Brevet FR2886619A1 — publié le 20061208

Voilure du type à profil épais pour enqin à propulsion vélique et enqin équipé d'une telle voilure La présente invention concerne une voilure du type à profil épais pour engin à propulsion vélique, cette voilure comportant deux voiles, sensiblement identiques, destinées à être raccordées par leur guindant à un même mât, les surfaces de ces voiles étant maintenues écartées de manière à créer, entre lesdites surfaces de voiles, un espace volumétrique permettant d'obtenir un lo profil aérodynamique en forme d'aile d'avion de la voilure. Les voiles à profil épais sont bien connues à ceux versés dans cet art comme l'illustrent en particulier les brevets FR-A-2.773.773 et FR-A-2. 845.063. En effet, le profil en forme d'aile d'avion de la voilure constitue, du fait de la performance aérodynamique générée par le profil épais et asymétrique, une solution plus performante qu'une voile traditionnelle pour propulser un voilier. Aujourd'hui, on distingue deux familles de voilure, du type à profil épais: - l'une dans laquelle les chutes sont reliées l'une à l'autre de manière jointive 20 par couture, collage ou autre pour former une voile fermée, - l'autre dans laquelle les chutes sont structurellement indépendantes l'une de l'autre comme l'illustre en particulier le brevet FR-A-2.845.063 précité. Cette seconde solution s'avère dans la pratique peu performante, en particulier 25 lors d'une navigation en vent d'arrière où l'ouverture des voiles ne peut absolument pas être contrôlée. La première solution, dans laquelle les chutes sont cousues entre elles, permet de résoudre ce problème d'ouverture des voiles par vent arrière. Cependant, cette première solution engendre d'autres inconvénients liés à l'absence de mobilité des chutes l'une par rapport à l'autre. Cette solution de liaison jointive des chutes entre elles empêche en effet tout glissement latéral des chutes l'une par rapport à l'autre pour obtenir la construction d'un profil global de voile asymétrique contrôlé à chaque changement de bord. Cette solution ne donne donc pas non plus satisfaction. Un but de la présente invention est donc de proposer une voilure dont la conception empêche l'ouverture des deux voiles par vent arrière tout en permettant la mobilité des chutes et leur glissement latéral l'une par rapport à l'autre pour obtenir la construction d'un profil global de voile asymétrique contrôlé à chaque changement de bord. io A cet effet, l'invention a pour objet une voilure du type à profil épais pour engin à propulsion vélique, cette voilure comportant deux voiles sensiblement identiques destinées à être raccordées par leur guindant à un même mât, les surfaces de ces voiles étant maintenues écartées de manière à créer, entre lesdites surfaces de voiles, un espace volumétrique permettant d'obtenir un profil aérodynamique en forme d'aile d'avion de la voilure, caractérisée en ce que les voiles sont à, ou au voisinage de, leur chute reliées entre elles à l'aide d'au moins un lien maintenant un intervalle de valeur maximale connue entre les chutes de voiles de manière à obtenir un profil aérodynamique de la voilure, quelles que soient les allures de navigation choisies. Grâce à cette conception, les changements de bords peuvent être effectués avec une réversibilité parfaite et instantanée de l'asymétrie de cette voilure à deux voiles. On peut également obtenir un profil de la voilure avec une asymétrie importante et variable en fonction du mouvement des voiles apportant ainsi au bateau une puissance optimale. Cette conception de la liaison entre voiles ne nuit en rien au maniement des voiles, ces dernières pouvant être hissées et affalées à volonté, quelles que soient les conditions d'exploitation du bateau et ce de manière simple. Les chutes respectives des deux voiles sont ainsi solidarisées et synchronisées dans leur mouvement et leur débattement tout en restant séparées l'une de l'autre sans être ni collées, ni fixées directement l'une à l'autre de quelque manière que ce soit. H en résulte la possibilité de conserver, à chaque changement de bord, le profil global de voile asymétrique souhaité. Les chutes ont ainsi la possibilité de se repositionner automatiquement l'une par rapport à l'autre lors d'un changement de bord. L'invention a encore pour objet un engin à propulsion vélique du type comportant une voilure à profil épais, cette voilure comportant deux voiles sensiblement identiques destinées à être raccordées par leur guindant à un o même mât, les surfaces de ces voiles étant maintenues écartées de manière à créer, entre lesdites surfaces de voiles, un espace volumétrique permettant d'obtenir un profil aérodynamique en forme d'aile d'avion de la voilure, caractérisé en ce que les voiles de la voilure sont du type précité. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un navire équipé d'une voilure conforme à l'invention; la figure 2 représente une vue d'ensemble d'un navire équipé d'une voilure conforme à l'invention, les volets d'obturation des orifices d'aération ayant été représentés; la figure 3a représente une vue partielle en perspective de la ralingue indépendante et la figure 3b représente une vue partielle en perspective des coulisseaux et barrettes servant à la liaison des voiles au mât; les figures 4 et 5 représentent, sous forme de vues partielles schématiques de dessus, un écarteur positionné à l'intérieur de l'espace volumétrique entre deux voiles en position d'écartement minimal (figure 4) et en position d'écartement maximal (figure 5) ; les figures 6 et 7 représentent, sous forme de vues schématiques, les écoulements d'air autour des voiles de la voilure en présence d'orifices d'aération (figure 6) ou en l'absence de ces derniers (figures 7). Comme mentionné ci-dessus, l'invention a pour objet une voilure 1 à profil épais pour engin à propulsion vélique. Cette voilure 1 comporte deux voiles 2, 3 sensiblement identiques, chaque voile s'étendant entre une bordure 6, une chute 5 et un guindant 4. Le guindant 4 s'étend lui- même entre le point 9 de to drisse et le point 7 d'amure tandis que la bordure 6 s'étend entre le point 7 d'amure et le point 8 d'écoute. Enfin, la chute 5 s'étend entre le point 9 de drisse et le point 8 d'écoute. Les surfaces des voiles 2, 3 de la voilure 1, formées par les zones des voiles s'étendant entre bordure 6, guindant 4 et chute 5, sont maintenues écartées l'une par rapport à l'autre de manière à créer, entre lesdites surfaces de voiles 2, 3, un espace 11 volumétrique. Cet espace 11 permet d'obtenir un profil aérodynamique en forme d'aile d'avion de la voilure 1. De manière caractéristique à l'invention, les voiles 2, 3 sont à, ou au voisinage de, leur chute 5 assemblées entre elles à l'aide d'au moins un lien 12, 13 maintenant un intervalle de valeur maximale connue entre les chutes 5 de voiles 2, 3 de manière à obtenir un profil aérodynamique de la voilure 1, quelles que soient les allures de navigation choisies. Cet intervalle, de valeur non nulle, est par exemple choisi d'une valeur comprise entre 15 et 20 cm pour un guindant de 7 mètres. Cet intervalle permet une reconstitution automatique du profil des voiles et du positionnement des chutes l'une par rapport à l'autre, en particulier lors d'un changement de bord. A l'inverse, la présence du ou des liens 12, 13 à, ou au voisinage des chutes, empêche toute ouverture des voiles par vent arrière. Les chutes respectives des deux voiles sont rendues solidaires en déplacement et synchronisées dans leur mouvement et dans leur débattement tout en restant séparées l'une de l'autre sans être ni collées, ni fixées directement l'une à l'autre de quelque manière que ce soit. De manière caractéristique à l'invention, les zones de liaison entre lien 12, 13 et surface de voile 2, 3 ou chute 5 constituent, à chaque fois, un point d'articulation autorisant un décalage en plan vertical entre les chutes 5 des voiles 2, 3 de la voilure 1 de manière telle que la chute 5 de la voile formant intrados vienne systématiquement en débordement de la chute 5 de voile formant extrados pour conserver le profil aérodynamique de la voilure 1. La conception du ou des liens et leur liaison aux surfaces de voile ou chutes permet ainsi la mobilité des chutes et leur glissement latéral l'une par rapport à to l'autre pour obtenir la construction d'un profil global de voilure asymétrique contrôlé à chaque changement de bord. La liaison des voiles 2, 3 entre elles à, ou au voisinage de, leur chute 5 peut être réalisée de différentes manières. Cette liaison peut être réalisée de manière permanente ou sous forme d'une liaison amovible démontable ou ouvrable, en particulier lors du démontage des voiles. Deux modes de réalisation ont été représentés dans les figures. Ainsi, dans l'exemple représenté à la figure 1, le lien, reliant les voiles 2, 3 entre elles, à ou au voisinage de, leurs chutes 5, est formé par une pluralité de liens 12 échelonnés sur la hauteur de la voile à la manière