Brevet FR3026716A1 — publié le 20160408

La présente invention concerne le domaine de la construction marine et plus particulièrement un gouvernail de navire et un navire comportant un tel gouvernail. Le gouvernail comprend un safran ayant un axe, ou mèche, orientable. Le safran est la partie immergée du gouvernail, c'est-à-dire celle dont l'orientation dans l'eau va permettre de diriger le navire. Le safran est classiquement monté à la poupe du navire. La coque de certains voiliers actuels, notamment les voiliers de compétition, comprend un tableau arrière sur lequel est monté, outre le gouvernail, un faisant partie d'un ensemble embarqué de de stockage d'énergie électrique. Cet utilisé pour produire de l'énergie hydrogénérateur production et ensemble est électrique afin d'alimenter par exemple les équipements électriques et électroniques de bord. L'hydrogénérateur comprend une structure porteuse sur laquelle sont montées une génératrice et une hélice solidaire d'un arbre d'entraînement d'un rotor de la génératrice de telle manière que la structure porteuse puisse être fixée à l'arrière du voilier en maintenant l'hélice immergée. La génératrice, associée à un dispositif de redressement et de régulation, a une ligne de sortie reliée à des accumulateurs. On comprend que, lorsque le voilier est en mouvement, l'hélice tourne sous l'effet de son déplacement dans l'eau et entraîne en rotation le rotor de la génératrice qui produit alors un courant de charge des accumulateurs. Cet agencement ne va pas sans présenter quelques inconvénients. La structure porteuse de l'hydrogénérateur, de par sa simple présence, augmente la tramée du navire. La structure porteuse de l'hydrogénérateur a une orientation fixe : la structure porteuse contrarie donc l'effet du safran et augmente encore la tramée du voi- lier lorsque le safran n'est pas orienté de la même manière que la structure porteuse. Il aurait pu être imaginé un hydrogénérateur orientable synchronisé avec le safran. Cependant, un tel agencement est techniquement com- plexe, relativement lourd et, en augmentant le nombre de pièces en mouvement, diminue la fiabilité globale du na- vire. En outre, sur les voiliers de compétition qui peuvent gîter de manière importante, il est généralement prévu un safran et un hydrogénérateur de chaque côté du tableau arrière de telle manière que, quelle que soit le côté où gîte le voilier, au moins un safran et un hydrogénérateur se trouvent immergés. Il en résulte que le nombre d'appendices immergés est au minimum égal à deux (forte gîte) et au maximum égal à quatre (faible gîte). Cette dernière configuration est désavantageuse car la traînée est alors maximale et le risque d'heurter un obstacle flottant est multiplié par deux par rapport à la configuration minimale. Or, la détérioration d'un safran ou d'un hydrogénérateur constitue une avarie sérieuse im- posant un retour au port. La structure porteuse des hydrogénérateurs est agencée pour permettre la sortie de l'eau de l'hydrogénérateur de sorte qu'un seul des hydrogénérateurs peut être laissé dans l'eau par faible gîte. Le risque d'heurter un obstacle flottant reste néanmoins multiplié par un et demi par rapport à la configuration minimale. Un but de l'invention est d'optimiser l'embarquement d'une source d'énergie sur un navire, en limitant son impact négatif sur les performances du na- vire. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un gouvernail de navire, comprenant un safran ayant un bord d'attaque et un bord de fuite disposés respectivement en amont et en aval par référence à une direction générale théorique d'écoulement par rapport au safran. Le gouvernail comprend un hydrogénérateur comportant un arbre qui porte une hélice et qui est monté dans un logement solidaire du safran pour tourner autour d'un axe sensiblement parallèle à la direction générale théorique d'écoulement, l'hélice en rotation ayant des pales en saillie latérale du safran. Ainsi, le safran constitue la structure porteuse de la partie immergée de l'hydrogénérateur de sorte que ladite partie s'oriente avec le safran. Il en résulte une diminution de la tramée du navire équipé de ce safran par la réduction du nombre d'appendices immergés du fait de l'emport de l'hydrogénérateur sur le safran et par l'orientation de l'hydrogénérateur ainsi rendue possible. La réduction du nombre d'appendices immergés limite éga- lement le risque global de collision. Il en résulte également un gain de poids. De préférence, le logement est écarté d'extrémités haute et basse du safran. Il est ainsi possible de positionner l'hélice de l'hydrogénérateur le long du safran à la position correspondant à la profondeur optimale de fonctionnement de l'hélice de l'hydrogénérateur. Avec un safran s'enfonçant plus loin que cette profondeur, le logement occasionne 25 moins de tramée que si l'hélice était disposée à l'extrémité inférieure du