de dimensions normalisées, du fait que les contours des panneaux et des ensembles de planches ou tôles développés étant exactement connus, on peut facilement couvrir ces surfaces au moyen de planches ou tôles de dimensions normalisées. Grâce à ce procédé, les bords des planches ou tôles qui sont obte nus à l'intérieur du contour des surfaces développées peuvent être des chutes d'autres tôles, de sorte que les planches ou tôles peuvent être assemblées sans découpage préalable. Dans le oas particulier des coques métalliques, les tôles qui constituent une surface développée ou une partie de oette surface peuvent être réunies entre elles avant la mise en forme par soudage automatique. Si la coque est construite en matière moulable comme les résines synthétiques, le procédé suivant l'invention permet de construire -le moule nécessaire en utilisant des panneaux de bois contre-plaqué, de mous- se de polyuréthane, etc.sous une forma analogue à celle qui a été exposée précédemment pour obtenir la coque. Pour mieux faire comprendre oe qui a été exposé ci-dessus, on décri ra dans la suite de fanon détaillée le procédé d'obtention d'une coque de bateau, en regard des dessins annexés, dans le cas particulier d'une seule ligne de partage, de côté et en plan. Au dessin annexé, donné uniquenent à titre d'exemple t la rig. 1 est une vue en élévation de la coque la Fig. 2 est une vue en plan de cette coque ; la Fig. 3 représente une vue développée des planches ou tôles du fond de la coque t la Fig. 4 représente une vue développée des planches ou tôles d'un flanc de la coque ; la Fig. 5 est une me développée des planches ou tôles d'un demi- pont. Lorsqu'on a fixé les dimensions du bateau telles que la lengueur hors-tout, la largeur etc, on détermine les cotes des points significatifs des lignes de partage qui déterminent ces lignes de fanon univoque compte tenu des caractéristiques géométriques du bateau. Ces peints sont, dans l'exemple décrit, les points 1, 2 et 3 pour la ligne de partage ou d'arête 4 du pent, les points 5, 6 et 7, pour la ligne de partage dn bouchain 3 et les points 1, 5, 9, 10 et 3 pour l'arête do l'étrave et de la squille 11, ainsi que les points 3, 7, 10 et le point symétrique du point 3 pour le contour du tableau 12. Parmi ces lignes, les lignes de partage de base sont les lignes 4 et 11, dont on peut connaître les équations en partant des p@ints qui les définissent, en combinaison avec l'aspect général de ces lignes dans les bateaux classiques. Lorsqu'on connaît les équations de ces lignes et en tenant compte des caractéristiques géométriques, on peut définir les surfaces développables du pont, des flancs et der fonds. L'inter@ection des surfaces du pont et des flancs définissent l'arête de base du pont 4 ; l'interse@- tien de la deuxième et de la troisième surfaces définit la ligne de bouchain 8 et l'intersection de la dernière surface avec le plai de sy- métrie du bateau définit la ligne d'étrave et de quille 11. Finalement l'intersection des surfaces citées plus haut avec le tableau définit le contour du tableau 12. Lorsqu'on rabat les surfaces développables du pont, du flanc et du fond sur un plan, on obtient les développements du fond, du flanc et du demi-pont qui sont représentés sur les Fig. 3, 4 et 5, en grandeur naturelle, et sur lesquelles on a indiqué les génératrices par la réfé- rence 13. En calculant les génératrices successives avec l'approximation voulue, on obtient les surfaces développables avec garantie de continuité de ces surfaces. Les développements des Fig. 3, 4 et 5 peuvent être obtenus directement de l'ordinateur, sous forme graphique et numérique en raison de la définition mathématique de tout le processus. L'obtention du développement numérique et graphique des diverse zones permet de tracer les contour des pièces sur les matières dans lesquelles on construira le bateau. Sur le développement du fond, du flanc et du pontage, on procède à l'adaptation des planches ou tôles commerciales pour parvenir b à couvrir la totalité de la surface encadrée par les lignes d'arêtes dans la vue rabattue. De cette façon, les tôles ou planches 14 se superposent anr développements des Fig. 3, 4 et 5,ce qui permet d'en tirer parti au maxi- ini et de calculer la matière nécessaire. Dans les développements des Fig. 3, 4 et 5, on voit également appa raitre les lignes développées 15 qui correspondent à l'intersection des plans des couples avec les surfaces correspondantes de la coque, de sorte que la position de ces couples est également une donnée à fournir à l'or- dinateur électronique. Lorsqu'on a découpé les tôles ou planches, ces dernières se plaoent de façon contiguë, de sorte que la coïncidence est exacte sur toute la longueur des bords, grâce à la définition mathématique initiale. Les chiffres correspondant aux contours des planches ou ensembles ae planches ou tôles peuvent être fournis à des machines de coupe auto matique, qui exécuteront le découpage des planches ou ensembles de plan ches ou tôles d'une façon entièrement exacte. ainsi qu'il est facile de la comprendre, le procédé décrit peut s'appliquer, non seulement à la construction des coques de bateaux ais également à la construction de tous les corps