Brevet FR2632399A1 — publié le 19891208

RAPPORTEUR DE NAVIGATION A PLUSIEURS PONCTIONS : ROUTE, RELEVEMENT, COURANTS, MAREES. On sait que, connaissant le lieu ou ils doivent se rendre, les navigateurs sont contraints de tracer une route à partir d'une carte narine. ta route est nEterrinée de O 360 par rapport > un méridien. D'autre part, connaissant le tirant d'eau de leur bateau, les navigateurs doivent calculer d'apres les heures de la marée les limites de temps entre lesquelles la navigation leur est permise. A cette fin, les annuaires de marées indiquent pour les principaux ports les heures de pleine mer et basse mer ainsi que les hauteurs des pleines mers et basses mers, la différence de hauteur entre une haute et basse mer étant l'amplitude de la marée. Ces annuaires indiquent également les décalages en heures et hauteurs pour les ports secondaires. A défaut, des tables simplifiées fournissent toutes oes indications dans les ports ou stations cotières. Les cartes marines donnent les hauteurs d'eau les plus basses aux coefficients les plus forts sur des lignes de sonde. Enfin, dans les espaces soumis à la marée, les navigateurs sont contraints de calculer les routes à suivre en fonction de courants de marée. Des cartes spéciales correspondant à chaque heure de la marée précisent la direction et la vitesse de ces courants. A défaut, les cartes marines et certains annuaires de marée donnent toutes ces indications. A partir de ces données, il est plus ou moins aisé, apres avoir tracé une route, de corriger cette dernier des dérives dues aux courants ainsi cue de calculer les heures limites permettant la navigation. En effet, après avoir tracé la route à suivre sur la carte, on doit procéder a une construction géométrique qui consiste å porter sur la route suivie un vecteur orienté dans la direction du courant à un instant donné. La dimension de ce vecteur est proportionnel à la vitesse du courant ainsi qu'à la vitesse du navire représentant un vecteur route. La résultante indiluera la route réelle suivie par le navire. La dimension de cette résultante indiquera la vitesse réelle du navire. Inversenent, on pourra selon lemme principe : la construction géométrique, prévoir la route à suivre connaissant la vitesse et la direction du courant, ainsi que la vitesse du navire. En outre il est plus ou moins aisé également de calculer les heures linites pendant laquelle la navigation est permise en fonction du "tirant d'eau" du navire et de la hauteur de la marée. Ce calcul est gérnéralement effectué en anyliouant la règle dite "des dcuzièmes". La durée totale d'une marée est divisée en six parties égales sp?elfes "heures marées" dont la valseur est comprise entre 50 et 70 minutes. On admet que dans la première heure après une pleire mer ou une une basse mer, le niveau varie du douzième de l'amplitude, puis de douzièmes dRns la deuxième heure, trois douzièmes dans la troisième heure, trois douzièmes da:.s la quatrième heure, deux douzièmes dans la cinquième heure, un douzième dans la sixième heure. L'amplitude totale est donc de douze douzièmespour "six heures marée". La présente invention a pour objet un raporteur de navigation qui peret, outre le tracé des routes ou relètements d'obtenir directer-ent sans calcul ou avec un minimum de calcubtrès simples, d'une part : - la dérive de la route due au courant ainsi que la cor rection a apporter à cette route pour se rendre d'un point à un autre. La vitesse réelle mise par le navire pour effectuer cette route. d'autre part : - la présente invention permet d'obtenir sans calcul ou avec un minimum de calculs très simples, la hauteur d'eau en un endroit et à une heure donnée. Selon l'invention, ce rapporteur de navigation comprend une plaque en matière transparente de forme rectangulaire munie de deux glissières longitudinales. Dans une forme avantageuse de réalisation, on utilisera pour cette plaque un polycarbonate et comme glissières des profils en U en aluminium extrudé. Contre cette plaque, un disque en matière transparente également, maintenu par les deux glissières pourra pivoter sur son axe et en même temps opérer des mouvements de