Brevet FR3010970A1 — publié le 20150327

La présente invention concerne un nouveau concept de moteur hors-bord à énergie solaire. Ce moteur hors-bord est destiné principalement à la propulsion des petites embarcations déployées à partir de navires de plaisance et utilisées pour les opérations de débarquement lorsque ledit navire est au mouillage. Compte tenu de leur utilisation spécifique ces embarcations sont couramment appelées des annexes. En raison du manque de place à bord, les navires de plaisance utilisent généralement des annexes gonflables qui peuvent être pliées et rangées dans un coffre. Ces annexes peuvent être propulsées au moyen d'avirons mais le plus souvent elles sont propulsées au moyen de moteurs hors-bords thermiques à deux ou quatre temps. Toujours en raison du manque de place à bord, ces moteurs sont généralement rangés verticaux sur une chaise installée sur le balcon arrière du navire. Ces moteurs hors-bords thermiques présentent un certain nombre de problèmes. Ils utilisent un carburant hautement inflammable qui est un réel danger à bord de ces navires généralement propulsés, pour des raisons de sécurité, par des moteurs diésel. De plus leur démarrage au moyen d'un lanceur à main n'est pas toujours facile à bord des petites annexes. Aussi, depuis peu, des moteurs hors-bords électriques commencent à être utilisés. Ils sont non-polluants, silencieux et bien acceptés dans les zones protégées et les zones de baignade. Cependant ils présentent aussi un certain nombre de problèmes. Ils sont généralement alimentés par des batteries au plomb séparées qui sont lourdes et encombrantes. De plus la recharge de ces batteries à partir du réseau public ou du réseau bord est une véritable contrainte. Ayant forcement une autonomie limitée, il faut souvent les recharger et le risque est grand, si l'on n'a pas accès au réseau public de décharger rapidement les batteries du navire. Pour remédier partiellement à ces problèmes, un moteur est maintenant proposé avec une batterie intégrée au moteur. Cette batterie est amovible pour pouvoir faciliter la manutention du moteur et pour pouvoir être rechargée lorsque le moteur reste installé sur l'annexe. Il est aussi proposé pour recharger cette batterie un panneau solaire flexible qui peut être fixé sur un taud déployé sur l'annexe, mais la présence de ce taud rend le montage et le pliage de l'annexe plus difficile. L'objet de l'invention n'est pas d'installer un panneau solaire sur l'annexe ou sur le navire pour recharger les batteries du moteur hors-bord. Cela est connu et commence à faire l'objet d'applications commerciales. L'objet nouveau de l'invention est d'intégrer directement sur le moteur hors-bord non seulement la batterie, mais aussi un petit panneau solaire, le tout formant un ensemble indissociable, compact et léger. Le résultat nouveau, surprenant et inattendu de cette nouvelle combinaison est qu'elle répond totalement au besoin d'une petite annexe en termes de puissance et d'autonomie. En effet, récemment, les batteries lithium ont fait d'énormes progrès au niveau du poids, du rendement et du coût. Il en est de même des panneaux solaires qui ont maintenant des rendements supérieurs à 20%. Ces nouveaux éléments permettent pour la première fois de concevoir un moteur hors-bord entièrement autonome en énergie et capable de répondre aux besoins spécifiques de propulsion d'une petite annexe. Une petite annexe gonflable a généralement une longueur comprise entre 2 mètres et 2.60 mètres, un tableau arrière sur lequel on peut fixer un moteur hors-bord et un 10 plancher latté pour pouvoir être pliée et rangée facilement dans un sac. Par rapport à une annexe rigide, la carène obtenue n'est pas très performante, mais si on limite la vitesse à 1 mètre par seconde (soit 2 noeuds environ), la puissance mécanique nécessaire à l'arbre d'hélice reste raisonnable. Dans ces conditions et à titre d'exemple une annexe de 2.6 mètres avec trois personnes à bord consomme 120 watts, ce qui en tenant compte des 15 rendements du moteur électrique correspond à une puissance de 160 watts électriques environ. Si l'on considère une utilisation moyenne d'une demi-heure par jour pour les opérations de débarquement (soit 1800 m par jour ou six allers-retours de 150 mètres), l'énergie électrique consommée n'est que de 80 wattheures. 