Brevet FR2679864A1 — publié le 19930205

La présente invention concerne un catamaran à voiles très rigide, donc permettant une grande économie de poids, et pouvant donc être construit avec des dimensions très importantes. Le catamaran à voiles selon l'invention peut donc être très rapide, y compris en haute mer. De plus, le catamaran à voiles selon l'invention autorise de nouvelles et faciles manoeuvres des voiles, en particulier le déplacement du point d'amure de foc au vent ou sous le vent indépendamment de la grand-voile, ainsi que l'orientation de la grand-voile avec de faibles efforts. Le catamaran suivant l'invention peut donc être utilisé particulièrement pour la course en haute mer ou pour la navigation sportive de loisir. La rigidité des catamarans à voiles est généralement assurée par plusieurs poutres transversales sensiblement parallèles dont les extrémités sont fixées aux coques. Les poutres et les coques forment alors un plate-forme rectangulaire sensiblement plane. Or il est notoire que de violents efforts verticaux tendent à gauchir cette plate-forme sous l'effet des vagues , du poids du navire lui-même et de son chargement. L'effet néfaste du poids propre des coques et des poutres devient rédhibitoire lorsqu'on veut augmenter la dimension du navire au-delà d'une quarantaine de mètres en utilisant les formes de construction connues, en effet il est notoire qu'en augmentant la taille d'une structure, l'augmentation des sollicitations dûes au poids propre de celle-ci est plus importante que l'augmentation de sa rigidité. Le brevet français 2537535 vise à réduire les sollicitations de torsion précitées au moyen de deux poutres attachées entre elles par leur milieu, formant une croix horizontale dont le centre porte le gréement. Dans cette forme de catamaran les sollicitations de flexion sont cependant augmentées, principalement dans la partie centrale des poutres, et d'autant plus que la longueur de celles-ci est augmentée et qu'elles ne sont pas soutenues à la verticale du mât. Ces poutres nécessitent alors des sections importantes qui, avec l'augmentation de longueur, les rendent très pesantes. Dans le même but d'augmenter la rigidité des catamarans, le brevet français 1127903 propose d'utiliser la mâture du catamaran pour transmettre les efforts pré-cités, la forme de mâture proposée pour cela utilisant quatre mâts écartés à leur base et jointifs à leur sommet, suivant les arrêtes d'une pyramide, la voile étant suspendue au noeud de jonction des quatres mâts. La triangulation formée par les quatres mâts en pyramide apporte en théorie une très bonne rigidité, mais il reste que cette forme de catamaran, multipliant la mâture par quatre, élève grandement le centre de gravité du navire et augmente excessivement la prise au vent , ce qui réduit sa stabilité et son potentiel de vitesse. Le brevet français 1594395 présente aussi une structure de liaison triangulée pour navire à deux coques visant à réduire les sollicitations dans les poutres de liaison. Suivant le document cité, deux poutres sont disposées inclinées suivant un V retourné et aplati, et rayonnent de part et d'autre du mât qu'elles supportent à leur jonction. Les extrémités disjointes des poutres sont fixées chacune à une coque et sont reliées au mât et entre elles par des haubans qui assurent une bonne triangulation de la structure dans un plan transversal, et un bon soutien du mât par les poutres de liaison. Mais si cette structure, de part sa bonne rigidité dans le plan transversal, s'applique bien aux praos ayant l'une des deux coques de très faible longueur, elle s'applique mal à un catamaran car elle n'assure pas un bon maintien du parallélisme entre les coques. Le brevet français 2457212, qui propose une structure de liaison du même type mais comportant trois poutres de liaison, aussi reliées entre elles et au mât par des haubans, montre une application du principe de la structure haubanée triangulée pour des engins tripodes à voiles, mais est mal adapté aux catamarans, et reste essentiellement destiné à des engins à voiles dépourvus de coques. La forme du catamaran suivant l'invention permet à la fois un maintien des coques plus rigide que les formes de catamaran connues et un support plus robuste et plus commode du gréement, au moyen de quatre poutres jointes suivant les arrêtes d'un pyramide très aplatie dont le sommet supporte le mât et est lui-même supporté par une épontille, courte poutre verticale, maintenue par au moins quatre câbles diagonaux tendus sous les poutres Deux des-dites poutres sont fixées à la coque bâbord, l'une à l'avant et l'autre à l'arrière, et sont appelées respectivement poutre bâbord avant et bâbord arrière. Les deux autres poutres sont fixées de la même manière à la coque tribord et sont appelées respectivement tribord avant et tribord arrière. Les poutres pré-citées sont maintenues entre elles diagonalement par les câbles diagonaux pré-cités. De plus, les poutres avant, de même que les poutres arrières, sont maintenues latéralement entre elles par un câble transversal. Le mât est relié à chaque poutre par un ou plusieurs haubans. Le mât et son haubanage participent alors à la rigidité de la structure en assurant un écartement suffisant entre les poutres ainsi qu'entre les coques. Les câbles transversaux pré-cités