Brevet FR3029888A1 — publié le 20160617

GRÉEMENT DE PROPULSION À VOILE DE QUEUE [0001] L'invention a trait à la propulsion de véhicules et plus particulièrement à la propulsion vélique des véhicules, notamment des 5 navires. [0002] Une des premières sources de propulsion des navires a été l'utilisation des forces véliques, les voiles travaillant de deux manières, soit en écoulement décroché, c'est à dire en orientant la voile perpendiculairement à la direction du vent, soit en écoulement attaché, 10 c'est à dire dans une direction sensiblement parallèle à la direction du vent, créant ainsi une force de portance apte à mouvoir le navire. [0003] Les systèmes de propulsion vélique des navires comprennent généralement un mât monté pivotant sur un pont d'un navire et une structure apte à recevoir les efforts du vent, tels qu'un tissu pour un 15 gréement de type voile souple ou un panneau rigide pour un gréement de type aile rigide. [0004] Les gréements de type aile rigide, présentent un meilleur rendement que les gréements de type voile souple. Les ailes rigides sont de plus en plus utilisées par les fabricants de voiliers notamment 20 pour les voiliers de luxe ou de croisière de dimensions importantes. [0005] On connait du document FR 2 994 938 une aile de propulsion d'un navire, comprenant une aile ayant un mât, deux espars écartés l'un de l'autre, un caisson s'étendant entre les espars et définissant un bord d'attaque, une voilure s'étendant entre les espars et mobile entre une 25 position rentrée dans laquelle la voilure est logée dans le caisson et une position d'utilisation dans laquelle la voilure fait saillie du caisson et s'étend le long des espars jusqu'à un bord de fuite de l'aile opposé au bord d'attaque. Cette aile est, en outre, découpée en étages indépendants pour permettre une modularité de la surface de prise au 30 vent en fonction des conditions météorologiques. [0006] Pour optimiser les performances de propulsion, cette aile est divisée en sections verticales mobiles les unes par rapport aux autres. Une telle mobilité nécessite un contrôle de chacune des sections et des moyens de commande du mouvement de chacune des sections. Il en 35 résulte ainsi une augmentation du poids de l'aile et une complexité de l'utilisation de l'aile. 3029888 2 [0007] De plus, la maintenance de cette aile est difficile, longue et onéreuse puisque le nombre de pièces à remplacer est important. [0008] Un premier objectif est de proposer un gréement de propulsion ayant des performances optimisées. [0009] Un deuxième objectif est de proposer un gréement de propulsion simple d'utilisation. [0010] Un troisième objectif est de proposer un gréement de propulsion dont la maintenance est simple et peu onéreuse. [0011] Un quatrième objectif est de proposer un navire équipé d'un gréement répondant aux objectifs ci-dessus mentionnés. [0012] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un gréement de propulsion d'un navire, comprenant une aile ayant un mât, deux espars écartés l'un de l'autre, un caisson s'étendant entre les espars et définissant un bord d'attaque, une voilure s'étendant entre les espars et mobile entre une position rentrée dans laquelle la voilure est logée dans le caisson et une position d'utilisation dans laquelle la voilure fait saillie du caisson et s'étend le long des espars jusqu'à un bord de fuite de l'aile opposé au bord d'attaque, dans lequel le gréement comprend également une voile de queue mobile entre une position rentrée dans laquelle la voile de queue est située entre le bord d'attaque et le bord de fuite et une position d'utilisation dans laquelle la voile de queue prolonge l'aile depuis le bord de fuite. [0013] La voile de queue permet d'améliorer le rendement du gréement de propulsion en fonction des conditions de vent de manière simple et rapide. [0014] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : la voile de queue s'étend entre deux bras prolongeant chacun un espar ; - les bras sont orientables de part et d'autre d'un axe de foi de l'aile, défini entre le bord d'attaque et le bord de fuite ; la voile de queue est formée d'un panneau enroulable autour d'un arbre monté entre les espars ; la voile de queue est formée de lames qui, dans la position rentrée de la voile de queue, se superposent les unes sur les autres et, dans la position sortie de la voile de