Brevet FR2716432A1 — publié le 19950825

DISPOSITIF DE PREVENTION DU CHAVIRAGE D'UN MULTICOOUE L'invention concerne un dispositif destiné à permettre la prévention du chavirage des multicoques à voile(s), tant de régates que de croisières. Si les multicoques connaissent un succès croissant dans tous les domaines d'utilisation des voiliers, tant à titre de loisir que des compétitions, et notamment dans les courses importantes du type transatlantique, tour du monde, etc..., compte-tenu de leur grande vitesse potentielle, ils présentent un corollaire important, à savoir une moins grande stabilité lors des forts coups de vent, inhérente à leur concept même de réalisation. De fait, compte-tenu de cet inconvénient, les courses en solitaire ou en équipage réduit impose de naviguer en dessous des possibilités du bateau lors des moments de repos, puisque, compte-tenu de cette instabilité, on est alors tenu de diminuer la puissance de la voilure. De plus, en dehors de ces périodes de repos, le stress occasionné par le risque de chavirage constitue un handicap important lors d'une course sur des grands multicoques. Parallèlement, les équipages des multicoques de croisière sont généralement moins compétents que ceux des courses et autres régates, et tendent quelquefois à surestimer la stabilité de leur bateau, aboutissant quelquefois au chavirage de celui-ci. Afin de s'affranchir de cet inconvénient, on a proposé un système gyroscopique, destiné à mesurer en permanence la gîte du bateau, et qui, lorsque celle-ci dépasse une valeur donnée, induit la libération du winch et partant, celle de la ou des écoutes de voiles. Cependant, compte-tenu du frottement des écoutes autour du winch, ce système s'avère relativement peu efficace et en tout cas insuffisant lors des rafales importantes de vent. L'objet de l'invention est de proposer un dispositif de prévention de chavirage susceptible d'annuler quasi-instantanément le risque de chavirage en cas d'instabilité importante générée par des variations d'intensité du vent. Ce dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque, comportant au moins une voile comme système de propulsion, dont l'écoute est bordée au moyen d'un verin hydraulique géré par un circuit hydraulique fermé au moyen d'une électro-vanne, se caractérise en ce qu'il comporte un détecteur de l'émersion de l'un des éléments du bateau systématiquement immergé lors du fonctionnement normal de celui-ci, et susceptible de générer, lorsque ledit élément émerge hors de l'eau un signal électrique propre à induire l'ouverture de l'électro-vanne du circuit hydraulique et corollairement, la libération immédiate de l'écoute de la voile. De la sorte, l'électro-vanne annulant la pression hydraulique du verin hydraulique assurant la bordure des écoutes de grand-voile, celle-ci se choque automatiquement, sans risque de casse pour le matériel et permettant ainsi au bateau de reposer, sans force propulsive. Selon une première forme de réalisation de l'invention, le détecteur fonctionne selon le principe du "tout ou rien", c'est à dire qu'il détecte l'absence ou la présence d'eau sans liaison aucune avec le niveau d'eau. Selon cette forme de réalisation, ce détecteur est par exemple constitué par une mono-électrode sous tension, détectant l'ouverture d'un circuit électrique, et associé à un détecteur de niveau d'eau, susceptible de générer ledit signal électrique. Avantageusement, l'électrode est positionnée soit au niveau inférieur du safran du gouvernail, soit en zone inférieure de l'une des deux coques d'un catamaran ou de la coque centrale d'un trimaran, soit encore au niveau inférieur de l'un des appendices d'un multicoque, susceptibles d'être en permanence dans l'eau en fonctionnement normal. Il peut également être constitué d'un détecteur à lames vibrantes, positionné à l'extrémité inférieure du safran ou selon son bord de fuite. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le détecteur est un détecteur de niveau, susceptible de ne générer un signal de commande qu'en fonction d'un niveau défini et programmé au dessus de la surface de l'eau. Ces détecteurs, en soi connus, sont par exemple du type ultrasonique. Avantageusement, ce dispositif s'adapte également sur les écoutes de grand voile, du foc et éventuellement sur d'autres voiles spécialisées. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une représentation schématique du dispositif en place au niveau d'un multicoque conformément à l'invention. La figure 2 est une représentation schématique du synoptique électrique de fonctionnement d'une forme de réalisation de l'invention. La figure 3 est une représentation schématique d'une partie du dispositif dans le cadre d'une autre forme de réalisation de l'invention, dont la figure 4 est une vue de détail. La figure 5 est une représentation schématique d'une partie du dispositif selon une troisième forme de réalisation de l'invention, dont la figure 6 est une vue plus détaillée. On a représenté sur la figure 1, une coupe sensiblement longitudinale de la coque centrale d'un trimaran. Cette coque centrale porte la référence numérique (1), la proue étant située à droite sur la figure et la poupe à gauche. La coque centrale (1) reçoit le mat (2) portant respectivement la grand voile (3) et le foc (4). De manière connue, la grand voile est maintenue également au moyen de la bome sensiblement horizontale (5), bordée par l'intermédiaire d'une écoute (6), dont la tension est assurée au moyen d'un piston (7) actionné par un verin hydraulique (8), lui-même géré par un circuit hydraulique (9) décrit en détail ci-après. Ce circuit hydraulique (9) est en fait géré par une électro-vanne (10), qui permet de bloquer la pression hydraulique entre celle-ci et le verin (8) selon le degré voulu de tension de l'écoute (6) de la grand voile.Traditionnellement, ce circuit hydraulique (9) comporte un réservoir (11) et une pompe manuelle (12), susceptible d'être actionnée par une manette (13). Selon l'invention, l'électro-vanne (10) est susceptible d'être ouverte sous l'action d'un signal électrique émis par un détecteur (14, 18), ménagé par exemple au niveau de la zone inférieure du safran (15) du gouvernail. Plus précisément, dans une première forme de réalisation de l'invention (voir figure 2), le détecteur (14, 18) est un détecteur d'absence d'eau. Il est constitué d'une part, d'une électrode (14), située à l'extrémité d'un canal (17) débouchant à l'extérieur au niveau de la zone antérieure et inférieure dudit safran (15). Cette électrode de détection (14), par exemple du type EMR 1/4-L 60-3, commercialisée par la société LM INSTRUMENTATION, est connectée à un détecteur de niveau d'eau (18) du type KWC-L 60 commercialisé par la même société, qui, en l'absence d'eau au niveau de l'électrode de détection (14), détecte l'ouverture du circuit électrique auquel elle appartient, et génère un signal aboutissant notamment à l'actionnement du relai (22) de l'électro-vanne (10), libérant la pression du circuit hydraulique (9) et partant libérant l'écoute de grand voile (6). Cette électrode de détection peut également être du type MESURIS MX-FR1 qui est dans ce cas là associée à un boîtier électronique de commutation MESURIS (18) assurant la même fonction que celle du détecteur KWC - L60. Le fonctionnement de ce circuit électrique est assuré par une batterie ou accumulateur (19), d'un type en soi connu, relié au circuit par l'intermédiaire d'un fusible (20) pour éviter tout risque de détérioration du boîtier (18) et de l'électrode (14). Parallèlement et avantageusement, une lampe (21) ou un avertisseur sonore est associé au circuit afin générer un signal d'alarme au navigateur lorsque l'ensemble électrode (14) - détecteur de niveau d'eau (18) est actionné. Parallèlement, le circuit comporte un interrupteur manuel (16), susceptible d'être actionné par le navigateur pour mettre hors circuit ce circuit électrique lors du réglage de la tension des écoutes de grand voile (3) et du foc (4), lorsque celui-ci décide de naviguer en équilibre sur une coque, avec le détecteur hors de l'eau. Dans un multicoque, et notamment dans un trimaran, la coque centrale et plus précisément le safran (15) est en permanence immergée dans l'eau lors du fonctionnement normal du bateau. Ceci est encore plus vrai pour la zone inférieure du safran. De fait, et en cas de fortes rafales de vent, lorsque les voiles sont bordées, le multicoque peut prendre une gîte suffisante pour induire la sortie du safran (15) hors de l'eau. Dans ce cas, le bateau est en position instable et risque le chavirage. Ainsi, l'électrode (14) engendre un signal qui, interprété par le détecteur du niveau d'eau (18) actionne immédiatement l'électro-vanne (10), libérant la pression du circuit hydraulique (9) et partant, permet le libre débattement du piston (7) libérant l'écoute (6) de grand voile, éventuellement celle du foc, et celle du chariot de bome d'écoute. Les voiles se choquent alors automatiquement sans risque de casse pour le matériel, le bateau reposant sans force propulsive. Le positionnement de l'ensemble du capteur en zone inférieure du safran permet de résoudre la stabilité latérale et longitudinale simultanément, et permet en outre de naviguer avec une coque légèrement déjaugée sans pour autant déclencher de manière intempestive le système anti-chavirage ainsi réalisé. Parallèlement, le positionnement du détecteur au sein d'un canal (17), permet d'éviter les anomalies de fonctionnement inhérentes au ruissellement de l'eau, pluies ou embruns, aux