Brevet FR2546847A1 — publié le 19841207

la présente invention se rapporte d'une manière génerale aux navires lestes à coque moulée et plus particulièrement aux voiliers munis d'au moins une dérive. On a de'là propose d'équiper les coques de navires dtappendices profiles formant plan anti-dérive 9 soit pour ameliorer leur manoeuvrabilltéç soit pour leur permettre de remonter contre le vent dans le cas de navires à voile. On connait les navires comportant, soit une quille fixe, soit un embryon de quille fixe compté par une dérive amovible, soit une quille repliable sous la coque. De tels navires nécessitent lvutilisation d'un dispositif de béquilles amoyibles pour stabiliser leur assiette lors de l'échouage et pour offrir une garde au sol suffisante pour protéger les bordés de la coque de tout con- tact avec les objets durs dépassant du sol tels que, rochers, cailloux, épaves métalliques etc... les béquilles présentent l'inconvénient d'etre un poids mort en navigation, de n'offrir aucune fiabilité en cas d'échouage sur sol meuble ou hétérogène d'ion duire des chocs répétitifs préjudiciables à la pérénité de la coque en cas de fort clapot. Par ailleurs, dans le cas pré-cité de voi- lier à dérive amovible, il est reconnu que cette formule offre de médiocres qualités de remontée contre le vent, imputables principalement aux turbulences engendrées au droit de la dérive par le bord d'attaque de l'embryon de quille. Certains autres voiliers dont la quille ou la dérive est totalement escamotable dans la coque offrent de bonnes caractéristiques de remontée au vent. Ne disposant d'aucun appendice anti-dérive secondaire fixe, ils peuvent s'échouer directement sur les fonds renforcés de leur coque et etre rendus auto-stables à l'échouage sans nécessiter l'utilisation de béquilles. Dans le cas ci-dessus la partie inférieure des bordés latéraux de la coque est exposée au contàct des objets durs pouvant dépasser du sol : par ailleurs, en l'ab sence d'appendice anti-dérive secondaire, ces navires s"ave- rent difficilement manoeuvrants pendant la phase d'échouage ou de déséchouage, notamment par fort vent latéral. Les voiliers tels que ci dessus comportent un puits abritant la totalité du volume de la quille ou de la dérive. Ce puits s9avère particulierement encombrant au sein des aménagements intérieurs de sorte que la surface to- tale du plan anti-dérive est souvent volontalrement réduite pour limiter cet encombrement 9 et ce, au détriment de la qua- lité de la remontée contre le vent. Un autre inconvénient connu à ce type de navire est de nécessiter, vu son faible tirant d"eau, d'un dispositif mécanique de relevage du safran ainsi qu'un dispositif par ticulier~de protection de l'hélice. Certains autres voiliers dispose-nt d'une coque présentant, en partie basse, une excroissance profilée, fuselée en ses deux extrémités, formant quille creuse et contenant le lest, une partie du puits de dérive ainsi que des réservoirs d'eau et de combustible Dans certains cas, cette excroissance comporte en partie centrale un méplat suffisam-ment large pour rendre le navire auto stable à l'échouage sans nécessiter l'utilisation de béquilles. Dans le cas pré-cité, 7 le principal inconvénient consiste en une diminution notable de la stabilité latérale du navire lorsque les réservoirs sont vides ainsi qu'une évolutivité médiocre sous voiles inhérente à la longueur nécessaire de 1 'excroissance. Dans certaines réalisations récentes de voiliers à coque métallique, on a déjà proposé de doter la coque d'une excroissance profilée formant quille creuse et contenant seulement une partie du lest et du puits de dérive. La forme de cette excroissance est inscrite dans un volume tétraèdrique dont la face inférieure est suffisamment large pour rendre le navire auto-stable à l'échouage, dont les deux faces latérales constituent un plan anti-dérive secondaireXdont la hauteur moyenne assure une garde au sol continue du reste des bordés latéraux de la coque. Les inconvénients inhérents à ce type de construction sont de plusieurs sortes les risques d'électrolyse excluant la solution d'un lest moulé rapporté, l'excroissance de la coque et le lest intérieur nécessitent une structure composite complexe d'un coût de fabrication élevé. Les bordés tétraèdriques, réalisés en tôles épaisses soudées, difficilement formables, présentent des aretes vives, sortantes, nuisibles à un bon écoulement. Les lèvres d'obturation du puits de dérive, dont les fixations s'avèrent difficile à protèger, sont sou -vent supprimées, malgré la persistance de turbulences néfastes à l'avancement du navire. La présente invention vise les navires à coque moulée afin de résoudre simultanément les problèmes de l'échouage auto-stable, de la protection des bordés de coque et de l'hélice 8---l;'éehouage; de l'intégration aisée dans le cas d'un voilier du puits de dérive au sein des aménagements, de la maintenance d'un plan anti-dérive secondaire d'excellente qualité hydrodynamique, de la possibilité d'utiliser un safran non amovible; dans le cadre d'une réalisation simple et de mise en oeuvre économique et aisée. Un appendice selon l'invention se caractérise en ce qu'il est constitué d'un lest métallique