Brevet FR2782058A1 — publié le 20000211

La présente invention concerne un dispositif pour manoeuvrer une embarca- tion munie d'une voile en agissant à distance sur l'inclinaison verticale et la rotation horizontale de son plan de voilure qui est maintenu verticalement de façon perma- nente à la coque de cette embarcation par une série de câbles et de palans. Il existe actuellement deux dispositifs qui permettent de diriger une embar- cation ayant pour moteur le vent: le dispositif relatif au voilier traditionnel et celui de la planche à voile. Dans le cas d'un voilier traditionnel comportant au moins un plan de voilure et un plan de dérive constitué d'une quille (ou dérive) et d'un gouvernail immergés, la manoeuvre qui permet au voilier de changer de direction consiste à modifier, par l'intermédiaire du gouvernail et de son système de commande le plan de dérive par rapport à l'axe de la carène. Les pressions des filets d'eau ainsi modifiées, conju- guées aux pressions du vent sur la voile conditionnent la direction du navire. Dans ce cas, et quelque soit le gréement utilisé, le mât est maintenu verti- calement à la coque par une série de haubans. La voile principale est gréée à la fois sur le mât et sur une bôme articulée à la base du mât permettant au plan de voilure de s'adapter à l'allure et la direction souhaitées. En ce qui concerne la planche à voile qui ne dispose pas pour se diriger de gouvernail ou safran, le plan de voilure est constitué de trois éléments démon- tables: le mât, la voile et le wishbone. L'unique voile se fixe à son sommet en tête du mât et à son point le plus bas, à l'embase de ce mât. Elle est tendue à l'arrière à son point d'écoute par une pièce symétrique disposée diagonalement de part et d'autre de la voile et prenant appui sur le mât à son tiers inférieur environ. Cette pièce appelée traditionnellement "wishbone " permet la préhension manuelle par I'utilisateur en position debout sur la coque. L'ensemble de ces trois éléments une fois monté se fixe à la coque par un cardan souple relié à la base du mât et qui laisse au plan de voilure une liberté d'os- cillation suivant les trois axes suivants: le premier étant matérialisé par l'axe longi- tudinal de la coque, le deuxième par l'axe transversal relevant de la largeur de cette coque, le troisième par l'axe vertical perpendiculaire à la ligne de flottaison et pas- sant par le centre de poussée vélique. Le centre de ces trois rotations étant maté- rialisé par le cardan souple situé à la base du mât. Pour manoeuvrer la planche à voile, I'utilisateur déplace par l'intermédiaire du dit wishbone, le centre de poussée vélique par rapport au centre de dérive de la coque en faisant basculer la voile d'avant en arrière. Le couple de rotation ainsi créé tend à faire lofer ou abattre le flotteur. Toutefois, aucun de ces deux dispositifs ne conjugue à la fois le maintien mécanique permanent du plan de voilure de façon verticale et la possibilité de l'in- cliner pour permettre à l'embarcation munie dudit plan de voilure de se diriger. En effet, le dispositif relatif aux gréements traditionnels ne prévoit aucune possibilité d'oscillation longitudinale du plan de voilure, tandis que le dispositif rela- tif au gréement de la planche à voile comporte, outre sa géniale simplicité, plusieurs inconvénients pour l'utilisateur: L'instabilité intrinsèque de ce système de voilure fixée seulement à la base par un cardan souple et ne comportant pas de haubans, oblige l'utilisateur à main- tenir et contrôler constamment la voile dans la position voulue. La préhension directe de la voile par l'intermédiaire du wishbone oblige l'uti- lisateur, malgré le dispositif de harnais, à se positionner près du centre de poussée vélique et par conséquent l'empêche de développer un couple de rappel important. Outre l'adresse qu'il doit montrer pour diriger son engin, le véliplanchiste accroît d'autant ses efforts qu'il doit aussi, seulement par le poids de son corps et sa force physique, contrer la force de poussée vélique qui tend à renverser et rendre