suffisent alors à maintenir les coques parallèles La structure comportant tous les éléments cités ci-dessus est ainsi triangulée dans toutes les directions et ses poutres ne sont soumises qu'à des efforts de compression, ce qui lui confère une très grande rigidité.Elle présente d'autre part des zones d'encrages robustes et commodes pour fixer le gréement courant qui peut comporter tout type de voiles, espars, cordages et accessoires de manoeuvre connus sur les voiliers modernes, avec les particularités suivantes: - les espars articulés, en particulier les bômes et tangons , peuvent avoir leur articulation située au noeud de jonction des poutres, mât et épontille, où tous les efforts de compression se trouvent ainsi concentrés sans créer de sollicitation en flexion ni torsion sur aucun des espars ni des poutres. - les hale-bas des-dits espars articulés peuvent être attachés au point de fixation des câbles diagonaux sur l'épontille, point situé très bas et dans l'axe du mât, ce qui donne une très grande efficacité aux hale-bas à toutes les allures sans nécessité de les régler à chaque changement d'allure, point où se trouvent ainsi concentrés les principaux efforts de tractions sans créer de sollicitation en flexion ni torsion sur aucun des espars ni des poutres. - toutes les voiles d'avant peuvent être amurées sur un tangon, donc facilement orientées et déplacées latéralement au moyen d'écoutes et de bras. - deux écoutes suffisent à maintenir la bôme latéralement entre deux points de tire fixes, sans rail ni charriot d'écoute, du fait que toute la tension verticale nécessaire à la tenue de la grand-voile est assurée par le robuste hale-bas indépendamment de l'orientation de la grand-voile. Suivant une forme possible de l'invention, 1' épontille pré-citée est juste assez courte pour ne pas toucher l' eau en permanence et présente une section très profilée et amincie à son extrémité inférieure, afin de réduire le freinage dû à son immersion fréquente par mer agitée. La longueur de cette épontille est cependant suffisante pour repousser vers le bas les câbles diagonaux pré-cités et ainsi augmenter leur efficacité. L'épontille permet donc d'assurer la tension des câbles diagonaux et, par là même, du gréement dormant. Réciproquement , l'épontille est elle-même maintenue en place par les câbles diagonaux et constitue ainsi un élément essentiel de l'invention en ce qu'elle peut recevoir, à proximité de la fixation des câbles diagonaux pré-cités, de solides fixations pour les hale-bas de bômes et de tangons , de telle manière que les efforts transmis par ces hale-bas sont renvoyés directement par l'épontille dans les câbles diagonaux . L'épontille assure donc aussi la tension du gréement courant. Suivant une forme préférentielle de l'invention, l'épontille comporte dans sa partie supérieure un vérin qui permet de faire varier la longueur de l'épontille et donc la tension dans l'ensemble du gréement. Suivant une forme simplifiée de l'invention, l'épontille a une longueur fixe et comporte un collier coulissant sur lequel sont fixés les câbles diagonaux et les hale-bas, le dit collier étant maintenu vers le bas par un palan attaché à l'extrémité inférieure de l'épontille. Suivant une variante possible de l'invention, l'épontille se prolonge dans l'eau, donc au-delà de la fixation des câbles diagonaux, et sa partie immergée peut alors être profilée suivant toute forme de dérive ou d'hydrofoil connue. L'épontille peut aussi être creuse, en forme de caisson profilé, et recevoir une dérive relevable par pivotement vers l'arrière ou glissement vers le haut. Selon une variante possible de l'invention, le catamaran comporte, en plus des poutres principales pré-citées, des poutres transversales reliant les coques à la place ou en avant des câbles transversaux pré-cités, afin de faciliter la circulation de l'équipage. Ces poutres transversales supportent alors un filet, une toile ou une nacelle. Ces poutres transversales , ainsi que les objets qu'elle supportent, sont suffisamment avancées ou reculées pour ne pas faire obstacle à la rotation des bômes , tangons et hale-bas autour du mât et de l'épontille.Le catamaran peut aussi comporter dans les volumes décrits par la rotation des-dits espars et câbles , ainsi que dans les espaces latéraux compris entre les poutres jointes avant et arrière, des structures améliorant le confort de l'équipage ou facilitant la circulation ou le stockage de matériel, et en particulier un plancher rigide ou tendu qui peut être soutenu en son centre par le noeud de jonction des poutres ou par l'épontille, et en plusieurs autres endroits par les poutres pré-citées ou des poutres supplémentaires s'appuyant sur l'épontille ou sur le noeud de jonction des poutres. Selon une variante préférentielle de l'invention, le catamaran comporte deux câbles supplémentaires dits câbles de sécurité, reliant respectivement la poutre tribord avant à la poutre bâbord arrière et la poutre bâbord avant à la poutre tribord arrière. Ces câbles sont très peu tendus en navigation normale . Ces câbles passent en avant de l'épontille afin qu'ils ne soient pas emportés par l'épontille si celle-ci est arrachée par un choc violent contre un objet flottant. Ces câbles permettent donc de garantir la sécurité de la structure et de réparer en mer