Brevet FR3023256A1 — publié le 20160108

Navire de type prao, dont la coque principale porte une structure autoportante formant contrepoids. L'invention concerne le domaine de la conception et de la fabrication des navires. Plus précisément, l'invention concerne les 5 navires de type multicoques, et en particulier les navires de types prao, présentant par conséquent une configuration de type asymétrique. Dans le domaine de l'invention, on distingue les bateaux multicoques des bateaux monocoques, les multicoques comprenant par définition plusieurs coques distinctes contrairement aux bateaux 10 monocoques qui n'en comprennent qu'une. Parmi les multicoques, on répertorie les bateaux de la façon suivante : - les bateaux à deux coques asymétriques, désignés par le terme de « prao » ; 15 - les bateaux à deux coques symétriques, parmi lesquels les catamarans, les « swath » ou encore les navires à effet de surface (NES) ; - les bateaux à trois coques, présentant généralement une coque centrale principale et deux flotteurs latéraux reliés à la 20 coque centrale par des bras de liaison, connus sous l'appellation trimarans ; - les bateaux à quatre coques, ou quadrimarans qui sont le plus souvent des navires à moteur à quatre coques fines identiques. Les multicoques présentent notamment les avantages suivants : 25 - des performances supérieures aux monocoques, en particulier sous voile, ceci étant entre autre dû à la finesse des coques ou au déplacement réduit par l'absence de lest ; - une grande surface de ponts, avantageuse en particulier pour les navires à passagers ; 30 - une navigation avec une faible gîte ; - un tirant d'eau plus faible que celui d'un bateau à quille ; En revanche, les bateaux multicoques présentent plusieurs inconvénients parmi lesquels : - la structure à plusieurs coques peut s'avérer complexe, et plus sollicitée en contraintes (dispersion des efforts et en déformation) ; - la forte stabilité rend les multicoques plus sensibles aux sollicitations des vagues (accélération), ce qui peut les rendre très inconfortables ; - les catamarans en particulier ont une forte stabilité initiale, celle-ci diminuant toutefois très rapidement passé un certain angle de gîte ; - l'espace habitable ou plus généralement aménageable dans les coques est plus réduit que sur un monocoque équivalent. Parmi les multicoques, les praos présentent certains avantages 15 spécifiques, et notamment : - une réduction des efforts de structure qui permet un poids restreint par rapport à un catamaran ou un trimaran ; - de très bonnes performances par vent de travers, en particulier dans le cas d'une navigation flotteur au vent. 20 Il en résulte que les navires de type prao peuvent avantageusement être mis à profit dans le cadre de mission d'observation de surveillance, de contrôle, d'intervention, ou encore d'assistance. En effet, les avantages des praos peuvent se traduire par des 25 perspectives intéressantes en termes d'autonomie et de stabilité des équipements transportés (donc des observations recueillies). Pour de telles missions de surveillance, de contrôle, d'intervention, ou encore d'assistance, il reste toutefois à concevoir un prao dédié à ce type d'utilisation, et dont les performances sont encore améliorées par 30 rapport aux praos classiques. Ceci est donc un objectif de l'invention. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un navire de type prao dont les performances en stabilité sont notablement améliorées par rapport aux prao classiques permettant d'effectuer des missions de surveillance, de contrôle, d'intervention ou d'assistance en toutes mers et en particulier dans des mers houleuses. L'invention a également pour objectif de fournir un tel navire qui permette d'exécuter des missions de longues durées, en particulier en ce qu'il offre une grande autonomie. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un navire présentant une configuration de type prao, comprenant une coque principale et un flotteur reliés par au moins deux bras de liaison, caractérisé en ce que la coque principale porte une structure autoportante apte à constituer un contrepoids et s'étendant en élévation à partir de la coque principale jusqu'à une extrémité supérieure positionnée, selon une projection verticale, entre la coque principale et le flotteur. Une telle structure de prao selon l'invention confère au navire une stabilité notablement améliorée par rapport au prao de l'art antérieur. En effet, comme cela va être expliqué plus en détails par la suite, la structure autoportante permet d'optimiser la « courbe GZ » du navire, ce qui lui assure une grande stabilité et qui accroit l'intérêt d'un tel navire, en particulier concernant l'aménagement de la coque principale, pour l'installation de tout appareillage nécessitant une bonne stabilité pour accroître leur efficience. En outre, la structure autoportante offre elle-même une capacité