20 Pendant l'été, l'ensoleillement moyen est tel que cette énergie peut être produite journalièrement par un panneau solaire de 25 watts seulement et si l'on utilise les nouvelles cellules monocristallines à haut rendement la surface du panneau est d'une dizaine de décimètres carrés. Le format du panneau peut être rectangulaire (50 centimètres par 25 centimètres) ou circulaire (40 centimètres de diamètre). Un tel format peut facilement être 25 intégré sur un moteur hors-bord. L'énergie produite journalièrement peut être stockée dans une batterie de capacité supérieure afin de pouvoir faire face à une utilisation exceptionnelle supérieure à une demi-heure ou à des journées à faible ensoleillement. Une batterie lithium de 2.5 kilogrammes de masse permet par exemple de stocker et de restituer avec un très bon 30 rendement une énergie de 240 wattheures. Une telle masse peut facilement être ajoutée sur un moteur hors-bord, tout en conservant une masse totale compatible avec une manutention aisée. L'objet principal de l'invention est donc un moteur hors-bord électrique destiné à propulser une petite annexe qui comprend une batterie fixe et un panneau solaire intégrés 35 au moteur d'une façon indissociable. Le résultat nouveau est que le moteur est complètement autonome en énergie. Non seulement il peut être installé sur l'annexe sans aucun branchement supplémentaire mais étant rangé verticalement sur le balcon arrière du navire pendant les périodes de non-utilisation, sa batterie reste en charge et il est toujours prêt à l'emploi sans 5 avoir besoin d'être rechargé par un chargeur externe. Un autre objet de l'invention est que lorsque sa batterie est chargée, il peut aussi maintenir la charge des batteries du bord au moyen d'un câble de charge. En effet les navires de plaisances utilisent aussi des batteries pour le démarrage de leur moteur thermique et l'alimentation des différents appareils du bord. Lorsque ces 10 navires restent au port l'hiver pendant de longues périodes, ces batteries ont besoin d'être rechargées de temps en temps. Elles peuvent être rechargées à partir du réseau public ou au moyen de panneaux solaires installés à demeure sur le pont, ou le plus souvent sur des structures installées sur l'arrière du navire. Le moteur hors-bord objet de l'invention permet de s'affranchir d'une façon élégante de cette installation supplémentaire. 15 On comprendra mieux l'invention et ses variantes de réalisation à la vue des dessins annexés : La figure 1 représente une vue de côté du moteur hors-bord objet de l'invention La figure 2 représente une vue de dessus du moteur La figure 3 représente une vue du moteur monté sur l'annexe 20 La figure 4 représente une vue du moteur rangé sur le navire La figure 5 représente une variante de réalisation du moteur La figure 6 représente une vue de dessus de la variante de réalisation du moteur La figure 7 représente un détail de réalisation du moteur La figure 8 représente une autre variante de réalisation du moteur 25 La figure 1 représente une vue de côté du moteur hors-bord objet de l'invention. De façon connue le moteur comprend un groupe motopropulseur électrique (1) équipé d'une hélice, un support intermédiaire (2) destiné à être fixé sur le tableau arrière de l'annexe et un carter supérieur (3) équipé d'une poignée de contrôle (4) entrainant un dispositif de variation et d'inversion de vitesse (5). 30 De façon nouvelle le carter supérieur est équipé d'une batterie intérieure (6) fixe et inamovible et d'un panneau solaire (7) horizontal et fixé au-dessus. Le dispositif de contrôle (5) utilisé est avantageusement un rotacteur de puissance à plots. En effet ce type de rotacteur est utilisé habituellement sur les moteurs hors-bords électriques pour commuter et permuter les différentes résistances en série avec le moteur 35 électrique afin de faire varier et inverser la vitesse de rotation dudit moteur. Le problème est que ce dispositif a un rendement inférieur à 20% à faible vitesse. La puissance alors dissipée inutilement dans ces résistances est supérieure à la puissance fournie au moteur électrique. Sur le moteur hors-bord objet de l'invention, les différentes résistances en série avec le moteur électrique sont supprimées et le moteur électrique est alimenté directement au travers d'un variateur électronique. Une caractéristique importante de l'invention est que le rotacteur est conservé pour commuter et permuter les résistances de réglage du variateur électronique avec un rendement supérieur à 95%. Une carte électronique (8) intègre le dit variateur ainsi que le circuit de charge du panneau solaire (7). Une autre caractéristique importante de l'invention est que le circuit de charge solaire assure non seulement la charge de la batterie du moteur, mais aussi celle des batteries du navire au moyen du connecteur extérieur (9). De façon connue le support intermédiaire (2) comprend les vis de serrage pour fixer le moteur sur le tableau, l'axe de rotation du moteur avec son frein de rotation et l'axe de 15 basculement avec son levier de