Brevet FR2946614A1 — publié le 20101217

La présente invention concerne un dispositif pour la réduction des forces de frottement entre la surface immergée d'une embarcation et l'eau. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à tous les engins nautiques évoluant sur l'eau, à des fins commerciales, militaires, sportives, ou 15 de loisir. Elle s'applique à des embarcations de surface ou sous-marines. D'une manière générale, on sait qu'il a déjà été proposé notamment par la demande de brevet européen 0 293 538 un dispositif servant à créer sous la coque d'un bateau une couche d'air servant de revêtement antifriction. A cet effet, ce dispositif prévoit une pluralité de canalisations d'air débouchant sous la coque au niveau de diffuseurs d'air consistant en des cavités réalisées dans la coque. 25 Il s'agit donc d'une solution particulièrement coûteuse, volumineuse, lourde et donc peu opérationnelle et peu efficace. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. 1 20 30 2946614 -2- Elle propose à cet effet un dispositif pour la réduction des forces de frottement entre la surface immergée d'une embarcation et l'eau, comprenant au moins un conduit relié à une source de gaz et apte à conduire ledit gaz vers une pluralité de perçages réalisés dans ladite surface immergée de l'embarcation, ces perçages étant associés à des déflecteurs orientés relativement au sens de déplacement de l'embarcation. De cette façon, on engendre, en aval de chacun desdits déflecteurs, une zone de dépression locale provoquant l'aspiration au moins partielle du gaz contenu 10 dans le conduit et la formation de poches de gaz dans les susdites zones. La surface immergée de l'embarcation est soumise au frottement de l'eau lorsqu'elle se déplace. L'invention vise à réduire ce frottement en � lubrifiant � cette surface immergée avec un gaz. 15 Les déflecteurs peuvent par exemple présenter une concavité qui sera orientée vers l'avant de l'embarcation, c'est à dire tournée vers l'amont du courant d'eau provoqué par le déplacement de l'embarcation, de façon à aspirer l'air contenu dans le ou les conduit(s) par effet Venturi. 20 Avantageusement, ladite surface immergée peut doubler au moins une partie de la coque de l'embarcation et délimiter avec celle-ci un espace intercalaire qui constitue ledit conduit. Dans ce mode de réalisation, la surface immergée porteuse des perçages et des 25 déflecteurs est une double coque au moins partielle de la coque de l'embarcation. Le conduit de gaz est simplement l'espace intercalaire entre la coque et cette double coque. Alternativement, les'; conduits peuvent comprendre une pluralité de canalisations fixées sur la face interne de la coque et débouchant chacun sur un desdits perçages. Dans ce mode de réalisation, la surface immergée porteuse des perçages et des déflecteurs la coque elle-même, les conduits sont intérieurs à l'embarcation et les conduits sont des canalisations fixées sur la face interne de la coque. Ces canalisations peuvent par ailleurs être aptes à contribuer à la rigidité de la coque de l'embarcation, par exemple en étant intégrées à la structure, par exemple en constituant des raidisseurs et/ou des lices. Avantageusement, le/les conduits peuvent être en relation avec l'atmosphère en débouchant par une ouïe située au niveau de la surface émergée de ladite embarcation ; le gaz aspiré est alors de l'air et ladite embarcation est une embarcation de surface. Avantageusement, un moyen de pompage est monté sur les conduits de façon à y insuffler de l'air. De façon alternative, le/les conduits peuvent être en relation avec une source 20 de gaz comprimé et en ce que ladite embarcation est une embarcation sous-marine. Dans ce mode de réalisation, l'embarcation étant sous-marine, on insuffle du gaz dans les conduits grâce à une source de gaz comprimé, par exemple un réservoir de gaz comprimé ou une pompe ; les gaz peuvent être des gaz 25 d'échappement de moteurs. Avantageusement, le dispositif comprend, en aval des susdits déflecteurs, un relief apte à engendrer des turbulences permettant la formation d'un mélange gaz/eau se libérant de la susdite poche. Ce relief particulier sera appelé 30 brouilleur. L'invention