Brevet FR2877311A1 — publié le 20060505

La présente invention concerne une disposition architecturale permettant d'augmenter la stabilité des voiliers de type monocoque par des fous, qui selon l'invention, va permettre d'augmenter les performance en terme de vitesse dans le cadre strict des règlements internationaux de course à la voire ISAF (International SAiling Federation) et des principales règles des grandes courses à la voile dans le monde. La présente invention concerne également directement l'amélioration des performances des carènes des voiliers de loisir et croisière qui ne sont pas directement soumis aux contraintes des règles de course mais bénéficient généralement des améliorations provenant des bateaux de compétition. On considère généralement pour les voiliers que la navigation au portant se fait à de faibles angles de gîte (les valeurs de 0 à 10 sont généralement admises). C'est souvent à ces allures comprises entre le vent de travers et le vent arrière que le voilier atteint le planning , c'est-à-dire qu'il dépasse la vague d'étrave du train d'onde qu'il génère. C'est la seule façon de dépasser une vitesse critique proportionnelle à la racine carrée de la longueur à la flottaison. Au contraire, la navigation au près (lorsqu'on navigue à un angle allant suivant les voiliers de 30 à 90 du sens contraire du vent) se fait à de forts angles du gîte (les valeurs de 10 à 30 sont généralement admises) car la composante des efforts générés par le gréement est très transversale au bateau. Pour cette même raison, la composante propulsive étant réduite, on ne peut généralement pas- planer et on est limité par la vitesse critique du bateau. Les formes des coques sont conçues afin de réduire au maximale la surface mouillée et l'énergie perdue en train d'onde à forte gîte lorsque la coque ne navigue plus que sur cette ce petit morceau ce coque long et étroit déporté sous le vent. Seules les planches à voiles et quelques dériveurs peuvent à ce jour planer au près en raison de leur très faible poids comparé à la surface de toile que les équipages peuvent tenir. Pour les voiliers, pour augmenter la vitesse il est nécessaire d'augmenter la surface de voilure portée en réduisant le poids global. Cependant, pour augmenter ie surface de voilure il convient d'augmenter le stabilité des voiliers sans quoi ils se couchent et chavirent. Dans l'état actuel_ des techniques, plusieurs solutions existent et sont souvent utilisées ensembles dans te cas de monocoques.: Augmenter le poids du lest Allonger la quille afin de descendre le lest et le centre de gravité global Ajouter des ballasts latéraux remplis alternativement d'un bord ou de l'autre pour déplacer le centre de gravité latéralement au vent Faire penduler la. quille d'un bord ou de l'autre peur déplacer le centre de gravité latéralement au vent - Augmenter la largueur du bateau afin de décaler latéralement sous le vent le centre de la poussée d'Archimède flottaison lorsque le bateau gîte Actuellement les voiliers performants ont tous en commun une forte largeur associée à des ballasts ou une quille pendulaire, parfois les deux. Ces solutions ont les limites de leurs avantages. Les ballasts s qui alourdissent { l'ensemble (prusiaulusi..ou_,a tonnes considérablement sur un voilier lier de moins de Il5 v tonnes S pour ceux du Vendée '.) vi globe par exemple) imposent a des efforts vlao très importants à la structure, notamment la résistance aux chocs dus a mer. Les quilles pendulaires sont des dispositifs coûteux en mécanique et qui restent assez fragiles. En plus ce ces limitations qui imposent souvent des renforts globaux de ta structure, les coques larges sont par définition plus lourdes que les coques étroites du simple fait de Leur surface développée plus importante. La présente invention va permettre de solutionner 'ses limitations décrites ci dessus tout en apportant un ensemble améliorations significatives sur te comportement marin du voilier. Le dispositif 'f architecturai proposé repose d'équiper i le voilier d'un,,,,li'un ou i nouveau V.prepose