Brevet FR2940781A1 — publié le 20100709

La présente invention entre dans le domaine de la navigation, plus particulièrement dans la correction de la gîte d'une embarcation. Au sens de l'invention, ladite embarcation peut être de tout type, tel un navire ou bateau préférentiellement mais non limitativement, à propulsion éolienne, notamment un voilier monocoque. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de correction de la gîte d'une embarcation. De manière connue, une embarcation de type voilier comprend une coque sur laquelle est fixé au moins un mât destiné à soutenir une voilure nécessaire à la propulsion éolienne du bateau. La force exercée par le vent sur ladite voilure, suivant son incidence, provoque la gîte de l'embarcation. C'est plus particulièrement le cas, lorsque La direction du vent est sécante par rapport à l'axe longitudinal de la coque, notamment selon des angles de 45° par rapport à l'avant (navigation au près) ou à l'arrière (navigation au grand largue) du bateau ou bien lorsque la direction du vent est orthogonale à son axe longitudinal (navigation au travers ou largue). Afin de limiter la gîte du navire, à savoir son inclinaison sensiblement en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du bateau, en fonction des positions relatives des centres de gravité et de carène, les coques de bateau sont équipées de quille (aussi dénommée aileron de quille ou quillard), servant de lest immergé de manière à abaisser le centre de gravité du navire. Reliée à la partie inférieure de la coque, la quille s'étend la plupart du temps dans le prolongement du mât ou parallèlement à l'axe de ce dernier. Ladite quille sert de dérive et fait office de contrepoids à la force éolienne appliquée à la voilure, diminuant ainsi la gîte. Afin d'augmenter le coefficient de diminution de la gîte par la quille, il a été imaginé d'articuler cette dernière par rapport à la coque de manière à amplifier l'effet de contrepoids. Ce résultat est obtenu par déplacement du poids de la quille dans le sens inverse à la force éolienne, modifiant le poids appliqué par ce lest auquel s'ajoute l'inertie du lest générée par son déplacement inverse à la force éolienne. Pour ce faire, une solution envisagée est d'articuler la quille en pivotement autour de la coque, plus particulièrement en rotation par rapport au point de liaison avec ladite coque et autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du bateau. Une telle solution est connue du document WO 2008 112 513, dans lequel la quille dite � pendulaire � est montée en rotation contrôlée par rapport à la coque. Cette rotation peut être entrainée manuellement ou sous l'action de moyens de motorisation. Dans ce dernier cas, l'inconvénient majeur réside dans la demande énergétique de tels moyens de motorisation, généralement de type électro-hydraulique à fort ampérage, qu'il est difficile de gérer sur un voilier. De plus, la faible réactivité de ces dispositifs peut provoquer de brusques changements d'assiette du bateau en raison de l'instabilité naturel du vent ou de la modification de la surface de voilure. Dès lors, le poids qu'oppose la quille n'est plus en rapport avec la force du vent appliquée au bateau. L'invention a pour but de pallier les inconvénients de 25 l'état de la technique en proposant un dispositif de correction de la gîte d'une embarcation. Le principe de l'invention réside dans la démultiplication du couple du lest de ladite quille. Le dispositif selon l'invention s'intercale entre la quille et la coque pour 30 permettre de corriger l'assiette de ladite coque au travers de l'articulation de ladite quille, compensant automatiquement la gîte sans apport d'énergie et sans intervention manuelle ou motorisée. Pour ce faire, à l'inverse des quilles articulées 35 existantes mises en déplacement de manière à contrer les effets de la gîte, le dispositif selon l'invention prévoit de corriger l'assiette du bateau au travers de l'articulation de la quille de sorte que son poids s'oppose à la force du vent de la même manière qu'un bateau classique équipé d'une quille fixe, mais avec un couple résistant plus important pour un lest égal. En outre, la démultiplication apportée permet d'augmenter l'angle d'inclinaison de la quille, augmentant considérablement la force éolienne que l'embarcation peut recevoir au niveau de sa voilure. L'invention