Brevet FR2480702A1 — publié le 19811023

La presente invention concerne un gréement orientable pour bateau à voile à voilure portante Un tel gréement comporte - une mâture pour établir une voilure de marnière que l'action du vent sur la voilure conjuguée à celle de l'eau sur le plan de dérive du bateau fasse se déplacer le bateau vers l'avant ; cette voilure étant "portante", c'est à dire ayant sa partie supérieure inclinée vers le bord au vent - et des moyens d'orientation de la voilure pour orienter cette voilure par rapport au vent de manière d'une part à déplacer à volonté en cours de route la position du centre de voilure, et d'autre part à optimiser la poussée du vent en fonction de la direction de déplacement choisie Ce type de gréement est particulièrement recherché pour deux raisons principales - la voilure "portante" ayant sa partie supérieure inclinée vers le bord au vent, elle donne naissance sous la pression du vent à une force aérodynamique ayant une composante verticale ascensionnelle qui tend à diminuer le volume immergé de la carence, et ainsi à améliorer les performances du bateau, tout particulièrement en favorisant le passage au planning - les moyens d'orientation de la voilure qui permettent de déplacer à volonté en cours de route la position du centre de voilure permettent par là-même de modifier l'équilibre de route du bateau, et de le faire à volonté abattre ou loffer ; on peut dans ce cas se passer de gouvernail, ce qui offre à la fois l'avantage de simplifier la conception du bateau et de diminuer la surface mouillée dont on sait qu'elle limite la vitesse du bateau L'une des dispositions classiques de gréement orientable à voilure "portante" est utilisée sur les planches à voile et illustrée par la figure 1 du brevet américain NO 3 487 800 (moye Schweitzer et Jim Drake) .Elle consiste à lier le mât à la coque par une articulation permettant l'inclinaison de ce mât dans tous les sens . Une voile est établie sur ce mât par l'intermédiaire d'un wishbone que le conducteur peut saisir à deux mains afin de donner à la voile la position eorrespondant à la direction de déplacement qu'il souhaite donner à sa planche . Cette disposition permet, donnant à l'utilisateur la possibilité de placer ainsi à son gré la position du centre de voilure, de se passer de gouvernail . Cette disposition a aussi 1 avantage de rendre la voilure "portante" par vent fort ; en effet, dans ces conditions, le barreur doit se pencher en arrière pour équilibrer la force du vent sur la voile, et il entraine avec lui ladite voile dont la partie supérieure se trouve dès lors inclinée vers le bord au vent .En revanche, cette disposition connue ne permet à un conducteur moyennement entrainé d orienter le bateau et de tirer parti de la force du vent pour propulser le bateau que dans la mesure où les bras de ce conducteur supportent en permanence une force importante qui empèche ce gréement d'être emporté par le vent et de tomber à l'eau . Cette disposition ne s'applique ainsi qu'à des voilures de dimensions modérées et une surface de voile de 12 m2 semble être une limite maximale Une autre disposition connue de gréement orientable est représentée sur la figure 7 du brevet américain N0 642 321 (G.H.Perkins) . Le mât vertical est fixé rigidement à l'une des extrémités d'un bras horizontal qui peut pivoter autour d'un axe vertical situé à son autre extrémité .Cette disposition n' a pas été inventée dans le but de pouvoir se passer de gouvernail, mais plutôt de modifier la répartition des poids bateau à une époque ou mâts et bômes étaient des espars très lourds . Il est cependant clair qu'en utilisant un btas d'une certaine dimension et sans changer la configuration proposée, le dispositif permet de modifier en cours de route la position du centre de voilure et par conséquent de se passer de gouvernail .Les inconvénients de ce système sont d'une part de ne pas rendre la voilure "portante", et d'autre part qu'aucun système de haubannage compatible avec cette disposition n'a été proposé et qu'il n'est donc pas possible d'utiliser un trapèze en association avec ce type de gréément sans choisir pour.la confection~du mât et dudit bras des échantillonnages incompatibles avec un faible poids et une grande économie de construction La présente invention a pour but la réalisation d'un gréément orientable qui permette à la fois de rendre la voilure portante, de se passer de gouvernail, de ne pas faire