Brevet FR2948626A1 — publié le 20110204

Le domaine de l'invention est celui des voiliers et, plus particulièrement, d'un voilier monocoque ayant la particularité, quand le vent forcit par le travers, de ne pratiquement pas gîter et rester à plat sur l'eau. Sur ce voilier, c'est le gréement qui gîte, grâce au fait que le pied de mât est fixé sur un anneau qui est monté rotatif autour de la coque et du pont du voilier et qui les ceinture. Tout en s'inclinant, le mât reste retenu par le contrepoids du lest. En d'autres termes, le voilier monocoque considéré comporte un ensemble de flottaison (coque et pont) et un ensemble de propulsion/rappel (gréement et lest) qui sont désolidarisés. Un tel voilier monocoque a déjà été présenté dans le document FR 2873092. Mais sous la pression du vent dans la voilure de ce voilier, certes l'anneau fait latéralement pivoter le gréement, mais le seul poids du lest peut parfois être insuffisant, d'une part, à le retenir et, d'autre part, à optimiser la transformation de la force vélique en vitesse du bateau sur l'eau. L'anneau peut rapidement venir en butée, avec pour effet d'augmenter l'angle du mât et de réduire d'autant la surface de la voilure et donc la performance du voilier. L'invention de la présente demande vise à pallier cet inconvénient. A cet effet, l'invention concerne un voilier monocoque comportant un gréement avec un mât fixé par un pied sur un anneau monté rotatif autour de la coque sous l'action de la force vélique, avec au moins une quille de lestage également fixée à l'anneau, voilier caractérisé par le fait que l'anneau est également monté rotatif autour de la coque sous l'action d'une force de retenue mécanique antagoniste de la force vélique afin de maintenir sensiblement constante la pression en pied de mât. Grâce à l'invention, l'anneau peut ajuster continuellement la surface de voilure nécessaire pour maximaliser la vitesse du bateau sous la contrainte d'un niveau de pression donné qui détermine la gîte maximale de la coque au-delà de laquelle le surplus de pression est évacué par rotation de l'anneau. Grâce à l'invention, on fait revenir directement et sans intervention manuelle le gréement et donc on augmente la surface de voile, dès que le vent diminue. Pour une surface de voile donnée et par rapport à l'évolution de la force du vent, l'invention proposée permet dès lors d'obtenir une plage d'utilisation sans intervention manuelle qui est bien supérieure à celle d'un voilier monocoque traditionnel, ce qui augmente considérablement la facilité d'utilisation, le confort et la sécurité. L'invention permet pour ainsi dire une prise/remise de ris continue sans intervention manuelle tout du moins pour une gamme de forces de vent assez large. Sur un monocoque traditionnel, quand le vent monte, la pression dans les voiles augmente, ce qui fait gîter le bateau. Afin de limiter la gîte, l'équipage intervient manuellement, d'abord en relâchant progressivement (� choquer �) les écoutes de voiles, et ensuite, si le vent continue à monter, en réduisant la surface des voiles (� prendre un ou plusieurs ris �). Ces interventions manuelles ont pour effet de diminuer la prise au vent et/ ou la surface de la voilure et donc la pression en pied de mât. L'invention permet donc de s'affranchir de ces interventions manuelles, tout du moins pour une gamme de forces de vent assez large. Avec un voilier traditionnel, plus le vent monte, plus le bateau gîte et la vitesse augmente. Avec le voilier du document de l'art antérieur évoqué plus haut, plus le vent monte, certes la gîte de la coque reste limitée, mais plus le mât s'incline sur la surface de l'eau et la vitesse du bateau reste limitée également. Avec le voilier de l'invention, il n'y a plus de déficit de vitesse par rapport au voilier traditionnel. En effet, plus le vent monte, la gîte de la coque restant quasiment limitée et le mât étant retenu par la force de retenue mécanique antagoniste de la force vélique, plus la vitesse augmente. Avantageusement, la force de retenue mécanique antagoniste de la force vélique est assurée par une liaison mécanique de retenue entre l'anneau et la coque, agencée pour, sous l'action de la force vélique, augmenter de longueur contre l'action de moyens de rappel en position neutre du mât. Ainsi, quand, sous l'action de la force vélique, l'anneau