phénomènes de cavitation, etc., mais permet également de le protéger contre les chocs éventuels. De fait, la géométrie du canal (17) est avantageusement adaptée à la forme dudit détecteur et de son principe de fonctionnement. Dans une autre forme de réalisation plus spécifiquement décrite en liaison avec les figures 3 et 4, le détecteur de niveau proprement dit est constitué par un détecteur à lames vibrantes (26), solidarisé soit au bord de fuite du safran (15), soit à l'extrémité inférieure dudit safran, tel que représenté sur les figures 3 et 4. Les deux lames vibrantes (30) d'un tel détecteur sont symétriques et agencées cote à cote sur une membrane métallique, et sont amenées à leur fréquence de résonance par effet piezoélectrique. Plongées dans un liquide, une variation de fréquence est détectée par l'électronique de contrôle associée auxdites lames, et convertie en un signal électrique, éventuellement géré au niveau d'un circuit électrique associé. Corollairement, en cas d'absence de liquide, et notamment d'eau, il y a nouvelle variation de fréquence, et émission d'un autre signal électrique. De la sorte, ce détecteur fonctionne selon le principe du tout ou rien, et permet de détecter de manière très simple et très efficace l'emersion hors de l'eau du safran. On a représenté par la référence (23) le fond de coque du bateau,et par (24) le pallier au niveau duquel est articulé verticalement le safran (15). Le signal électrique généré par l'électronique associée aux lames vibrantes, est acheminé au moyen d'un fil électrique (29) au niveau du circuit électrique décrit précédemment, et fonctionnant selon le même principe. Ce fil électrique (29) est tout d'abord noyé dans l'âme du safran (15) à son départ du boitier (26), puis transite à l'intérieur de la mêche creuse (25) dudit safran. Avantageusement, le boitier du détecteur (26) est protégé par un carénage approprié (27) à l'extrémité inférieure du safran (15), carénage (27) réalisé en stratifié et à l'intérieur duquel est noyé dans de la résine polyuréthanne ledit boitier. Parallèlement, les deux lames vibrantes métalliques (30), dirigées vers l'arrière, sont protégées au moyen d'un fil réalisé en acier inoxydable en forme de L, solidarisé d'une part au carénage (27), et d'autre part au safran (15). De la sorte, les lames (30) sont protégées notamment contre tout contact avec des filins, filets, etc. L'utilisation d'un tel capteur présente de réels avantages en termes de sureté de déclenchements non intempestifs du dispositif de l'invention, inhérents à sa grande insensibilité aux perturbations, turbulences, et autres vibrations parasites. Par ailleurs, son principe de fonctionnement lui confère une grande sécurité de fonctionnement, très appréciable pour son application à un dispositif anti-chavirage. Dans une autre forme de réalisation représentée sur les figures 5 et 6, un capteur (31) fonctionnant également selon le principe du "tout ou rien" est partiellement noyé dans un tube de polyuréthanne (34), luimême inséré par simple coulissement dans un tube (32), s'étendant entre l'extrémité inférieure de la mêche creuse (25) du gouvernail, et une ouverture (33), ménagée sur la face avant du safran (15), sensiblement au niveau du premier tiers de la hauteur dudit safran. Cette ouverture permet l'accès au tube (34), et partant au capteur (31). Le capteur (31) est par exemple constitué par une électrode, du type de celle décrite en liaison avec les figures 1 et 2. Le tube (32), intégré dans l'épaisseur du safran (15), est solidarisé à ce dernier, par exemple par collage. Le tube (34) intégrant l'électrode de détection et susceptible de coulisser dans le tube (32), est bloqué au sein de ce dernier, par exemple au moyen d'une vis Parker mise en place au voisinage immédiat de l'ouverture (33). Afin de permettre la sortie du tube (34) hors du tube (32), le fil électrique (29) reliant l'électrode au circuit électrique de commande de l'électro-vanne (10) est prévu suffisamment long au sein de la mêche creuse du safran. De la sorte, la faculté offerte d'escamotage du tube (34) hors du tube (32) rend possible le nettoyage périodique de l'électrode de détection. En outre, les deux tubes (32) et (34) sont percés d'orifices concentriques (35), dont le diamètre est typiquement de 15 mm, et ménagés sensiblement au voisinage du raccordement de l'électrode proprement dite (38) à son boitier électrique (37). De la sorte, ces orifices permettent un accès plus direct de l'intérieur du tube (14), c'est à dire de l'électrode de détection (38) en direction de l'extérieur du safran, et ce notamment, afin d'optimiser l'écoulement de l'eau en cas d'immersion, et partant de diminuer le temps de réponse inhérent à la détection de l'absence d'eau, et donc