supporter en permanence aux bras du conducteur une force trop importante, d'être compatible avec l'emploi de voiles de'très grandes dimensions, et de permettre dans certains modes de réalisation l'utilisation d'un trapèze Elle a pour objet un gréément orientable pour bateau à voile à voilure "portante" , comportant - une mâture pour établir une voilure de manière que l'action du vent sur la voilure conjuguée à celle de l'eau sur le plan de dérive du bateau fasse se déplacer le bateau vers l'avant ; cette voilure étant "portante", c est à dire ayant sa partie supérieure inclinée vers le bord au vent - et des moyens d'orientation de la voilure pour orienter cette voilure par rapport au vent de manière d'une part à déplacer à volonté en cours de route la position du centre de voilure, et d'autre part à optimiser la poussée du vent en fonction de la direction de déplacement choisie caractérisé par le fait que la mâture comporte au moins un mât pouvant pivoter autour d'un axe passant par un point haut fixe par rapport à la coque du bateau et situé dans l'alignement du mât, et par un point bas solidaire de la coque et éloigné du mât . A l'aide des figures shématiques ci-jointes, on va décrire ci-après à titre non limitatif comment l'invention peut être mise en oeuvre . Il doit être compris que les éléments décrits et représentes peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques . Lorsqu'un élément est représenté sur plusieurs figures, il y est désigné par le même signe de réference La figure 1 représente une vue de côté d'un catamaran selon l'invention, La figure 2 représente une vue en perspective de ce même bateau Selon un mode de réalisation de l'invention, le gréement s'applique par exemple à un dériveur catamaran comportant deuxcarènes 101 et i02 formant également chacune plan de dérive .Les deuxcarènes sont reliées à l'avant par une traverse 103 et à l'carrière par un plancher 104 et constituent la coque L'extrémité inférieure du mât 105 est fixée de façon rigide à l'une des extrémités 109 d'un bras 110 pouvant pivoter autour d'une articulation 111 située à son autre extrémité et le liant au milieu de la traverse 103 . Cette articulation 111 constitue le point bas solidaire de la coque du bateau et éloigné du mât 105 L'extrémité supérieure du mât 105 est fixée tune articulation 106 aux extrémités supérieures de deux perches 107 et 108 dont les extrémités inférieures sont fixées à l'arrière des carènes101 et 102 .Cette articulation 106 constitue le point haut fixe par rapport à la coque du bateau et situé dans l'alignement du mat 105 L'ensemble rigide m t-bras 105-110 peut ainsi pivoter librement autour d'un axe passant par ces deux articulations 111 et 106 Une voile 112 est enfilée sur le m t.105 et est établie soit par l'intermédiaire d'une latte forcée s'enfilant dans un gousset de la voile, soit d'un wishbone, soit d'une bôme coopérant avec un h le-bas Une écoute 113, ou une batre rigide ,. fixée à l'extrémité 109 du bras 110 permet au conducteur de déterminer la position du mât, et donc.la position du centre de voilure qui commande l'orientation du bateau . Un bateau équipé de ce type de gréement peut ainsi ne pas avoir de gouvernail Le mât 105, et par conséquent la voile 112 ont en permanence leur partie supérieure inclinée vers le bord au vent, et la voilure est ainsi en permanence en position de voilure "portante" La force totale à exercer par le conducteur sur les écoutes est égale à la force aérodynamique du vent sur la voile, divisée par la distance moyenne des points d'amure 109 et 115 des écoutes 113 et 114 au point fixe haut 106, et multipliée par la distance du centre de voilure de la voile 112 au même point fixe haut 106 . Cette force à exercer par le conducteur doit aussi être diminuée de la force supportée par l'articulation 111 autour de laquelle pivote le bras 110 supportant le mât 105 .Elle est donc toujours largement inférieure à la force aérodynamique du vent sur la voile et non supérieure comme dans le cas d'une planche à voile . De plus, les écoutes peuvent être fixées à des taquets lors de la navigation afin que le navigateur n'ait plus d'effort de traction à faire Un trapèze peut être suspendu âu point haut 106 fixe par rapport à la coque du bateau et situé dans l'alignement du m t . Il est à noter que ce trapèze peut servir aussi bien à babord qu'à tribord, et que le navigateur peut ainsi y rester accroché en permanence, et n'est pas obligé