queue, s'étendent dans le prolongement les unes des autres ; 3029888 3 l'aile est divisée en étages, chaque étage comprenant deux espars, dont au moins un espar intermédiaire, et une partie de la voilure ; la voile de queue est divisée en tronçons, chaque tronçon 5 s'étendant entre deux bras solidaires chacun d'un espar ou d'un espar intermédiaire ; les tronçons de la voile de queue sont indépendants les uns des autres ; la voilure comprend deux volets, à savoir un volet bâbord et 10 un volet tribord. [0015] Il est proposé, en second lieu, un navire équipé d'un gréement tel que précédemment décrit, le gréement étant monté pivotant sur le navire autour d'un axe de rotation confondu avec le mât de l'aile. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 15 apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un navire équipé d'un gréement de propulsion ayant une voile de queue ; 20 - la figure 2 est une vue schématique de détail de différentes positions adoptées par la voile de queue du gréement de propulsion ; la figure 3 est une vue schématique de détail montrant un rail pour le déplacement de la voile de queue ; la figure 4 est une vue montrant un moyen permettant le 25 déplacement de la voile de queue ; la figure 5 est une vue schématique montrant une première variante de la voile de queue ; la figure 6 est une vue schématique montrant une deuxième variante de la voile de queue. 30 [0017] La figure 1 représente un navire 1 équipé d'un gréement 2 de propulsion. [0018] Le navire 1 comprend une coque 3, un pont 4 recouvrant la coque 3, deux barres 5 de manoeuvre du navire 1 et un pupitre 6 de commande du gréement 2 de propulsion. 35 [0019] Le gréement 2 de propulsion est monté en rotation à 360° sur le navire 1 et comprend une aile 7 ayant un mât 8 confondu avec un axe 9 de rotation de l'aile 7, deux espars 10, 11, à savoir un espar 10 3029888 4 inférieur et un espar 11 supérieur, un caisson 12 et une voilure 13. Comme on le voit sur la figure 1, les espars 10, 11 sont écartés l'un de l'autre et reliés l'un à l'autre par le caisson 12 qui définit un bord 14 d'attaque de l'aile 7. La voilure 13 s'étend entre les espars 10, 11 et est 5 mobile entre une position rentrée dans laquelle la voilure 13 est logée dans le caisson 12 et une position d'utilisation dans laquelle la voilure 13 fait saillie du caisson 12 et s'étend le long des espars 10, 11 jusqu'à un bord 15 de fuite de l'aile 7 opposé au bord 14 d'attaque. [0020] Avantageusement, l'aile 7 est divisée en étages 16, 17, 18, à 10 savoir un étage 16 inférieur proche du pont 4 du navire 1, un étage 17 supérieur écarté de l'étage 16 inférieur et au moins un étage 18 intermédiaire situé entre l'étage 16 inférieur et l'étage 17 supérieur. Chaque étage 16, 17, 18 comprend deux espars 10, 11, dont au moins un espar 19 intermédiaire, c'est à dire situé entre l'espar 10 inférieur et 15 l'espar 11 supérieur, et une partie de la voilure 13. Ainsi, l'étage 16 inférieur comprend l'espar 10 inférieur, une partie de la voilure 13 et un espar 19 intermédiaire, l'étage 17 supérieur comprend l'espar 11 supérieur, une partie de la voilure 13 et un espar 19 intermédiaire, et un étage 18 intermédiaire comprend deux espars 19 intermédiaires et 20 une partie de la voilure 13. [0021] La voilure 13 comprend deux volets 20, 21, à savoir un volet 20 bâbord et un volet 21 tribord, les deux volets 20, 21 étant synchronisés dans leurs déplacements. Ainsi, lorsque le volet 20 bâbord passe de la position rentrée à la position d'utilisation, le volet 25 21 tribord passe également de la position rentrée à la position d'utilisation. La voilure 13 est également divisée en portions 22 de sorte que chaque portion 22 de la voilure 13 correspond à un étage 16, 17, 18 [0022] Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, 30 chaque étage 16, 17, 18 est indépendant. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 1, les volets 20, 21 de l'étage 16 inférieur et d'un étage 18 intermédiaire immédiatement voisin peuvent être en position d'utilisation pendant que les volets 20, 21 de l'étage 17 supérieur et d'un étage 18 intermédiaire immédiatement voisin sont en position 35 rentrée et que les volets d'un autre étage 18 intermédiaire passent de la position rentrée à la position d'utilisation ou inversement. 