de barreaux d'échelle. Chaque lien 12 est ainsi positionné de manière à relier les oeillets positionnés en regard des deux voiles entre elles. Ce lien peut ainsi être enfilé à travers les oeillets positionnés en regard des deux voiles entre elles, un noeud étant ensuite réalisé à chaque extrémité du lien pour empêcher sa sortie de l'ceillet. Ce lien peut être formé par une garcette, une drisse ou estrope, un élément rigide de type barrette, un élément autoagrippant... Dans l'exemple représenté aux figures 6 et 7, le lien reliant les voiles 2, 3 entre elles à, ou au voisinage de, leur chute est constitué d'au moins une bande 13 continue s'étendant sensiblement parallèlement aux chutes 5. Dans ce cas, le lien vient fermer partiellement l'espace 11 volumétrique entre surfaces de voiles 3o 2, 3 sans pour autant nuire à la mobilité des chutes desdites voiles 2, 3 entre elles. Dans un mode de réalisation particulier conforme à celui représenté à la figure 1, l'un des liens 12 entre chutes 5 peut être positionné au niveau du point 8 d'écoute des voiles 2, 3 et sert de support au palan de manoeuvre ou constitue une partie de l'écoute dudit palan. Dans le cas où le lien entre chutes est constitué d'une bande 13 continue, fixée sur les faces internes des voiles, sur toute la hauteur de ces dernières, parallèlement auxdites chutes, cette bande force les écoulements aérodynamiques à passer partiellement ou totalement de part et d'autres des faces externes des deux voiles et améliore ainsi l'aérodynamique globale et la performance du profil épais. io Les voiles 2, 3 sont à, ou au voisinage de, leur guindant 4 reliées entre elles par au moins une liaison généralement de type barrette 14, cette liaison coopérant avec le lien 12, 13 positionné à, ou au voisinage, des chutes 5 des voiles pour autoriser le décalage des voiles 2, 3, notamment lors des changements d'amure en respect du profil aérodynamique le plus favorable. Dans l'exemple représenté, les voiles 2, 3, à ou au voisinage de leur guindant 4, sont reliées entre elles par des barrettes 14 échelonnées sur la hauteur des voiles, lesdites barrettes 14 étant elles-mêmes reliées au mât 10 par une pièce de liaison, telle qu'une ralingue 20 indépendante ou un coulisseau 15, venant se loger à l'intérieur d'une rainure du mât 10. Les barrettes 14 sont ainsi par exemple constituées de tiges cylindriques rigides en fibres de verre ou en carbone équipées à chacune de leurs extrémités de moyens de retenue, tels que des butées 19. Ces barrettes sous forme de tiges, couplées de manière appropriée au coulisseau 15 ou à la ralingue 20, traversent les oeillets desdites voiles et retiennent ensuite ces oeillets sur ladite barrette grâce à des moyens d'arrêt amovibles, tels que par exemple des rondelles fendues en nylon destinées à s'appuyer sur les butées 19 d'extrémité desdites barrettes. Sur ces barrettes, les deux guindants de voiles peuvent être soit laissés libres dans leur débattement latéral, pour permettre à la voile au vent de s'appuyer par son guidant sur la face au vent du mât fermant ainsi le profilé mât/voiles, soit limités ou bloqués dans leur débattement latéral grâce à des butées complémentaires pour permettre une circulation aérodynamique à l'arrière du mât et une entrée d'air dans le profil épais. Dans le cas où les barrettes 14 sont reliées au mât 10 par une ralingue 20, cette ralingue peut être réalisée sous forme d'un élément continu indépendant serrant à gréer les deux voiles 2, 3 sur le mât. Cette s ralingue est composée d'un jonc 21 de ralingue conventionnel cylindrique ayant un diamètre adapté à la gorge du mât et d'une bande 22 de matière souple ou rigide continue ou discontinue, cette bande 22 étant équipée d'oeillets 23 répartis à intervalle le long de ladite bande et positionnés pour être parfaitement en regard d'oeillets pouvant équiper, sur chaque guindant de voile, io les deux voiles de la voilure. Cette ralingue 20 continue indépendante permet, après en avoir inséré une extrémité dans la rainure ou gorge du mât, de hisser ensemble et facilement la ralingue et les deux voiles le long du mât en un mouvement continu à la is manière d'une voile traditionnelle. Dans le cas d'une liaison entre voiles et mât par l'intermédiaire de barrettes couplées à des coulisseaux 15, on dispose d'autant de coulisseaux que de barrettes, chaque coulisseau 15 venant s'insérer à l'intérieur d'une même rainure du mât 10. La rainure servant à la réception de la ralingue ou du coulisseau 15 