Brevet FR2940783A1 — publié le 20100709

-1- La présente invention concerne un dispositif de gréement basculant utilisant un cerf-volant stable et amuré pour la traction de bateaux et autres véhicules. Un gréement dit basculant comprend une voilure dont la position par rapport à l'horizontale qu'on appellera l'assiette est réglable. Les bénéfices connus d'un tel gréement sont la possibilité d'orienter vers la verticale la force vélique qui s'applique sur la voile et par conséquent de réduire le couple de chavirage du navire et de contribuer à l'extraire de l'eau réduisant ainsi sa surface mouillée, ses frottements dans l'eau et améliorant sa vitesse. Le gréement basculant contribue au confort de navigation en limitant la gite aux allures proches du vent, c'est à dire en deçà environ de 90° du vent. Pour résumer, le gréement basculant contribue à l'amélioration du confort de navigation et de la vitesse du navire. Un cerf-volant est un dispositif aérien en tissu, auto-porté qui développe une force aérodynamique. Il est retenu au niveau du sol et contrôlé par un jeu de lignes de traction et de freins reliés à la toile du cerf-volant par des suspentes. Un cerf-volant est symétrique suivant son axe central et longitudinal, du bord d'attaque vers le bord de fuite. La droite et la gauche désigne la position de la demi-aile du cerf-volant située respectivement à droite et à gauche de cet axe. Dans le cas présent, le cerf-volant est équipé d'une paire de lignes de traction droite et gauche qui reprend les efforts de traction et d'une paire de freins droit et gauche qui permet de modifier la courbure de l'aile du cerf-volant par action sur le bord de fuite de l'aile. Le cerf-volant peut éventuellement être rigidifié par des lattes. On distingue deux types de cerfs-volants : les cerfs-volants dynamiques que le pilote fait monter et descendre dans le ciel pour engendrer une force aérodynamique fonction du carré de la vitesse et les cerfs-volants statiques. Dans le cas du cerf-volant dynamique, les freins augmentent la traînée et limitent sa puissance en limitant sa vitesse. Pour un cerf-volant statique, les freins augmentent sa courbure et sa force de traction. Le cerf-volant est d'autant plus efficace qu'il constitue une aile épaisse double-peau avec un intrados et extrados suffisamment écartés, autrement-dit s'il présente un profil épais proche d'une aile d'avion. Vent arrière, l'assiette du cerf-volant n'a pas d'effet sur la vitesse du bateau. En revanche, aux allures proches du vent, plus l'assiette est verticale et plus le cerf-volant tire efficacement le bateau avec le risque qu'il tombe à l'eau. 2940783 -2- Une aile épaisse est 2 à 3 fois plus efficace qu'une voile mono-peau comme les voiles classiques de gréement marconi. Pour résumer, il est connu que le cerf-volant est un système aérodynamique efficace s'il présente un profil suffisamment épais et dont l'assiette est contrôlable par 5 ses freins et ses lignes de traction. Par vent arrière, le mode dynamique permet de compenser la diminution du vent apparent qui décroit avec la vitesse du bateau. En revanche aux allures proches du vent, le vent apparent augmente avec la vitesse du bateau et le mode dynamique est moins intéressant. Bien que le cerf-volant dynamique soit un excellent moyen de traction de bateau par vent arrière, il présente des 10 inconvénients en usage marin tels que la difficulté de son lancement et son affalage sur le bateau, son manque de stabilité et le risque d'une chute dans l'eau aux allures proches du vent où l'assiette du cerf-volant est assez verticale et le cerf-volant bas sur l'eau. La présente invention concerne un gréement basculant dont le plan de voilure est constitué d'un cerf-volant statique amuré utilisé pour ses qualités de contrôle 15 d'assiette, d'efficacité aérodynamique et de légèreté. Ce gréement comprend un mât léger (1) sans contraintes mécaniques d'implantation, qui porte dans sa partie haute le point d'amure (8) du cerf-volant. La spécificité de l'invention tient au fait que le cerf-volant est amuré au mât par un faisceau de drisses (3) qui relie la partie centrale du bord d'attaque de l'aile du cerf-volant (2) au 20 point d'amure de drisses (8) et qui n'est sollicité que pour le lancement et l'affalage. Ce point d'amure constitue un point de pivot autour duquel le cerf-volant peut tourner sans tomber à l'eau. Le gréement comprend au niveau du bord d'attaque une latte transversale (5), c'est à dire suivant l'axe droite-gauche, indispensable au déploiement du cerf-volant 25 dans le vent. En particulier pour disposer d'un cerf-volant sans latte plus facile à mettre en tas lors de l'affalage cette latte (5) plus courte est placée dans le faisceau de drisses (3) entre le bord d'attaque et le point d'amure des drisses (8). Pour affaler l'aile du cerf-volant, il suffit de tirer sur une suspente. Une aile de cerf-volant du type aile à caissons en tissu nylon ou polyester est particulièrement adaptée. 