rapporté sous la coque d'un navire à coque moulée dont le volume immergé, inscrit dans un tétraèdre curviligne, forme semelle d'échouage et plan anti-dérive. La partie médiane de la face inférieure de l'ap pendice, en contact avec le sol, est suffisamment large pour rendre le navire auto-stable à l'échouage ; la hauteur moyenne de l'appendice en cet endroit maintient une garde au sol continue suffisante pour protéger efficacement les bordés de la coque des cailloux ou objets pointus dépassant du sol, la hauteur de l'arête verticà9e formant bord de fuite étant suffisante pour assurer une protection naturelle de l'hélice et doter le navire d'un tirant d'eau suffisant lui permet tant l'usage d'un safran non relevable. Chacune des faces latérales de l'appendice consti tue un plan anti-dérive dont le bord de fuite résulte de leur intersection dans un plan vertical. les deux arêtes inférieures sont arrondies dans leur section transversale pour offrir un écoulement hydrodynamique aussi régulier que possible. l'appendice pré-cité est également caractérisé en ce que sa face supérieure comprend, dans sa partie antérieure, un bossage encastré dans le volume de la coque permettant d'obtenir un angle dièdre de raccordement entre la surface de la coque et la surface immergée de l'appendice aussi faible que possible, garantissant un écoulement non perturbé au droit de la dérive qui peut être dotée dune épaisseur relative optimale. Le volume variable de ce bossage permet également d'ajuster à volonté la position du centre de gravité de l'appendice dans le plan longitudinal du navire, lui garantissant ainsi une assiette correcte. Dans le cas d'un voilier, l'appendice constitue un plan anti-dérive secondaire permettant d'obtenir un puits de dérive de surface très modérée, aisément intégrable au sein des aménagements intérieurs. Dérive rentrée, l'appendice permet au navire de rester très manoeuvrant pendant les phases d'échouage et de déséchouage. En outre, la division du plan anti-dérive assuré conjointement entre la dérive et l'appendice contribue à améliorer notablement l'équilibre de route du navire et ce, à toutes les allures. Un appendice selon l'invention est facilement adaptable aux coques de voiliers conçus pour être équipés d'une quille fixe par la.simple adjonction d'un bossage amovible en fond de moule. Un navire à coque moulée peut être aisément équipé d'un appendice profilé selon l'invention lui confèrant des qualités accrues de pérénnité, de manoeuvrabilité, d'équilibre de route, d'agrément des aménagements intérieurs et ce, de manière simple et économique. D'autres caractéristiques selon l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - La figure I montre une élévation longitudinale, avec arrachement partield'une coque de voilier muni d'une dérive pivotante et équipé d'un appendice selon l'ln- vention. - La figure 2 montre, à plus grande échelle une élévation transversale, avec arrachement partielfidu navire représenté sur la figure Io Les figures 3 et 4 sont dewc schémas il lui trant diverses conditions d'équilibre latéral d'un navire échoué équipé d'un appendice selon l'invention. w la figure 5 est une vue à échelle agrandie de rencart indiqué en III sur'la figure T. La figure 6 est une vue en plan, vu de dessus et à la meme échelle,de l'appendice représenté sur la figure 5 Les figures 7 et 8 sont des vues à échelle agrandie de l'encart indique en TV à la figure 2, repérées en AA' et BB' sur la figure 6. - les figures 9, IO, II, et 12 repré-sentent, vu de dessous et en perspective cavalière, diverses définitions géomètriques variantes de la surface immergée de l'appendice. La figure 13 représente à échelle agrandie et vue de dessus, une perspective cavalière de l'appendice équipé d'une dérive pivotante. I1 est connu que pour qu'un navire échoué reste stable, il suffit que la résultante de diverses forces extérieures combinées à son poids propre reste à l'intérieur du polygone de sustentation défini par ses divers points d'appui au sol. - Dans la figure 3, le Vecteur RI représente la force résultante combinant le poids propre du navire avec une charge excentrée telle que des personnes assises en rang serré d'un même côté du plat-bord. - Dans la même figure, le Vecteur R2 représente la force résultante combinant le poids propre du navire avec une poussée latérale telle qu'exercée par un vent violent. - Dans la figure 4, le Vecteur R3 représente la force exercée par le poids propre du même navire échoué sur un sol incliné, transversalement à sa ligne de plus grande pente (p). Dans les trois cas de figures pré-citées, chacune des résultantes est contenue dans le polygone delimité par la largeur (I O L) de la surface de l'appendice (12) en contact avec le sol (E.E) au droit du centre de gravité du navire (C G Q)O Ces exemples significatifs démontrent qu'un navire équipé d'un appendice suivant l'invention est rendu suffisamment atito-stable, pour ne plus nécessiter l'usage de béquilles. La forme de la section transversale médiane de l'appendice pré-cité, inscrite dans un-trapèze, s'avère dé- terminante pour les conditions limites de stabilité latérale en effet plus l'arrondi (r), montré figure 8, des aretes inférieures (TOI) et (102), montrées figures 9 et TO, sera faible, plus grande sera la stabilité latérale, mais ce, au détriment de l'écoulement au droit du contournement de l'arête. Inversement un arrondi (r) important, favorable à un bon écoulement, limitera le seuil de stabilité latérale. De même, si la face inférieure de l'appendice constituée d'une surface gauche continue, présente une courbure transversale, ce cas sera plus favorable à l'écoulement et plus défavorable à la stabilité que dans le cas inverse d'une surface développable présentant une section transversale droite. l'utilisation de surfaces développables, décrites en figures 9 et IO, permet, soit de réaliser un moule très économique, soit de doter l'appendice de paroi en tôles soudées. Le bord d'attaque de l'appendice peut être situé au droit de l'arête antérieure (IO A) du tétraèdre (IOO) tel que décrit figure 9, soit au droit d'une section transversale (IO T) de ce même tétraèdre représenté figure IO. Les figures II et 12 montrent une surface in- mergée variante d'un appendice réalisé "en forme" c'est à dire constitué d'une surface continue à double courbure. La plus grande complexité de réalisation du moule permet d'obtenir une surface de meilleure qualité hydrodynamique. Dans ce second cas, la surface immergée de l'ap- pendice peut être raccordée à la carène, soit suivant un triangle curviligne constituant la face supérieure du tétraè- dre (ZOO) circonscrit, tel que représenté figure II, soit suivant une courbe continue telle la section longitudinale (IO S) représentée figure I2. Dans tous les cas, l'appendice peut être réalisé en métal moulé tel que la fonte d'acier ou le plomb. I1 peut être protégé de la corrosion soit par des peintures appropriées, soit par une coquille rapportée de matière plastique rigide moulée résistante à l'abrasion. L'appendice peut être avantageusement fixé à la coque par scellement avec un mastic de résine, et par serrage réalisé à l'aide de boulons ou de tiges filetées taraudées (5) boulonnées en travers de la coque avec interposition d'un mastic élastomère étanche. Un évidement (6) réservé dans l'appendice au droit des tiges boulonnées, représenté figures 5, 6 et II, permet d'en diminuer les contraintes de cisaillement en cas de choc latéral. Diverses feuillures (4) réservées au moulage dans les parois de la fente (3) représentées figures 5, 6 et 8 permettent d'encastrer les fixations des lèvres d'obturation du puits ainsi que des bandes d'appui inférieur pour la déri- ve. Les principales discontinuités dimentionnelles de l'appendice, notamment en arrière du bossage supérieur, ainsi qu'à chaque extrémlté de la fente longitudinale, peuvent donner lieu à une concentration de contraintes internes dans le métal pendant la phase de moulage ou en cas de chocs mécaniques ou thermiques extérieurs. Pour prévenir tout risque de fracture accidentelle à ces endroitsXdifficile à protéger de la corrosion, l'appendice peut être avantageusement réalisé en éléments contigus tels que représentés en (I2I, I22, I23, I24) sur la figure 6. , Les différents cas de figure montrés à titre indicatif ne sont pas limitatifs des possibilités d'expression de l'appendice pré-cité. REVENDICATIONS T Appendice métallique profilé(Ik-)pour:équLper-les navires du genre à coque en matière armée moulée caractérisé en ce que aa surface immèrgée?-(O-Y - est inscrite dans un tétraèdre curviligne (IOO) formant semelle d'échouage et plan anti-dérive . en ce que la partie non immergée rapportée sous la coque, présente dans sa partie antérieure un bossage (II) encastré dans un volume réservé à cet effet dans la coque. 2. Appendice profilé suivant revendication I caractérisé-en ce que la surface immergée est constituée de surfaces développables dont les arêtes d'intersection (IOI) et (I02) sont arrondies. 3. Appendice profilé suivant revendica-tion I caractérisé en ce que la surface immergée est réalisée "en forme". 4. Appendice profilé suivant les revendications I et 2 caractérisé en ce qu'il comporte des parois en tôles façonnées. 5. Appendice profilé suivant revendications I et 2 ou I et 3 caractérisé en ce qu'il est réalisé en métal moulé. 6. Appendice profilé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en partie supérieure des évidements (6) au droit des boulons et tiges filetées taraudées assurant sa fixation à la coque. 7. Appendice profilé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une fente verticale (3) dans le plan longitudinal à l'aplomb d'un puits de dérive (P). 8. Appendice profilé suivant la revendication (7) caractérisé en ce que les parois de la fente sont pourvues de feuillures longitudinales (4). 9. Appendice profilé suivant revendications 7 et caractérisé en ce que la fente est équipée transversalement d'un axe horizontal (2) de relevage de dérive. IO. Appendice profilé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qui est fractionné en plusieurs éléments juxtaposés (121, 122, 123, 124). II. Appendice profilé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est revêtu d'une coquille rapportée en matière plastique rigide moulée. 12. Navire, tel que voiliers, comportant un appendice selon l'une quelconque des revendications pr8cé- dentes.