Brevet FR2747991A1 — publié le 19971031

L'invention a pour objet une voile perfectionnée pour un mobile soumis à l'action du vent, tel qu'un navire de plus ou moins grande taille. Depuis l'antiquité, on utilise la propulsion à voile dont le principe consiste à capter le vent au moyen d'une surface souple largement ouverte et reliée au mobile par un moyen de support constitué généralement, d'un mât et de différents cordages. Au cours des siècles, on a fait évoluer la technique de la voile, en utilisant différents types de gréements et de voilures. Plus récemment, on a cherché à mettre à profit les connaissances acquises sur les conditions d'écoulement de l'air, en utilisant des dispositifs de captage du vent qui, normalement, sont rigides et n'ont donc pas, pour l'utilisateur, les avantages d'une voile, c'est à dire d'une surface souple qui peut être facilement hissée ou descendue et pliée dans une soute. Une telle voile, même si sa forme a évolué pour améliorer les perfomances, est donc toujours constituée d'une surface tendue ayant une face d'intrados concave du côté tourné vers le vent et une face convexe d'extrados du côté opposé et le long de laquelle l'air circule pour créer une pression du côté au vent et une dépression du côté sous le vent qui déterminent l'action de propulsion transmise au navire par le mât et les écoutes. On sait, d'autre part, que certains gréements permettent, mieux que d'autres, de capter le vent venant de l'avant aux allures dites "au près" et que, dans ce cas, la voile doit être aussi plane que possible pour s'approcher de la direction du vent. En revanche, d'autres voiles dites "Spinnaker" sont destinées à recevoir le vent essentiellement de l'arrière et ont des dimensions aussi grandes que possible. De ce fait, elles sont réalisées en une matière très légère et reliées au navire uniquement par le mât et deux écoutes. I1 en résulte, cependant, que de telles voiles sont assez instables et particulièrement sensibles à des changements de direction du vent. L'invention permet notamment de remédier à ces inconvénients grâce à un nouveau type de voile applicable en particulier, mais non exclusivement, aux voiles du genre Spinnaker. D'une façon générale, la voile selon l'invention, permet de mettre à profit les connaissances acquises notamment en aérodynamique et peut avoir un profil déterminé de façon à favoriser un écoulement optimal de l'air sur ses deux faces. Conformément à l'invention, les deux faces de la voile sont constituées de deux parois distinctes en matière souple, respectivement d'intrados et d'extrados, ayant la même forme et superposées, lesdites parois étant écartées l'une de l'autre dans leur partie centrale et reliées entre elles hermétiquement le long d'un bord périphérique commun de façon à ménager un espace interne compris entre les deux parois, la voile étant associée à un moyen de gonflage dudit espace interne pour donner un profil déterminé à ses deux faces respectivement d'intrados et d'extrados. Dans un mode de réalisation préférentiel, le moyen de gonflage de l'espace interne est constitué par au moins un orifice ménagé au moins dans la paroi d'intrados de la voile et communiquant avec l'espace interne pour permettre l'introduction à l'intérieur de celui-ci d'une partie de l'air capté par la voile, avec écartement des deux parois. De façon particulièrement avantageuse, la voile peut comprendre, dans sa partie centrale, au moins une ouverture constituée de deux orifices superposés, ménagés respectivement dans les deux parois constituant la voile et permettant le passage à travers la voile d'une partie du vent capté par celle-ci. Dans ce cas, au moins une ouverture latérale peut être ménagée sur le pourtour desdits orifices superposés pour permettre l'introduction d'air dans l'espace entre les deux parois. Dans un autre mode de réalisation, le mobile portant la voile est équipé d'un moyen de gonflage autonome comprenant une source de fluide sous pression susceptible d'être reliée à l'espace interne entre les deux parois. Selon une autre caractéristique avantageuse, les deux parois constituant la voile sont reliées entre elles par une pluralité de cloisons transversales en matière souple, divisant l'espace entre les deux parois en une pluralité de caissons munis chacun d'au moins un orifice de passage de l'air vers l'intérieur du caisson. De préférence, les cloisons transversales sont orientées en étoile dans des directions divergentes à partir