Brevet FR2706849A1 — publié le 19941230

EMBARCATION A PROPULSION MUSCULAIRE La présente invention se rapporte à une embarcation à propulsion musculaire, munie d'au moins une paire de pales de propulsion, ces pales étant rigides par rapport aux efforts auxquels elles sont destinées à être soumises. Il existe une quantité de solutions proposées pour propulser une embarcation à l'aide d'une ou plusieurs pales souples ou rigides, actionnées soit par un balancement imprimé à l'embarcation par son passager comme dans le FR-A1-2453774, soit en imprimant un mouvement oscillant à la pale de propulsion par un système de levier, comme, par exemple, dans le DE-A1-2526334, dans le WO 91/08139 ou dans le EP-A1-0158029.- Le défaut commun à ces systèmes de propulsion est leur manque d'efficacité, nécessitant un effort musculaire important pour une vitesse de déplacement très réduite. En effet, la poussée obtenue par une pale que l'on déplace autour d'un axe d'articulation par un système de levier est extrêmement faible. Quant à un mode de propulsion du type décrit dans le FR-A1-2453774, le déplacement libre et sans limite de la pale consécutivement aux oscillations imprimées à l'embarcation par tangage de celle-ci donnent également des résultats décevants. C'est sans doute ce qui explique pourquoi, malgré le grand nombre de solutions proposées pour propulser une embarcation à l'aide de pales oscillantes, ce type d'embarcation n'a jusqu'ici pas connu le moindre succès commercial, pour autant qu'il ait dépassé le simple stade du prototype expérimental. Or, il est indéniable qu'à côté de la barque à rame et du pédalo, il existe un marché pour un autre type d'embarcation à propulsion musculaire, destiné aussi bien à l'amusement qu'à une pratique sportive. Le but de la présente invention est précisément d'améliorer le rendement d'une embarcation mue par des pales. A cet effet, cette invention a pour objet une embarcation à propulsion musculaire, munie d'au moins une paire de pales de propulsion, ces pales étant rigides par rapport aux efforts auxquels elles sont destinées à être soumises, caractérisée en ce que ces pales sont disposées symétriquement par rapport à l'axe de propulsion rectiligne de l'embarcation, que chaque pale a une densité sensiblement égale à celle de l'eau et est articulée autour d'un axe situé à une certaine profondeur au-dessous du plan de flottaison de l'embarcation, cet axe étant paraIlèle à ce plan de flottaison et perpendiculaire audit axe de propulsion rectiligne, deux butées étant disposées de part et d'autre de la trajectoire de chaque pale autour de son axe d'articulation, sensiblement symétriquement par rapport à la position médiane de la pale où celle-ci est parallèle au plan de flottaison. Les avantages de cette embarcation apparaitront à la lumière de la description qui va suivre et, en particulier, du mode de propulsion de cette embarcation. Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple, différentes formes d'exécution de l'embarcation objet de la présente invention. La figure 1 est une vue en plan de la première forme d'exécution. La figure 2 est une vue selon II - II de la figure 1. La figure 3 est une vue en plan d'une variante de la figure 1. La figure 4 est une vue selon IV - IV de la figure 3. La figure 5 est une vue en plan d'une seconde forme d'exécution. La figure 6 est une vue selon VI - VI de la figure 5. Les figures 7a et 7b sont des vues explicatives en élévation de face du mode de propulsion de l'embarcation objet de l'invention. La figure 8 est une représentation des trajectoires respectives des pales de propulsion vues latéralement. Les figures 9, 10 et 11 sont des vues latérales partielles d'un élément de propulsion dans différentes positions. Les figures 12 et 13 montrent l'influence de la dimension longitudinale des pales sur le rendement obtenu. L'embarcation illustrée par les figures 1 et 2 comporte un flotteur 1 qui présente un volume susceptible d'engendrer une poussee une fois immergé dans l'eau; correspondant à environ deux fois la masse de l'embarcation et de son passager. L'axe A - B correspond à la direction de propulsion rectiligne de l'embarcation. preux pales 2, 3 sont disposées symétriquement par rapport à cet axe. Elles sont fixées à ltextrêmité de bras respectifs 4, 5, à une certaine profondeur (30 4O0miL au-dessous du plan de flottaison) par l'intermédiaire d'un axe 6, respectivement 7qui s'étend transversalement à l'axe A - B. Deux butées 8, 9 sont disposées de part et d'autre de chaque pale pour limiter l'amplitude de son mouvement oscillant. Ces pales 2, 3 ont un poids spécifique sensiblement égal à celui de l'eau de sorte qu'elles ne montent ni ne descendent de par leur propre masse. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, les pales 2 et 3 sont disposées sur un axe transversal situé à une certaine distance le long de l'axe AB du centre de flottabilité F de l'embarcation (voir partie traitant de la direction). Les figures 3 et 4 montrent. une variante dans laquelle le flotteur 11 a la forme d'un canard dont la tête 12 est articulée autour d'un axe vertical 13. L'extrémité de cet axe s'étendant sous le flotteur 11, porte un gouvernail. Une tige transversale 14 permet au passager d'actionner ce gouvernail par l'intermédiaire d'une corde 15 attachée aux deux extrémités de la tige 14. Le reste de l'embarca- tion est tout à fait semblable à celle des figures 1 et 2. Les figures 5 et 6 représentent une forme d'exécution comprenant de chaque côté du flotteur 16, une pluralité de pales 17 et 18 disposées parallèlement à l'axe de propulsion rectiligne. Chacune de ces pales 17 et 18 est articulée de la même manière que décrit pour les pales des figures 1 et 2 et leur mouvement est limité par des butées 19 et 20 disposées symétriquement de part et d'autre des pales. Le mode de propulsion de l'embarcation décrite ci-dessus est expliqué en se référant aux figures. 