Brevet FR2577194A1 — publié le 19860814

La présente invention concerne les bâteaux à voile. Elle est particulièrement adaptée aux catamarans. Ce type de bâteau est habituellement propulsé par une grand-voile et un foc (ou par une voile unique) établis sur un mât prenant appui au milieu du bras de liaison avant et maintenu par un haubanage. Les inconvénients de ce type de gréement sont d'une part que la forte compression existant à la base du mât impose un effort important au bras de liaison avant, d'autre part que lorsque le bâteau navigue avec une légère gite destinée à sortir la coque au vent (côté d'où vient le vent - opposé au coté sous le vent) de l'eau, il s'exerce sur les voiles une force ayant une composante verticale dirigée vers le bas qui tend à enfoncer dans l'eau la coque sous le vent. Il est possible de rémédier à ce dernier inconvénient en inclinant le sommet du mât du côté du vent. Ce principe est mis en pratique sur les planches à voile, dont le mât est articulé à la base. On a également tenté de l'appliquer sur des dériveurs ou des catamarans de sport (voir les brevets GB2030946, US4005669, FR2409184), les inventions proposées présentant comme inconvénients de ne permettre qu'un angle d'inclinaison latéral du mât très faible et de nécessiter, pour provoquer ou pour règler cette inclinaison, un effort musculaire important de la part de l'équipage. La présente invention vise à fournir, pour un bâteau à voile dont l'importance de la surface de voilure rend inaplicable le gréement de la planche à voile, un systèmeRermettant d'incliner latéralement le mât sans effort quelle que soit cette surface de voilure et cela même par vent fort, en autorisant un angle maximal d'inclinaison important de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal du voilier, au moyen d'une structure aussi légère, résistante et peu encombrante que possible. L'invention utilise à cet effet un bâti fixe relié à la coque et supportant l'articulation du mât, constitué de deux jambes de support rectilignes s'élevant de la coque dans un plan parallèle à la direction transversale et convergeant à l'articulation, associé à un rail de guidage de l'inclinaison latérale et à des moyens de commande de cette inclinaison. La première partie du résultat recherché, à savoir la possibilité d'incliner le mât sans effort, est obtenue grace à la position de l'articulation sur le mât. Cette position conditionne la réaction du plan de voilure à l'action du vent. Il existe un point d'équilibre indifférent. Si l'articulation est placée au-dessus du point d'équilibre, l'action du vent sur le voile aura pour effet de faire basculer au vent le sommet du mât. Si, à l'inverse, l'articulation est placée en-dessous du point d'équilibre, l'action du vent sur la voile aura pour effet de faire basculer sous le vent le sommet du mât. Ce point d'équilibre se situe approximativement à la moitié de la hauteur du mât ; une méthode permettant de le déterminer de façon plus précise figure dans la description d'un mode de réalisation particulier de l'invention qui est faite ci-apres. L'articulation est placée à proximité du point d'équilibre, au-dessus ou en-dessous suivant l'effet que l'on veut obtenir. La seconde partie du résultat recherché, à savoir que l'angle d'inclinaison latérale soit important et que la structure soit peu encombrante, est obtenue en reportant en hauteur le rail de guidage. Ce rail est fixé sur la face arrière d'un support reliant les deux branches du bâti et s'étendant de part et d'autre de l'angle aigu limité par celui-ci. I1 a la forme d'un arc de cercle dont le centre est le point de reprise de l'articulation sur le mât. Sur ce rail coulisse librement un chariot relié au mât en un point situé aux environs du tiers de sa hauteur à partir du bas. Le rayon de l'arc de cercle que forme le rail est égal à la distance le séparant de l'axe d'articulation soit environ le sixième de la hauteur du mât. La longueur du rail, pour un angle maximal d'inclinaison donné étant proportionnelle au rayon du cercle, on voit que l'on peut obtenir, avec un rail dont la longueur ntexcède pas la largeur du bâteau, un angle d'inclinaison beaucoup plus important que lorsque le rail est fixé au pied du mât et relié à la coque ; avec l'avantage supplémentaire dans le cas d'un catamaran que le rail ne traine pas dans l'eau. D'autres caractéristiques de l'invention seront mises en évidence dans la description qui suit en référence aux dessins annexés représentant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation particulier de l'invention. Dans ces dessins La figure 1 est une vue de profil La figure 2 est une vue de l'avant Le voilier représenté est un catamaran comportant deux coques 1 et 2 réunies par deux bras de liaison 3 et 4. Chaque coque est équipée d'une dérive 5 et d'un gouvernail 6. La voile unique 7 est établie sur un mât 8. Ce mât est relié au moyen d'un câble en un point 9 au sommet d'une potence constituée de deux parties rectilignes 10 et 11 réunies en tête par un embout de liaison 12. Ces parties rectilignes sont encastrées à leur base sur chaque coque. Elles sont réalisées en matériau composite à base de fibres de carbone. Une pièce 13 réunit les deux branches de la potence tout en débordant de part et d'autre de l'angle aigu limité par celle-ci. Cette pièce est réalisée en matériau composite à base de fibres d'aramide et de carbone. Elle sert de support à un rail 14 fixé sur sa face arrière, sur lequel coulisse un chariot 15 relié au mât, au moyen d'un cordage au niveau du tiers inférieur de