Brevet FR2878824A1 — publié le 20060609

La présente invention concerne le nautisme côtier, et même plus précisément le nautisme de loisir qui se pratique sur les plages, et pas plus qu'à la journée, en général par des vacanciers qui n'ont pas acquis de formation particulière en navigation. Elle a pour objet un bateau de plaisance à propulsion par turbine. On entend par là que, par opposition à la propulsion par hélice qui est le système de propulsion couramment utilisé sur les engins nautiques de ce type, l'invention propose d'utiliser une véritable turbine, dans laquelle le rotor est enfermé dans un conduit io hydraulique terminé par une tuyère d'éjection. Il ne s'agit plus de brasser l'eau du milieu environnant par une turbine dont les aubes sont orientées pour assurer la propulsion, mais d'aspirer l'eau par une extrémité d'entrée du conduit pour la refouler vers l'extrémité opposée et l'expulser là à travers l'extrémité de sortie constituant is une tuyère d'éjection. Entre les deux extrémités, le rotor est configuré pour assurer une augmentation de la vitesse de l'eau qui conduit à un effet de propulsion par réaction. La propulsion par turbine a sur la propulsion par hélice usuelle divers avantages, dont celui d'améliorer la sécurité du fait qu'il n'y a plus de pièce en mouvement exposée à l'extérieur du bateau, et celui d'une protection des montages fragiles qui permet de diminuer les interventions en réparation pour les entreprises proposant de tels bateaux en location à la journée. La présente invention permet d'exploiter de tels avantages tout en évitant les inconvénients qui ont fait reculer l'emploi des turbines jusqu'à ce jour. Elle propose de combiner la propulsion par turbine avec des caractéristiques liées à la disposition relative des différentes pièces constituant les éléments fonctionnels coopérants, en s'intéressant spécialement à des bateaux qui ont plus pour 2878824 2 propos de flotter en toute sécurité que d'avancer vite sur de grandes distances, et qui sont agréables à rnanier dans un contexte ludique. En outre, leur destination en bateaux de loisir fait qu'ils ne sont guère utilisés que par temps calme, le plus significatif ici étant l'état de la mer, afin que le bateau évolue sur un plan d'eau qui ne perturbe pas exagérément sa stabilité horizontale. Un bateau de plaisance à propulsion par turbine suivant l'invention comporte une turbine hydraulique et un moteur d'entraînement de ladite turbine, l'un et l'autre situés sous protection lo d'une structure flottante sur laquelle prennent place les utilisateurs. Cette structure flottante est avantageusement faite d'une coque inférieure et d'une coque supérieure se rejoignant de part et d'autre d'une ligne de flottaison supposée horizontale. Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, is une cavité de logement de la turbine est ménagée en sous-face du bateau par la paroi de la coque inférieure, dans une position telle qu'elle est située sous la ligne de flottaison. Elle est disposée avantageusement dans le sens longitudinal du bateau pour fonctionner en aspiration de l'eau environnante à son extrémité avant et pour la refouler par une tuyère à l'arrière du bateau. Pour commander le bateau en direction, la tuyère est orientable par pivotement dans son plan horizontal, donc autour d'un axe vertical. Des organes de commande manuelle de son orientation sont installés sur la coque supérieure à disposition des utilisateurs. Il s'agit de préférence d'un manche de pilotage qui transmet les ordres de commande par câble jusqu'à une tringlerie déterminant l'orientation de la tuyère. 2878824 3 Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, l'espace intérieur à la structure flottante contient un moteur d'entraînement de la turbine qui est supporté par ladite structure dans une position où il se situe en fonctionnement au- dessus de la ligne de flottaison. Un intérêt majeur de cette disposition est de favoriser en combinaison un système de refroidissement d'air. L'invention prévoit de préférence à cet effet des moyens pour organiser une circulation d'air de refroidissement dans le carter du moteur, comportant un passage d'entrée d'air i0 prélevé dans l'atmosphère environnante, avantageusement juste audessus de la ligne de flottaison, et un passage de sortie d'air débouchant au-dessus de la structure flottante à travers la coque supérieure. Suivant des dispositions préférées de l'invention, te moteur d'entraînement de la turbine est avantageusement