d'un orifice central ménagé au moins dans la paroi d'intrados de la voile et au moins l'un des caissons limités par lesdites cloisons communique avec l'extérieur par au moins une ouverture latérale ménagée sur le pourtour dudit orifice. D'autre part, chaque cloison est avantageusement munie d'au moins un orifice de communication entre les deux caissons adjacents placés de part et d'autre de ladite cloison. Grâce à ces différentes dispositions, la voile ainsi gonflée intérieurement se comporte d'une façon semi-rigide tout en conservant la possibilité d'être facilement hissée ou descendue et repliée après usage. En particulier, les profils, généralement concave et convexe des deux parois, respectivement d'intrados et d'extrados, peuvent être déterminés de façon à donner à la voile gonflée intérieurement un profil en section transversale, comparable à celui d'une aile d'avion. Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple et représenté, avec des variantes, sur les dessins annexés. La figure 1 est une vue en perspective, avec arraché partiel, d'une voile selon l'invention, du type Spinnaker. La figure 2 est une vue en coupe transversale par un plan passant par le centre de la voile. La figure 3 et la figure 4 montrent, respectivement en vue de face et en vue de dessus, un navire équipé d'une voile selon l'invention. La figure 5 montre, en vue de dessus, un exemple d'application à un gréement carré. La figure 6 montre, en vue de dessus, un exemple d'application à une voile latine. La figure 7 montre une variante à plusieurs voiles associées. Sur les figures 1 et 2, on a représenté une voile de type Spinnaker qui comprend, selon l'invention, deux surfaces souples formant respectivement une paroi d'intrados 1 tournée du côté du vent symbolisé par les flèches V, et une paroi d'extrados 2 tournée du côté sous le vent. La paroi 2 est convexe et présente une courbure plus grande que celle de la paroi 1 qui est elle-même sensiblement plane ou légèrement concave du côté au vent. Les deux parois 1 et 2 sont écartées l'une de l'autre et sont reliées entre elles hermétiquement le long de leur bord périphérique 3 de façon à limiter un espace interne 30 à section en forme de lentille, aminci sur les bords. Entre lesdites parois 1 et 2 sont tendues une pluralité de cloisons 4 qui, de préférence s'étendent en étoile suivant des directions régulièrement réparties à partir du centre, comme le montre la figure 1 et qui divisent l'espace interne entre les parois 1 et 2, en une pluralité de caissons 41. De préférence, des orifices 43 sont ménagés dans les cloisons 4 de façon à permettre la communication entre deux caissons 41 adjacents et, par conséquent, l'équilibre des pressions à l'intérieur de la voile. La voile est munie d'une ouverture centrale 5 définie par deux orifices superposés 51, 52 ménagées respectivement au centre des deux parois 1 et 2. Comme on l'a indiqué sur la figure 2, les cloisons radiales 4 sont limitées du côté de l'ouverture 5, par des extrémités arrondies 40 qui se raccordent tangentiellement aux deux parois 1 et 2 mais la paroi d'extrados 2 est avantageusement prolongée, à l'intérieur de l'orifice 5, par une surface arrondie 21 qui suit le profil 41 des cloisons 4 jusqu'à un bord interne 22 placé au centre de l'ouverture centrale 5. De la sorte, la partie de l'ouverture centrale 5 comprise entre l'orifice 51 de la paroi d'intrados 1 et le bord 22 de la surface 21, est constituée d'une pluralité d'orifices 42 qui s'ouvrent chacun sur un espace 41 compris entre deux cloisons radiales 4, 4', pour permettre le passage d'une certaine quantité d'air qui pénètre à l'intérieur du caisson correspondant 41 et, ne pouvant en ressortir, détermine le gonflage de la voile avec écartement des deux parois 1 et 2 dont le profil est déterminé par la forme des cloisons radiales 4. La voile selon l'invention, qui est du type Spinnaker sur la figure 1 et maintenue, comme habituellement, en trois points par une drisse 31 et deux écoutes 32, est ainsi gonflée intérieurement et prend une forme semi rigide. Une telle voile est donc beaucoup plus stable qu'un Spinnaker habituel, mais elle conserve l'avantage essentiel de pouvoir être facilement dépliée et repliée. Bien entendu, la surface de toile est plus grande puisqu'elle comporte les deux parois 1 et 2 et les cloisons radiales 4 et le poids est donc augmenté mais reste raisonnable grâce à l'utilisation de textiles modernes. Par