sa hauteur. Le rail 14 à la forme d'un arc de cercle dont le rayon de courbure est égal à la distance séparant les points 9 et 15 de liaison du mât. Les moyens de commande et de règlage de l'inclinaison du mât sont constitués, à gauche par une bastaque 16 et une écoute 17, à droite par une bastaque 18 et une écoute 19. Les bastaques sont reliées au mât au niveau du quart supérieur de sa hauteur. Le contrôle de l'orientation de la voile par rapport à la direction du ventse fait au moyen d'une écoute 20 agissant à l'extrémité 21 d'un wishbone 22. Le fonctionnement du dispositif est indiqué ci-dessous. La résultante des efforts dûs au vent s'exerçant sur la voile est située en un point 23 appelé centre de poussée. Cette résultante a une composante horizontale dirigée vers l'avant et une composante perpendiculaire au plan de voilure. La comppsante dirigée vers l'avant, qui fait avancer le bâteau, est reprise au niveau de la potence et du rail aux points 9 et 15. Un axe horizontal passant par le centre de poussée coupe le mât entre les points 9 et 15. La composante perpendiculaire au plan de voilure a pour effet de faire basculer le plan de voilure autour d'un axe passant par les points 9 (point d'articulation du mât au sommet de la potence) et 21 (point d'écoute). La distance du centre de poussée 23 à cet axe etant très faible, cet effort de basculement est très facilement contré par une action sur les moyens de commande de l'inclinaison du mât ; c'est-à-dire sur la bastaque 16 et l'écoute 17 si l'équipage se trouve sur la coque gauche, sur la bastaque 18 et l'écoute 19 si l'équipage est placé sur la coque droite. Dans le cas du bateau selon cette forme d'exécution de l'invention, le point d'articulation 9 du mât sur la potence a été déterminé de telle manière que le centre de poussée 23 soit légèrement au-dessus de l'axe 21-9 de manière à provoquer un rappel du plan de voilure vers le plan de symétrie du bâteau sous l'action du vent, utile par exemple au moment du virement de bord. Dans une autre forme d'exécution de l'invention le point dlartlcula- tion 9 est placé de telle manière que le centre de poussée 23 soit situé légèrement en-dessous de l'axe 21-9. De cette manière, l'action du vent sur la voile a pour effet de faire basculer au vent le sommet du mat. Comme il va de soi, l'inXvention ne se lifte pas aux seules formes dexécutîop décrite ci-dessus mais englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1) Bâteau à voile comportant - une coque 1 propre à flotter sur l'eau et s'y déplacer en privilégiant le déplacement selon une direction longitudinale qui présente un sens vers l'avant et un sens vers l'arrière, - un mât 8 s'élevant au-dessus de cette coque, pour permettre d'établir d'un côté arrière de ce mât une voile 7 apte à recevoir du vent une poussée dont la composante longitudinale est dirigée vers l'avant et dont une partie est transmise à ce mât, - et des moyens de liaison de ce mât à cette coque notamment pour transmettre cette partie de poussée à cette coque, ces moyens de liaison comportant -une articulation de mât 9 maintenant ce mat en un point intermédiaire de sa hauteur tout en permettant des mouvements d'inclinaison de celui-ci, -un bâti de support d'articulation 10 fixé à ladite coque, s'élevant à partir de celle-ci à l'avant de ce mât, et supportant cette articulation, -un rail de guidage de mât 14 lié à cette coque et disposé au-dessus de celle-ci, à distance et au-dessous de ladite articulation, ce rail s'étendant sur une longueur limitée et en moyenne selon une direction transversale qui est horizontale et perpendiculaire à ladite direction longitudinale, -une liaison de ce mât à ce rail de guidage pour au moins limiter, au moins pendant une période de navigation, les mouvements non commandés d'inclinaison de ce mât autour de cette articulation, la liaison de faisant par l'intermédiaire d'un chariot de guidage de mât 15 qui coulisse sur ce rail de guidage en entrainant des mouvements d'inclinaison latérale de ce mât, ces mouvements étant des rotations du mât autour d'un axe d'inclinaison latérale qui passe par cette articulation et s 'étend sensiblement selon ladite direction longitudinale, -et des moyens de commande d'inclinaison latérale de mât 16 et 17 pour commander à la fois la position de ce chariot sur ce rail de guidage et l'angle d'inclinaison latérale du mât correspondant à cette position, cet angle étant celui qui mesure la rotation de ce mât, à partir d'une position moyenne, autour de cet axe d'inclinaison latérale, de manière que ces moyens permettent notamment d'agir sur la composante verticale de la poussée d'un vent de travers sur la voile, -ce bâteau étant caractérisé par le fait que ledit rail de guidage est fixé audit bati de support d'articulation plus près de ladite articu laotien que de ladite coque, de manière que la valeur maximale dudit angle d'inclinaison latérale commandable par lesdits moyens de commande soit grande malgré la longueur limitée de ce rail. 2) Bateau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit bâti de support d'articulation comporte deux jambes de support rectilignes rigides 10 et 11 s'élevant de la coque dans un plan parallèle à ladite direction transversale et convergeant à ladite articulation, ce bati étant par ailleurs haubané, ledit rail de guidage étant pourvu de moyens de rigidification 13, débordant transversalement de part et d'autre de l'ensemble de ces deux jambes de support, et étant fixé à chacune de ces deux jambes, de manière à constituer une structure légère et résistante.