Brevet FR2585324A1 — publié le 19870130

L'invention est relative aux voiles pour véhicules à propulsion éolienne, notamment pour embarcations. On sait que les voiles d'un tel véhicule sont reliées, par au moins trois points d'attache, au gréement du véhicule et que leur rôle est de transmettre les efforts auxquels elles sont soumises à ce gréement. On sait également que les efforts auxquels est soumise une voile engendrent dans cette voile des tensions dont on connait mal la répartition dans la voile : de ce fait la construction de la voile est rendue difficile et onéreuse. La présente invention a pour but de simplifier cette construction, de la rendre moins onéreuse, tout en permettant d'obtenir une voile plus performante que celles réalisées jusqu'à ce jour. Selon l'invention la voile présente au moins trois points d'attache destinés à la relier au gréement du véhicule et elle est caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins un renfort-44héaire souple fixé de façon continue sur la surface de la voile, les deux extrémités de ce renfort linéaire souple coopérant mécaniquement avec un ou deux des trois susdits points d'attache, le module d'élasticité longitudinal du matériau constituant le susdit renfort linéaire souple étant plus grand que les modules d'élasticité du matériau constituant la voile de façon que la mise en tension de la voile par ses trois points d'attache et/ou par le vent provoque la mise en tension du renfort linéaire souple, ledit renfort linéaire souple présentant au moins une partie courbe dont le rayon de courbure est choisi pour obtenir une répartition prédéterminée souhaitée des tensions dans la voile. Grâce à cette disposition on constate que lorsque la voile est mise en tension - son matériau constitutif se déforme plus que la déformation longitudinale du renfort linéaire souple de sorte que l'essentiel des efforts de tension est transmis au renfort linéaire souple, - un élément de surface de voile pris au niveau d'un élément de renfort linéaire souple est soumis à une tension élémentaire résultante induite par la variation en grandeur et en orientation des deux tractions opposées. s'exerçant sur ledit élément de renfort linéaire souple l'ensemble de ces tensions élémentaires déterminant la répartition prédéterminée souhaitée des tensions dans la voile. Les deux extrémités du renfort linéaire souple peuvent coopérer mécaniquement directement avec un ou deux des trois points d'attache de la voile, c'est-à-dire aboutir à un ou deux des susdits trois points d'attache. Les deux extrémités du renfort linéaire souple peuvent également coopérer mécaniquement indirectement avec un ou deux des trois points d'attache de la voile, c'est-à-dire être reliées à un ou deux des susdits trois points d'attache par l'intermédiaire d'un lien de traction. La partie courbe du renfort linéaire souple peut entre une courbe parabolique, la répartion des tensions dans dans la voile étant alors uniforme et orientée parallèlement à l'axe de la parabole. La partie courbe du renfort linéaire souple peut mB1 etre une courbe exponentielle (de forme r = e , r étant le rayon, m un coefficient et 8 l'angle polaire), la répartition des tensions dans la voile étant alors radiale, indépendante de l'angle et linéairement décroissante avec le rayon. L'invention consiste, mises à part les dispositions dont il vient d'etre question.-en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en meme temps et qui seront plus explicitement décrites ci-après. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des formes d exécution préférées de 1 invention, supposées appliquées à une embarcation, et ne comportent bien entendu aucun caractère limitatif, La figure 1 est un schéma expliquant le principe de l'invention. La figure 2 représente une voile de planche à voile établie suivant une première forme d'exécution de l'invention. La figure 3 représente une voile -type "grand voile" d'un bateau à voile établie suivant une deuxième forme d'exécution de 1 invention. La figure 3a illustre une variante de la forme d'exécution de l'invention représentée sur la figure 3. La figure 4 représente un spinnaker de bateau à voile établi suivant une troisième forme d'exécution de l'invention. Sur la figure 1 on a montré schématiquement une voile 1 dont le contour est symbolisé par un cercle et dont les trois points d'attache la reliant au gréement (non représenté) de l'embarcation sont indiqués en A, B et C. Cette voile 1 comporte un renfort linéaire souple R fixé de façon continue (par exemple cousu ou collé) sur la surface de la voile 1. Les deux extrémités de ce renfort linéaire souple R coopèrent mécaniquement avec deux des trois points d'attache, les points B et C, en étant reliées directement aux dits points d'attache B et C. Le module d'élasticité longitudinal