translation. Ce disque dont la périphérie est graduée de O à 3600, comprend concentriquement vers le centre des graduations de I5 en I5 degrés représentant vingt quatre heures. Sur ce disque, les points cardinaux sont indiqués par quatre traits, le Nord correspondant à 3600 et chaque trait surmonté d'une lettre N, E, S, W. Ce disque sert donc de rapporteur et d'affichage pour les heures. Ce rapporteur est surmonté d'une réglette en matière transparente pivotant sur le mbme axe que le rapporteur et subissant les mimes mouvements de translation. Cette réglette graduée de son centre à la périphérie dc O à 5 permet d'indiquer la direction d'un courant et sa vitesse. De plus, cette réglette porte les notations direction courant, vitesse courant subi, vitesse courant prévu. Le rapporteur se déplaçant latéralement sur la contre plaque, pourra positionné de façon aisée sur un méridien ou un parallèle de la carte marine pour déterrliner une rouie ou un relèvement. a bien positionné sur deux graphiques imprimés sur la contre plaque. Le premier graphique sert à calculer à l'aide de portions de cercle concentri- ques dont l'espacement est égal aux graduations de la réglette, la dérive due au courant. Le second graphique représenté par un secteur épais pour les heures qui, racscr- dé à une échelle linéaire des hauteurs d'eau par un réseau de lignes tracées suivant la loi de variation des hauteurs d'eau correspondant aux différentes périodes de la marée. Cette échelle est arbitrairement graduée verticalerent en une valeur maximale de l'amplitude de la marée formant le côté d'un trapèze ou d'un triangle rectangle. Cette échelle pouvant se déplacer grâce aux glissières de façon à amener le côté oblique du trapèze en concordance avec l'an- plitude de la marée. Le disque ayant été amené par rotation et par translation de façon à afficher l'heure de la pleine mer et l'heure de la basse mer, la concordance est réalisée entre les heures marée et les hauteurs d'eau. La description qui va suivre, aux regards des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention pourra étre réalisée, les particularités ressortant tant du dessin que du texte faisant partie de la dite invention. La figure I est une élévation de l'appareil. La figure 2 en est la coupe selon I - I La figure 3 est un agrandissement du graphique des courants La figure 4 est un agrandissement du graphique des marées. L'appareil montré sur ces figures comporte une plaque A sur laquelle sont fixées de part et d'autre deux glissières longitudinales D. Contre cette plaque, un rapporteur circulaire D peut coulisser selon la double flèche f1 et opérer une rotation sur son axe F. Ce rapporteur B est surmonté d'une réglette C pivotant sur le m!De axe F. D'autre part, un curseur E peut coulisser sur la plaque A grâce aux glissières D dans le sens de la double flèche f 2. Le rapporteur circulaire B est gradué à sa périphérie de O à 3600 Ce rapporteur comporte également les indications Nord, Sud, Est, Ouest sous forme de quatre traits. G représentant le- Nord, respectivement perpendiculaire surmonté des notations N, S, E et W. Une ligne médiane h 3, d O à la plaque A portant une flèche à sonectrémité et la notation vitesse navire figure sur cette plaque. En reprenant l'exemple de la figure 1 ou de l'agrandissement de la figure 3 et supposant que la glissière D corresponde à une route x, y ou un relèvement tracé sur une carte marine et les notations N , S, superposées à un méridien ou bien Est Ouest à un parallèle de la carte, la floche sur la ligne h 3 d O indiquant la direction de laroute à suivre ou du relevement, on polira lire à l'intersection du rapporteur B et de la ligne mediame h 3 d O la route vraie ou le relèvement vrai : 340 . Ce rapporteur circulaire B peut ainsi être utilisé de façon aisée quelque soit la position de la règle sur la carte marine, ou l'exiguïté de la table à carte, surtout sur les petits navires de plaisance. Ce rapporteur 3, par ses mouvements de translation et de rotation, peut également être utilisé à d'autres fins grâce aux deux graphiques imprimés sur la plaque A. Le premier dont l'agrandissement est représenté sur la figure 