inopérant son plan de voilure. Une fois le plan de voilure couché, I'utilisateur doit user d'une série de tech- niques appropriées, acquises après un long entraînement, afin de le remettre dans la position verticale et retrouver l'équilibre vélique adéquat à la progression de l'en- gin. Enfin, le centre de traction manuelle défini et limité par la position de ce même wishbone ne peut s'exercer au mieux que dans le premier tiers inférieur du plan de voilure et limite de fait la taille de la voile et donc la possibilité d'une pous- sée vélique supérieure aux possibilités physiques de l'utilisateur. Limité par les possibilités de contrer les forces qui s'exercent sur la voile, le concepteur de planche à voile désireux de rendre cet engin encore plus performant n'a donc d'autres ressources que de réduire au maximum la traînée de la carène. En allégeant et affinant au maximum la coque, il réduit d'autant la stabilité et l'équi- libre de celle-ci sur l'eau. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à plusieurs de ces incon- vénients. Il est constitué en effet selon une première caractéristique, d'un plan de voi- lure inclinable et homogène constitué d'une voile tendue par ces trois sommets à un ensemble démontable composé d'un mât et d'une bôme reliés dans un même plan par une pièce de liaison courbe, elle-même fixée à la coque par un cardan souple démontable. Le maintien latéral de ce plan de voilure est assuré par au moins deux hau- bans autoréglables fixés chacun par trois points de part et d'autre du mât et placés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de la coque sur la plus grande lar- geur exploitable de celle-ci. Formant palans, ils comportent deux poulies chacun dont l'une est fixée en partie haute au mât et l'autre en partie basse à la coque. Les extrémités du brin de ces palans sont fixées chacune d'une part à la poulie haute, d'autre part sur un tendeur fixé à la coque. La position des deux poulies et du point fixé à la coque forme les trois sommets d'un triangle déformable suivant l'inclinai- son longitudinale du plan de voilure. Le maintien longitudinal de ce plan de voilure ainsi que le réglage des incli- naisons utiles à la manceuvre de cette embarcation sont assurés à l'arrière par le palan d'écoute et à l'avant par un moyen de rappel constitué d'une matière élas- tique. Le palan d'écoute est fixé d'une part à la coque, en arrière du cardan souple et d'autre part à la bôme. Le brin libre du palan d'écoute est muni d'une butée. Le moyen de rappel avant est fixé d'une part au mât et d'autre part à l'avant de la coque. Un dispositif de palans de rappel suspendus au mât de part et d'autre du plan de voilure permet à l'utilisateur de se placer en position de trapèze. Ces palans comportent chacun un système de blocage de leur brin libre, tandis que leur extré- mité inférieure comporte chacune un anneau servant de poignée et / ou recevant le crochet du harnais de l'utilisateur. Le plan de la coque s'inscrit dans un triangle isocèle dont l'un des sommets rejoint un point situé en avant de la proue et dont la base est tangente à la poupe. La proue est de forme arrondie tandis que la jupe constituant la poupe forme un tri- angle au sommet émoussé et dont les extrémités de la base s'attachent à la plus grande largeur de la coque. Suivant les coupes transversales de la coque, I'avant de la carène, montre une forme triangulaire tandis que l'arrière de celle-ci est constitué d'une forme convexe. Suivant la coupe longitudinale, le profil avant de la carène se relève vers la poupe tandis que les lignes courbes arrières épousent le galbe convexe de la carène avant de rejoindre le sommet arrondi que constitue la jupe. Le pont de coque de l'embarcation est équipé de cale-pieds. Ainsi, le plan de voilure une fois monté est maintenu latéralement par les haubans autoréglables qui, en conservant une tension constante, quelle que soit l'inclinaison du plan de voilure, empêchent celui-ci de se renverser sous l'effet du vent ou de tout autre facteur mais lui laisse suffisamment