d'accélérer le déclenchement de l'électro-vanne (10). De plus, les deux orifices concentriques jouent également le rôle d'évent, lors de l'immersion du safran dans l'eau. Le dispositif de l'invention permet donc de manière simple de s'affranchir des risque de chavirage, et partant d'optimiser les conditions d'utilisation des multicoques, notamment lors des phases de repos des courses en solitaire et en équipage réduit, ou lors de navigation sur des multicoques de croisière. En outre, compte-tenu du système de détection retenu, on peut à loisir faire varier le déclenchement du sytème anti-chavirage en modifiant par exemple le positionnement de l'électrode au sein du canal (17) ménagé en zone inférieure du safran ou de l'un quelconque des appendices du multicoque situé en fonctionnement normal en position immergée. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque, comportant au moins une voile (3) comme système de propulsion, dont l'écoute (6) est bordée au moyen d'un verin hydraulique (7, 8) géré par un circuit hydraulique (9) fermé au moyen d'une électro-vanne (10), caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur (14, 18) de l'émersion hors de l'eau de l'un des éléments (appendice (15)) du bateau systématiquement immergé lors du fonctionnement normal de celui-ci, et susceptible de générer, lorsque ledit élément émerge hors de l'eau un signal électrique propre à induire l'ouverture de l'électro-vanne (10) du circuit hydraulique (9) et corollairement, la libération immédiate de l'écoute (6) de la voile (3). 2/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de l'émersion hors de l'eau de l'appendice (15) auquel il est intégré fonctionne selon le principe du "tout ou rien". 3/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur est constitué par une mono-électrode (14) sous tension, détectant l'ouverture d'un circuit électrique, et associé à un détecteur de niveau d'eau (18), susceptible de générer lors de la détection par ladite électrode dudit circuit électrique le signal électrique d'activation de l'électro-vanne (10). 4/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'électrode de détection (14) est située au voisinage de l'extrémité d'un canal (17) communiquant avec l'extérieur à son autre extrémité, et ménagé en zone inférieure de l'appendice (15) au niveau duquel est positionnée ladite électrode. 5/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'électrode de détection (31, 38) est intégrée au sein d'un tube cylindrique (34), lui même susceptible de coulisser à l'intérieur d'un tube (32), intégré et solidarisé dans l'épaisseur de l'un des appendices (15) du multicoque, et débouchant par le biais d'une ouverture (33) au niveau de la face avant dudit appendice. 6/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux tubes (32) et (34) sont percés d'orifices traversants concentriques (35), positionnés sensiblement au niveau de la base de raccordement de l'électrode de détection (38) à son boitier de raccordement électrique (37). 7/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon l'une des revendications 3 à 6,caractérisé en ce que l'électrode de détection (14,31, 38) est positionnée soit au niveau inférieur du safran (15) du gouvernail, soit en zone inférieure de l'une des deux coques d'un catamaran ou de la coque centrale d'un trimaran, soit encore au niveau inférieur de l'un des appendices d'un multicoque, susceptibles d'être en permanence dans l'eau en fonctionnement normal. 8/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur est du type à lames vibrantes (26, 30). 9/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 8, caractérisé en ce que le détecteur à lames vibrantes est protégé par un carénage (27) prolongeant le safran, et en ce qu'un fil en acier inoxydable (28) s'étendant entre ledit carénage et le safran entoure sensiblement lesdites lames vibrantes (30), en prévention d'un contact éventuel avec tout corps linéaire étranger. sensiblement lesdites lames vibrantes (30), en prévention d'un contact éventuel avec tout corps linéaire étranger. 10/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ie détecteur de l'émersion hors de l'eau de l'appendice (15) auquel il est intégré est un détecteur de niveau, susceptible de ne générer un signal électrique de commande qu'en fonction d'un niveau défini et programmé au dessus de la surface de l'eau. 11/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon la revendication 10, caractérisé en ce que le détecteur est du type ultrasonique. 12/ Dispositif de prévention du chavirage d'un multicoque selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est destiné à agir sur les écoutes de l'ensemble des voiles assurant la propulsion du multicoque, notamment de grand voile et du foc.