d'installation d'équipements supplémentaires. Ainsi, selon une solution avantageuse, la structure autoportante intègre des équipements appartenant aux groupes suivants : - caméra thermique, optique ou thermographique ; - antenne fixe ou volante ; - radar ; - caméra fixée ou volante ; - système de localisation ; - plateforme gyrostabilisée ; - Système d'identification automatique ; - système anti collision ; - base d'attache de drone captif ou volant - système de localisation ; - système optronique - système optoélectronique ; - drone aérien associé à une base d'attache de drone captif ou volant. Ainsi équipé, un navire selon l'invention peut être amené à réaliser des missions diverses et variées, avec ou sans personnel naviguant, ceci dans des applications civiles (par exemple scientifiques), voire militaires. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'extrémité supérieure 15 de la structure autoportante, est positionnée, selon une projection verticale entre les bras de liaison. De cette façon, la structure autoportante offre des positions optimales pour contribuer à la stabilité du navire. Selon une solution préférentielle, la coque principale porte un 20 mâtereau, en arrière de la structure autoportante. Un tel mâtereau permet d'accroître encore la capacité de communication et de surveillance en mer du navire, en particulier en regard de la rotondité de la mer. A ce titre, le mâtereau intègre des équipements appartenant aux 25 groupes suivants : - antenne fixe ou volante ; - radar ; - caméra fixée ou volante ; - système de localisation ; 30 - plateforme gyrostabilisée ; - système d'identification automatique ; - système anti collision ; - base d'attache de drone captif ou volant. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, le navire présente en outre l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes : - la coque principale présente, au moins sur une partie centrale de sa longueur, un bossage supérieur, un tel bossage sur la coque principale contribuant à la stabilité globale du navire ; - la coque principale présente une ligne de quilles présentant, en partie arrière, une ligne d'inflexion, ce qui permet d'améliorer la sortie des lignes d'eau et l'angle de sortie d'arbre d'hélice ; - le flotteur présente, en partie arrière, une ligne de quilles bordées par deux concavités, ce qui améliore sa capacité à déjauger et ce qui, par conséquent, diminue sa traînée ; - la coque principale est réalisée en au moins deux tronçons longitudinaux solidarisés entre eux et amovibles, ce qui permet, en dépit d'une longueur de navire relativement importante, d'envisager son transport dans un seul containeur ; - il embarque un équipement de propulsion hybride (moteur thermique / moteur électrique) à prise directe, avec une inversion de marche se faisant grâce à une propulsion électrique, ce qui permet de réduite l'impact des parties immergées sur l'autonomie du navire et d'optimiser la capacité du navire à évoluer sans personnel naviguant, y compris en haute mer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 25 plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble et en perspective d'un navire selon l'invention ; 30 - les figures 2, 3 et 4 sont des vue respectivement de dessus, de côté et de face d'un navire selon l'invention - la figure 5 est une vue partielle de côté, en transparence, d'un navire selon l'invention ; - la figure 6 est une vue en coupe d'une partie centrale de la coque principale d'un navire selon l'invention ; - la figure 7 est une vue en coupe d'un flotteur d'un navire selon l'invention ; - la figure 8 est une vue du montage de deux tronçons de la coque principale d'un navire selon l'invention ; - les figures 9 à 12 sont des courbes « GZ » obtenues avec un navire selon l'invention. En référence aux figures 1 à 4, un navire selon l'invention présente une configuration de type prao, et comprend une coque principale 1 et un flotteur 2 reliés par au moins deux bras de liaison 3. Selon le principe de l'invention, la coque porte une structure autoportante 4, apte à constituer un contrepoids. Telle que cela apparaît sur la figure 1, la structure autoportante 4 s'étend en élévation à partir de la coque principale 1, jusqu'à une extrémité supérieure 40 positionnée, selon une projection verticale, entre la coque principale et les flotteurs, et préférentiellement, également entre les bras de liaisons 3. Cette structure autoportante comprend : - un tronçon de base 41, s'étendant de façon inclinée à partir de la coque principale et en direction du flotteur ; - une plate-forme intermédiaire 42, portée par le tronçon de base, la plate-forme intermédiaire étant positionnée, en projection verticale, entre la coque principale et les flotteurs ; - un tronçon terminal 43, porté par la plate-forme intermédiaire 42, et s'étendant verticalement. La plate-forme exerce une fonction de contre