concerne donc un dispositif de correction de la gîte d'une embarcation, comprenant une extrémité supérieure fixée à la coque de ladite embarcation tandis que l'extrémité opposée inférieure est fixée à la partie haute d'une quille, des moyens de liaisons reliant de manière articulée lesdites extrémités supérieures et inférieures entre elles. Un tel dispositif se caractérise par le fait que lesdits moyens de liaisons constituent des moyens de démultiplication du couple résistant entre lesdites extrémités supérieure et inférieure. L'invention concerne aussi une embarcation comprenant au moins une coque et une quille, ces dernières étant reliées entre elles de manière articulée au travers d'un dispositif de correction de la gîte précédent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement une vue en coupe transversale de l'inclinaison d'un bateau équipé d'une quille fixe ; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 pour un bateau équipé d'une quille articulée ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 pour un bateau équipé du dispositif de correction de gîte selon l'invention ; et - la figure 4 est une représentation d'une en coupe d'un mode de réalisation dudit dispositif de correction de gîte. La présente invention concerne un dispositif de correction de la gîte d'une embarcation, plus particulièrement d'un bateau 1. Elle concerne aussi une telle embarcation comprenant au moins une coque 2 et une quille 3, ces dernières étant reliées entre elles de manière articulée au travers d'un dispositif de correction de la gîte selon l'invention. En effet, ledit dispositif de correction permet d'articuler la quille 3 par rapport au reste du bateau, notamment par rapport à la coque 2. Dès lors, ladite quille 3 articulée peut osciller selon un arc de rotation de sorte que son lest 4, situé au bout d'un bras 5, ne soit plus situé dans l'axe du mât 6, comme visible sur la figure 1 pour une embarcation classique, mais déporté. Plus particulièrement, l'articulation déporte le lest 4 dans une direction opposée à l'inclinaison du bateau 1, comme visible sur la figure 2. Ce déport confère un couple supplémentaire, permettant au bateau 1 de subir une inclinaison moindre sous l'action du vent sur ses voiles (non représentées). Comme évoqué précédemment, les figures 1 et 2 représentent un voilier équipé réciproquement d'une quille 3 fixe et d'une quille 3 articulée. Pour une même force appliquée à la voilure, il est possible de compenser la gîte du bateau 1. Dès lors, comme schématisé, le pont 7 reste sensiblement horizontal tandis que la quille 3 pivote pour offrir un couple suffisant pour maintenir l'assiette horizontale. Pour un même poids du lest 4, le bateau 1 peut donc subir une force éolienne plus importante qu'un bateau 1 équipé d'une quille 3 fixe. Avantageusement, le dispositif de correction de gîte selon l'invention permet, d'une part, d'articuler automatiquement la quille 3 en fonction de l'inclinaison du bateau 1, sans apport d'énergie et, d'autre part, de démultiplier le couple résistant de manière à compenser une force éolienne plus importante. Pour ce faire, le dispositif de correction de la gîte selon l'invention comprend une extrémité supérieure 7 fixée à la coque 2 tandis que l'extrémité opposée inférieure 8 est fixée à la partie haute de la quille 3, plus particulièrement au niveau de l'extrémité haute de son bras 5. Selon un mode de réalisation préférentiel, mais aucunement limitatif, la fixation à la coque 2 au niveau de l'extrémité supérieure 7 peut être assurée au niveau du puits de dérive 9, de part et d'autre de ce dernier, au moyen de vis de volant 10. Lesdites vis 10 sont manipulables depuis l'extérieur du puits 9. De plus, elles sont constituées d'un matériau ou conformées de manière à se rompre sous l'action d'une force supérieure à un seuil donné, variant en fonction des caractéristiques de l'embarcation. Cette rupture peut notamment avoir lors du pilonnement du bateau 1. Selon un mode particulier de réalisation, la quille 3 est aussi équipée de moyens de rupture. Ces derniers se situent au niveau de la jonction entre le bras 5 et l'extrémité inférieure 8 du dispositif selon l'invention. Ces moyens de rupture peuvent se présenter sous la forme d'une pièce de fixation, tel un boulon 100 visible sur la figure 4. Une telle pièce possède des caractéristiques mécaniques