3 permet la résolution des tracés de dérive dûe aux courants. Le second dont l'agrandissement est représenté sur la figure 4 permet la résolution des calculs de hauteur d'eau en fonction des heures de marée. LES COURANTS: Le rapporteur B de la figure 3 peut opérer une translation suivant la double flèche f1 sur la ligne médiane h 3 d 0 portant une flèche et la notation vitesse navire. Cette ligne médiane est graduée de O à I5. Chaque graduation correspond à la vitesse du navire en noeuds. A chaque graduation correspond un aro de cercle concentrique par rapport à o, représentant le lieu géométrique des différentes vitesses du navire. n est bien entendu que cette échelle graduée arbitrairement de O à I5 noeuds pourrait titre multipliée par n à condition de respecter la même règle de proportionnalité avec la réglette des courants C graduée de O à 5 noeuds de façon arbitraire également. Chaque arc de cercle concentrique est divisé par une série de rayons à partir du centre O de 5 en 5 degrés. L'arc de cercle extrême passant par le point 15 sur la ligne médiane o d o de la figure & et 3 est gradué de degré en degré ce qui pernet des inter PO1atibNS à vue. En reprenant l'exemple de la figure 1 et 3, la route à suivre étant de 3400 la vitesse du navire indiquée par les instruments de bord de 2,25 noeuds, le centre fdu rapporteur B a été amené par translation sur l'échelle o d o ur le point 2,25 que l'on interpole. Supposons que la carte marine ou les annuaires indiquent à cet instant un courant de un noeud portant au 53 degré. La fleche de la réglette C portant l'inscription direction nce p-.r rotation sur le rapporteur 3 sur le chiffre 53 toutes choses égales pr ailleurs. Le rayon d 4 passant par la graduation 1 de la réglette C correspond à un angle de 200 qui est la dérive due au courant. Cette dérive est a porter du mtme c8té que le rapporteur et dans le tme- sens de Toissance des degrés, soit 3400 + 200 = 3600 qui sera la route réelle suivie par le navire. Enfin, la portion de cercle tracée sur la figure 3 passant par la graduation t de la réglette C et la ligne médiane o d o indique sur cette dernière une vitesse de 2,75 par interpolation correspondant à la vitesse réelle du navire. Inversement, on peut calculer la route à suivre pour naviguer au 340 en utilisant l'échelle "vitesse courant prévu" de la réglette C. I1 suffit, toutes choses égales par ailleurs en reprenant l'exemple de la figure 3, de faire coincider la graduation 1 de cette échelle avec la portion de cercle correspondant à une vitesse navire de 2,25 noeuds, le rayon o d 5 passant par ces points indique en interpolant à vue 25 0. On corrige alors la route de cet écart dans le sens du rapporteur soit 3400 - 250 = 3I50. I1 faudra donc naviguer au 3I50 pour suivre une route réelle au 3400. Le centre F du rapporteur B se trouve alors sur la droite o d o "vitesse navire" sur un point légèrement supérieur à 2,25 correspondant à la vitesse réelle du navire LiS b:AREDS Reprenant l'exemple de la figure 1 et de la figure 4. Supposons une pleine mer à I6 H 40 et une basse mer à IO H et une amplitude de II mètres, ces éléments étant fournis par les tables. Le rapporteur circulaire 3, outre les degrés, comporte une graduation tous les I59, chaque graduation est matérialisée par une portion de rayon H et correspond à une heure ronde. Les graduations intermédiaires de 5 en5 degrés correspondent chacune à 20 minutes de temps, donc chaque degré d'angle a 4 minutes de temps. Chaque graduation H comprend deux notations de O à 24 heures et de 24 à 0 heure. Les chiffres supérieurs à cette graduation sont utilisés pour l'affichage des heures des marées montantes, les chiffres inférieurs pour l'aff i- chagedes heures des marées descendantes. La contre plaque A porte une suite de secteurs h' o h o et h' 6 h 6, les deux extrêmes portant 1Q notation heure pleine mer et heure basse mer. On peut par translation suivent la douille flèche f i et rotation eu rapporteur B faire coïncider l'heure de la pleine mcr et l'heure de la basse mer avec les secteurs h'6 et h6 h'0 même si la curée de'l'Eeure marée" ntest pas rigoureusement égale à 60 minutes