7a, 7b, 8, 9, 10 et 11. Les figures 7a et 7b montrent l'embarcation vue de face avec son passager dans deux positions extrêmes de roulis communiqué à l'embarcation par le passager qui s'appuie dans les zones 21 et 22 (fig. I) formées de surface antidérapantes, en portant le poids du corps alternativement d'un pied sur l'autre pour communiquer le mouvement de roulis. Etant donné que les pales 2, 3 sont articulées par un de leurs bords et ont une densité voisine de celle de l'eau, le mouvement de roulis les amène tout d'abord en positions de butée inversées, puisque le mouvement de roulis en fait monter une et descendre l'autre. Dès qu'elles occupent cette position de butée (fig. 10, 11), la force F qui s'exerce perpendiculairement au plan de la pale se décompose en deux composantes F1 et F2 dont la composante F1 est dirigée dans le sens de propulsion de l'embarcation. Il en résulte que les deux pales 2 et 3 qui travaillent en sens inverse l'une de l'autre engendrent des forces de propulsion F1 qui s'additionnent. La figure 8 montre le parcours sinusoldal de phase des deux pales 2 et 3, ainsi que leurs positions angulaires respectives consécutivement au mouvement de roulis imprimé à l'embarcation par son passager. Pour que l'embarcation ait une trajectoire stable en cours de fonctionnement et pour qu'elle puisse s'orienter sans l'aide du gouvernail, il faut que le centre de poussée (P) qui est le milieu de la droite joignant les deux axes des pales soit aussi éloigné que possible du centre de flottabilité F. Cela est le cas de l'embarcation illustré par les figures 1 et 2 qui n'a pas de gouvernail et où les pales sont à l'extrême arrière. Dans ce cas pour changer la direction de pro pulsion il suffit de déplacer symétriquement les pieds autour du centre de flottabilité F. Partant de la position "droit devant" où les deux pieds sont sur la perpendiculaire à l'axe AB passant par F si l'on tourne les pieds dans le sens des aiguilles d'une montre on vire à gauche et, en sens inverse, on vire à droite Nous allons maintenant examiner la question du dimensionnement des pales en fonction de l'efficacité recherchée. Les figures 12 et 13 illustrent ce qui se passe lors d'une poussée verticale dirigée dans ce cas de haut en bas et montrent pour la même amplitude de roulis et la même pression verticale l'influence de la forme de la pale. Les pales sont deux rectangles allongés identiques donc de même efficacité propulsive, toutefois, dans la figure 12 la pale est articulée par le grand côté du rectangle alors que dans la figure 13 elle l'est par le petit côté. Les points C sont la position de départ de la poussée les pales étant en butée basse. Les points D sont les positions où les pales, sous la poussée verticale, ont basculé sur la butée haute. Les points E sont la fin de la poussée. On peut dire que la phase de propulsion efficace des pales est le segment DE et l'on voit qu'il est bien plus long dans la figure 12 que dans la figure 13. Mais le segment CD a aussi son importance car, pendant ce temps, la poussée verticale s'exerce pratiquement à vide (il faut très peu de force pour faire basculer la pale d'une butée sur l'autre) et elle va provoquer une accélération du mouvement qui est proportionnelle à la longueur du segment CD et lors de la prise de butée de la pale la force exercée sera plus forte du fait de cette plus grande vitesse dans la figure 13 que dans la figure 12.- Ces deux aspects contradictoires trouvent leur équilibre dans la forme que l'on donne aux pales selon le geste sportif recherché. Une pale type figure 12 donnera une poussée longue et régulière et un rythme de roulis lent et coulé alors qu'une pale type figure 13 donnera une poussée heurtée avec une sensation de force et de vitesse dûe au choc des pales sur l'eau lors des prises de butée mais imposera un rythme exténuant. En pratique les pales sont taillées dans des proportions intermédiaires mais plutôt de la figure 12. REVENDICATIONS 1 - Embarcation à propulsion musculaire, munie d'au moins une paire de pales de propulsion, ces pales étant rigides par rapport aux efforts auxquels elles sont destinées à etre soumises, caractérisée en ce que ces pales sont disposées symétriquement par rapport à l'axe de propulsion rectiligne de l'embarcation, que chaque pale a une densité sensiblement égale à celle de l'eau et est articulée autour d'un axe situé à une certaine profondeur au-dessous de plan de flottaison de l'embarcation, cet axe étant parallèle à ce plan de flottaison et perpendiculaire audit axe de propulsion rectiligne, deux butées étant disposées de part et d'autre de la trajectoire de chaque pale autour de son axe d'articulation, sensiblement symétriquement par rapport à la position médiane de la paleoù celle-ci est parallèle au plan de flottaison de manière à ce que ces pales soient alternativement appliquées contre les butées situées au-dessus et au-dessous des pales respectives consécutivement à un mouvement oscillant de roulis communiqué à 1 'embarcation par son passager et transmettent ainsi chacune une composante de poussée à cette embarcation selon ledit axe de propulsion. 2 - Embarcation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque pale a une forme allongée et est articulée par un de ses bords longitudinaux. 3 - Embarcation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les axes d'articulation des pales sont décalés longitudinalement par rapport à un axe transversal à ladite direction de propulsion passant par le centre de gravité de l'embarcation.- 4 - Embarcation caractérisée en ce qu'elle peut comporter plusieurs pales de chaque coté. 5 - Embarcation caractérisée en ce que l'axe du mouvement oscillant est confondu avec l'axe longitudinal.