monté dans la structure flottante de sorte que son arbre soit orienté parallèlement au rotor de la turbine, de préférence dans un même plan vertical, lui-même orienté suivant l'axe longitudinal du bateau. La transmission des mouvements de l'un à l'autre a lieu, dans des modes de réalisation préférés mettant en oeuvre l'invention, par une courroie qui est maintenue tendue entre deux roues situées dans un même plan vertical et respectivement solidaires en rotation l'une de l'arbre du moteur, l'autre du rotor de la turbine. Un système tenseur particulièrement approprié implique un ressort prenant appui fixe sur la structure flottante. En ce qui concerne l'organisation de la circulation d'air de refroidissement du moteur, l'invention prévoit avantageusement de protéger le passage d'entrée d'air des projections d'eau éventuelles par un système de baffles. De préférence, elle prévoit aussi de rejeter l'air en l'atmosphère en passant par une cheminée en excroissance verticale audessus de la structure flottante. En tant que cheminée on peut avantageusement combiner ce rôle de cheminée avec celui d'une queue à terminaison étalée en pare-soleil au-dessus de l'habitacle recevant les passagers ou utilisateurs. 2878824 4 Une telle cheminée peut avantageusement être montée solidaire d'un coffre ouvrant complétant la structure flottante pour livrer accès à l'intérieur de l'espace fermé par la coque supérieure. L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en faisant référence aux figures. Les figures 1, 2 et 3 sont extraites d'un même fichier informatique de conception assistée par ordinateur. - la figure 1 représente le bateau dans son ensemble en vue et io en pespective avec éclatement partiel des coques; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la partie arrière du bateau - la figure 3 représente en perspective, sous forme agrandie et partielle, le bateau vu de l'arrière. Le bateau choisi pour illustrer au mieux la mise en oeuvre de l'invention répond à une forme extérieure qui est en elle-même connue. La structure flottante est réalisée par l'assemblage d'une coque inférieure 1 et d'une coque supérieure 2. Bien qu'en pratique cela ne soit pas nécessairement le cas, on peut considérer ici que la coque supérieure et la coque inférieure sont fermées l'une sur l'autre par soudure de leurs parois extérieures sensiblement au niveau d'une ligne de flottaison 3, supposée stable en plan horizontal. Pour l'essentiel, la coque inférieure supporte les éléments cachés, enfermés sous la coque supérieure, ainsi que ceux qui ont un rôle à jouer dans l'eau. Il s'agit donc, en particulier, de la turbine 7 et de ses organes annexes, du moteur 8 qui assure son entraînement, d'un réservoir à essence 12 dans le cas d'un moteur thermique, ou de batteries ou accumulateurs dans le cas d'un moteur électrique. 2878824 5 Quant à la coque supérieure, elle fournit l'accès aux éléments internes qui doivent être situés hors de l'eau. En exemple, on a fait apparaître sur les figures un bouchon d'alimentation 11 pour le réservoir à essence 12. Plus important, elle a pour fonction de ménager l'habitacle où prennent place les personnes utilisant le bateau et de supporter les organes de pilotage mis à leur disposition. C'est ainsi que l'on peut voir sur les figures un manche de pilotage 13 monté sur le côté à droite de la coque supérieure, à côté d'un simple siège 14 pour une à trois personnes formé par la io paroi extérieure de la coque supérieure 2. D'une manière spécialement originale mais que la société déposante a déjà fait connaître, la coque du bateau est complétée par une excroissance en queue de baleine 4 qui prend à l'arrière du bateau pour monter verticalement et revenir vers l'avant en formant i5 en partie supérieure une partie terminale élargie s'étalant horizontalement. Celle- ci est placée de manière à jouer le rôle d'un pare-soleil pour les personnes ayant pris place sur le bateau. La queue 4 se raccorde à la coque du bateau par un coffre ouvrant 5 monté par une charnière horizontale à l'arrière du bateau et se verrouillant en dossier du siège 14. Ce coffre livre accès aux éléments contenus dans la coque pour les opérations d'entretien et _ réparation. Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, l'arbre de la turbine proprement dite et l'arbre de son moteur d'entraînement ne sont pas en ligne l'un avec l'autre, comme il viendrait plus facilement à l'esprit. Ils sont disposés parallèles horizontalement l'un au-dessus de I"autre. La turbine 7 est en position inférieure, en-dessous de la ligne de flottaison 3, alors que le moteur 8 est au contraire au- 2878824 6 dessus de la ligne de flottaison. La transmission du mouvement de rotation de l'arbre du moteur au rotor de la turbine est assurée par une courroie 21 qui est maintenue tendue par un système tenseur à ressort 22. La turbine 7 se loge dans une cavité que forme à cet effet la paroi de la coque inférieure, en sous-face de la structure flottante. Entre autres détails qui sont en eux-mêmes à la portée de l'homme du métier, on voit apparaître sur les figures, par exemple, des amortisseurs 17 assurant un montage silencieux du moteur ou io de la turbine, chacun sur les platines-support qui les reçoivent, d'autre part un logement 16 pour une batterie de démarrage du moteur. II est prévu une plaque 23 protégeant l'espace de la turbine quand le bateau est au sol. Cette plaque est fixée à la coque inférieure et disposée dans le prolongement du fond 15 de cette coque, qui est globalement plat. Les figures font apparaître une grille 24 par laquelle l'eau traverse la plaque 23 quand elle est aspirée par la turbine. Elle pénètre dans celle-ci entre des ailes 25 qui la guident vers l'intérieur du corps de la turbine. A l'extrémité arrière la turbine se termine par une tuyère orientable 26. L'orientation de la tuyère 26 est commandée en pivotement autour d'un axe vertical à partir du manche de pilotage 13. Cette commande permet de modifier le cap du bateau vers la droite ou vers la gauche. Le mécanisme de commande n'a pas été représenté en détail sur les figures. Il implique un câble de transmission mécanique jusqu'à une tringlerie 27. Dans le mode de réalisation préféré choisi pour illustrer la mise en oeuvre pratique de l'invention, il est également prévu de pouvoir commander une marche arrière à partir du même manche de pilotage et d'une transmission de commande par le même câble. Le bateau comporte à cet effet un pavillon escamotable 28. Ce pavillon de recul est monté basculant autour d'un axe horizontal fixe. En position escamotée (figure 2), il est remonté à l'intérieur d'un logement complémentaire 29 ménagé au-dessus de l'espace occupé par la tuyère. Quand il fonctionne en organe de recul, il vient en position abaissée s'interposer sur le jet sortant de la tuyère. On n'en voit que la moitié sur la figure 3. Sa forme en cuvette allongée en direction horizontale permet de le rendre efficace quelque soit l'orientation donnée à la tuyère, vers la droite ou vers la gauche. Lorsque le pavillon de recul est ainsi interposé devant le jet expulsé par la tuyère, l'eau expulsée est rejetée en mer à travers des lumières 31 percées dans la plaque 23 de chaque côté de la turbine. Les figures et les détails de la description qui précède se réfèrent au cas d'une turbine entraînée par un moteur thermique (alimenté en essence à partir du réservoir 9). C'est ce qui rend souhaitable la présence du pavillon de recul 28, formé pour couvrir toutes les positions que peut prendre la tuyère sous la commande d'orientation autour d'un axe vertical depuis le manche de pilotage, lequel commande également le basculement du pavillon de recul. Dans le cas d'un moteur électrique, il est plus commode d'assurer la fonction de recul par inversion du sens de rotation du moteur. L'inversion du sens de rotation inverse également le sens de rotation du rotor de la turbine et celle-ci fonctionne alors en aspiration par l'arrière et en éjection vers l'avant au travers de la grille 24. On prévoit avantageusement d'associer le moteur à des moyens de commande d'une inversion du sens de rotation de l'arbre entraînant la turbine sous commande depuis le manche de pilotage qui sert aussi à commander l'orientation de la tuyère. Suivant d'autres caractéristiques importantes de l'invention, le moteur entraînant la turbine est à refroidissement par air. Sa disposition au-dessus de la turbine à l'intérieur de la coque supérieure 2 favorise le choix d'un refroidissement par air plutôt que par de l'eau prélevée dans la mer (sous une acception qui englobe tout plan d'eau où le bateau soit amené à évoluer). 