ailleurs, selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, il est possible de déterminer la forme des cloisons radiales 4 de façon que le profil de la voile ainsi déterminé permette d'assurer la circulation de l'air le long des parois d'intrados 1 et d'extrados 2 dans des conditions optimales pour obtenir le meilleur effet de poussée sur la voile, compte tenu de la force du vent. En effet, le vent V capté par la voile a tendance à passer par l'orifice central 5 et se divise en une partie V1 qui s'écoule le long de la paroi d'intrados 1, une partie V2 qui pénètre dans les caissons 4 et reste bloquée dans ceux-ci en gonflant la voile, et, une partie V3 qui passe dans l'orifice 5 jusqu'au bord 3 où elle rejoint la partie V2. Le profil des deux parois 1 et 2 peut donc être déterminé de façon à régler les vitesses d'écoulement des flux V1 et V3 le long desdites parois pour obtenir l'effet de poussée maximum d'une façon comparable à une aile d'avion. D'autre part, il est possible de disposer de plusieurs jeux de voiles de façon à adapter à la vitesse et à la force du vent les courbures des deux faces d'intrados et d'extrados de la voile, ainsi que les surfaces couvertes. Comme on l'a indiqué, l'orifice central 5 favorise la stabilité de la voile et la circulation de l'air dans des conditions optimales, mais il n'est, cependant, pas indispensable et l'on pourrait, par exemple, ménager un orifice seulement dans la paroi d'intrados 1 pour permettre le passage de l'air dans l'espace interne 4, la paroi d'extrados 2 étant entièrement fermée. Par ailleurs, l'orifice central 5 permettant le passage d'une partie de l'air à travers la voile, on pourrait envisager d'utiliser un faisceau de voiles parallèles disposées l'une après l'autre dans le sens de circulation du vent selon la disposition de la figure 7, les bords correspondants étant reliés ensemble au navire par une même écoute 32'. L'orifice central 5 pourrait, éventuellement, être remplacé par un ou plusieurs orifices placés à d'autres endroits de la voile, sur la paroi d'intrados 1, de façon à permettre la pénétration d'une certaine quantité d'air à l'intérieur des différents caissons 41. Comme on le voit sur la figure 4, la voile A peut être inclinée par rapport à l'axe du navire N en jouant sur les longueurs des écoutes 32, comme on le fait habituellement avec une voile Spinnaker. Il est à noter que la voile selon l'invention, en raison de sa relative rigidité, peut rester stable même pour des allures de côté. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit, d'autres variantes pouvant être imaginées sans s'écarter du cadre de protection défini par les revendications. Par exemple, la disposition radiale des cloisons 4, 4' facilite la pénétration de l'air dans les caissons, à partir de l'orifice central 5 mais on pourrait imaginer d'autres dispositions, par exemple un quadrillage limitant des caissons rectangulaires adjacents. D'autre part, on pourrait envisager d'associer la voile à un moyen de gonflage autonome porté par le navire, prenant une source de fluide sous pression, par exemple des bouteilles, qui pourraient être reliées à la voile pour gonfler celle-ci, l'espace interne 4 étant, alors, entièrement fermé. Il est à noter que l'invention s'applique spécialement à un Spinnaker mais pourrait être adaptée à d'autres types de voiles et de gréements. Sur la figure 5, par exemple, on a représenté schématiquement l'application de l'invention à un gréement de type carré où chaque voile A, de forme triangulaire ou trapézoïdale, est montée sur une ou plusieurs vergues 6 pivotant, dans leur partie centrale sur un mât M. Une telle voile comprend encore une paroi d'intrados 1 et une paroi d'extrados 2 reliées entre elles par des cloisons internes 4 qui donnent auxdites parois d'intrados 1 et d'extrados 2 un profil optimal pour la circulation de l'air déterminant un effet de poussée maximum sur la voile, dans des conditions comparable à celles d'une aile d'avion. Dans ce cas, un changement d'amure s'effectue par pivotement de la voile autour du mât pour présenter au vent son autre bord. Pour de longues traversées ne nécessitant pas des changements d'amure fréquents, par exemple, pour des paquebots à voiles, on pourrait disposer de plusieurs jeux de voiles prévues respectivement pour fonctionner avec un vent de tribord ou de babord. Dans ce cas, l'invention s'applique à des voiles latines, fixées par un bord vertical sur le mat. Cependant, il est également possible de donner