3029888 5 [0023] De plus, les étages 16, 17, 18 de l'aile 7 sont également indépendants dans leur mouvement. Ainsi, l'étage 16 inférieur et l'étage 17 supérieur peuvent ne pas être alignés et admettre un décalage l'un par rapport à l'autre. Ce décalage peut alors servir à dévier les filets 5 d'air qui s'écoulent le long de l'aile 7 dans le but de créer une turbulence à proximité du bord 15 de fuite et, ainsi, de réduire le l'efficacité de l'aile 7 et donc la vitesse du navire 1. [0024] Le gréement 2 comprend également une voile 23 de queue mobile entre une position rentrée dans laquelle la voile 23 de queue est 10 située entre le bord 14 d'attaque et le bord 15 de fuite de l'aile 7 et une position d'utilisation dans laquelle la voile 23 de queue prolonge l'aile 7 depuis le bord 15 de fuite. Cette voile 23 de queue permet d'augmenter la surface de prise au vent du gréement 2 pour permettre un meilleur rendement du gréement 2. 15 [0025] Avantageusement la voile 23 de queue s'étend entre deux bras 24 prolongeant chacun un espar 10, 11, 19. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la voile 23 de queue est divisée en tronçons 25 chaque tronçon 25 s'étend entre deux bras 24, chacun des bras 24 étant solidaire de l'espar 10 inférieur, de l'espar 11 20 supérieur ou d'un espar 19 intermédiaire. [0026] A l'instar de la voilure 13 pour chaque étage 16, 17, 18, chaque tronçon 25 de la voile 23 de queue est indépendant des autres tronçons 25. Ainsi, comme on le voit sur la figure 1, seuls les tronçons 25 situés en vis-à-vis de l'étage 16 inférieur et de l'étage 18 25 intermédiaire immédiatement voisin de l'étage 16 inférieur, sont en position d'utilisation, les autres tronçons 25 étant en position rentrée. [0027] Comme on peut le voir sur la figure 2, les bras 24 sont orientables de part et d'autre d'un axe 26 de foi de l'aile 7, défini entre le bord 14 d'attaque et le bord 15 de fuite. L'orientation des bras 24 par 30 rapport à l'axe 26 de foi permet de cambrer le gréement 2 pour améliorer l'efficacité de propulsion. Il en va de même que pour les étages 16, 17, 18, chaque tronçon 25 est orientable indépendamment des autres tronçons 25. Ainsi, il est également possible d'utiliser les tronçons 25 de la voile 23 de queue pour freiner le navire 1. 35 [0028] Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 6, la voile 23 de queue est formée d'un panneau enroulable autour d'un arbre 27 monté entre deux espars 10, 11. 3029888 6 [0029] Selon une variante représentée sur la vue schématique de la figure 5, la voile 23 de queue est formée de lames 28 qui, dans la position rentrée de la voile 23 de queue, se superposent les unes sur les autres et, dans la position d'utilisation de la voile 23 de queue, 5 s'étendent dans le prolongement les unes des autres. [0030] Les figures 3 et 4 représentent un moyen de déplacement de la voile 23 de queue entre la position rentrée et la position d'utilisation. Comme on le voit de manière schématique sur la figure 3, l'espar 10 inférieur, l'espar 11 supérieur et les bras 24 sont pourvus d'une rainure 10 29 apte à recevoir un chariot 30 relié à la voile 23 de queue. [0031] La figure 4 met en avant le chariot 30 et sa liaison avec la voile 23 de queue. Le chariot 30, ici représenté de manière schématique, coulisse le long de la rainure 29 (ici dans la rainure 29 d'un bras 24) et comprend une encoche 31 dans laquelle est reçu le 15 panneau formant la voile 23 de queue ou une lame 28 le cas échéant. La fixation du chariot 30 avec la voile 23 de queue se fait par exemple au moyen de boulons 32. [0032] Pour déplacer la voile 23 de queue de sa position rentrée à sa position d'utilisation, ou inversement, le chariot 30 est entrainé en 20 mouvement le long de la rainure 29 et entraîne, avec lui la voile 23 de queue. [0033] Le pilotage du chariot 30 peut être fait de manière mécanique, hydraulique ou encore électrique depuis le pupitre 6 de commande situé sur le pont 4 du navire 1. Le commandant du navire 1 peut alors choisir 25 de ne piloter qu'un tronçon 25 de la voile 23 de queue ou la voile 23 de queue entière, comme il peut choisir de coupler le commandement de la voile 23 de queue avec le commandement de la voilure 13 de l'aile 7. [0034] Avantageusement, chaque tronçon 25 de voile 23 de queue est lié à deux chariots 30, un chariot 30 guidant dans la partie 30 inférieure du tronçon 25, et un chariot 30 guidant dans la partie supérieure du tronçon 25. Ainsi, si l'un des chariots 30 n'est plus apte à entraîner la voile 23 de queue, l'autre chariot 30 peut entraîner la voile 23 de queue et permettre son passage de la position d'utilisation à la position rentrée ou inversement. 