est donc commune aux deux voiles. Toutefois, dans un mode de réalisation équivalent, il pourrait être prévu deux glissières ou rainures sur le mât coopérant chacune avec une voile. Dans un mode de réalisation particulier non représenté, cette ralingue indépendante sera équipée d'un fourreau de mât à la place du jonc de ralingue, pour pouvoir s'adapter à certains types de mâts ne disposant pas d'une gorge de ralingue. La liaison des voiles au mât s'effectue sur la partie arrière dudit mât, cette solution étant préférée. Pour assurer une rigidité suffisante aux voiles, celles-ci sont lattées à intervalle de manière en soi connue. Il est en outre prévu, dans le premier tiers de la voilure 1, au voisinage des guindants 4, entre les surfaces de voile 2, 3, au niveau des lattes de voile, des écarteurs 16 réalisés sous forme de pièces rigides ou articulées ou élastiquement déformables. Un exemple de telles pièces esta fourni aux figures 4 et 5, la figure 4 représentant l'écarteur en position repliée, la figure 5 représentant l'écarteur en position déployée. Ces écarteurs ont pour fonction d'empêcher les deux voiles de se plaquer l'une sur l'autre par l'effet du vent et assurent ainsi la construction du profil épais. Ces écarteurs 16, qui sont appuyés sur les lattes de chaque voile, sont positionnés pour exercer leur action à l'intérieur de la voilure sur la partie avant des voiles afin de construire une épaisseur de profil sur cette partie avant et créer ainsi un profil épais similaire au profil d'aile d'avion. Ces écarteurs peuvent affecter un grand nombre de formes. Ils peuvent à nouveau être souples ou rigides, to permanents, fixes, amovibles ou pliables et être soit solidaires du mât, soit solidaires de l'une des voiles ou des deux voiles, en particulier de la face interne de ces dernières. Dans un mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, ces écarteurs 16 peuvent être réalisés, à chaque fois, sous forme d'une lame souple solidarisable aux faces internes desdites voiles par des goussets latéraux cousus sur les parties internes en regard desdites voiles. Les extrémités de la lame sont alors insérées manuellement à l'intérieur d'un gousset. Dans le cas d'écarteur réalisé sous forme de pièce articulée comme l'illustrent les figures 4 et 5, ces écarteurs peuvent être actionnés séparément ou simultanément par une ou plusieurs drisses s'étendant entre pont du bateau et écarteur. Dans ce cas, ces écarteurs permettent au skippeur de prendre un ou plusieurs ris en affalant partiellement la voile épaisse comme une voile conventionnelle, en repliant à distance, grâce à la drisse de manoeuvre, les écarteurs situés dans la partie inférieure de la grand voile. En aplatissant ainsi le profil dans la partie basse de la voilure, cela permet de loger aisément la portion affalée de la grande voile dans un "lazyjack" ou de la ferler sur la bôme. Ces écarteurs, réalisés sous forme de pièces articulées, conviennent plus particulièrement aux voiliers de tailles moyenne et grande. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les voiles 2, 3 sont pourvues d'orifices 17 d'aération au voisinage des chutes 5, le long de lignes sensiblement parallèles aux chutes 5, de manière à permettre, en ventilant l'extrados, d'améliorer les écoulements aérodynamiques et de retarder le décollement de la couche limite sur cet extrados. L'intrados (voile face externe au vent) de la voilure étant en surpression par rapport à l'extrados (voile face externe sous le vent), l'air s'infiltre par les orifices d'intrados et ressort par les orifices d'extrados, assurant ainsi une ventilation sur cet extrados. Ces orifices 17 d'aération, qui sont disposés alignés le long de lignes sensiblement parallèles aux chutes 5 desdites voiles, peuvent être obturables chacun par un volet 18 mobile. Chaque volet 18 peut être réalisé à partir d'une bande fixée ou to cousue sur la voile côté extérieur de ladite voile de manière à être plaqué sur la voile par les écoulements en ce qui concerne la voile formant intrados et, à l'inverse, être décollé vers l'arrière de la voile par les écoulements au niveau de la voile formant extrados générant ainsi des turbulences sur cette face de voile. Les turbulences générées par ces bandes retardent le décollement des écoulements laminaires et améliorent ainsi la performance du profil. Ces volets améliorent également l'efficacité des orifices d'aération en occultant les orifices de l'intrados et en lissant le flux d'air sortant par les