de changer de trapeze à chaque virement de bord comme avec un dériveur classique Dans le mode de réalisation représenté, la voile 112 est d'autant plus inclinée que le bras 110 est plus long .L'utilisation d'un bras de grande dimension permet ainsi de déporter largement la voile sous le vent, et de faire passer la force aérodynamique du vent sur la voile par le centre de carene du bateau qui devient alors complètement stable, n'ayant plus tendance à giter du fait de la poussée du vent . Cette configuration permet de concevoir un type de bateau où l'équipage n'a pas besoin de faire de rappel, même aux allures de;; près Bour simplifier ie mode due réalisation représenté, il est possible de supprimer les perches 107 et 108 supportant l'extrémité supérieure du mât Dans ce cas, l'articulation 111 située à l'extrémité du bras 110 ne supportant pas le mât 105 doit ne permettre la rotation de l'ensemble rigide mât-bras 105-110 qu' autour d'un seul axe . Dans ce cas, cette articulation 111 constitue le point bas solidaire de la coque du bateau et éloigné du mât 105, tandis que le point haut 106 fixe par rapport à la coque du bateau et situé dans l'alignement du mat 105 est l'intersection de l'alignement du mât 105 et de l'axe de rotation-. La.partie inférieure du mât est ainsi fixée de façon rigide à l'une des extrémités 109 d'un bras 110 pouvant pivoter autour d'une articulation 111 située à l'autre extrémité de ce bras 110 et constituant également le point bas 111 solidaire de la coque du bateau et éloigné du mât 105 par le bras 110. Dans ce même mode de réalisation, il peut être intéressant de choisir l'axe de pivotement vertical . Ceci a pour avantage de rendre ce type de gréement compatible avec les coques de bateaux à voile destinées à recevoir un mât non haubanné pouvant tourner librement dans son emplacement dans le pont . L'axe de pivotement du gréement réalisé selon l'invention peut alors être constitué par l'emplacement prévu pour le mât dans le pont de tels bateaux Si, pour des raisons de poids et d'encombrement, il apparaît néccssaire d'utiliser un bras 110 de longueur modérée, il est possible que le bateau ait un équilibre instable aux allures de près .Ceci s'explique par le fait que lorsque le bateau commence à giter, sa voilure dont la partie supérieure est inclinée vers le bord au vent lorsque le bateau est horizontal voit son inclinaison diminuer ; ainsi, la voile offre progressivement une surface plus grande au vent à mesure que le bateau gite, et la force du vent sur la voile augmente à mesure que le bateau gite Le Le bateau a ainsi de plus en plus tendance à giter et chavire rapidement si le mât atteint la verticale après que le bateau ait dépassé l'angle de gîte au delà duquel son centre de gravité passe sous le vent de son centre de carène Il est donc intéressant dans ce cas de limiter la "portance" de la voilure aux allures de près qui sont celles où le bateau a le plus tendance à giter .Ceci est obtenu dans le mode de réalisation représenté où l'axe autour duquel pivote l'ensemble mat-bras 105-110 est incliné vers l'arrière du bateau . En effet, dans un tel cas, le mât est plus incliné lorsque le bras 110 est plus vers l'avant, c'est à dire aux allures de largue, que lorsqu'il est orienté plus vers le côté, ce qui est le cas aux allures de près Si l'axe de pivotement choisi est parallèle au mât lorsque le bras est orienté vers l'avant dans le plan de symétrie longitudinal du bateau, le mât vient se situer dans un plan vertical parallèle au plan de symétrie longitudinal du bateau lorsque le bras se trouve perpendiculaire à ce plan La portance de la voile peut ainsi devenir nulle dans cette position du gréément, et la position du centre de dérive du bateau peut être choisie de telle sorte que le bras 110 soit dans cette position perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal du bateau aux allures de près où l'on peut souhaiter limiter la "portance" de la voile D'une façon générale, il est intéressant, pour avoir une "portance" de la voile supérieure aux allures de largue et inférieure aux allures de près, de choisir un axe de rotation de l'ensemble rigide mat-bras 105-110 qui soit situé dans un plan vertical parallèle au plan vertical de symétrie longitudinal du bateau, et dont la partie supérieure soit inclinée vers 1' arrière du bateau Selon le mode de réalisation de l'invention représenté, le gréément s'applique à un dériveur catamaran . Il est