Brevet FR2818953A1 — publié le 20020705

La présente invention concerne un bateau à moteurs comportant un dispositif pour le propulser et le diriger simultanément. Elle est plus particulièrement relative à un tel bateau destiné à naviguer à vitesse modérée sur des fleuves, rivières, canaux, ou plans d'eau peu agités. La plupart des bateaux existant actuellement, qu'il s'agisse notamment d'embarcations ou d'engins flottants motorisés, font usage d'au moins un propulseur principal localisé vers la poupe, ou partie arrière de la carène considérée dans le sens de la marche normale (ou des carènes s'il s'agit de multicoques). Le contrôle longitudinal de trajectoire en marche avant est généralement obtenu par la réaction des filets d'eau sur un ou des gouvernail (s) orientable (s) ou par l'orientation du ou des propulseurs ; certaines embarcations légères utilisent la différenciation de la poussée des propulseurs fixes ou orientables placés de part et d'autre de l'axe pour obtenir le même effet. Certains bateaux comportent en outre un ou plusieurs propulseurs auxiliaires placés axialement ou latéralement à la proue, ou partie avant de la carène, et destinés exclusivement au contrôle d'orientation et de trajectoire lors des manoeuvres ; ces propulseurs s'escamotent ou sont neutralisés en marche normale, c'est à dire la plus grande partie du temps d'utilisation du bateau durant laquelle ils constituent un poids inutile, voire une source supplémentaire d'avarie ou de panne en raison de leur situation exposée aux agressions sous-marines. Dans toutes les configurations citées, il est nécessaire de consacrer une part spécifique et importante de l'énergie embarquée pour actionner des dispositifs de manoeuvre ou de maintien de cap dont l'efficacité est parfois insuffisante, notamment lorsque la vitesse est faible par rapport à l'eau ou lorsque l'action du vent contrarie la variation de trajectoire souhaitée. De plus, en cas d'avarie sur le propulseur unique ou sur l'un des propulseurs lorsqu'il y en a plusieurs, des difficultés de contrôle de trajectoire en résultent, qui diminuent notablement la sécurité d'emploi du bateau. Aussi un des buts de la présente invention est-il de fournir un bateau à moteurs comportant un dispositif de propulsion et de direction qui permet de supprimer la part d'énergie propulsive à consacrer aux manoeuvres du bateau tout en assurant un contrôle précis de la vitesse et de la trajectoire de celui-ci. Un autre but de l'invention est de fournir un tel bateau qui présente une manoeuvrabilité jamais égalée. Ces buts, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints par un bateau à moteurs comportant un dispositif pour le propulser et le diriger simultanément, qui est caractérisé, selon la présente invention, par le fait qu'il comprend une coque dont la carène comporte une empreinte régulière de sa poupe à sa proue, deux propulseurs disposés dans cette empreinte, l'un vers la poupe et l'autre vers la proue, orientables sur 3600 dans le plan horizontal, et des moyens de commande coordonnée tant en direction qu'en énergie reliés à chacun de ces propulseurs. De préférence, les moyens de commande coordonnée tant en direction qu'en énergie comprennent, d'une part, un organe de commande pour la direction et un organe de commande pour l'énergie et, d'autre part, des organes de transmission pour la direction et des organes de transmission pour l'énergie. Avantageusement, l'organe de commande pour la direction comprend les principaux éléments suivants : un fût vertical cylindrique qui supporte une roue de barre et qui est conçu pour tourner librement autour de son axe sur au moins 360 degrés ; et, deux axes concentriques contrarotatifs pour lesquels ce fût sert de guide, et dont une extrémité est reliée de façon connue à la roue de barre et dont l'autre extrémité est munie d'une poulie. Avantageusement, chaque propulseur à axe de poussée horizontal est situé à une extrémité d'un axe creux vertical disposé à l'intérieur d'un tube jaumière qui traverse la coque, l'autre extrémité de chaque axe creux est munie d'une poulie à gorge qui reçoit deux drosses à câble ou à chaîne reliées aux poulies de l'organe de commande pour la direction, ces drosses faisant un trois quart de tour de part et d'autre de la poulie, toutes les poulies ayant sensiblement le même diamètre. La description qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif, doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : ta figure 1 est une représentation schématique d'un bateau à moteurs selon la présente invention en vue arrière ; ta figure 2 est une vue latérale d'un bateau à moteurs selon la figure 1 ; ta figure 3 est un schéma d'un dispositif pour propulser et diriger un bateau selon la figure 1 ; ta figure 4 est une vue en perspective des organes de commande pour la direction et pour l'énergie selon la présente invention ; et, la figure 5 est une vue en coupe verticale de l'objet de la figure 4. Ainsi qu'on peut le voir sur ces figures, un bateau à moteurs selon la présente invention est notamment constitué d'une coque, désignée dans son ensemble par la référence 1, dont