à la voile un profil symétrique permettant de recevoir le vent sur une face ou sur l'autre. Sur la figure 6, par exemple on a représenté une voile latine constituée de deux parois superposées identiques 1' et 2', de forme triangulaire, qui sont fixées sur un mât M et une bôme B. Une telle voile gonflée intérieurement présente une forme fuselée symétrique qui lui permet de recevoir le vent d'un côté ou de l'autre et elle peut prendre un profil analogue à celui d'une aile d'avion en s'incurvant d'elle-même sous l'action du vent, la possibilité de déformation de la voile étant déterminée par la tension de celle-ci et sa résistance à la déformation, qui dépend de la pression entre les deux parois 1' et 2'. L'invention a été décrite dans le cas d'un voilier mais elle pourrait trouver d'autres applications chaque fois qu'il est utile de définir une surface souple et pliable susceptible de prendre une forme déterminée pour assurer la circulation de l'air dans les meilleures conditions. REVENDICATIONS 1. Voile pour un mobile entrainé par le vent, comprenant une surface souple (A) ouverte pour capter le vent et reliée au mobile (N) par un moyen de support (M), ladite voile ayant une face d'intrados du côté au vent et une face d'extrados du côté sous le vent, caractérisée par le fait que les deux faces de la voile (A) sont constituées de deux parois distinctes superposées, en matière souple, respectivement d'intrados (1) et d'extrados (2), ayant sensiblement la même forme, lesdites parois étant écartées l'une de l'autre dans leur partie centrale et reliées entre elles hermétiquement le long d'un bord périphérique commun (3) de façon à ménager un espace interne (30) compris entre les deux parois, la voile (A) étant associée à un moyen de gonflage dudit espace interne (30) pour donner un profil déterminé à ses deux faces respectivement intrados (1) et d'extrados (2). 2. Voile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen de gonflage de l'espace interne (30) est constitué par au moins un orifice (51) ménagé au moins dans la paroi d'intrados (1) de la voile et communiquant avec l'espace interne (30) pour permettre l'introduction à l'intérieur de celui-ci d'une partie (V2) de l'air capté par la voile, avec écartement des deux parois (1, 2). 3. Voile selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la voile comprend, au moins dans sa partie centrale, au moins une ouverture (5) constituée de deux orifices superposés (51, 52), ménagés respectivement dans les deux parois (1, 2) constituant la voile (A) et permettant le passage à travers la voile (A) d'une partie du vent capté par celle-ci. 4. Voile selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'au moins une ouverture latérale (42) est ménagée sur le pourtour de l'orifice (5) pour permettre l'introduction d'air dans l'espace (30) entre les deux parois (1, 2). 5. Voile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le mobile (N) portant la voile (A) est équipé d'un moyen de gonflage autonome comprenant une source de fluide sous pression susceptible d'être reliée à l'espace interne (30) entre les deux parois (1, 2). 6. Voile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les deux parois (1, 2) constituant la voile (A) sont reliées entre elles par une pluralité de cloisons transversales (4) en matière souple, divisant l'espace (30) entre les deux parois en une pluralité de caissons (41) munis chacun d'au moins un orifice (42, 43) de passage de l'air vers l'intérieur du caisson (41). 7. Voile selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les cloisons transversales (4) sont orientées en étoile dans des directions divergentes à partir d'un orifice central (5) ménagé au moins dans la paroi d'intrados (1) de la voile (A) et au moins l'un des caissons (41) limité par lesdites cloisons (4) communique avec l'extérieur par au moins une ouverture latérale (42) ménagée sur le pourtour dudit orifice central (5). 8. Voile selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée par le fait que chaque cloison (4) est munie d'au moins un orifice (43) de communication entre les deux caissons adjacents (41) placés de part et d'autre de ladite cloison (4). 9. Voile selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les profils des deux parois, respectivement d'intrados (1) et d'extrados (2), sont déterminés de façon à donner à la voile (A) gonflée intérieurement un profil en section transversale comparable à celui d'une aile d'avion.