poids, en effectuant un bras de levier de l'ensemble du navire de type Prao. En outre, elle sert de réceptacle des différents systèmes embarqués mis en superstructure. Le tronçon permet de mettre en élévation certains systèmes embarqués en superstructure du navire, permettant ainsi un fonctionnement et/ou détection optimal. La coque principale et le flotteur sont réalisés en un matériau 5 composite, avec des structures en sandwich, réalisées à l'aide d'un procédé par infusion. La structure en sandwich comprend : - de la fibre de verre et de carbone ; - une matrice (résine époxy) ; 10 - une âme en mousse PVC. La construction de la coque principale et du flotteur peuvent être obtenue à l'aide de moule femelle, la surface extérieure de la coque étant du côté moulé à fin d'obtenir une surface lisse en extérieur et diminuer le poids des surfaces de finition. 15 Tel que cela apparaît sur la figure 3, le navire présente en outre les équipements suivants : - une dérive 10 ; - une hélice 11 ; - un safran 12. 20 A titre indicatif, le navire peut présenter les dimensions préférentielles suivantes : - longueur hors tout : coque principale : entre 19 m et 20 m, préférentiellement 19,81 m ; - longueur de flottaison de la coque principale comprise entre 25 17 m et 18 m, préférentiellement 17,7 m ; - largeur hors tout de la plateforme de la coque principale compris entre 5 m et 5,5 m, préférentiellement 5,17 m ; - largeur de flottaison de la coque principale compris entre 0,7 m et 0,9 m, préférentiellement 0,82 m ; 30 - longueur hors tout du flotteur compris entre 9 m et 10 m, préférentiellement 9,58 m ; - longueur de flottaison du flotteur compris entre 5,5 m et 6,5 m, préférentiellement 6 m ; - (largeur hors tout du flotteur compris entre 0,5 m et 0,7 m, préférentiellement 0, 63 m ; - largeur de flottaison de la coque du flotteur compris entre 0,5 m et 0,6 m, préférentiellement 0,56 m ; - entraxe coque/flotteur : environ 4 m ; - creux de coque : environ 420 mm ; - surface mouillée : environ 15 m2 ; - immersion (TPc, « tonnes per centimeter immersion ») = 0, 112 tonne/cm. Tel qu'illustré par la figure 5, le navire embarque un équipement de propulsion hybride à prise directe 13, avec une inversion de marche se faisant grâce à une propulsion électrique. La ligne d'arbres 110 portant l'hélice 11 présente une inclinaison de 8° par rapport à l'horizontale. De plus, la coque principale 1 du navire porte un mâtereau 5 en arrière de la structure autoportante 4. Tel que cela apparaît sur la figure 4, ce mâtereau 5 s'étend à partir de la coque principale, de façon inclinée en direction du flotteur et vers l'arrière du navire, avec son extrémité libre 50 positionnée, en projection verticale, entre la coque principale et le flotteur. Par ailleurs, le mâtereau peut porter un équipement parmi ceux listés ci-après : - une antenne fixe ou volante ; - un radar ; - une caméra fixée au volant ; - plateforme gyrostabilisée ; - système d'identification automatique ; - un système de localisation ; - un système anticollision ; - une base d'attache de drone captif volant. La structure autoportante 4 intègre quant à elle des équipements importants dans le groupe suivant : - caméra thermique, optique ou thermographique ; - antenne fixe ou volante ; - radar ; - caméra fixée ou volante ; - système de localisation ; - plateforme gyrostabilisée ; - Système d'identification automatique ; - système anti collision ; - base d'attache de drone captif ou volant - système de localisation ; - système optronique - système optoélectronique ; - drone aérien associé à une base d'attache de drone captif ou volant. Concernant la forme des coques, la coque principale 1 présente, tel qu'illustré par la figure 6, au moins sur une partie centrale de sa longueur, indiquée L1 sur la figure 3, un bossage supérieur 14, en 20 l'occurrence bi latérale. Il est a noté que ce bossage offre un volume de stabilité supplémentaire aux grands angles de gîtes, et permet en outre, du côté flotteur, d'y disposer des équipements techniques, ce qui peut permettre de décaler le centre de gravité au maximum de ce côté. 25 En outre, tel que cela apparaît sur la figure 5, la ligne de quilles 15 de la coque principale présente une inflexion 150 en partie arrière pour améliorer la sortie des lignes d'eau et améliorer l'angle de sortie d'arbres d'hélices (d'environ 8° comme mentionné précédemmert). Le flotteur quant à lui présente une forme inspirée des formes 30 traditionnelles du prao, c'est-à-dire très courbées sur l'avant et en V. On obtient ainsi une structure très particulière de navire, combinant une coque archimédienne «coque principale » avec une coque planante « flotteur » pour faciliter le passage dans la mer. Tel qu'illustré par la figure 7, le flotteur présente, en partie arrière, 5 une ligne de quille 20 bordée par deux concavités 21. Selon un mode de réalisation envisageable illustré par la