de liberté d'inclinaison pour permettre de diriger l'embarcation: la liberté d'inclinaison suivant l'axe longi- tudinal de la coque et la liberté de rotation horizontale autour de l'axe matérialisé par le cardan souple. En outre, la souplesse de tension des haubans autoréglables permet une inclinaison limitée du plan de voilure au vent. Le réglage des inclinaisons et rotations du plan de voilure est assuré par le palan d'écoute à l'arrière et le moyen de rappel à l'avant. Une simple traction sur le palan d'écoute tend à incliner l'ensemble du plan de voilure vers l'arrière tandis que l'effort développé par la matière élastique consti- tuant le moyen de rappel placé à l'avant, conjugué à la poussée du vent, oblige celui-ci, au fur et à mesure que la tension sur le palan d'écoute faiblit, à s'incliner vers l'avant. Les couples de rotation ainsi créés entre le centre de poussée vélique et le centre de la carène tendent à faire lofer ou abattre l'embarcation. Toutes les manoeuvres pour diriger ou faire avancer l'embarcation à l'aide du vent peuvent être assurées par l'action de border ou de choquer le palan d'écoute. La butée placée sur le brin libre du palan d'écoute arrête la course de celui- ci et bloque ainsi l'inclinaison du plan de voilure dans le cadre du champ de degrés utiles à la manoeuvre. Les moyens de tire maintenant latéralement le gréement, qu'il s'agisse des palans de rappel ou bien des haubans autoréglables développent des tractions d'autant plus efficaces à contrer la poussée vélique qu'elles agissent sur la moitié supérieure du plan de voilure. L'utilisateur, affranchi de l'obligation d'une préhension directe du plan de voilure peut se placer en position de trapèze tout en gardant la maîtrise de l'em- barcation par l'intermédiaire du palan d'écoute et développer ainsi, en déplaçant son centre de gravité le plus loin possible du centre de poussée vélique, un couple de rappel efficace capable d'équilibrer une poussée vélique importante. Les efforts ainsi répartis entre la traction latérale des haubans et le couple de rappel développé par l'utilisateur donnent la possibilité, en portant une voilure plus importante, de limiter les effets de résistance à l'avancement d'une coque plus large développant un coefficient de traînée élevé. La forme générale de la coque assure une stabilité importante sur l'eau. Le profil relevé de la carène du niveau de la poupe permet de limiter les résistances dûes à la pénétration de la carène dans l'eau tandis que la coupe transversale tri- angulaire de la poupe permet de caler efficacement la carène sur l'eau de la gîte. À l'arrière, la forme convexe de la carène permet de concentrer une grande partie des surfaces immergées au niveau des stations utiles de l'utilisateur qui peut ainsi en déplaçant les charges de son poids en avant ou en arrière de la coque, contrôler la rotation horizontale de celle-ci sur l'eau. Passer au vent s'effectue comme sur un dériveur classique, par la poupe en passant sous la bôme. Selon des modes particuliers de réalisation - Les haubans autoréglables peuvent être montés en partie supérieure sur des barres de flèches chacune suspendue au mât par un câble. - Les haubans autoréglables peuvent être fixés en partie basse à l'aide d'un ou plusieurs curseurs réglables le long de deux rails intégrés à la coque sur sa plus grande largeur exploitable de part et d'autre du mât. - Les haubans autoréglables peuvent comporter un système de réglage de tension de leurs brins. - La pièce reliant le mât et la bôme peut comporter une âme reliant les deux extrémités de cette pièce. - La pièce reliant le mât et la bôme peut comporter un palan muni d'un sys- tème de blocage servant de système d'étarquage de la voile. - La pièce reliant le mât et la bôme peut comporter sur sa partie courbe inférieure plusieurs orifices pouvant chacun accueillir l'axe supérieur du cardan souple. - L'extrémité arrière de la bôme peut comporter une fente rejoignant un ori- fice vertical traversant la bôme de part en part. - Le moyen de rappel avant peut être constitué d'un palan dont le brin libre peut être renvoyé vers un système de blocage pouvant être fixé à la coque à l'ar- rière du palan d'écoute. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente la vue de côté du dispositif de l'invention. La figure 2 représente la vue de face du dispositif de l'invention. La figure 3 représente la vue de dessus du dispositif de l'invention. La figure 4 représente la vue de côté d'une variante de ce dispositif. La figure 5 représente la vue de face d'une variante de ce dispositif. La figure 6 représente la vue de dessus d'une variante de ce dispositif. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un plan de voilure homo- gène et inclinable constitué d'une voile (1) tendue par ses trois sommets à un sys- tème démontable composé d'un mât (2) et d'une bôme (3) reliés dans un même plan à une pièce de liaison courbe (4) elle-même fixée de façon démontable à la coque (5) par un cardan souple (6). Le dispositif comporte aussi en référence à ces dessins au moins deux haubans autoréglables (7) fixés par trois points chacun de part et d'autre du mât (2) et placés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal (8) de la coque (5), sur sa plus grande largeur exploitable. Les palans constituant ces haubans autoréglables (7) comportent deux poulies chacun dont l'une (9) est fixée au mât (2) et l'autre (10) à la coque et le brin de ce palan est fixé d'une part à la poulie haute (9) et d'autre part sur un tendeur (11) fixé à la coque. Ce point fixe et les poulies (9) (10) com- posent les trois sommets d'un triangle déformable suivant l'inclinaison longitudinale du plan de voilure. Le dispositif comporte encore un palan d'écoute (12) fixé d'une part à la coque en arrière de la pièce (6) et d'autre part à la bôme (3); Le brin libre de ce palan (12) comporte une butée (13). Le dispositif comporte aussi un moyen de rappel constitué d'une matière élastique (14) fixé d'une part à l'avant de la coque (5) et d'autre part au mât (2). Le dispositif comporte en outre au moins deux palans de rappel (15) sus- pendus au mât de part et d'autre du plan de voilure, et dont les extrémités infé- rieures comportent chacune un anneau (16) pouvant servir de poignée et/ou pouvant recevoir le crochet du harnais de l'utilisateur. Ces palans sont munis cha- cun d'un système de blocage de leur brin libre. Le dispositif comporte enfin une coque (5) dont la forme générale est ins- crite dans un triangle isocèle. Les couples avant de sa carène constituent une forme de triangle et à l'arrière de celle-ci, au niveau de sa plus grande largeur, une 205 forme convexe tandis que la coupe longitudinale de cette coque est constituée d'un profil relevé à l'avant et de lignes courbes à l'arrière qui épousent le galbe convexe de la carène avant de se rejoindre au niveau du sommet arrondi que constitue le triangle de la jupe. La position des poulies (9) et (10) ainsi que du point fixe (11) par rapport 210 au centre de rotation (6) du plan de voilure est telle que les forces latérales exer- cées par les haubans autoréglables (7) permettent quel que soit le degré de rota- tion horizontale (17) ou bien le degré d'inclinaison verticale (18) utiles du plan de voilure, d'assurer une tension transversale et longitudinale constante et égale de part et d'autre du mât (2) I'empêchant de se renverser sous l'action du vent ou de 215 tout autre facteur tout en lui permettant, grâce à la souplesse de tension des hau- bans autoréglables (7), une inclinaison limitée au vent. La position des poulies (19) et (20) du palan d'écoute (12) par rapport à la position du centre de rotation du plan de voilure matérialisé par la pièce (6) ainsi que de la composition de ce plan de voilure rendu homogène par la pièce (4) sont 220 telles que le fait de border ou choquer le palan (12) permet d'incliner la totalité du plan de voilure suivant les rotations (17) et (18) et de régler leur degré d'inclinaison respectif. La butée (13) placée sur le brin libre du palan (12) arrête la course de celui- ci et bloque ainsi l'inclinaison