de temps. Les heures carte h O à h 6 sont reliées par un réseau de lignes a o à a 6 respectant la règle des douzièmes, et la variation des amplitudes selon une division harmonique. Des intercaJaires b I à b 6 peuvent autre tracées. Ces intercalaires correspondent soit à des intervalles de temps, soit à des intervalles de hauteur lus sur échelle E de la figure 4. Cette échelle se présente sous la forme d'un curseur en matière transparente coulissant dans les glissières D selon le mouvement représenté par la dou ble flèche f 2. Cette échelle est graduée arbitrairement de O à 8 mètres pour les amplitudes les plus courantes etde O à I5 pour les amplitudes supérieures à 8 mètres. Elle pourrait titre également graduée de O à I2 mètres et on considèrerait alors que chaque graduation est égale à un multiple ou sous multiple de 12. Supposons toutes choses égales par ailleurs à partir du tracé de la fifre 4 que l'on veuille connaître la hauteur d'eau à 15 heures. On amène le bord de l'échelle de hauteur d'eau E; de telle sorte que la graduation -Il coSncice avec la ligne a 6 marquée Amplitude marée sur la plaque A. A partir du rapporteur circulaire D considérant le chiffre I5 supérieur car la marée est montante et la ligne intercallaire b 6, on peut lire sur l'échelle des hauteurs d'eau E la correspondance soit 9 mètres. Inversement, connaissant une hauteur d'eau nécessaire (tirant d'eau du navire) on peut prévoir à quelle heure on obtiendra eette hauteur en procédant de la mdme façon. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'entre décrit par substitution de moyens ou matériaux équivalents sans sortir du cadre de la présente invention. Plus marticulièrement en imprimant des abaques de courants et de marées sur une plaque indépendante et amovible de même dimension que la contre plaque A et coulissant dans les glissières D entre la contre plaque A et le rapporteur B Ce type de réalisation permettrait alors l'usage de ce rapporteur comme une simple règle de navigation toutes bénéficiant de l'avantage de la translztion. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Rapporteur de navigation à plusieurs fonctions cerbctérisé en ce qu'il se compose d'une contre plaque A munie de deux glissières D dans lescoelles coulisse un rapporteur circulaire B gradué de O à 3600 et de O à 24 heures. Ce rapporteur est srmonté dtune réglette C pivotant sur l'axe F et porte l'anotation direction courant" sur une celle graduée de O à 5 , "courant subi" et de O à 5 "courant prvu11 Ce rapporteur opérant un mouvement de translation selon la double flèche f2i peut titre utilisé sur'un graphique de courant figure 3 ou bien sur un gra phique de marée figure4 sur lequel un curseur E représentant échelle des hauteurs d'eau se déplace selon la double flèche f 2. 2 - Rapporteur de navigation caractérisé selon la revendication I par la translation d'un rapporteur circulaire B sur un graphique de courant selon une ligne médiane o d o graduée linéairement chaque graduation étant traversée par un arc de cercle, lieu géométrique des vitesses, ltensemble de ces arcs étant divisé de 5 en 5 degrés par des rayons d o à d 5 correspond dant aux dérives. 3 - Rapporteur de navigation caractérisé selon la revendication I ou la revendication 2 par la translation d'un rapporteur circulaire gradué de o à 24 heures et de 24 à 0 heure sur un graphique des marées composé de secteurs h o, h' o et h 6, h' 6 reliés à un réseau de lignes a o à a 6 respectant la proportionnalité de la règle des douzièmes : loi de variation simplifiée des hauteurs d'eau. Ce réseau est relié à une échelle verticale linéaire E coulissant selon la double flèche f 2; 4 - Rapporteur de navigation caractérisé par un rapporteur circulaire B selon la revendication 1 , ledit rapporteur portant les cadrans Nord Sud Est , Ouest, son mouvement de translation selon la double flèche f i pouvant le positionner sur le méridien ou le parallèle d'une carte marine afin de déterminer une route ou un relevement. 5 - Rapporteur de navigation caractérisé selon les revendications 1 - 2 3 - 4 par la réunion sur une méme règle des calculs de route, relèvement, courants et mares.