est entraîné en rotation sur une distance tangentielle donnée, l'une des extrémités de la liaison mécanique de retenue étant fixée, l'autre extrémité de la liaison mécanique de retenue se déplace d'une distance inférieure, avantageusement deux fois plus petite. De préférence, l'une des extrémités de la liaison mécanique de retenue est fixée sur l'anneau, plus encore de préférence, sur le pied de mât. Tout en étant fixée sur l'anneau, cette extrémité peut être fixée dans une pluralité de positions, ce qui permet, en navigation, de modifier l'angle neutre entre la coque et le mât, ce qui rajoute une variable d'ajustement, élargit considérablement les possibilités de réglage et donc de recherche de performance. Par exemple, dans certaines conditions de navigation, il peut être avantageux de positionner le gréement au vent. La performance d'un voilier monocoque est fonction, entre autre, de l'angle du gréement par rapport au vent et de la position de la coque dans l'eau (la gîte). Sur un monocoque traditionnel, le mât étant solidaire de la coque à un angle de 90 degrés, la recherche de performance sur ces deux variables est dès lors le résultat d'un compromis, qui peut être amélioré par l'utilisation de ballast et/ou d'une quille pendulaire. Le déplacement de la position de fixation sur l'anneau de la liaison mécanique de retenue permet de s'affranchir en tout ou partie de l'utilisation de ballast ou de quille pendulaire. Cette disposition sur le déplacement de la position de fixation sur l'anneau de la liaison mécanique de retenue peut être doublée d'un mécanisme d'orientation du mât comprenant des moyens de déplacement de la position relative de l'anneau et de la coque en position de repos du voilier. Les moyens d'orientation du mât peuvent avantageusement être 5 agencés pour être également utilisés comme moyens de freinage et de ralentissement de la rotation de l'anneau. Les moyens d'orientation du mât au repos, tout comme les moyens de modification de l'angle neutre entre la coque et le mât en navigation peuvent 10 être des moyens mécaniques comme décrits ci-après. Mais ils peuvent aussi être mis en oeuvre dans une version électronique et automatisée. Différents capteurs placés sur le bateau (force et direction du vent, degré de gîte, cap, vitesse etc.) peuvent en effet nourrir une centrale électronique informatisée dont le logiciel, en retour et selon le programme choisi de confort et de 15 performance, proposera d'ajuster et/ou générera des commandes d'ajustement automatique de la position du gréement. De préférence toujours, l'autre des extrémités de la liaison mécanique de retenue est montée mobile sous l'action de la force vélique et contre 20 l'action des moyens de rappel du mât en position neutre. Dans ce cas, et si la liaison mécanique de retenue comporte un câble, la liaison à la coque s'effectue par une extrémité de câble fixe et une poulie, formant l'extrémité mobile de liaison, est montée sur un chariot monté mobile 25 en translation à la surface de la coque, poulie autour de laquelle est enroulée la portion de câble adjacente à son extrémité fixe sur la coque. Toujours dans le cas où la liaison mécanique de retenue comporte un câble, il est enroulé autour d'un jeu de poulies agencé pour que la longueur 30 de la liaison augmente si la force vélique entraîne le mât aussi bien sur tribord que sur bâbord. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante du voilier de l'invention, en référence au dessin en annexe, sur lequel - la figure 1 est une vue schématique en perspective et en partie en coupe du voilier de l'invention ; - les figures 2, 3, et 4 représentent la liaison mécanique de retenue de l'anneau en position neutre du mât et le mât recentré sur tribord et bâbord, respectivement ; - les figures 5 et 6 représentent le guide de l'extrémité mobile de la liaison mécanique en position neutre et sous tension, respectivement ; - la figure 7 représente l'extrémité fixe et déplaçable de la liaison mécanique de retenue et - la figure 8 illustre le mécanisme d'orientation du mât. Le voilier monocoque qui va être décrit comporte une coque 1 et un pont 2, ceinturé par un anneau 3 monté rotatif autour de la coque et du pont dans une gorge 4 dont le fond 5 constitue, pour l'anneau, une piste de roulement pourvue de galets porteurs et de galets antidévers. L'anneau 