Brevet FR2892698A1 — publié le 20070504

-1- La présente invention concerne une quille de bateau, particulièrement de voilier, dont les objectifs sont identiques à ceux d'une quille traditionnelle de voilier : assurer un couple avec les forces générées par le vent sur les voiles permettant sa progression, assurer un plan anti-dérive nécessaire à la tenue d'un cap au près du vent, permettre au voilier de se redresser après avoir été couché à 90 sur le plan d'eau. Ces objectifs sont obtenus aujourd'hui par une masse inerte métallique lourde avec un bras de levier long profondément enfoncé sous la ligne de flottaison. Cette masse et ce bras de levier engendrent un grand déplacement d'eau préjudiciable au déplacement du voilier, à ses structures (perte de quille, talonnage...), à sa rapidité et sa souplesse de manoeuvre. Le dispositif selon l'invention est actif dans le sens où il déplace son centre de gravité en fonction de la gîte du voilier. Cette action permet de réduire la masse et la profondeur du bras de levier vertical, par la création d'un second bras de levier oscillant autour de l'horizontale. L'addition de ces deux couples génèrent un couple de redressement plus élevé et moins violent. Sa stabilité axiale est améliorée. Par conséquent, le plan anti-dérive reste plus vertical et donc plus efficace pour garder un cap au près du vent, et une plus grandes vitesse sur toutes les allures. Ce dispositif se compose de plusieurs éléments mais est homogène dans son objet. Le schéma de principe illustre l'invention. En référence au schéma de principe, le premier élément fixé sous la coque à quelques centimètres au dessus de la ligne de flottaison est la semelle (1). Cette semelle en matière relativement souple contient une chambre interne (2) creuse et étanche qui sera remplie de liquide. Le deuxième élément est un appendice (3) composé de matières différentes (4) (7) et d'une chambre interne (5) creuse en relation avec celle de la semelle (1). La semelle (1) et l'appendice (3) sont liés entre eux par la jonction (6) en matière souple qui permet la mobilité axiale de l'appendice. En descendant le long de l'appendice, la matière est de plus en plus rigide (4) pour devenir dure (7). Dans cette partie dure (7) est moulée une pièce métallique en aluminium ou -2- dérivé, inox ou matériau composite léger (8). Cette partie (8) est le support d'un aileron anti-dérive (9) interchangeable et relevable ou non. Cet ensemble homogène en forme de Y à l'extérieur et à l'intérieur duquel une chambre creuse (2) (5), également en forme de Y, sera remplie de liquide à la pression atmosphérique. Cette forme en Y permet de modifier le volume de la chambre globale sans modifier son périmètre lorsque l'on déplace l'appendice à droite ou à gauche et d'augmenter le volume de la partie de la semelle vers laquelle il est en opposition. Sur la surface (10) de la semelle (1), un dépôt de caoutchouc naturel ou de silicone rend intime les contacts entre la semelle et la coque. Une plaque métallique ou en matériau composite perforée (11) est moulée dans la semelle et permet la pose de fixations (16) démontables sur toute la surface de contact entre la coque (17) et la semelle (1). Cette jonction démontable permet de changer la quille sans créer de dommage à la coque. La fixation d'un liston périphérique(12) assure la tenue de la lèvre de la semelle (1) sur la coque (17). L'évent (13) permet de chasser l'air lors du remplissage par la valve (14) et permet la vidange par la valve (15). Le changement de la densité du liquide intervient sur le comportement du voilier. La vidange de la quille est nécessaire avant ou pendant le grutage. Un bourrelet néoprène interchangeable suit l'arête avant de la quille. Le principe de fonctionnement s'articule autour de plusieurs phénomènes physiques simples. La masse de liquide de la chambre interne de la quille perd sa masse lors de son immersion dans le plan d'eau, au delta de densité près. Ce phénomène réduit considérablement la masse de la quille lorsque le voilier est dans l'eau. Lorsque le voilier est vertical, les deux bras latéraux du Y reçoivent les mêmes forces de pesanteur. Lorsque le voilier s'incline sur un bord, le bras opposé sort de l'eau et la masse du liquide qu'il contient devient active et exerce une force en relation avec la masse de liquide hors de l'eau. Cette masse est directement liée à l'inclinaison du voilier. L'inclinaison du voilier déplace son point d'appui sur le plan d'eau sur le bras du Y immergé. Cela entraîne un allongement du bras de levier entre le point d'appui et le centre de gravité de la masse du liquide hors d'eau. Cet allongement crée un couple de redressement oscillant autour de l'horizontale, proportionnel à la gîte qui l'a généré. -3- De plus, l'inclinaison du voilier déplace son point d'appui sur le bras immergé. Une partie de l'autre bras étant hors de l'eau, la surface d'appui du voilier sur la chambre interne diminue, ce qui entraîne