Brevet FR3016341A1 — publié le 20150717

DISPOSITIF DE MAT TELESCOPIQUE DE NAVIRE. La présente invention concerne un mât télescopique de navire, ainsi que le plan de voilure qui lui est associé. La marine à voile traditionnelle a fait couramment usage de mâts télescopiques. Une astucieuse disposition en mâts séparés en baïonnette décalés longitudinalement - habituellement bas mât, mât de hune et mât de perroquet - avait l'avantage de les rendre télescopiques et selon les conditions de mer et de vent, ils pouvaient être descendus. Dans cette configuration basse, les mâts sont dits calés. Cette disposition de mâts superposés et décalés longitudinalement impose de fractionner le plan de voilure, chaque voile portant une dénomination particulière, par exemple grand-voile, grand hunier et grand perroquet. Selon ces dispositions une voile ne peut être envoyée depuis le pied de mât jusqu'en tête du mât supérieur étant donné la discontinuité géométrique des mâts. Ces plans de voilure imposent ainsi une manoeuvre en grande hauteur, mettant en danger l'équipage du navire. Le principe de mât télescopique est particulièrement intéressant pour la marine à voile, dans la mesure où il permet la mise en place de grandes surfaces de voile tout en affranchissant l'armateur des contraintes de navigation liées aux limites de tirant d'air des ponts. Le cas le plus significatif est la contrainte des 62 m de tirant d'air sous le pont des Amériques à l'entrée des Canaux de Panama. La présente invention propose un dispositif particulier de mât télescopique permettant de réduire le tirant d'air du navire, sans néanmoins fractionner le plan de voilure, c'est-à-dire que le mât télescopique peut accueillir une grand-voile d'un seul tenant, depuis son point inférieur ou point d'écoute sur la bôme jusqu'à son point supérieur ou point de drisse en tête du mât télescopique déployé. Le principe de mât télescopique est très courant et est utilisé dans de nombreux domaines, en particulier dans le domaine des antennes, grues et mâts de charge. Les dispositions classiques ont ainsi recours à des profils homothétiques de sections fermés, afin d'offrir une résistance optimale à la flexion, torsion et compression. Ces profils télescopiques de section fermés interdisent l'établissement le long d'un rail d'une voile unique de par la discontinuité géométrique des profils en gigogne ainsi créés. La présente invention vise à améliorer les dispositions existantes, en proposant un dispositif de mât télescopique de navire permettant la manoeuvre d'une grand-voile unique de grande dimension hissée et affalée le long d'un rail continu le long de son guindant jusqu'en tête de mât. Selon l'invention, un dispositif de mât télescopique de navire comprenant, au-dessus du pont supérieur du navire, un mât fixe éventuellement haubané, est caractérisé en ce que : - le mât fixe présente une section en U ouverte sur sa face arrière, - un puits est positionné sous le mât fixe, jusqu'à la quille, - et un mât de flèche mobile est monté coulissant à l'intérieur du mât fixe afin de prendre soit une position basse - dite calée - dans laquelle le mât de flèche vient se poser sur la quille du navire après avoir été descendu le long du puits , soit une position haute dans laquelle le mât de flèche est verrouillé à sa base au niveau du pont supérieur et où le mât de flèche dépasse du mât fixe. Avantageusement, le mât de flèche est autoporteur. De préférence, le mât de flèche est muni d'un rail continu sur sa face arrière, situé au centre de l'ouverture de la section en U du mât fixe, rail dans lequel viennent coulisser des chariots permettant de hisser de manière continue depuis la bôme et ce jusqu'en tête du mât de flèche une grand-voile. Le dispositif peut comporter l'addition d'une voile d'avant gréée soit en tête du mât fixe sur un étai fixe, soit en tête du mât de flèche mobile gréée sur un étai souple. Avantageusement, le dispositif comporte un système de treuil entraînant un ou plusieurs câbles permettant de hisser le mât de flèche mobile depuis sa position stockée dans le puits inférieur jusqu'à sa position déployée. Le verrouillage du mât de flèche mobile peut être réalisé par un vérin conique situé dans des fondations à la base du mât fixe. Le dispositif peut comporter des goupilles transversales traversant le profil du mât fixe et du mât mobile en position déployée, et ce à proximité de la fixation des haubans et galhaubans et permettant de réduire les efforts d'ouverture du profil du mât fixe en U lorsque le gréement est contraint. Avantageusement, le mât fixe de géométrie ouverte en U comporte une structure en double peau, la peau intérieure ayant une géométrie homothétique à celle du mât de flèche, et la peau extérieure ayant une géométrie adaptée aux contraintes mécanique et aérodynamique du mât. Le dispositif peut comporter une grand-voile munie de lattes 35 équipées de pièces de guidage ayant des coulisseaux latéraux qui se déplacent verticalement lors des phases d'établissement et d'affalage de la grand-voile le long de drisses latérales verticales fixées entre la bôme et une vergue supérieure. De préférence, les pièces de guidage sont libres en rotation autour des lattes de section circulaire. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de mât télescopique de navire, selon l'invention, constitué au-dessus du pont supérieur 10 sommairement représenté. Fig. 2 est une vue de côté du dispositif de Fig.1. Fig. 3 est une vue schématique partielle, en perspective arrière et à plus grande échelle, du dispositif et de la grand-voile. Fig. 4 est une vue de côté du dispositif de mât télescopique sans la 15 grand-voile, le mât de flèche étant en position basse. Fig.5 est une vue schématique partielle, en perspective de dessus, du pont supérieur, du puits et du vérin de blocage du mât de flèche. Fig.6 est une vue schématique, en perspective depuis l'avant tribord, avec parties coupées et à plus grande échelle, de la partie basse du mât fixe, 20 du mât de flèche et du vérin de blocage, et Fig.7 est une vue schématique, en perspective depuis l'avant tribord, avec parties arrachées du mât fixe, du mât de flèche et d'une partie basse de la grand-voile. En se reportant aux dessins, on peut voir que la présente invention 25 consiste en un gréement de navire constitué d'un bas mât fixe 1, de préférence maintenu par un jeu de haubans et étais 16 sur le pont supérieur 5 du navire. Ce mât 1 peut être gréé avec une voile d'avant 8 montée sur un étai fixe ou sur un enrouleur. Ce mât est renforcé par des fondations 9 situées au-dessus du pont supérieur 5. Sur lesdites fondations vient se fixer une bôme 4 par 30 l'intermédiaire d'un vide mulet 10. Le mât fixe, également appelé bas mât, 1 est caractérisé par un évidement central sur toute sa hauteur. Le bas mât 1 est caractérisé par sa géométrie en « U » ouverte sur sa partie arrière. Dans le prolongement vertical de ce mât 1, sous le pont supérieur 5, est prévu un puits 3 ayant un évidement de géométrie relativement identique à 35 celle du mât 1 pouvant se prolonger éventuellement jusqu'au double fond ou la quille du navire 6. Dans l'évidement intérieur de ce mât principal 1 et de ce puits 3, vient se loger un mât de flèche mobile 2. Ce mât de flèche 2 peut être soit posé sur la quille ou double fond du navire 6 et offrir ainsi un gréement ayant un tirant d'air réduit, éventuellement limité au tirant d'air du mât principal 1. Le mât de flèche est alors calé. Ce mât de flèche 2 peut aussi bien être déployé et hissé par un système de treuil 12 situé de préférence en pont supérieur 5 entrainant un câble 11 relié au pied du mât de flèche. Le pied du mât de flèche 2 peut ainsi être élevé jusqu'au niveau des fondations 9 du mât fixe 1. Le pied du mât de flèche 2 peut ainsi être verrouillé par un système par exemple de vérin à extrémité conique 13 au niveau du pied des fondations 9, au niveau du pont supérieur 5. Dans cette position déployée, le gréement atteint un tirant d'air supérieur. Ce mât de flèche 2 peut éventuellement être gréé d'une voile d'avant 8 en tête, sur un étai souple venant se détendre lorsque le mât de flèche est rétracté. Afin d'assurer ce mouvement relatif du mât de flèche 2 à l'intérieur 15 du bas mât 1, la section en plan du mât de flèche est de géométrie fermée, soit circulaire soit elliptique. Le bas mât 1 en U qui l'entoure est de préférence construit selon une structure de double peau, la peau intérieure ayant une géométrie homothétique à celle du mât de flèche, soit circulaire soit elliptique, et la peau extérieure ayant une géométrie adaptée afin de donner à l'ensemble 20 l'inertie mécanique et la forme aérodynamique adaptée au navire. A noter que dans le cas d'une géométrie circulaire du mât de flèche, ce dernier n'est tenu en torsion que par le vérin 13 à son extrémité inférieure et le mât de flèche ne transmet par d'effort de torsion au bas-mât. Ce dispositif de mâts présente ainsi la particularité et l'avantage d'être constitué d'un mât de 25 flèche 2 non précontraint car autoporté, de section fermée, sur lequel est gréée la grand-voile, et de ce fait travaillant de manière optimale en torsion et en flexion. Ce mât de flèche 2 coopère avec le bas mât 1 de section ouverte en U qui ne travaille alors qu'en flexion et compression induite par la précontrainte dans le gréement par le haubanage 16. Cette disposition et cette absence de 30 torsion rend alors envisageable l'usage optimal d'un bas mât de géométrie ouverte en U. Afin de réduire les efforts transversaux au niveau de la fixation des haubans 16 sur les faces latérales du bas mât 1 tendant à ouvrir le profil en U ouvert, des goupilles transversales 24 peuvent être ajoutées. 