classiques, qui, présen tant une ou plusieurs lignes de partage ou arêtes de base, ne sont pas oonstruites normalement sous forme développable. En outre, grâce au pro cédé suivant l'invention, on peut obtenir et construire des réservoirs présentant des lignes de partage de base définies et des lignes de base non entièrement définies comme, par exemple les réservoirs montés dans les bateaux, fuselages d'avion etc. REVENDICATIONS 1/Procédé de construction de coque de baieau au moyen de surfaces développables, caractérisé en ce que, lorsque les dimensions et carao- téristiques géométriques du bateau ont été fixées, et en prenant ces dimensions et caractéristiques pour données, on définit les équations mathématiques, des lignes de partage que l'on utilisera comme base et qui dé- terminent une partie des contours des diverses zones, ett sur oette partie des contours, on adapte les surfaces développables définies de façon univoque qui doivent former la coque, de façon à éviter les @@urbes de partage transversales et de façon que, entre deux courbes lengitudinales, la coque ne présente sur toute la longueur qu'une seule surface dévelop- pable, les surfaces développables étant obtenues en calculant les génératrices sucoessives, aussi raprochées qu'on le veut, pour garantir la continuité dans toutes ces surfaces développ@@les. 2/ procédé suivent la revendication 1, caractérisé en ce que les équations mathématiques des courbes de partage utilisées comme base sont des fonctions analytiques dont les paramètres sont tirés des carac- téristiques géométriques et des dimensions du bateau. 3/ Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en oe que, lorsqu'on a déterminé les surfaces développables qui s'appuient sur les lignes de partage prises comme base , ces surfaces se coupent en définissant de nouvelles lignes de partage' qui complètent les centours des diverses soies. 4/ Procédé suivant la revendication 1, caractérisé @n ce que la définition mathématique de l'ensemble dn procédé permet d'utiliser an ordi- nateur électronique pour la détermination des valeurs numériques exactes qui correspondent à chacun des points des surfaces développables et des intersections de ces surfaces entre elles, et à n'importe quel autre point de la surface qu'il est nécessaire de connaître pour assurer la définition totale de la coque et sa construction, ainsi que do toutes les génératrices que l'on désire obtenir, qui sont les lignes de contact des surfa- ces développables avec les diffêr'ents plans tangents à ces surfaces. 5/ Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'utilisation d'ordinateurs électroniques permet d'obtenir le développement eg grandeur naturelle, sous forme graphique et numérique, de chaque zone dc la coque ou des ponts ainsi que la situation dans le développement de la zone, des lignes contenues dans la surface développable à laquelle appartient cette sone. 6/ Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lrobten- tion du développement sous forme numérique et graphique des diverses zones permet de tracer directement les contours des pièces ou ensembles de pièces sur les matières dont le bateau est composé. 7/ Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'utilisa tien d'ordinateurs électroniques permet le calcul des courbes hydrostatiques, des carénages inclinés, des aires des sections, et pernet également d'exé- muter les autres calculs d'architecture navale, sans solution de continuité, au moyen de la définition mathématique des formes développables de la coque du bateau et en utilisant uniquement comme données d'entre les données nécessaires pour cette définition mathématique. 8/ Procédé suivant les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que, lersqu'en r obtenu sous forme numérique et graphique le développement en grandeur naturelle des diver@ses zones de la coque du bateau, on divise ses zones en panneaux ou blocs dont les dimensions dépendent des oaraotéristiques du chantier de construction, puis on assemble entre elles les tôles ou planches achetées directement dans le commerce, sans aucune pr6- parution préalable, pour couvrir lesdits panneaux ou blocs, sur lesquels on trace les contours correspondants obtenus sous forme graphique ou numérique, pour les découper à la forme définitive, on trace de même les lignes, @btenues également sous forme graphique et numérique, qui correspendent à l'intersection des panneaux avec les plans des couples ou autres membrures intérieures, on cintre les planches ou tôles ou panneaux au ro- yen de tendeurs b cames, dont les profile sont également définis iathéi- tiquement, et qui obligent ces planches, tôles ou panneaux à prendre la forme courbe désirée, et on réunit ensuite ces panneaux aux membrures intérieures. 9/ Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'on trace sur les panneaux ou blocs le nombre nécessaire de points extrêmes des génératrices, qui détermineront les lignes serrant de base pour le cintrago de ces panneaux ou blocs su moyen de coups de presse sur lesdites génératrices. 10/ Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le; cintrage des planches ou panneaux est obtenu au moyen de cylindres de cintrage et en suivant les génératrices tracees.