du plan de voilure dans le cadre du champ de degrés 225 utiles à la manoeuvre. La position des points de tire du moyen de rappel avant (14), ainsi que sa nature élastique, est telle que ce système tend à incliner le plan de voilure vers l'avant au fur et à mesure que la tension du palan d'écoute (12) faiblit. La position des points de fixation du palan de rappel (15) au mât (2) est telle 230 que la traction exercée par le poids de l'utilisateur suspendu à ce palan par l'anneau (16) en position de trapèze compense par un couple de rappel important la pous- sée vélique et permet d'incliner suivant un degré limité la totalité du plan de voilure au vent afin de bénéficier d'une poussée vélique verticale capable de décoller la coque de l'eau et de ce fait limiter les résistances dues au frottement de la carène 235 sur l'eau. La forme générale de la coque est telle qu'elle assure une grande stabilité sur l'eau. Le dessin des profils et la disposition des formes à l'avant de la carène sont tels qu'ils assurent une pénétration efficace de la carène tout en permettant à celle-ci de se caler à la gîte sur le bord sous le vent. Le dessin des profils et la dis- 240 position de la forme convexe à l'arrière de la carène sont tels que l'utilisateur peut, par le déplacement sur un même bord de la charge de son poids en avant ou en arrière de la coque (5) contrôler la rotation horizontale de celle-ci sur l'eau. Dans la forme de réalisation suivant les figures 4, 5 et 6, les haubans auto- réglables (7) sont montés en partie supérieure sur les barres de flèche (23) elles- 245 mêmes suspendues au mât (2) par les câbles (24). L'équilibre des forces de tractions verticales et transversales ainsi obtenu améliore la résistance du mât au flambage qui peut donc supporter une poussée vélique plus importante. Les haubans autoréglables (7) sont fixés en partie basse à l'aide d'un ou plusieurs curseurs réglables (25) le long de deux rails (26) intégrés de part et 250 d'autre au mât (2) à la coque (5) sur sa plus grande largeur exploitable. Le dépla- cement longitudinal de ces curseurs (25) permet de régler la position de la poulie (10) et de la cadène (11) par rapport à l'axe de rotation matérialisé par la pièce (6) et ainsi de gérer la tension sur le plan de voilure suivant les circonstances. Les haubans autoréglables (7) comportent un palan permettant le réglage 255 de la tension de leur brin. L'utilisateur peut ainsi régler la tension des haubans sui- vant les circonstances. La pièce (4) reliant le mât (2) et la bôme (3) comporte une âme (28) reliant les deux extrémités de cette pièce en la rigidifiant ceci notamment dans le cas o cette pièce (4) est réalisée en matériaux composites. 260 La pièce (4) reliant le mât (2) et la bôme (3) comporte un palan (29) muni d'un système de blocage servant de système d'étarquage de la voile. La pièce (4) reliant le mât (2) et la bôme (3) comporte sur sa partie courbe inférieure plusieurs orifices (30) pouvant chacun accueillir l'axe supérieur du cardan souple (6) permettant plusieurs positionnements du plan de voilure par rapport à la 265 coque (5). L'extrémité arrière de la bôme (3) comporte une fente (31) rejoignant un ori- fice vertical traversant la bôme de part en part permettant d'étarquer l'arrière de la voile en glissant par la fente (31) et jusqu'à l'orifice vertical un lien muni d'une butée (32). 270 Le moyen de rappel avant est constitué d'un palan (33) fixé d'une part à l'avant de la coque (5) et d'autre part au mât (2). Son brin libre est ramené à l'ar- rière par une poulie de renvoi vers un système de blocage (34) fixé à la coque (5) à l'arrière du palan d'écoute (10). La tension de ce palan (33) oblige l'ensemble de ce plan de voilure à s'incliner vers l'avant. 