3 est ici en acier inoxydable. La gorge 4 est recouverte d'un habillage. A l'anneau 3 est fixé, ici soudé, un sabot de pied de mât 6 pour un mât 7. Les haubans du mât sont fixés à des cadènes soudées sur l'anneau. A l'anneau 3 est également fixée une quille de lestage. On pourra avantageusement en fixer deux. L'anneau 3, auquel est donc fixé le gréement du voilier, avec son mât 7, en navigation, est soumis à la force vélique créée par la force éolienne appliquée sur la voilure attachée au mât ainsi qu'à une force antagoniste de retenue mécanique, les deux forces devant assurer une pression sensiblement constante sur le pied de mât 6. Cette force de retenue est assurée par un dispositif de liaison mécanique 8 s'étendant entre l'anneau 3 et la coque 1. Le dispositif 8 comporte un câble de liaison 9 à deux extrémités 10, 11 fixes. Dans l'exemple de réalisation des figures 1-4, la première extrémité 10 est fixée au sabot de pied de mât 6. La deuxième extrémité 11 est fixée à un coffret 12 lui-même fixé dans la coque 1. Le coffret 12 comporte un rail 13 (figure 6) sur lequel est monté coulissant un chariot 14 sur lequel est fixée une poulie 15 autour de laquelle est enroulée la portion de câble 16 adjacente à son extrémité fixe 11. On peut donc dire que le chariot 14 est monté mobile en translation à la surface de la coque 1. La poulie 15 constitue l'extrémité mobile de la liaison de retenue. Dans le coffret 12, le chariot 14 est monté coulissant sur le rail 13 vers l'extrémité 11 du câble contre l'action d'une verrine 17 de rappel du mât 7 en position neutre. Il s'agit ici d'un vérin à gaz à force quasi-constante qui peut être ajustée pour modifier le niveau de gîte accepté par le bateau. On pourrait également envisager un vérin hydraulique avec capteur de pression, voire même un dispositif électromagnétique ou encore une vis sans fin avec moteur. Dans le cas considéré, on a fait usage de plusieurs vérins, en l'occurrence deux. Le câble 9 est enroulé autour d'un jeu de poulies tel que la longueur de la liaison de retenue, entre l'extrémité fixe 10 du câble 9 et l'extrémité mobile 15 de la liaison augmente, que le mât 7 soit entraîné sur tribord ou sur bâbord. Au droit du pied de mât 6, en position neutre du mât 7 au repos, est fixée une première poulie de renvoi 18. Il en est fixée une deuxième 19 au droit du coffret 12. La poulie de renvoi 18 pourrait d'ailleurs être doublée par une autre 18' (figure 7) pour que le câble 9 passe entre les deux, afin d'assurer un excellent guidage au câble. Ce ou ces poulies sont fixées sur la paroi verticale antérieure de la gorge 4. Pour des raisons de clarté, la poulie 18 a été représentée sur les figures 2û4 en position horizontale alors que, compte-tenu de sa fixation, elle est verticale, c'est-à-dire avec un axe dans le plan des figures 2û4. La poulie 19 est fixée sur la gorge 4, sensiblement comme la poulie 18, mais pas tout à fait, car le câble 9, d'un côté de la poulie, s'étend le long de la gorge 4 et, de l'autre côté, rentre dans la coque 1 pour arriver dans le coffret 12. En référence aux figures 2-4, quand le mât 7 est en position neutre (figure 2), il n'y a pas de tension dans le câble 9. Quand le mât 7 est décentré sur tribord (figure 3), c'est-à-dire quand l'anneau 3 est entraîné en rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre sur la figure 3, le sabot de pied de mât 6 est entraîné sur une certaine distance tangentielle en tirant sur le câble 9 et en déplaçant donc la poulie 15 dans le coffret 12 et sur le rail 13 en translation d'une distance deux fois plus petite. Il en est de même si le mât 7 est décentré sur bâbord (figure 4). Ainsi, la longueur de la liaison mécanique de retenue, entre l'extrémité fixe 10 du câble 9 et la poulie mobile 15 ne reste pas constante, elle ne peut qu'augmenter. Cette rotation de l'anneau 3 permet d'évacuer le surplus de pression au-delà de la pression sur la voilure correspondant à la gîte maximale de la coque. Dans la forme de réalisation de la figure 7, l'extrémité 10 du câble 9 est fixée, non plus au sabot de pied de mât 6, mais à un patin 20 monté coulissant sur un rail 21 fixé sur l'anneau 3 et pouvant être fixé dans une pluralité de positions discrètes grâce à une pinoche de blocage 22 glissée dans le patin 20 et enfilée dans des orifices 23 ménagés dans le rail 