figure 8, la coque principale est réalisée en au moins deux tronçons longitudinaux 16, 17, solidarisés entre eux de manière amovible. L'assemblage amovible des tronçons longitudinaux de la coque est du type 10 emmanchement conique, avec un système de bridage par tirants dans l'axe longitudinal du fût. Selon cet assemblage, les portions d'extrémités 160 et 170 respectivement des tronçons 16 et 17 forment des cloisons étanches de boulonnage. Par ailleurs, avec un navire selon l'invention tel que décrit 15 précédemment, le mouillage se fait avantageusement par l'arrière, ce qui permet d'offrir l'avantage d'être simple à installer comparé à un mouillage par l'avant, surtout avec une configuration d'étrave inversée. En outre, le poids de mouillage se trouve plus centré et influe moins sur le tangage. Les figures 9 à 12 indiquent des courbes « GZ » obtenues avec un 20 navire selon l'invention. Les figures 9 et 10 sont des courbes dites « grands angles », dans une situation de chargement léger. La figure 9 est une courbe GZ max de 309 mm à 4,5° de gîte. La figure 10 est une courbe GZ max de 3135 mm à 21,3° de gîte. 25 Les courbes 11 et 12 sont des courbes « Grands angles » en situation de chargement important. La figure 11 est une courbe GZ max de 200 mm à 6° cb gîte. La figure 12 est une courbe GZ max de 2 241 mm à 41 ° de gîte. Ces courbes font apparaître que le navire selon l'invention 30 présente des tendances similaires dans les deux cas de chargement, avec cependant une valeur GZ max plus faible en charge, centré sur la coque. Du côté sans coque, le bossage de stabilité de la coque principale joue pleinement son rôle garantissant une stabilité positive jusqu'à 105°. On note certes une inflexion dans la courbe ou la valeur du GZ s'approche de 25 mm vers 42°. Du côté coque, la stabilité n'appelle pas de commentaire, cette stabilité étant typique d'un multicoque du type trimaran. Les courbes sur les figures 9 à 12 démontrent que plus on charge le navire en poids plus la courbe GZ augmente (ce phénomène de bras de levier augmente avec le poids et est en partie induit par l'élément 42), 10 ceci confirmant que plus le navire chargé est plus il est stable. REVENDICATIONS1. Navire présentant une configuration de type prao, comprenant une coque principale (1) et un flotteur (2) reliés par au moins deux bras de liaison (3), caractérisé en ce que la coque principale (1) porte une structure autoportante (4) apte à constituer un contrepoids et s'étendant en 10 élévation à partir de la coque principale (1) jusqu'à une extrémité supérieure (40) positionnée, selon une projection verticale, entre la coque principale (1) et le flotteur (2). 2. Navire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure 15 autoportante (4) intègre des équipements appartenant au groupe suivant : - caméra thermique, optique ou thermographique ; - antenne fixe ou volante ; - radar ; 20 - caméra fixée ou volante ; - système de localisation ; - plateforme gyrostabilisée ; - système d'identification automatique ; - système anti collision ; 25 - base d'attache de drone captif ou volant - système de localisation ; - système optronique - système optoélectronique ; - drone aérien associé à une base d'attache de drone captif 30 ou volant. 3. Navire selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure (40) de la structure autoportante (4) estpositionnée, selon une projection verticale, entre les bras de liaison (3). 4. Navire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la coque principale (1) porte un mâtereau (5), en arrière de la structure autoportante (4). 5. Navire selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mâtereau (5) intègre des équipements appartenant au groupe suivant : - une antenne fixe ou volante ; - un radar ; - une caméra fixée au volant ; - un système de localisation ; - plateforme gyrostabilisée ; - système d'identification automatique ; - un système anticollision ; - une base d'attache de drone captif volant. 6. Navire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la coque principale (1) présente, au moins sur une partie centrale de sa longueur, un bossage supérieur (14). 7. Navire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la coque principale (1) présente une ligne de quille 15) présentant, en partie arrière, une ligne d'inflexion (150). 8. Navire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le flotteur (2) présente, en partie arrière, une ligne de quille (20) bordée par deux concavités (21). 9. Navire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la coque principale (1) est réalisée en au moins deux tronçons longitudinaux (16), (17) solidarisés entre eux de manière amovible. 10.Navire selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il embarque un équipement de propulsion hybride à prise directe (13), avec une inversion de marche par l'intermédiaire d'une propulsion électrique. 10