30 Les lignes de traction droite (6a) et gauche (6b) sont écartées suffisamment pour que la voile du cerf-volant soit stable c'est-à-dire qu'il revienne à sa position d'équilibre sans l'intervention du pilote du navire. 2940783 -3- Les renvois ou attaches (9a,9b) au niveau du pont des lignes de traction (6a,6b) sont mobiles sur le pont suivant le chemin de roulement (14) pour faire coïncider la force vélique du cerf-volant avec la force de dérive de la coque et équilibrer longitudinalement le bateau et pour maintenir le plan des lignes de traction face au vent 5 et éviter le vrillage des lignes qui rendent le cerf-volant instable. Le point d'amure de drisse (8) est situé à la verticale de l'axe central longitudinal (avant-arrière) de la coque du bateau qui porte le gréement, le chemin de roulement (14) est symétrique par rapport à cet axe longitudinal, et le cerf-volant (2) est symétrique par rapport à son axe longitudinal central (bord attaque ù bord de fuite). 10 Le chemin de roulement (14) fait le tour du mât (1) pour que le cerf-volant puisse faire le tour du mât (1) en ayant toujours le mât (1) à son vent. Les lignes de traction droite et gauche (6a,6b) du cerf-volant sont ramenées au niveau du pont sur deux points d'attache mobiles (9a, 9b) sur le chemin de roulement (14) de façon à équilibrer longitudinalement le bateau en faisant coïncider la force 15 vélique (15) du cerf-volant avec la force de dérive (16) de la coque du bateau (13), de façon à maintenir face au vent le plan des lignes de traction (6a, 6b) et de façon à écarter les deux points d'attache (9a, 9b) pour garantir une stabilité du cerf-volant suffisante. L'assiette du cerf-volant est réglée en jouant sur la différence de longueur des lignes de traction droite et gauche (6a,6b) en renvoyant la ligne droite sur la ligne 20 gauche (12) avec un système de poulies et/ou à l'aide de deux palans droit (10a) et gauche. Pour une meilleure stabilité du cerf-volant, le profil de l'aile du cerf-volant (2) est choisi auto-stable. Les freins du cerf-volant servent à modifier localement la courbure du profil 25 de l'aile, pour augmenter localement la puissance de l'aile, en tirant dessus et modifiant leur longueur à l'aide d'un système coinceur (Il a). Les freins droit (7a) et gauche (7b) rejoignent respectivement les lignes de traction droite (6a) et gauche (6b). Le cerf-volant est hissé au point d'amure (8) avec la drisse (4). Pour limiter les efforts au niveau du point d'amure (8) des drisses, le cerf-volant doit voler au niveau 30 de ce point d'amure. Pour les allures proches du vent, c'est à dire en deçà de environ 90° du vent, le pilote fait descendre la ligne de traction sous le vent et/ou fait monter la ligne de traction au vent pour que l'aile du cerf-volant prenne une assiette plus verticale et tracte 2940783 -4- le bateau en avant. Pour les autres allures, différentes positions d'assiette de l'aile du cerf-volant permettent de tracter le bateau en avant. Dans la présente invention, le gréement dormant est réduit à un mât léger (1) qui subit très peu de contraintes et impose très peu de contraintes mécaniques à la 5 coque du navire (13) contrairement au gréement dormant marconi qui supporte des tensions très grandes pour maintenir le profil de la voile. Les forces de traction du cerf-volant sont canalisées par les lignes de traction (6a,6b) et reprises localement sur la coque dont la conception est grandement simplifiée. La présente invention peut équiper tout type de bateau sans nécessité de quille, de rigidité supplémentaire excessive, ni de 10 largeur excessive pour induire un moment de redressement. La présente invention simplifie la conception de coques légères naviguant notamment sur hydrofoils. La présente invention constitue un gréement marin manoeuvrable, stable et affalable facilement qui combine les qualités du gréement basculant et du cerf-volant en limitant les risques. REVENDICATIONS1) Dispositif de gréement basculant pour la traction des bateaux comportant un mât (1), une aile de cerf-volant (2), un faisceau de drisses (3), une drisse de lancement (4), une latte transversale (5), une paire de lignes de traction du cerf-volant (6a, 6b), une paire de freins du cerf-volant (7a, 7b), un point d'amure de drisse (8) dans la partie haute du mât, deux points d'attache mobiles des lignes de traction (9a, 9b) au niveau du pont, un système de réglage différentiel des lignes de traction (10a, 10b), un système de réglage de la longueur des freins (11 a), un chemin de roulement (14). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le point d'amure de drisse (8) est situé à la verticale de l'axe central longitudinal (avant-arrière) de la coque du bateau qui porte le gréement, caractérisé en ce que le chemin de roulement (14) est symétrique par rapport à cet axe longitudinal, caractérisé en ce que le cerf-volant (2) est symétrique par rapport à son axe longitudinal central (bord attaque û bord de fuite). 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que l'aile du cerf-volant (2) est amurée au point de drisse (8) par un faisceau de drisses (3) qui relie la partie centrale du bord d 'attaque de l'aile du cerf-volant au point d'amure (8). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la drisse (4) passe par une poulie au point d'amure de drisse (8), rejoint le faisceau de drisse (3) et permet de hisser, d'amurer et d'affaler le cerf-volant. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la latte (5) est placée au niveau du bord d'attaque dans la partie centrale de l'aile transversalement suivant l'axe droite-gauche et permet le déploiement de l'aile du cerf-volant (2) dans le vent sans nécessiter d'autres lattes dans le cerf-volant, caractérisé en ce que la position en dehors de l'aile du cerf-volant sur le faisceau de drisses (3) autorise l'utilisation d'une latte plus courte et facilite la mise en tas rapide du cerf-volant lors de l'affalage. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 30 caractérisé en ce que les lignes de traction droite et gauche (6a,6b) du cerf-volant sont ramenées au niveau du pont sur deux points d'attache mobiles (9a, 9b) sur un chemin de -6- roulement (14) de façon à équilibrer longitudinalement le bateau en faisant coïncider la force vélique (15) du cerf-volant avec la force de dérive (16) de la coque du bateau (13), de façon à maintenir face au vent le plan des lignes de traction (6a, 6b) et de façon à écarter les deux points d'attache (9a, 9b) pour garantir une stabilité du cerf-volant suffisante. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 6 caractérisé en ce que le chemin de roulement (14) fait le tour du mât (1) pour que le cerf-volant puisse faire le tour du mât (1) en ayant toujours le mât (1) à son vent. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la différence de longueur des lignes de traction (6a, 6b) est ajustable en renvoyant la ligne de traction droite sur la ligne de traction gauche avec un système de poulies (12) et/ou à l'aide de 2 palans droit (l0a) et gauche. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que pour une meilleure stabilité du cerf-volant, le profil de l'aile du 15 cerf-volant est choisi auto-stable. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que les freins droit (7a) et gauche (7b) rejoignent respectivement les lignes de traction droite (6a) et gauche (6b) du cerf-volant et servent à modifier localement la courbure du profil de l'aile du cerf-volant (2) pour augmenter localement 20 la puissance de l'aile en modifiant leur longueur à l'aide d'un système coinceur (1 la). 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que l'aile du cerf-volant (2) vole au niveau du point d'amure de drisse (8) et de ce fait les efforts de traction sont canalisés par les lignes de tractions (6a, 6b), et caractérisé en ce que la drisse (4) ainsi que le mât (1) ne sont pas sollicités. 25 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 11 caractérisé en ce que pour les allures proches du vent, c'est à dire en deçà de environ 90° du vent, le pilote fait descendre la ligne de traction sous le vent et/ou fait monter la ligne de traction au vent pour que l'aile du cerf-volant prenne une assiette plus verticale et tracte le bateau en avant, caractérisé en ce que pour les autres allures, différentes 30 positions d'assiette de l'aile du cerf-volant permettent de tracter le bateau en avant.