35 La grand-voile 7, stockée en position affalée sur la bôme 4 est fixée sur le mât de flèche le long de son guindant par des chariots coulissants 14. Afin de hisser la grand-voile 7, ces chariots coulissent sur un rail 15 situé le long du mât de flèche 2 sur sa face arrière. Ce dispositif permet ainsi de hisser la voile le long du mât de flèche 2 jusqu'à la position déployée, le bas mât 1 avec sa géométrie en U ouverte sur sa face arrière laissant toute liberté de manoeuvre de la voile au niveau du rail 15. Ce dispositif permet de plus de rétracter le mât de flèche sans obligation de dégréer la grand-voile 7. En position déployée, le mât de flèche 2 dépasse en partie supérieure du mât principal 1 et permet de gréer une surface de grand-voile 7 importante. La partie du mât de flèche 2 venant dépasser le mât principal peut être soit haubanée, soit de préférence dimensionnée pour être un mât de type autoporteur dans sa partie supérieure non supportée. Cette invention combine ainsi les avantages d'une part : - de la légèreté, la rigidité et la capacité de gréer une voile d'avant sur un mât principal 1 haubané qui reprend la compression des haubans et de l'étai 16 ; - de la simplicité d'un mât de flèche 2 autoporteur de faible portée, sa partie basse étant soutenue par le bas mât 1 qui vient en accroître l'inertie et la raideur, les deux mâts pouvant coopérer par l'intermédiaire de surface d'appui ou de glissière lorsque le gréement travaille en flexion et / ou en torsion. De plus ce mât de flèche ne travaille pas en compression, ce qui permet de l'alléger ; - d'une disposition permettant d'escamoter le mât de flèche 2 sans avoir à zo détendre ou modifier le réglage des galhaubans, bas haubans et étais 16, éléments essentiels de la sécurité du navire et de son gréement. Cette invention offre ainsi une méthode simple et sûre de réduire le tirant d'air d'un grand navire à voile en escamotant le mât de flèche 2 tout en offrant la capacité de porter une unique grand-voile de grande surface quand le 25 mât de flèche 2 est déployé. Le présent mât télescopique peut être en outre amélioré par un dispositif de guidage de la grand-voile lors de l'affalage. Selon ce dispositif, la grand-voile est constituée de laizes de tissu 18 horizontales, dont les bords supérieur et inférieur, de préférence découpés en créneau, viennent se 30 connecter et s'articuler autour de lattes 17 horizontales de section de préférence circulaire. Chaque latte 17 est fixée et articulée sur un chariot 14 coulissant le long du rail 15 permettant de hisser et affaler la grand-voile. Ainsi le guidage de la voile dans sa partie avant est assuré. En complément, chaque latte, à une distance fixe du mât, est équipée d'une pièce de guidage 19 35 identique sur chaque latte. Cette pièce de guidage 19 intègre deux coulisseaux verticaux 20 symétriques à bâbord et à tribord. Ces coulisseaux sont décalés latéralement de la surface de la voile et coulissent librement verticalement le long de deux drisses latérales 21 verticales, une sur bâbord et une sur tribord, reliant la bôme à une vergue supérieure 22. Ces pièces de guidage 19 peuvent être enfilées sur les lattes lors de la phase de montage, à une position adaptée le long de la latte entre les zones de fixation de la laize 18 inférieure et supérieure de la voile. Une fois montées, ces pièces de guidage peuvent conserver leur liberté de mouvement en rotation autour de la latte 17 de section circulaire réduisant les efforts dans cette dernière, et permettant un meilleur alignement des coulisseaux le long des drisses latérales 21 en mouvement autour de leur position verticale lorsque la bôme, la voile et la vergue sont en mouvement. Ce système de drisses latérales 21 - indépendant du système traditionnel de drisses 23 permettant de hisser la grand-voile - est toujours en place, quelle que soit la position de la grand-voile, hissée ou affalée. Les drisses latérales ne servent pas à hisser la voile, mais uniquement à guider les lattes et par là même la grand-voile en son milieu, afin de conserver la grand- voile et ses lattes dans le plan de la bôme. Seules les