orifices d'extrados tout en augmentant le différentiel surpression/dépression entre les deux faces de la voilure accroissant ainsi sa portance. REVENDICATIONS 1. Voilure (1) du type à profil épais pour engin à propulsion vélique, cette voilure (1) comportant deux voiles (2, 3) sensiblement identiques destinées à être raccordées par leur guindant (4) à un même mât (10), les surfaces de ces voiles (2, 3) étant maintenues écartées de manière à créer, entre lesdites surfaces de voiles (2, 3), un espace (11) volumétrique permettant d'obtenir un profil aérodynamique en forme d'aile d'avion de la voilure (1), caractérisée en ce que les voiles (2, 3) sont à, ou au voisinage de, leur chute io (5), reliées entre elles à l'aide d'au moins un lien (12, 13) maintenant un intervalle de valeur maximale connue entre les chutes (5) de voiles (2, 3) de manière à obtenir un profil aérodynamique de la voilure (1), quelles que soient les allures de navigation choisies. 2. Voilure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les zones de liaison entre lien (12, 13) et surface de voile (2, 3) ou chute (5) constituent, à chaque fois, un point d'articulation autorisant un décalage en plan vertical entre les chutes (5) des voiles (2, 3) de la voilure (1) de manière telle que la chute (5) de la voile formant intrados vienne systématiquement en débordement de la chute (5) de voile formant extrados pour conserver le profil aérodynamique de ladite voilure (1). 3. Voilure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les voiles (2, 3) sont à, ou au voisinage de, leur guindant (4) reliées entre elles par au moins une liaison généralement de type barrette (14), cette liaison coopérant avec le lien (12, 13) positionné à, ou au voisinage, des chutes (5) des voiles pour autoriser le décalage des voiles (2, 3), notamment lors des changements d'amure en respect du profil aérodynamique le plus favorable. 3o 4. Voilure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les voiles (2, 3), à ou au voisinage de leur guindant (4), i0 Il sont reliées entre elles par des barrettes (14) échelonnées sur la hauteur des voiles, lesdites barrettes (14) étant elles-mêmes reliées au mât (10) par une pièce de liaison, telle qu'une ralingue (20) indépendante ou un coulisseau (15), venant se loger à l'intérieur d'une rainure du mât (10). s 5. Voilure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu, dans le premier tiers de la voilure (1), au voisinage des guindants (4), entre les surfaces de voiles (2, 3), au niveau des lattes de voile, des écarteurs (16) réalisés sous forme de pièces rigides ou io articulées ou élastiquement déformables. 6. Voilure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le lien, reliant les voiles (2, 3) entre elles à, ou au voisinage de, leurs chutes (5), est constitué d'au moins une bande (13) 15 continue s'étendant sensiblement parallèlement aux chutes (5). 7. Voilure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le lien, reliant les voiles (2, 3) entre elles à, ou au voisinage de, leurs chutes (5), est formé par une pluralité de liens (12) 20 échelonnés sur la hauteur de la voile à la manière de barreaux d'échelle. 8. Voilure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les voiles (2, 3) sont pourvues d'orifices (17) d'aération au voisinage des chutes (5), le long de lignes sensiblement parallèles aux chutes (5), de manière à permettre, en ventilant l'extrados, d'améliorer les écoulements aérodynamiques et de retarder le décollement de la couche limite sur cet extrados. 9. Voilure (1) selon la revendication 8, 30 caractérisée en ce que chaque orifice (17) d'aération est obturable par un volet (18) mobile. 10. Voilure 0) selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'un des liens (12) entre chutes (5) est positionné au niveau du point (8) d'écoute des voiles (2, 3) et sert de support au palan de manoeuvre ou constitue une partie de l'écoute dudit palan. 11. Engin à propulsion vélique du type comportant une voilure à profil épais, cette voilure (1) comportant deux voiles (2, 3) sensiblement identiques destinées à être raccordées par leur guindant (4) à un même mât (10), les surfaces de ces voiles (2, 3) étant maintenues écartées de manière à créer, lo entre lesdites surfaces de voiles (2, 3), un espace (11) volumétrique permettant d'obtenir un profil aérodynamique en forme d'aile d'avion de la voilure (1), caractérisé en ce que les voiles de la voilure sont conformes à l'une des revendications 1 à 10.