une augmentation de pression sur cette surface, un écrasement de la chambre creuse, le déplacement du liquide qu'elle contient vers le reste de la chambre interne hors d'eau et le gonflement des parties souples pour absorber le liquide déplacé. La forme en Y précédemment décrite facilite ce déplacement en augmentant le volume dans la chambre en opposition à l'inclinaison. Ce transfert de masse vient augmenter le couple de redressement et la correction de la gîte, c'est l'une des caractéristiques actives de la quille. La partie verticale du Y remplie de liquide a comme objectifs de modifier la forme de la quille sous gîte en augmentant le volume disponible hors d'eau, d'assurer le redressement du voilier en créant un couple entre le centre de gravité du voilier et le centre de gravité de la masse liquide contenue dans la chambre de l'appendice. Ce couple s'additionne au couple précédemment cité pour former un couple résultant supérieur pour réaliser le redressement du voilier. Cet appendice tend à rester vertical grâce à sa mobilité axiale ce qui permet au plan anti-dérive de l'aileron de garder toutes ses performances malgré la gîte et de conserver un cap au plus près du vent. Ceci est une des caractéristiques actives de la quille. L'aileron anti-dérive permet au voilier de garder un cap au plus près du vent par ses appuis latéraux sur l'eau. Cet appui n'a pas la force nécessaire pour modifier la forme en Y. Seule la modification des pressions et des surfaces d'appuis est capable de réaliser ce changement. Le plan axial n'est qu'une des composantes des forces. Pour les embarcations à moteur ou à rame ne nécessitant pas de quille, une semelle sans appendice donnera une plus grande stabilité latérale à l'embarcation. Les mêmes phénomènes physiques, précédemment cités, jouent pour corriger l'assiette. La fabrication de ce dispositif en matière relativement souple est armée de toile comme un pneumatique de roue d'automobile, et moulée à chaud sous haute pression. -4- Pour une utilisation de pêche promenade, cette quille active est réalisée en matière plastique, par moulage traditionnel, en une seule pièce, avec ou sans dérive. La quille active, même percée, offre une stabilité au voilier. Sa souplesse peut encaisser un talonnage sans endommager la structure du voilier. La faible profondeur de la partie active de la quille de l'ordre du mètre, et sa très faible masse, permettent au voilier monocoque de rivaliser en vitesse avec les multicoques de même longueur et d'avoir un cap plus serré au près du vent. Revendications 1) - Dispositif permettant de créer des couples de forces assurant à un bateau monocoque, voilier ou non, sa stabilité à la gîte et son redressement en tenant un cap au plus près du vent. Ce dispositif comporte un élément (1) fixé sous la coque du bateau relativement souple et un appendice (3) de plus en plus rigide. Un élément (6) souple réalise la jonction entre l'élément (1) et l'élément (3). Un élément (7) rigide dans lequel est moulé une pièce (8) métallique ou en matériau composite, prolonge la partie inférieure de l'élément (3). Sur l'élément (8) est fixé un élément (9) anti-dérive interchangeable, relevable ou non. 2) ù Dispositif selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'élément (1) contient une chambre interne (2) creuse, déformable, remplie de liquide. 3) - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que l'élément (3) contient une chambre interne (5) en relation avec la chambre (2) de l'élément (1), formant un Y remplie de liquide. 4) - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 ou 3 caractérisée en ce que l'élément (6) souple qui relie l'élément (1) à l'élément (3) pour assurer la mobilité axiale de l'élément (3) et permet de modifier le volume des chambres sans en modifier le périmètre. 5) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 20 caractérisée en ce que dans l'élément (7) est moulée une pièce métallique ou en matériau composite (8). 6) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément (8) est le support de l'élément (9). 7) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 25 caractérisée en ce que l'élément (9) est interchangeable, relevable ou non. 8) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les chambres internes (2) et (5) sont vidangeables et remplissables. 9) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 30 caractérisée en ce que l'élément (1) est démontable sans endommager la coque du bateau 10) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément (1) est fixé à la coque du bateau grâce à une-6- plaque métallique ou en matériau composite (11) perforé et moulé dans la masse de l'élément (1). 11) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la forme du Y extérieur et intérieur permet de modifier le 5 volume global sans modifier le périmètre. 12 ) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la partie (1) sans appendice, sous un bateau plat, améliore sa stabilité.