du matériau constituant le renfort linéaire souple R est plus grand que les modules d'élasticité du matériau constituant la voile 1 de façon que la mise en tension de la voile 1 par ses trois points d'attache A. B, C et/ou par le vent provoque la mise en tension du renfort linaire souple R; en effet lorsque la voile 1 est mise en tension son matériau constitutif se déforme plus que la déformation longitudinale du renfort linéaire souple R de sorte que l'essentiel des efforts de tension est transmis au renfort linéaire souple R. Le renfort linéaire souple R présente au moins une partie courbe dont le rayon de courbure est choisi pour, obtenir une répartition prédéterminée souhaitée des tensions dans la voile 1; en effet lorsque la voile 1 est mise en tension un élément de surface dS de voile, pris au niveau d'un élément dR de renfort linéaire souple. est soumis à une tension élémentaire résultante dT induite par la variation en grandeur et en orientation des deux tractions T1 et T2 opposées s'exerçant sur ledit élément dR de renfort linéaire souple. l'ensemble de ces tensions élémentaires dT déterminant la répartition prédéterminée souhaitée des tensions dans la voile 1. Sur les figures 2, 3 et 4 on a représente des voiles 1 de différents types, à savoir, une voile de planche à voile (figure 2) qui présente une ligne d'attache entre les points d'attache A et 8 suivant le màt 2 de la planche et un point d'attache C défini par l'extrémité du wishbone 3 de la planche, une voile 1, la grand voile, d'un bateau (figure 3) qui présente une première ligne d'attache entre les points d'attache A et B suivant le mat 4 du bateau et une seconde ligne d'attache entre les points d'attache B et C suivant la bôme 5 du bateau, une voile 1, le spinnaker, d'un bateau (figure 4) qui présente trois points d'attache A, B et C. La voile de planche à voile représentée à la figure 2 comporte deux renforts linéaires souples R1 et R2 Le premier de ces renforts R1 part du point d'attache A situé en tête du mat 2 et aboutit a un point d'attache M situé entre les points d'attache A et B sur la ligne d'attache AB, et il est fixé sur la voile 1 selon une courbe formée par un segment de parabole d'axe X1. Le second de ces renforts R2 part du point d'attache C défini par l'extrémité du wishbone 3 et aboutit à un point intérieur J relié au point d'attache B situé vers le pied du mat 2 par un lien de traction 6, ce second renfort R2 étant fixé sur la voile 1 selon une courbe formée par un segment de parabole d'axe X2 parallèle à l'axe X1 de la parabole du premier renfort R1. Grâce à la présence des deux renforts R1 et R2 le champ des tensions dans la voile 1 est alors le suivant champ uniforme, figuré par les flèches dT, parallèle à la direction des axes X1 et X2 dans la région de la voile comprise entre les points AMJC champ nul dans les deux régions de la voile comprises entre les points MJB et entre les points BJC. Il est à remarquer qu au point d'attache A la traction TA qui s'exerce sur le premier renfort linéaire souple R1 est supérieure à la traction TM qui s'exerce sur ce premier renfort linéaire souple R1 au point d'attache M. De même la traction TC qui s'exerce au point d'attache C sur le second renfort linéaire souple R2 est supérieure à la traction TJ qui s'exerce sur ce second renfort linéaire souple R2 au point intérieur J- et qui est retransmise par le lien de traction 6 au point d'attache B. La grand voile représentée à la figure 3 comporte deux renforts linéaires souples R1 et R2. Le premier de ces renforts R1 part du point d'attache A situé en tète du mât 4 et aboutit à un point d'attache M situé entre les points d'attache A et B sur la ligne d'attache AB, et il est fixé sur la voile 1 selon une courbe formée par un segment de parabole d'axe X1. Le second de ces renforts R2 part du point d'attache C défini par l'extrémité de la bôme 5 et aboutit à un point intérieur J relié au point d'attache B situé vers le pied du mât 4 par un lien de traction 7, ce second renfort R2 étant fixé sur la voile 1 selon une courbe formée par un segment de parabole d'axe X2 parallèle à l'axe X1 de la parabole du premier renfort R1. Grâce à la présence des deux renforts R1 et R2 le champ des tensions dans la voile est alors le suivant champ uniforme, figuré par les flèches dT, parallèle à la direction des axes X1 et X2 dans la région de la voile comprise entre les points AMJC ; champ nul dans les deux régions de la voile comprises entre les points MJB et entre les points BJC. Il est à remarquer qu'au point d'attache A la traction TA qui s'exerce sur le premier renfort linéaire souple R1 est supérieure à la traction TM qui s'exerce sur ce premier renfort linéaire souple R1 au point d'attache M. De même la traction T C qui s'exerce au point d'attache C sur le second renfort linéaire