21 grâce à quoi, l'angle neutre entre la coque 1 et le mât 7 peut être modifié en navigation. Dans cette forme de réalisation, la poulie de renvoi 18 est doublée par la poulie 18', poulies entre lesquelles passe le câble 9. Le voilier comporte encore un mécanisme 35 d'orientation du mât 7, permettant, au repos, de déplacer sa position relative et celle de l'anneau 3 par rapport à la coque 1. II s'agit ici d'une chaîne 24, ici aussi en acier inoxydable, fixée à ses deux extrémités 29, 30 dans l'exemple considéré, au sabot de pied de mât 6 et à l'anneau 3, respectivement. Cette chaîne engrène sur un jeu de trois pignons 25, 26 et 31 montés rotatifs dans des paliers solidaires de la coque 1. Le pignon 25 est un pignon mené et les pignons 26, 31, des pignons de renvoi. Le pignon 25 est monté sur l'arbre 27 d'un système hydraulique 28 pouvant être utilisé selon deux modes. En mode �frein�, le système 28 permet de ralentir la rotation de l'anneau 3. En mode �avance�, le système est alors relié à une pompe ou à un moteur pour entraîner l'anneau 3 en rotation autour de la coque 1 et donc orienter le mât 7. L'invention permet non seulement d'éviter que l'anneau 3 ne se retrouve en butée mais encore de le disposer, avec son gréement, dans la 5 meilleure position angulaire pour la transformation optimale de la force vélique en vitesse. 10 15 20 25 30 REVENDICATIONS1. Voilier monocoque comportant un gréement avec un mât (7) fixé par un pied (6) sur un anneau (3) monté rotatif autour de la coque (1) sous l'action de la force vélique, avec au moins une quille de lestage également fixée à l'anneau, voilier caractérisé par le fait que l'anneau (3) est également monté rotatif autour de la coque (1) sous l'action d'une force de retenue mécanique (9, 12, 17) antagoniste de la force vélique afin de maintenir sensiblement constante la pression en pied de mât (6). 2. Voilier monocoque selon la revendication 1, dans lequel la force de retenue mécanique antagoniste de la force vélique est assurée par une liaison mécanique de retenue (9, 12, 17) entre l'anneau (3) et la coque (1), agencée pour, sous l'action de la force vélique, augmenter de longueur (10, 15) contre l'action de moyens (17) de rappel en position neutre du mât (7). 3. Voilier monocoque selon la revendication 2, dans lequel l'une (10) des extrémités de la liaison mécanique de retenue est fixée sur l'anneau (3), 4. Voilier monocoque selon la revendication 3, dans lequel l'une (10) des extrémités de la liaison mécanique (9, 12, 17) est fixée sur le pied de mât (6) 5. Voilier monocoque selon la revendication 3, dans lequel ladite une extrémité (10) peut être fixée dans une pluralité de positions (23) pour pouvoir modifier en navigation l'angle neutre entre le mât (7) et la coque (1). 6. Voilier monocoque selon l'une des revendications 1 à 5 comprenant un mécanisme (35) d'orientation du mât (7) comprenant des moyens (24-28) de déplacement de la position relative de l'anneau (3) et de la coque (1) en position de repos du voilier. 7. Voilier monocoque selon la revendication 6, dans lequel lesdits moyens de déplacement (24-28) sont agencés pour être également utilisés comme moyens de freinage et de ralentissement de la rotation de l'anneau (3). 8. Voilier monocoque selon l'une des revendications 3 à 7, dans lequel l'autre des extrémités de la liaison mécanique de retenue est montée mobile sous l'action de la force vélique et contre l'action des moyens (17) de rappel du mât (7) en position neutre. 9. Voilier monocoque selon la revendication 8, dans lequel la liaison mécanique de retenue comporte un câble (9) et la liaison à la coque (1) s'effectue par une extrémité de câble (11) fixe et une poulie (15), formant l'extrémité mobile de liaison. 10. Voilier monocoque selon la revendication 9, dans lequel la poulie (15) est montée sur un chariot (14) monté mobile en translation à la surface de la coque (1), poulie (15) autour de laquelle est enroulée la portion de câble(16) adjacente à son extrémité fixe (11) sur la coque(1). 11. Voilier monocoque selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la liaison mécanique de retenue comporte un câble (9), et il est enroulé autour d'un jeu de poulies (18-19) agencé pour que la longueur de la liaison augmente si la force vélique entraîne le mât (7) aussi bien sur tribord que sur bâbord. 30 35