blocage. La figure 2 représente une vue de dessus du moteur ou l'on voit la disposition du panneau solaire (7) rectangulaire qui, pour des raisons d'ergonomie de contrôle, est fixé sur le carter supérieur (3) en arrière de l'axe de rotation (10) du moteur. La figure 3 représente une vue du moteur monté sur l'annexe. L'annexe (11) 20 comprend un tableau (12) sur lequel vient se fixer le support intermédiaire (2). On voit bien sur cette figure le caractère autonome en énergie du moteur dont la seule interface avec l'annexe est son support (2). La figure 4 représente une vue du moteur rangé sur le balcon arrière (13) du navire (14) par l'intermédiaire d'une chaise (15). On voit que la batterie bord (16) est branchée 25 sur le connecteur de charge (9). La figure 5 représente une variante de réalisation du moteur. Le panneau solaire (7) a un format circulaire et forme le capot de fermeture du carter supérieur (3). La figure 6 représente une vue de dessus de la variante. On voit que le centre du panneau solaire circulaire (7) est proche de l'axe de rotation (10). 30 La figure 7 représente un détail de réalisation du moteur. Dans les deux modes de réalisation précédents, lorsque l'annexe est tirée à terre avec le moteur basculé autour de son axe de basculement (17), le panneau solaire (7) est basculé aussi et ne se retrouve pas dans la meilleure orientation pour le captage des rayons du soleil. Pour remédier à cet inconvénient et pouvoir réorienter le panneau solaire (7) après basculement du moteur, une noix d'orientation (18) comportant un dispositif de blocage en rotation est disposée entre l'axe du moteur (10) et le carter supérieur (3). Sans ce dispositif d'orientation il faudrait pour que le panneau reste horizontal, d'abord basculer le moteur, puis faire coulisser son axe de rotation (10) et enfin le 5 rebasculer verticalement avec le groupe motopropulseur dégagé du sol. La figure 8 représente une autre variante de réalisation du moteur. Le panneau solaire (7) a un format rectangulaire et est fixé au moyen de supports (19) directement sur le support intermédiaire (2) du moteur. On voit que, lors du basculement du moteur autour de l'axe (17), le panneau solaire 10 (7) reste horizontal et que le carter supérieur échappe au coin inférieur avant du panneau. L'objet principal et nouveau de l'invention est donc un moteur hors-bord électrique autonome en énergie qui comprend une batterie fixe et un panneau solaire intégrés au moteur d'une façon indissociable. Toute variante permettant d'intégrer ces deux éléments au moteur, en lui donnant une autonomie en énergie, ne sort pas du cadre de l'invention. 15 L'application principale mais non exhaustive est la propulsion des petites annexes. REVENDICATIONS1. Moteur hors-bord destiné à la propulsion d'une petite annexe comprenant un groupe motopropulseur électrique (1) équipé d'une hélice, un support intermédiaire (2) destinée à être fixée sur le tableau arrière de l'annexe et un carter supérieur (3) équipé d'une poignée de contrôle (4) entraînant un dispositif de variation et d'inversion de vitesse (5) caractérisé en ce que le carter supérieur est équipée à la fois d'une batterie intérieure fixe et inamovible (6) et d'un panneau solaire (7) horizontal et fixé au-dessus. 2. Moteur hors-bord suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de variation et d'inversion de vitesse (5) utilisé est un rotacteur de puissance à plots qui permute et commute les résistances de réglage d'un variateur de vitesse électronique. 3. Moteur hors-bord suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le panneau solaire (7) assure non seulement la charge de la batterie du moteur mais aussi celle des batteries du navire au moyen du connecteur extérieur (9). 4. Moteur hors-bord suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le panneau solaire (7) a un format rectangulaire et est fixé sur le carter supérieur (3) en arrière de l'axe de rotation (10) du moteur. 5. Moteur hors-bord suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le panneau solaire (7) a un format circulaire dont le centre est situé proche de l'axe de 20 rotation (10) du moteur. 6. Moteur hors-bord suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le panneau solaire (7) forme le capot du carter supérieur (3) du moteur. 7. Moteur hors-bord suivant les revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce qu'une noix d'orientation (18) est disposée entre l'axe du moteur (10) et le carter supérieur (3). 25 8. Moteur suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le panneau solaire (7) a un format rectangulaire et est fixé au moyen de supports (19) directement sur le support intermédiaire (2) du moteur. 30 35