cependant possible de l'appliquer à tous les types de bateaux à voile y compris les monocoques Dans ce cas, et pour résumer, il est intéressaqnt/ltextrémité inférieure du mât 105 soit fixée de façon rigide à l'une des extrémités 109 d'un bras 110 pouvant pivoter autour d'une articulation 111 située à l'autre extrémité de ce bras 110 et constituant également le point bas 111 solidaire de la coque du bateau et éloigné du mât 105 par le bras 110 Il est également intéressant dans ce cas que l'articulation 111 située à l'extrémité du bras 110 ne supportant pas le mât 105, ne permette que la rotation de l'ensemble rigide m t-bras 105-110 autour d'un axe vertical passant par cette articulation 111 Toujours dans ce cas, il est intéressant que l'articulation 111 située à l'extrémité du bras 110 ne supportant pas le mât 105, ne permette que la rotation de l'ensemble rigide m t-bras 105-110 autour d'un axe situé dans un plan vertical parallèle au plan vertical de symétrie longitudinal du bateau, et dont la partie supérieure est inclinée vers l'arrière du bateau Dans cette dernière configuration, le point haut 106 fixe par rapport à la coque du bateau et situé dans l'alignement du mât 105 peut avec intérêt être matérialisé par les extrémités supérieures de deux perches 107 et 108 dont les extrémités inférieures sont fixées à l'arrière de la coque du bateau, de part et d'autre de son plan de symétrie longitudinal Ce point haut fixe peut aussi être matérialisé par un haubannage, les haubans se rejoignant en ce point REVENDICATIONS 1/ Gréement orientable pour bateau à voile à voilure "portante", comportant - une mâture pour établir une voilure 112 de manière que l'action du vent sur la voilure conjuguée à celle de l'eau sur le plan de dérive du bateau fasse se déplacer le bateau vers l'avant ; cette voilure 112 étant "portante", c est à dire ayant sa partie supérieure inclinée vers le bord au vent - et des moyens d'orientation de la voilure pour orienter cette voilure 112 par rapport au vent de manière d'une part à déplacer à volonté en cours de route la position du centre de voilure, et d'autre part à optimiser la poussée du vent en fonction de la direction de déplacement choisie Z caractérisé par le fait que la mature comporte au moins un mât 105 pouvant pivoter autour-d'un axe passant par un point haut 106 fixe par rapport à la coque du bateau et situé dans l'alignement du mât 105, et par un point bas 111 solidaire de la coque du bateau et éloigné du mat 105 2/ Gréement orientable selon la revendication 1, caractérisé par le fait que \ eXtremittnferieure du mât est fixée de façon rigide à l'une des extrémités 109 d'un bras 110 pouvant pivoter autour d'une articulation 111 située à l'autre extrémité de ce bras 110 et constituant également le point bas 111 solidaire de la coque du bateau et éloigné du mât 105 par le bras 110 3/ Gréement orientable selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'articulation 111 située à l'extrémité du bras 110 ne supportant pas le mat 105, ne permet que la rotation de l'ensemble rigide mât-bras 105-110 autour d'un axe vertical passant par cette articulation 111 4/ Gréement orientable selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'articulation 111 située à l'extrémité du bras 1-10 ne supportant pas le mît 105, ne permet que la rotation de l'ensemble rigide mât-bras 105-110 autour d'un axe situé dans un plan vertical parallèle au plan vertical de symétrie longitudinal du bateau, et dont la partie supérieure est inclinée vers l'arrière du bateau 5/Gréement orientable selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le point haut 106 fixe par rapport à la coque du bateau et situé dans l'alignement du mât 105 est matérialisé par les extrémités supérieures de deux perches 107 et 108 dont les extrémités inférieures sont fixées à l'arrière de la coque du bateau, de part et d'autre de son plan de symétrie longitudinal 6/ Gréement orientable selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une barre rigide 113 fixée à l'extrémité 109 du bras permet au conducteur de déterminer la position du mât, et donc la position du centre de voilure qui commande l'orientation du déplacement du bateau 7/ Gréement orientable selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le point haut 106 fixe par rapport à la coque du bateau et situé dans l'alignement du mât comporte la fixation d'un trapèze pouvant servir aussi bien à babord qu'à tribord