tensions dans les drisses latérales 21 peuvent être éventuellement ajustées pour prendre en compte le vrillage de la grand-voile 1 en exploitation. En effet, la vergue supérieure 22 peut être libre en rotation, et être indépendante de la grand-voile, pouvant ainsi avoir un angle d'ouverture différent de celui de la bôme 4. Lors de la manoeuvre consistant à affaler la grand-voile, les lattes 17 sont maintenues par le dispositif de chariot 14 et rail 15 en leur extrémité avant en arrière du mât 2 et guidées latéralement en leur partie centrale par les pièces de guidage 19 coulissant le long des drisses latérales 21. Ainsi la voile vient naturellement et sous son propre poids se ferler sur la bôme, les lattes 17 et ses pièces de guidage 19 se superposant sur la bôme, les laizes de tissus venant se plier naturellement entre deux lattes, et se ranger entre les deux drisses latérales 21. Ce dispositif permet d'éviter à la grand-voile dans son extrémité arrière de venir chuter sur le pont 5. Ce dispositif remplace avantageusement le système traditionnel de « lazy jack », faisceau de cordages non verticaux reliant la bôme au mât et venant guider la voile lors de sa manoeuvre et dont l'usage a prouvé ses limites pour des voiles de grandes dimensions, à corne, ou à fort rond de chute. Ce dispositif de drisses latérales 21 contribue de plus à un maintien de la vergue 22 en rotation. L'ensemble de ces dispositifs offrent donc une manière sûre de manoeuvrer une grande surface de voile, critère essentiel pour l'usage de la propulsion vélique sur des navires où la sécurité est un facteur prépondérant. REVENDICATIONS1. Dispositif de mât télescopique de navire, comprenant au-dessus du pont supérieur du navire (5) un mât fixe (1), éventuellement haubané, caractérisé en ce que : - le mât fixe (1) présente une section en U ouverte sur sa face arrière, - un puits (3) est positionné sous le mât fixe, jusqu'à la quille, - et un mât de flèche (2) mobile est monté coulissant à l'intérieur du mât fixe (1) afin de prendre soit une position basse - dite calée - dans laquelle le mât de flèche vient se poser sur la quille du navire (6) après avoir été descendu le long du puits (3), soit une position haute dans laquelle le mât de flèche est verrouillé à sa base au niveau du pont supérieur (5) et où le mât de flèche (2) dépasse du mât fixe (1). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mât de flèche est autoporteur. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mât de flèche (2) est muni d'un rail (15) continu sur sa face arrière, situé au centre de l'ouverture de la section en U du mât fixe (1), rail dans lequel viennent coulisser des chariots (14) permettant de hisser de manière continue depuis la bôme (4) et ce jusqu'en tête du mât de flèche (2) une grand-voile (7). 4.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par l'addition d'une voile d'avant (8) gréée soit en tête du mât fixe (1) sur un étai fixe (16), soit en tête du mât de flèche (2) mobile gréée sur un étai souple. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système de treuil (11) entraînant un ou plusieurs câbles (12) permettant de hisser le mât de flèche mobile (2) depuis sa position stockée dans le puits (3) inférieur jusqu'à sa position déployée. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le verrouillage du mât de flèche mobile (1) est réalisé par un vérin conique situé dans des fondations (9) à la base du mât fixe (1). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des goupilles transversales (24) traversant le profil du mât fixe (1) et du mât mobile (2) en position déployée, et ce à proximité de la fixation des haubans et galhaubans (16) et permettant de réduire les efforts d'ouverture du profil du mât fixe en U lorsque le gréement est contraint. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mât fixe (1) de géométrie ouverte en U comporte une structure en double peau, la peau intérieure ayant une géométrie homothétique à celle du mât de flèche (2), et la peau extérieure ayant une géométrie adaptée aux contraintes mécanique et aérodynamique du mât. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une grand-voile (7) munie de lattes (17) équipées de pièces de guidage (19) ayant des coulisseaux latéraux (20) qui se déplacent verticalement lors des phases d'établissement et d'affalage de la grand-voile le long de drisses latérales (21) verticales fixées entre la bôme (4) et une vergue supérieure (22) 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les pièces de guidage (19) sont libres en rotation autour des lattes (21) de section circulaire30