la carène 2 comporte une empreinte régulière 3 de sa poupe à sa proue, deux propulseurs, respectivement 4 et 5, disposés dans cette empreinte 3, l'un 4 vers la poupe et l'autre 5 vers la proue, orientables sur 3600 dans le plan horizontal, et des moyens de commande coordonnée tant en direction qu'en énergie reliés à chacun de ces propulseurs. Cette empreinte 3 est disposée sensiblement selon l'axe longitudinal de la coque 1. Selon une variante de réalisation, le bateau à moteurs est de type catamaran à carènes amphidromes : dans ce cas l'empreinte 3 est constituée par l'espace entre les deux flotteurs. Quant aux moyens de commande coordonnée tant en direction qu'en énergie, ils comprennent, d'une part, un organe de commande pour la direction et un organe de commande pour l'énergie et, d'autre part, des organes de transmission pour la direction et des organes de transmission pour l'énergie. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 4 et 5, l'organe de commande pour la direction, désigné dans son ensemble par la référence 6, comprend les principaux éléments suivants : un fût vertical cylindrique 7 qui supporte une roue de barre 8 et qui est conçu pour tourner librement autour de son axe sur au moins 360 degrés ; et, deux axes concentriques contrarotatifs 9 et 10, pour lesquels ce fût 7 sert de guide, et dont une extrémité est reliée de façon connue à la roue de barre 8 et dont l'autre extrémité est munie d'une poulie, 11 et 12 respectivement. Selon une variante de réalisation, cet organe de commande pour la direction 6 peut aussi comprendre un levier 13 qui prend appui sur le fût 7 et est actionné par une commande latérale 14 permettant, sous certaines conditions, de rendre solidaires les deux poulies 11 et 12. Chaque propulseur, 4 ou 5, (cf. figure 3), à axe de poussée horizontal est situé à une extrémité d'un axe creux vertical, 15 et 16 respectivement, disposé à l'intérieur d'un tube jaumière, 17 et 18 respectivement, qui traverse la coque 1. Des roulements étanches réalisent le maintien axial de l'ensemble perpendiculairement au fond de la carène 2. L'autre extrémité de chaque axe creux, 15 et 16, est munie d'une poulie à gorge, 19 et 20 respectivement, qui reçoit deux drosses à câble ou à chaîne, 21 et 22 respectivement, reliées aux poulies 11 et 12 de l'organe de commande pour la direction 6. Ces drosses font trois quart de tour de part et d'autre de la poulie, ce qui autorise l'orientation des axes de poussée des propulseurs sur au plus 360 degrés dans le plan horizontal. Toutes les poulies ont sensiblement le même diamètre. L'ensemble des drosses, des poulies à gorge et des axes creux constituent les organes de transmission pour la direction. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, chaque propulseur, 4 ou 5, est du type à moteur électrique basse tension entraînant une hélice d'un genre connu et est immergé en bulbe. Quant aux axes creux 15 et 16, ils sont de préférence réalisés en un matériau composite. Le fût vertical cylindrique 7 est monté sur une embase 23 elle-même fixée de façon connue sur le plancher du pont. Une butée à bille 24 supporte l'effort vertical du poids de l'ensemble du fût 7, tandis qu'une contre-butée 25, disposée en regard de cette butée 24 de l'autre coté de la paroi de l'embase 23, serrée par un écrou freiné assure la rigidité de maintien vertical et autorise une libre rotation du fût 7 autour de son axe vertical. L'organe de commande pour l'énergie 26 est du genre constitué de leviers de commande de puissance reliés aux propulseurs par des câbles de manière connue en soi. En marche normale, la manoeuvre de la barre à roue 8 permet d'orienter les propulseurs 4 et 5 de façon à faire prendre au bateau le cap choisi ainsi que peut le comprendre l'homme du métier. Si l'on rend solidaire les deux axes concentriques 9 et 10 en manoeuvrant la commande latérale 14, comme représenté sur la figure 5, le pivotement de cette commande latérale 14 entraîne, d'une part, celui du levier 13 qui agit sur un doigt 27 permettant de rendre solidaire de façon connue les deux axes 9 et 10 ainsi que le fût 7 et, d'autre part, une branche 28 qui a pour action de désolidariser le fût 7 de son embase 23 : le fût 7 peut ainsi tourner autour de son axe vertical. La commande latérale 14, le levier 13 et la branche 28 forment les trois branches d'une même pièce articulée en rotation par son sommet 29 sur le fût 7. Dans ce cas, le pivotement du fût 7 autour de son axe entraîne les deux propulseurs 4 et 5 en rotation tout en conservant parallèles leurs axes de poussée : le bateau se déplace ainsi de façon latérale. La vitesse de déplacement latéral est fonction de la poussée moyenne des propulseurs 4 et 5 tandis que le guidage en cap s'effectue par différenciation des poussées réalisée manuellement par action sur les leviers de commande de puissance 26. Une fonction annexe de compensation de la dérive due au vent ou au courant est obtenue en orientant le fût 7 de quelques degrés de part et d'autre de la perpendiculaire à l'axe du bateau ; la composante axiale de la poussée imprime alors au bateau en manoeuvre une vitesse longitudinale