précises, déterminées en fonction de celle du bateau 1, pour rompre s'il est soumis à des contraintes trop élevées. De plus, des moyens de liaisons relient de manière articulée lesdites extrémités supérieure 7 et inférieure 8 entre elles. Avantageusement, selon l'invention, ces moyens de liaisons constituent des moyens de démultiplication du couple résistant entre lesdites extrémités supérieure 7 et inférieure 8. Comme visible sur la figure 3, la démultiplication par les moyens de liaisons permet d'incliner davantage la quille 3, 30 offrant un couple résistant plus important. Pour ce faire, lesdits moyens de démultiplication se présentent sous la forme d'un engrenage dont le rapport d'engrènement entre les extrémités supérieure 7 et inférieure 8 décuple la force d'entrainement de la quille 3. 35 Avantageusement, un tel engrenage est constitué d'au moins une roue dentée 11. Cette dernière est en prise au niveau d'un secteur denté supérieur 12 avec une couronne dentée complémentaire 13 ménagée sur ladite partie supérieure 7. De même, la roue dentée 11 comprend un secteur denté inférieur 14 coopérant avec une couronne dentée complémentaire 15 ménagée sur ladite partie inférieure 8. On notera que les dentures des secteurs et des couronnes sont complémentaires, autorisant leur engrènement, notamment au travers de tout type de dents, droites ou hélicoïdales. Lesdits secteurs dentés supérieur 12 et inférieurs 14 peuvent être constitués un chemin d'engrènement, mais ont préférentiellement un profil en développante selon des cercles de base de diamètres différents. En particulier, le diamètre du cercle de base du secteur inférieur 14 est plus grand que le diamètre du cercle de base du secteur supérieur 12. Ainsi, l'entraînement par l'engrènement du secteur supérieur 12 avec la couronne supérieure 13 engendre un entraînement plus important au niveau de l'engrènement du secteur inférieur 14 avec la couronne inférieure 15. Le facteur de démultiplication ainsi obtenu dépend de la différence entre les diamètres desdites cercles de base. Selon un autre mode de réalisation, non représenté, les tailles des dentures entres les secteurs supérieurs 12 et inférieurs 14 peuvent être différentes, et par conséquent celles des dentures complémentaires des couronnes supérieures 13 et inférieures 15, de manière à obtenir le même résultat de démultiplication. Selon différents modes de réalisation, les couronnes dentées 13 et 15 des parties supérieures 7 et inférieures 8 peuvent être convexes et/ou concaves. Le mode de réalisation visible sur la figure 4 représente des chemins d'engrènement des couronnes 13,15 convexes. Avantageusement, la roue dentée 11 et les couronnes supérieure 13 et inférieure 15 peuvent être montées en rotation. Plus particulièrement, ces éléments sont montés en rotation selon des axes parallèles. Pour ce faire, selon le mode de réalisation préférentiel, visible sur la figure 4, ladite partie inférieure 8 est montée pivotante au bout d'un balancier 16. Ce balancier sert donc de support à l'axe de rotation de la couronne inférieure 15. De plus, ledit balancier 16 est monté libre en rotation au niveau de la partie supérieure 7. A ce titre, ladite partie supérieure 7 peut se présenter sous la forme d'une tête, notamment conformée en T, recevant en partie basse ladite couronne supérieure 13. De part et d'autre, comme visible sur la figure 4, à l'extrémité des bras dudit T, sont fixées lesdites vis 10, maintenant la partie supérieure 7 solidaire du puits de dérive 9, et par conséquent du reste du bateau 1. De plus, au centre des bras du T, est situé le siège 18 de pivotement d'un axe 17 dudit balancier 16. On notera que cet axe 17 peut être solidaire à ses extrémités dudit balancier 17 ou bien solidaire du siège 18 et libre en rotation au niveau de ses extrémités. Comme évoqué précédemment, ledit balancier 16 reçoit en rotation libre l'axe 19 de ladite roue dentée 11. Par conséquent, la force éolienne que subit la voilure du bateau 1 induit l'inclinaison de la coque 2 et par conséquent de l'extrémité supérieure 7 reliée de manière fixe au bateau 1. La couronne supérieure 13 entraine alors en rotation la roue dentée 11 au niveau de son secteur supérieur 12. Ce mouvement de rotation est transmis à la couronne inférieure 15 par l'intermédiaire du secteur inférieur 14, agissant directement sur l'inclinaison