2878824 8 L'air de refroidissement est prélevé en 32 pour suivre un circuit protégé des projections d'eau par un baffle 33 faisant partie du coffre supérieur 5. L'orifice du circuit de prélèvement se situe juste au-dessus du niveau de la ligne de flottaison, là où l'air est frais du fait de la proximité de la nappe d'eau, et où, en outre, il est exempt de poussière. A la sortie du carter du moteur 8, l'air ayant servi au refroidissement du moteur est recueilli dans l'espace situé sous le coffre 5. De là le circuit d'air de refroidissement emprunte la queue io 4, dont l'intérieur est vide. L'air est repris par un ventilateur- aspirateur situé en 34 à la base de la queue (non représenté sur les figures 1 et 2). L'air s'évacue à l'atmosphère à travers la tête pare- soleil 6. Cette dernière fait diffuseur par la multitude d'orifices qu'elle comporte à travers sa paroi supérieure. Des détails classiques en eux-mêmes apparaissent sur les figures. On voit en particullier sur celles-ci le tuyau d'échappement 35 qui évacue les gaz brûlés du moteur dans la mer à travers la paroi de la coque inférieure au niveau de la cavité ménagée pour abriter la turbine. 2878824 9 REVENDICATIONS 1. Bateau de plaisance à propulsion par turbine, comportant, à l'intérieur d'une structure flottante, avantageusement faite d'une coque inférieure (1) et d'une coque supérieure (2) se rejoignant de part et d'autre d'une ligne de flottaison (3) supposée horizontale, une turbine hydraulique (7) située sous ladite ligne de flottaison en sous-face de ladite structure flottante pour aspirer de l'eau environnante et la refouler par une tuyère à l'arrière du bateau, ladite tuyère (26) étant io orientable en plan horizontal, et un moteur (8) d'entraînement de ladite turbine, logé dans ladite structure flottante au-dessus de la ligne de flottaison et associé à des moyens pour le refroidir en fonctionnement par aspiration d'air dans l'atmosphère environnante. 2. Bateau suivant la revendication 1, dans lequel ledit moteur est disposé au-dessus de ladite turbine et d'arbre parallèle au rotor de la turbine qu'il entraîne, dans un même plan vertical dans l'axe longitudinal du bateau. 3. Bateau suivant la revendication 2, dans lequel la transmission de mouvement du moteur à la turbine a lieu par une courroie (21) maintenue tendue entre deux roues situées dans un même plan vertical et respectivement solidaires en rotation de l'arbre du moteur et du rotor de la turbine, avantageusement par un système tenseur (22) impliquant un ressort en appui sur la structure flottante 4. Bateau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ladite structure flottante est faite d'une coque inférieure ménageant en sous-face une cavité de logement de la turbine et d'une coque supérieure abritant le moteur et surmontée 30 d'un coffre ouvrant (5) et d'une queue à terminaison (6) étalée en 2878824 10 pare-soleil au-dessus d'un siège (14) pour les utilisateurs. 5. Bateau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant des moyens pour organiser une circulation d'air de refroidissement dans le carter du moteur en passant par un s passage (32) d'entrée d'air frais prélevé dans l'atmosphère environnante, avantageusement juste au-dessus de la ligne de flottaison, et un passage de sortie d'air débouchant au-dessus de ladite structure flottante. 6. Bateau suivant la revendication 5, dans lequel ledit lo passage d'entrée d'air frais est protégé par un système de baffles des projections d'eau éventuelles 7. Bateau suivant la revendication 6 dans lequel ledit passage de sortie d'air de refroidissement est ménagé dans une cheminée formée par une queue suivant la revendication 4. 8. Bateau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit moteur est de type thermique et alimenté en carburant à partir d'un réservoir d'essence (12) logé dans ladite structure flottante, dont les gaz brûlés s'évacuent dans la mer à travers la paroi de la coque inférieure au niveau d'une cavité ménagée pour abriter la turbine. 9. Bateau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit moteur est de type électrique et alimenté à partir de batteries situées dans ladite structure au-dessus de la ligne de flottaison, ledit moteur étant avantageusement associé à des moyens de commande d'une inversion du sens de rotation de l'arbre entraînant la turbine sous commande depuis un manche de pilotage servant aussi à commander l'orientation de la tuyère. 10. Bateau suivant l'une quelconque des revendications 1 2878824 11 à 9, comportant en outre un pavillon de recul (28) monté basculant autour d'un axe horizontal pour venir s'interposer devant la sortie d'eau de ladite tuyère et formé pour couvrir toutes les positions que peut prendre la tuyère sous commande d'orientation autour d'un axe vertical depuis un manche de pilotage commandant également son basculement.