35 [0035] Le gréement 2 qui vient d'être décrit est simple, la voile 23 de queue pouvant être réalisée par un simple panneau ou par une succession de lames 28 rigides. Depuis le pupitre 6 de commande, le 3029888 7 commandant peut aisément piloter la voile 23 de queue indépendamment ou en même temps que l'aile 7. [0036] De plus, la maintenance de l'aile 7, et plus particulièrement de la voile 23 de queue, peut se faire pour un unique tronçon 25 ou un 5 unique étage 16, 17, 18 de l'aile 7 lors d'une maintenance curative, ou pour l'ensemble de la voile 23 de queue ou l'ensemble de l'aile 7 dans le cas d'une maintenance préventive. La maintenance est simple et de faible coût, grâce à la simplicité de conception de la voile 23 de queue notamment. 10 [0037] Enfin, le gréement 2 permet d'optimiser la propulsion du navire 1 en fonction des conditions de vent, par la cambrure que la voile 23 de queue peut procurer lorsqu'elle est décalée de l'axe 26 de foi. Ainsi, en cas de vent fort, peu d'étages 16, 17, 18 de l'aile 7 et peu de tronçons 25 de la voile 23 de queue seront en position d'utilisation. 15 En revanche, en cas de vent de faible, tous les étages 16, 17, 18 de l'aile 7 et tous les tronçons 25 de la voile 23 de queue seront en position d'utilisation. REVENDICATIONS1. Gréement (2) de propulsion d'un navire (1), comprenant une aile (7) ayant un mât (8), deux espars (10, 11) écartés l'un de l'autre, un caisson (12) s'étendant entre les espars (10, 11) et définissant un bord (14) d'attaque, une voilure (13) s'étendant entre les espars (10, 11) et mobile entre une position rentrée dans laquelle la voilure (13) est logée dans le caisson (12) et une position d'utilisation dans laquelle la voilure (13) fait saillie du caisson (12) et s'étend le long des espars (10, 11) jusqu'à un bord (15) de fuite de l'aile (7) opposé au bord (14) d'attaque, caractérisé en ce que le gréement (2) comprend également une voile (23) de queue mobile entre une position rentrée dans laquelle la voile (23) de queue est située entre le bord (14) d'attaque et le bord (15) de fuite et une position d'utilisation dans laquelle la voile (23) de queue prolonge l'aile (7) depuis le bord (15) de fuite. 2. Gréement (2) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la voile (23) de queue s'étend entre deux bras (24) prolongeant chacun un espar (10, 11, 19). 3. Gréement (2) selon la revendication 2 caractérisé en ce que les bras (24) sont orientables de part et d'autre d'un axe (26) de foi de l'aile (7), défini entre le bord (14) d'attaque et le bord (15) de fuite. 4. Gréement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la voile (23) de queue est formée d'un panneau enroulable autour d'un arbre (27) monté entre les espars (10, 11). 5. Gréement (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la voile (23) de queue est formée de lames (28) qui, dans la position rentrée de la voile (23) de queue, se superposent les unes sur les autres et, dans la position sortie de la voile (23) de queue, s'étendent dans le prolongement les unes des autres. 6. Gréement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'aile (7) est divisée en étages (16, 3029888 9 17, 18), chaque étage (16, 17, 18) comprenant deux espars (10, 11), dont au moins un espar (19) intermédiaire, et une partie de la voilure (13). 5 7. Gréement (2) selon la revendication 6 caractérisé en ce que la voile (23) de queue est divisée en tronçons (25), chaque tronçon (25) s'étendant entre deux bras (24) solidaires chacun d'un espar (10, 11, 19) ou d'un espar (19) intermédiaire. 10 8. Gréement (2) selon la revendication 7 caractérisé en ce que les tronçons (25) de la voile (23) de queue sont indépendants les uns des autres. 9. Gréement (2) selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes caractérisé en ce que la voilure (13) comprend deux volets (20, 21), à savoir un volet (20) bâbord et un volet (21) tribord. 10. Navire (1) équipé d'un gréement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le gréement (2) est 20 monté pivotant sur le navire (1) autour d'un axe (9) de rotation confondu avec le mât (8) de l'aile (7).