de la quille 3. Durant ce mouvement, le balancier 16 assure la conservation de l'alignement des axes de rotations des différents éléments. Comme visible sur la figure 4, la différence de diamètre des cercles de base des secteurs supérieur 12 et inférieur 14 de la roue dentée 11, induit une démultiplication de la rotation de la quille 3, par rapport à l'angle d'inclinaison du bateau 1, et donc de la partie supérieure 7. Grace au dispositif selon l'invention, la quille 3 s'incline donc selon un angle supérieur à l'inclinaison du bateau 1. On notera que l'inclinaison de la quille 3 s'effectue automatiquement en fonction de l'inclinaison du navire 1 pour compenser directement cette dernière, sans aucun apport d'énergie. Par ailleurs, le puits de dérive 9 peut être prévu étanche au travers de moyens adaptés, assurant une fermeture hermétique au niveau de la partie haute de la quille 3. Ces moyens peuvent avantageusement comprend au moins un joint, notamment sous la forme d'un soufflet constitué d'une membrane en accordéon, assurant une jonction étanche entre la quille 3 et les parois intérieures du puits 9. Selon d'autres modes de réalisation, non représentés, l'engrenage peut comprend plusieurs roues dentées 11, pourvues d'un ou plusieurs secteurs dentés, afin d'obtenir une démultiplication de l'angle d'inclinaison de la quille 3 par rapport à l'inclinaison de la coque 2 du bateau 1. La présente invention offre donc un dispositif de correction de la gîte d'un bateau 1, automatiquement et sans apport d'énergie, en fonction de la force éolienne subie dans la voilure. De plus, la démultiplication du couple résistant améliore les qualités de navigation d'un bateau 1 ainsi équipé, lui offrant une résistance au vent accrue, sans pour autant augmenter le lest 4 de sa quille 3. De plus, la simplicité de sa conception et son faible encombrement lui permette de s'adapter à tout type de voilier. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier, le dispositif selon l'invention trouvera une application similaire dans tout autre type de véhicules terrestres ou aérien, motorisé ou non. A titre d'exemple, on peut imaginer de l'adapter à un aéronef de type planeur ou bien un véhicule de type char à voile ou un deux roue équipé d'un side-car. REVENDICATIONS1. Dispositif de correction de la gîte d'une embarcation (1), comprenant une extrémité supérieure (7) fixée à la coque (2) de ladite embarcation (1) tandis que l'extrémité opposée inférieure (8) est fixée à la partie haute d'une quille (3), des moyens de liaisons reliant de manière articulée lesdites extrémités supérieures (7) et inférieures (8) entre elles, caractérisé par le fait que lesdits moyens de liaisons constituent des moyens de démultiplication du couple résistant entre lesdites extrémités supérieure (7) et inférieure (8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de démultiplication se présentent sous la forme d'un engrenage constitué d'au moins une roue dentée (11). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite roue (11) comprend un secteur denté supérieur (12) coopérant avec une couronne dentée complémentaire (13) ménagée sur l'extrémité supérieure (7) et un secteur denté inférieur (14) coopérant avec une couronne dentée complémentaire (15) ménagée sur ladite extrémité inférieure (8), lesdits secteurs dentés inférieur (14) et supérieur (12) ayant un profil en développante selon des cercles de base de diamètres différents. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le diamètre du cercle de base du secteur inférieur (14) est plus grand que le diamètre du cercle de base du secteur supérieur (12). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que les couronnes dentées (13-15) des extrémités supérieures (7) et inférieures (8) sont convexes et/ou concaves. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que ladite extrémité inférieure (8) est montée pivotante au bout d'un balancier (16) monté libre en rotation au niveau de la partie supérieure (7). 9 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit balancier (16) reçoit en rotation libre l'axe de ladite roue dentée (11). 8. Embarcation (1) comprenant au moins une coque (2) et une quille (3), ces dernières étant reliées entre elles de manière articulée au travers d'un dispositif de correction de la gîte selon l'une quelconque des revendications précédentes.