plus ou moins importante, fonction de l'angle entre l'axe de poussée des propulseurs et la perpendiculaire à l'axe du bateau. Les avantages de la présente invention qui, en particulier, permet de coordonner l'orientation et la poussée des propulseurs, sont donc notamment : a) en marche normale, la tenue de cap et le changement de direction sont obtenus par orientation simultanée contrarotative et symétrique des poussées par rapport à l'axe longitudinal du bateau, dans un secteur angulaire d'amplitude inférieure à 90 degrés, en maintenant une poussée égale sur les deux propulseurs ; b) les déplacements latéraux du bateau en manoeuvre à cap constant sont obtenus par l'orientation simultanée et parallèle des poussées des deux propulseurs à 90 degrés à droite ou à gauche de l'axe longitudinal en conservant une liberté de débattement angulaire de part et d'autre de la perpendiculaire à l'axe, les poussées respectives pouvant être modulées à l'aide des commandes de puissance ; c) de manière facultative et sur un bateau à carène amphidrome exclusivement, l'inversion du sens de marche est obtenue, toutes choses restant identiques par ailleurs, par le retournement simultané des deux propulseurs de 180 degrés dans le plan horizontal en conservant, dans le nouveau sens de marche, les mêmes facultés d'orientation que dans le sens opposé. Par ce dispositif, on obtient aisément une amélioration des caractéristiques de manoeuvre d'un bateau destiné à naviguer à vitesse modérée par rapport à un système de propulsion classique. Les améliorations les plus mesurables sont les suivantes : - la rapidité de réponse du bateau lors de changements de direction, la mise en virage s'effectuant sans transfert et avec une avance négligeable. - la facilitation des déplacements et changements de direction du bateau sans erre qui se réalisent avec autant d'aisance que lorsqu'il a de l'erre. - la réduction de la consommation d'énergie lors des changements de direction en marche normale et des manoeuvres en général, la totalité de la poussée des propulseurs étant utilisée dans le sens du déplacement contrairement aux dispositifs classiques qui agissent par effet secondaire en provoquant des réactions sur les oeuvres vives ; la technique de conduite par coup de fouet , couramment pratiquée en manoeuvre traditionnelle et grosse consommatrice d'énergie, est à proscrire lors de la mise en oeuvre de l'invention. - l'augmentation de la sécurité de navigation en conditions dégradées, la manoeuvrabilité du bateau restant satisfaisante en cas de panne de l'un ou l'autre des propulseurs. Bien évidemment on ne sortira pas du cadre de la présente invention si on remplace la roue à barre 8 par un volant de commande horizontal. REVENDICATIONS 1-Bateau à moteurs comportant un dispositif pour le propulser et le diriger simultanément, caractérisé par le fait qu'il comprend une coque (1) dont la carène (2) comporte une empreinte (3) régulière de sa poupe à sa proue, deux propulseurs (4 et 5) disposés dans ladite empreinte (3), l'un (4) vers la poupe et l'autre (5) vers la proue, orientables sur 3600 dans le plan horizontal, et des moyens de commande coordonnée tant en direction qu'en énergie reliés à chacun desdits propulseurs (4,5). 2-Bateau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de commande coordonnée tant en direction qu'en énergie comprennent, d'une part, un organe de commande pour la direction (6) et un organe de commande pour l'énergie (26) et, d'autre part, des organes de transmission pour la direction et des organes de transmission pour l'énergie. 3-Bateau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'organe de commande pour la direction, (6), comprend les principaux éléments suivants : - un fût vertical cylindrique (7) qui supporte une roue de barre (8) et qui est conçu pour tourner librement autour de son axe sur au moins 360 degrés ; et, deux axes concentriques contrarotatifs (9 et 10), pour lesquels ce fût (7) sert de guide, et dont une extrémité est reliée de façon connue à la roue de barre (8) et dont l'autre extrémité est munie d'une poulie, (11) et (12) respectivement. 4-Bateau selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'organe de commande pour la direction (6) peut aussi comprendre un levier (13) qui prend appui sur le fût (7) et est actionné par une commande latérale (14) permettant, sous certaines conditions, de rendre solidaires les deux poulies (11) et (12). 5-Bateau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que chaque propulseur, (4) ou (5), à axe de poussée horizontal est situé à une extrémité d'un axe creux vertical, (15) et (16) respectivement, disposé à l'intérieur d'un tube jaumière, (17) et (18) respectivement, qui traverse la coque (1), l'autre extrémité de chaque axe creux, (15) et (16), est munie d'une poulie à gorge, (19) et (20) respectivement, qui reçoit deux drosses à câble ou à chaîne, (21) et (22) respectivement, reliées aux poulies (11) et (12) de l'organe de commande pour la direction (6), lesdites drosses faisant un trois quart de tour de part et d'autre de la poulie, toutes les poulies ayant sensiblement le même diamètre.