275 Selon une première variante non illustrée, I'embarcation dispose d'un safran ou d'un gouvernail ou de tout autre dispositif relatif à son gréement ou à sa coque ayant pour but la régulation de la manoeuvre de ladite embarcation. Le dis- positif selon l'invention permet dans ce cas de figure d'assister à la manoeuvre de l'embarcation sans agir sur cet appendice réduisant d'autant la traînée de portance 280 due à l'inclinaison de celui-ci par rapport au plan de dérive. Selon une seconde variante non illustrée, I'embarcation, de par les contraintes mécaniques induites par sa propre taille et/ou celle de son gréement, comporte en lieu et place des éléments constitutifs du dispositif décrit plus haut des éléments ayant une (des) fonction(s) similaire(s) mais dont l'échelle et les caracté- 285 ristiques mécaniques sont relatives aux contraintes mécaniques exercées sur eux. À titre d'exemple non limitatif, la coque de l'embarcation aura une forme générale triangulaire d'un rapport longueur sur largeur de l'ordre de 1, 5. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à manoeuvrer une embarcation munie d'une voile. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour manoeuvrer une embarcation munie d'une voile caracté- risé en ce qu'il comporte: un plan de voilure inclinable et homogène composé d'une voile (1) tendue par ses trois sommets à un ensemble démontable composé d'un mât (2) et d'une bôme (3) reliés ensemble dans un même plan par une pièce de liai- son courbe (4) elle-même fixée à la coque (5) par un cardan souple (6); au moins deux haubans autoréglables (7) placés de part et d'autre du plan de voilure main- tenant celui-ci vertical quelque soit son inclinaison (18) ou sa rotation (17) utiles à la manoeuvre; un palan d'écoute (12) fixé à la bôme (3) et à la coque (5) gérant l'in- clinaison longitudinale (18) et la rotation horizontale (17) du plan de voilure; une butée placée sur le brin libre du palan (12) arrête la course dudit palan bloquant ainsi l'inclinaison du plan de voilure dans le cadre des inclinaisons utiles à la manoeuvre; un moyen de rappel constitué d'une matière élastique (14) fixé à l'avant de la coque (5) et du mât (2) exerçant une traction sur l'avant de celui-ci, tend à incliner, au fur et à mesure que la tension du palan d'écoute (12) faiblit, I'en- semble du plan de voilure vers la proue; une coque (5) de forme triangulaire com- portant sur sa partie la plus large à l'arrière de sa carène une forme convexe permettant de contrôler la rotation horizontale de celle-ci sur l'eau lorsque l'utilisa- teur déplace sur un même bord la charge de son poids d'avant ou en arrière de la coque (5). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les haubans autoréglables (7) sont montés en partie supérieure sur des barres de flèches (23) chacune suspendue au mât (2) par un câble (24). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que les haubans autoréglables (7) sont fixés en partie basse à l'aide d'un ou plu- sieurs curseurs (25) réglables le long de rails (26) intégrés de part et d'autre du mât (2) à la coque (5) sur sa plus grande largeur exploitable. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac- térisé en ce que les haubans autoréglables (7) comportent un système de tension de leurs brins. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac- térisé en ce que la pièce courbe (4) reliant le mât (2) et la bôme (3) comporte une âme (28) reliant les deux extrémités de cette pièce. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac- térisé en ce que la pièce courbe (4) reliant le mât (2) et la bôme (3) comporte un palan d'étarquage (29) de la voile (1). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac- térisé en ce que la pièce courbe (4) reliant le mât (2) et la bôme (3) comporte sur sa partie courbe inférieure plusieurs orifices (30) pouvant chacun accueillir l'axe supérieur du cardan souple (6). 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac- térisé en ce que l'extrémité arrière de la bôme comporte une fente rejoignant un ori- fice vertical traversant la bôme de part en part. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes carac- térisé en ce que le moyen de rappel avant est constitué d'un palan (29) dont le brin libre est renvoyé jusqu'à un système de blocage (34) fixé à la coque (5), à l'arrière du palan d'écoute (12).