sur le fait pFi.iSfeuTs- folle, rattachés à la coque, orientables et pilotabies ou non, qui, grâce à la portance qu'ils génèrent lorsque te voilier avance vont participer au couple 4.. .! de redressement de celui-ci (fini 1 p, Cette technologie bien connue dans les domaines de la navigation de commerce (transports de passagers, paquebots, moto yachts) et des navires militaires (stabilisation des frégates lors des phases de tir ou des portes avions) n'a jamais été appliquée aux voiliers monocoques. Le fait que ces derniers naviguent gîtés et que les besoins de stabilité dépendent de leur route par rapport au vent, de la force de ce dernier et de leur vitesse, d'une énergie électrique ou hydraulique disponible limitée, impose en outre des contraintes supplémentaires. Cette nouvelle llE$ disposition architecturale Se aSr Sait le principe que pour obtenir un i n fort 'base Éa couple de redressement, ., au lieu de déplacer le centre de gau vent (déplacement quille, gravité -... ..i ajout de poids), il est plus efficace de déplacer le centre de poussée résultante hydrostatique (flottabilité de la coque et des appendices) et hydrodynamique (portance de la coque et des appendices) sous te vent. L'ajout d'un flotteur étant impossible dans la définition d'un monocoque, un (des) foif(s) prévu(s) pour travailler proche de la position horizontale et sous la surface de ['eau sous te vent est (sont) choisi(s). La portance de ce(s) dernier(s) sous l'effet du déplacement du voilier va, en plus d'augmenter le couple de redressement, alléger le voilier qui naviguera plus haut sur l'eau, réduisais' ta traînée globale (traitas d'ondes vénérés et frottement avec l'eau) de la coque et facilitant le départ au planning. II est prévu que ces gains de traînée sont plus importants que la traînée du (des) foil(s). Ainsi, pour un angle de gîte donné, le couple de redressement sera dépendant de la vitesse du voilier, de ta surface immergée du fois et de l'incidence du (des) foit(s). Cette nouvelle disposition architecturale permet de rentrer le(s) foil(s) dans la coque afin de pouvoir accoster dans les ports et les escamoter lorsque les conditions de navigations rendent leur effet néfaste pour ia vitesse (vent très faible). J Dette nouvelle disposition architecturale permet un pilotage du (des) foil(s) en terme de longu1eur sortie de la coque d'un bord ou de l'autre et de réglage dynamique de l'incidence de ce (ces) dernier(s). Que l'énergie nécessaire soit manuelle (équipage), mécanique (générateur, éolienne, solaire... ) ou récupérée sur une partie déformable de le structure du voilier conçue à cet effet (fig2). 4 REVENDICATIONS 1) A ndics sous marins caractérisés en ce que, lorsque ie voilier navigue, un (des) c appendice) dont t 71a fonction 2$t a de.i générer une portance verticale principale principalement a$ eest (sont) disposés) du coté sous le vent du voilier pour accroître le couple de redressement et/ou le faire déjauger plus rapidement. 2) Appendices sous marins selon la revendication 1 caractérisé en ce que le couple de 10 redressement est, pour un ange de gîte donné, dépendant de a vitesse du voilier, de a surface immergée du toit et de 'incidence du (des) foi (s) du dispositif 3) Appendices sous marins selon la revendication 1 caractérisé en ce que lorsque le voilier navigue, cet (ces) appendice(s) est (sont) escamotable(s) partiellement ou totalement 15 dans la coque et réglable(s) en incidence. 4) Appendices sous marins selon ta revendication I. caractérisé en ce que lorsque la voilier est au port ou à l'arrêt, cet (ces) appendice(s) est (sont) totalement escamotable(s) alternativement d'un coté ou des deux du voilier. 5) Appendices sous marins selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lorsque cette disposition fonctionne de manière asservie à l'assiette au bateau, l'énergie utilisée pour les actionneurs du système provienne d'un générateur embarqué (combustible classique, pile, éolien, solaire, diesel. ) ou de ia déformationd'une partie de la structure du voilier spécialement conçue à cet effet