les câbles diagonaux pré-cités et l'épontille en cas de nécessité. Suivant une forme préférentielle de l'invention, la partie basse du mât et de son haubanage le reliant aux poutres est renforcée par une surépaisseur de matière, assurant une fonction de sécurité qui supprime tout risque de dislocation de la structure. Le surplus de poids engendré par cette mesure est très modéré et se situe à une faible hauteur ne nuisant que très peu à l'équilibre du navire. Suivant une forme possible de l'invention, le noeud de jonction des poutres est constitué d'une pièce sur laquelle les poutres sont boulonnées. Les poutres peuvent alors être fixées sur les coques par des boulons afin de permettre le démontage du catamaran. Suivant une forme possible de l'invention, le noeud de jonction des poutres est constitué d'une pièce sur laquelle les poutres sont articulées, permettant aux poutres de se replier le long du mât une fois détachées des coques. Suivant une forme possible de l'invention, le noeud de jonction des poutres est constitué d'une pièce sur laquelle les poutres sont articulées et qui est traversée par le mât . Le noeud de jonction des poutres peut alors coulisser le long du mat permettant aux poutres, une fois détachées des coques, de se replier le long du mât, sans nécessité de détacher les haubans et câbles des poutres. Les dessins annexés illustrent l'invention: - Les figures 1, 2, 3 et 4 représentent une forme possible du catamaran suivant l'invention naviguant au près, bâbord amure, respectivement en vue de coté, de face, de dessus et en perspective. - La figure 5 représente, en vue de dessus, une forme possible du catamaran suivant l'invention naviguant au grand largue bâbord amure En référence à ces dessins, le catamaran comporte deux coques (1) et (2), reliées ensemble par quatre poutres jointes (3),(4), (5) et (6). Ces poutres supportent un mât (7) et sont supportées par une épontille (8). Quatre câbles diagonaux (9), (10), (11), (12), fixés sur 1' épontille (8), et deux câbles transversaux (13) et (14) maintiennent l'écartement entre les poutres (3),(4), (5) et (6). Deux câbles de sécurité (15) et (16) joignent respectivement la poutre bâbord avant (3) à la poutre tribord arrière (5), et la poutre tribord avant (4) à la poutre bâbord arrière (6). L'extrémité supérieure de l'épontille (8) est fixée aux extrémités jointes des poutres de liaison (3),(4), (5) et (6).L'épontille (8) est aussi maintenue par les quatre câbles diagonaux (9), (10), (11), (12) juste au-dessus du niveau de l'eau. D'autre part les coques (1) et (2) portent chacune une dérive respectivement (17) et (18), ainsi qu'un gouvernail, respectivement (19) et (20). Dans la forme de l'invention représentée, le mât (7) est maintenu par deux étages de haubans , constitués respectivement des bas-haubans (21), (22), (23), et (24), et des haubans supérieurs (25), (26), (27), et (28). Le gréement courant comporte une bôme (29) et un tangon (30), articulés sur le noeud de jonction des poutres (3),(4), (5) et (6) et maintenus respectivement vers le haut par les balancines (31) et (32), et vers le bas par les hale-bas (33) et (34) qui rejoingnent l'épontille (8) au point de fixation des cables diagonaux (9), (10), (11) et (12). La bôme (29) est maintenue vers bâbord par l'écoute (35) et vers tribord par l'écoute (36) . Sur la bôme (29) est enverguée la grand-voile (37). Sur les figures 1, 2, 3 et 4, un foc (38) est amuré sur le tangon (30) qui est maintenu vers bâbord par le bras (39) et vers tribord par le bras (40). Le tangon (30) et le foc (38) sont déportés sous le vent, proches de leur position extrême, et laissent une grande ouverture entre la grand-voile (37) et le foc (38). Le foc (38) est bordé au moyen d'une écoute (41). Sur la figure 5, un spinnaker asymétrique (42) est amuré sur le tangon (30) qui est gréé sur bâbord, en arrière de la poutre bâbord avant (1), et qui est maintenu vers l'arrière par le bras (39), et vers tribord par le bras (40). Le spinnaker est bordé au moyen de l'écoute (41). Suivant la forme de gréement possible représentée sur la figure 5, l'écoute (41) est maintenue vers tribord par un deuxième tangon (43) articulé sur le noeud de jonction des poutres (3),(4), (5) et (6). Le tangon (43) est maintenu par un bras (44X, une balancine (45) et un hale-bas (46) qui rejoignent respectivement la poutre tribord avant (41), le mât (7) et l'épontille (8). Revendications 1) Catamaran à voiles caractérisé en ce que ses coques sont reliées par quatre poutres jointes suivant les arrêtes d'une pyramide très aplatie dont le sommet est surmonté d'un mât et est lui-même supporté par une épontille maintenue par au moins quatre câbles tendus diagonalement sous les poutres. 2) Catamaran à voiles selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'elle comporte au moins une bôme et un tangon articulés sur les extrémités jointes des poutres et maintenus vers le bas par des halebas fixés sur l'épontille. 3) Catamaran à voiles selon la revendication I ou la revendication 2 caractérisé en ce que le noeud de jonction des poutres est constitué d'une pièce sur la-quelle les poutres sont articulées. 4) Catamaran à voiles selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le noeud de jonction des poutres est constitué d'une pièce traversée par le mât.