porte également sur un procédé de réduction des forces de frottement entre une surface immergée et l'eau, ladite surface comportant une pluralité des perçages, lesdits perçages étant associés à des déflecteurs et communiquant avec au moins un conduit relié à une source de gaz, ledit procédé consistant à engendrer en aval de chacun desdits déflecteurs une zone de dépression locale provoquant une aspiration du gaz contenu dans ledit au moins conduit et la formation de poches de gaz dans les susdites zones. Avantageusement, on peut en outre dans ce procédé, insuffler du gaz dans ledit au moins conduit de façon à améliorer la formation des poches de gaz, notamment aux vitesses faibles. Avantageusement, on peut en outre dans ce procédé, engendrer au niveau dudit relief des turbulences permettant la formation d'un mélange gaz/eau se libérant de la susdite poche, lorsque ladite surface immergée comporte un relief en aval d'au moins un des susdits déflecteurs. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non 20 limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une coupe verticale longitudinale d'une planche à voile équipée d'un dispositif selon l'invention ; 25 La figure 2 est une vue de dessous de la planche à voile représentée figure l ; La figure 3 est une coupe verticale schématique partielle de la planche à voile montrant un ensemble déflecteur/orifice/brouilleur ; 30 2946614 -5- La figure 4 est une vue de dessous de la planche correspondant à la figure 3. Telle que représentée sur les figures 1 et 2, la planche à voile 1 se compose d'un flotteur plat 2, de forme ovoïde classique, muni, à sa partie inférieure, d'un aileron pouvant être amovible 3 et, à sa partie supérieure, d'inserts 4 servant à la fixation des différents équipements habituels tels qu'un mât. La surface de glisse immergée 5 de la planche 2 est doublée au niveau de deux 10 zones latérales oblongues 6, 7 qui s'étendent longitudinalement de part et d'autre de l'aileron 3, par deux doubles parois respectives 8a, 8b. Ces doubles parois 8a, 8b sont fixées par leur périphérie à la surface glissante 5 du flotteur 2 et ce, de façon étanche. Elles sont maintenues espacées de 15 celui-ci grâce à des entretoises 9 dont un spécimen est représenté sur la figure 3. L'espace intercalaire compris entre les double parois 8a, 8b et le flotteur 2 constitue un conduit 10 qui est mis en communication avec l'atmosphère extérieure grâce à deux conduits respectifs (manches à air) 11 traversant le flotteur 2 et débouchant par des ouïes 12 prévues au niveau de la surface émergée. Conformément à l'invention, les double parois 8a, 8b comprennent une multiplicité d'orifices 13 respectivement associés, d'une part, à des déflecteurs 14 définissant, au droit des orifices 13, des concavités orientées en sens inverse du sens de déplacement de la planche et, d'autre part, à des brouilleurs 15 situés en aval des orifices 13 à une distance prédéterminée de ces derniers. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, lorsque la planche se déplace, les déflecteurs 14 (ou décolleurs) respectifs permettent de détourner l'écoulement de l'eau légèrement en amont des orifices 13. Les lignes L d'écoulement de la couche limite sont donc déviées et créent des dépressions au niveau des orifices 13. Dans un premier temps, cette dépression provoque l'aspiration de l'eau contenue dans le volume compris entre la coque et la double paroi puis une aspiration d'air en provenance des conduits pour former une poche d'air ovoïde 16 qui s'étend vers l'aval à partir de chaque déflecteur 14. Les brouilleurs 15 situés en aval de chacun des couples orifice 13/déflecteur 14 sont constitués par un motif en relief (comprenant par exemple des striures ou des têtes sensiblement coniques) réalisé sur la face extérieure des doubles parois 8a, 8b. Ce relief a pour but d'engendrer des turbulences et de parfaire un mélange air-eau à l'endroit où les lignes d'eau décollées L rejoignent à nouveau la surface extérieure des doubles parois 8a, 8b. On obtient donc au niveau des doubles parois 8a, 8b une couche formée d'un mélange de microbulles d'air et d'eau qui assure une lubrification et réduit ainsi de façon significative les forces de frottement entre la planche et l'eau. Dans cet exemple, les couples déflecteurs/orifices sont obtenus par emboutissage, avec découpe partielle, des doubles parois 8a, 8b, lesquelles peuvent être avantageusement réalisées en tôle métallique. La partie emboutie, dont la matière occupait initialement l'emplacement de chaque orifice 13, constitue le déflecteur 14. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à l'exemple d'application précédemment décrit. Par exemple le conduit 10 peut être constitué d'un ensemble de tuyauteries reliées à la face interne de la coque. 2946614 -7- Egalement, du gaz peut être insufflé dans le conduit 10 de façon à renforcer l'aspiration provoquée par l'effet Venturi au niveau des déflecteurs 14, soit par pompage, soit en recourant à un réservoir de gaz comprimé. 5 L'invention peut notamment s'appliquer à la réalisation de coques ou de flotteurs d'hydravions ou même à la réalisation de planches de ski nautique. Revendications1. Dispositif pour la réduction des forces de frottement entre la surface immergée (5) d'une embarcation et l'eau dans laquelle ladite surface (5) est 5 immergée, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un conduit (10)relié à une source de gaz et apte à conduire ledit gaz vers une pluralité de perçages (13) réalisés dans ladite surface immergée (5) de l'embarcation, ces perçages (13) étant associés à des déflecteurs (14) orientés relativement au sens de déplacement de 10 l'embarcation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface immergée (5) double au moins une partie de la coque de l'embarcation et délimite avec celle-ci un espace intercalaire 15 qui constitue ledit conduit (10). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un conduit (10) comprend une pluralité de canalisations fixées sur la face interne de ladite coque et débouchant chacun 20 sur un desdits perçages (13). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite embarcation est une embarcation de surface, en ce que ledit au moins un conduit (10) est en relation avec l'atmosphère et 25 débouche par une ouïe (12) située au niveau de la surface émergée de ladite embarcation et en ce que le gaz aspiré est de l'air. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un moyen de pompage est monté sur ledit au moins un 30 conduit (10) de façon à y insuffler de l'air.. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite embarcation est une embarcation sous-marine et en ce que ledit au moins un conduit (10) est en relation avec une source de gaz comprimé. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en aval des susdits déflecteurs (14), un relief apte à engendrer des turbulences permettant la formation d'un mélange gaz/eau 10 se libérant de la susdite poche (16). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le susdit relief comprend des striures et/ou des têtes sensiblement coniques. 15 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les susdits couples déflecteur (14)/orifice (13) sont obtenus par emboutissage avec découpe partielle de la surface immergée (5), la partie emboutie, dont la matière occupait initialement l'emplacement de chaque 20 orifice (13), constituant le déflecteur (14). 10. Procédé de réduction des forces de frottement entre une surface immergée et l'eau, ladite surface comportant une pluralité des perçages (13), lesdits perçages étant associés à des déflecteurs (14) et communiquant avec au 25 moins un conduit (10) relié à une source de gaz, ledit procédé consistant à engendrer en aval de chacun desdits déflecteurs (14) une zone de dépression locale provoquant une aspiration du gaz contenu dans ledit au moins conduit (10) et la formation de poches de gaz (16) dans les susdites zones. 30 2946614 - 10 - 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'en outre, on insuffle du gaz dans ledit au moins conduit (10). 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel ladite surface immergée comporte un relief en aval d'au moins un des susdits déflecteurs (14), caractérisé en ce qu'en outre, on engendre au niveau dudit relief des turbulences permettant la formation d'un mélange gaz/eau se libérant de la susdite poche (16).