souple R2 est supérieure à la traction Tj qui s'exerce sur ce second renfort linéaire souple R2 au point intérieur J et qui est retransmise par le lien de traction 7 au point d'attache B. Selon une variante, la grand voile 1 peut comporter un premier renfort R1 qui part du point d'attache A situé en tête du mât 4 et aboutit à ce meme point d'attache A, ce premier renfort R1 étant fixé sur la voile 1 selon une courbe formée par un segment de courbe exponentielle. Le champ des tensions dans la partie supérieure de la voile 1 est alors un champ radial constant convergeant au point d'attache A, (tension indépendante de l'angle et linéairement décroissante avec le rayon),ce champ radial se trouvant transformé en un champ uniforme parallèle par la latte 8 qui travaille alors en compression (figure 3a, sur laquelle les mêmes chiffres de référence en désignent les mêmes organes que sur la fig-ure 3). Le spinnaker représenté à la figure 4 comporte trois renforts linéaires souples R1, R2 et R3. Le premier de ces renforts R1 part du point d'attache A et revient à ce point d'attache A et il est fixé sur la voile 1 selon une courbe formée par un segment de courbe exponentielle. Le deuxième renfort R2 part du point d'attache B et aboutit à ce même point d'attache B et il est fixé sur la voile 1 selon une courbe formée par un segment de courbe exponentielle. Le troisième renfort R part du point d'attache C 3 et aboutit à ce meme point d'attache C et il est fixé sur la voile 1 selon une courbe formée par un segment de courbe exponentielle. Grâce à la présence des trois renforts R1, R2 et R3, le champ des tensions dans la voile 1 est alors le suivant champ radial constant, (tension indépendante de 1 angle et linéairement décroissante avec le rayon) figuré par les flèches dT, convergeant au point d'attache A dans la région de la voile aboutissant au point d'attache A; champ radial constant, (tension indépendante de l'angle et linéairement décroissante avec le rayon) figuré par les flèches dT, convergeant au point d'attache B dans la région de la voile aboutissant au point d'-attache B champ radial constant, (tension indépendante de l'angle etlinéairement décroissante avec le rayon) figuré par les flèches dT. convergeant au point d'attache C dans la région de la voile aboutissant au point d'attache C. Pour des raisons de construction il est possible que certains ou la totalité de ces trois renforts R1, R2 et R3 n'aboutissent pas respectivement aux points d'attache A, B et C, mais soient reliés à ces points d'attache par des liens de traction. Finalement et quelque soit la forme d'exécution envisagée on dispose d'un voile dont la construction est plus simple et moins onéreuse que les voiles classiques, et ce notamment en raison de la possibilité d'utiliser un matériau unidirectionnel et souple, ce choix d'un matériauunidirectionnel étant rendu possible grâce au fait que l'on peut obtenir dans la voile, une répartition prédéterminée souhaitée (par exemple uniforme) des tensions: de plus la voile étant constituée en matériau unidirectionnel elle est moins déformable dans le sens de ce matériau. REVENDICATIONS 1. Voile pour véhicule à propulsion éolienne, notamment pour embarcation, présentant au moins trois points d'attache (A,B,C) destinés à la relier au gréement du véhicule caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins un renfort linéaire souple (R, R R1,R2,R3J ,R2 R3) fixé de façon continue sur la surface de la voile (1 ) , les deux extrémités de ce renfort linéaire souple coopérant mécaniquement avec un ou deux des trois susdits points d'attache lA.B- C), le module d'élasticité longitudinal du matériau constituant le susdit renfort linéaire souple (R,R1,R2,R3). étant plus grand que les modules d'élasticité du matériau constituant la voile (1) de façon que la mise en tension de la voile (1J par ses trois points d'attache (A,B,C) et/ou par le vent provoque la mise en tension du renfort linéaire souple (R,R1,R2,R3), ledit renfort linéaire souple présentant au moins une partie courbe dont le rayon de courbure est choisi pour obtenir une répartition prédéterminée souhaitée des tensions dans la voile (1). 2. Voile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le renfort linéaire souple (R,R1,R2,R3) R2 R3) aboutit à son ou ses points d'attache (A,B,C). 3. Voile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le renfort linéaire souple (R,R1,R2,R3} R2, R3) est relié à son ou ses points d'attache (A,B,C) par l'intermédiaire d'au moins un lien de traction (6,7). 4. Voile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la partie courbe du renfort linéaire souple (R,RI,R2,R3) est une courbe parabolique. 5. Voile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la partie courbe du renfort linéaire souple (R,R1,R2,R3) est une courbe exponentielle.