safran car l'épaisseur du safran est généralement d'autant plus faible qu'on se rapproche de son extrémité inférieure. En outre, le couple supporté par le safran du fait de la tramée est d'autant 30 plus faible que l'hélice est proche de l'extrémité supé- rieure du safran. L'hélice de l'hydrogénérateur est également moins exposée aux chocs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description 35 qui suit de modes de réalisation particuliers non limita- tifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est une vue schématique partielle et en perspective d'un navire selon l'invention ; la figure 2 est une vue schématique partielle d'un safran selon l'invention ; la figure 3 est une vue schématique partielle de derrière de ce safran ; la figure 4 est une vue schématique partielle de ce safran en coupe selon un plan longitudinal médian noté IV sur la figure 2 ; la figure 5 d'un safran lisation de la figure 6 d'un safran lisation de est une vue analogue à la figure 2 selon une première variante de réa-l'invention ; est une vue analogue à la figure 4 selon une deuxième variante de réa-l'invention. En référence aux figures, l'invention concerne un navire comprenant une coque 100 ayant un tableau arrière 101 équipée de deux gouvernails généralement désignés en 1. Chaque gouvernail 1 comprend un bâti, symbolisé en 2, de fixation d'une extrémité haute d'un safran 3 au tableau arrière 101. De façon connue en elle-même, le bâti de fixation 2 est agencé pour permettre : le déplacement du safran 3 entre une position relevée et une position immergée du safran 3, l'orientation du safran 3 autour d'un axe s'étendant sensiblement verticalement lorsque le safran 3 est en position immergée (l'axe d'orientation correspond sensiblement à un axe longitudinal du safran 3). A cette fin l'extrémité supérieure du safran 3 est soli- daire d'un arbre, ou mèche, monté dans des paliers du bâti 2 et relié à la barre du navire. Le safran 3 possède un bord d'attaque 3.1 et un bord de fuite 3.2 s'étendant respectivement en amont et en aval par référence à une direction générale théorique d'écoulement des filets d'eau par rapport au safran 3 en position immergée. Le safran 3 peut être creux ou plein, en une ou plusieurs pièces. L'agencement du bâti 2 et la structure générale du gouvernail 1 sont connus en eux-mêmes et ne seront donc pas plus détaillés ici. Le safran 3 comporte un renflement en forme de bulbe 4 qui est positionné le long du safran 3 pour être écarté de l'extrémité haute et de l'extrémité basse du safran 3. Dans le bulbe 4 est ménagé un logement 5 cylin- drique ayant un axe central 6 qui est sensiblement parallèle à la direction générale théorique d'écoulement et qui intersecte les bords 3.1, 3.2. Un arbre 11 d'un hydrogénérateur est monté dans le logement 5 pour tourner autour de l'axe 6. L'arbre 11 a une première extrémité reliée à une génératrice 12 montée dans le logement 5 du côté du bord d'attaque 3.1 et une deuxième extrémité qui s'étend en saillie du bord de fuite 3.2 et qui porte une hélice gé- néralement désignée en 13. De manière connue en elle-même, la génératrice 12 a une ligne de sortie, non représentée ici, qui court dans le safran 3 jusqu'au tableau arrière 101 pour être reliée à un circuit redresseur connecté à un convertis- seur continu/continu raccordé à des accumulateurs. L'hélice 13 a un moyeu 14 et deux pales 15 de forme droite qui sont symétriquement opposées l'une à l'autre de telle manière qu'une partie de la trajectoire des pales 15 en rotation s'étende en saillie latérale du safran 3. Les pales 15 sont montées sur le moyeu 14 pour être orientables chacune autour d'une direction radiale de l'hélice 13 et sont reliés à un dispositif de réglage du pas de l'hélice 13. Ce dispositif de réglage du pas n'est pas représenté car sa structure est connue en elle- même ; cette structure ne sera en outre pas plus décrite ici. Le dispositif de réglage est agencé pour déplacer les pales 15 entre une position active maximale (représentée à la figure 2) dans laquelle les pales 15 sont inclinées par rapport à la direction théorique d'écoulement et une position inactive (représentée à la figure 4) dans laquelle les pales 15 sont parallèles à la direction théorique d'écoulement. Dans cette dernière position, l'hélice 13 est en quelque sorte escamotée au sens qu'elle n'engendre qu'une tramée réduite par rapport à la position active maximale. En outre, le gouvernail 1 peut comprendre un moyen d'escamotage au moins partiel de l'hélice 13, qui comprend un moyen de rappel de l'hélice 13 vers une position angulaire dans laquelle les pales de l'hélice se trouvent alignées avec le safran 3 (position représentée sur la figure 4). Ce moyen de rappel comprend par exemple un circuit de commande de la génératrice 12 en tant que moteur pour entraîner en rotation l'hélice 13 jusqu'à une position angulaire qui est détectée au moyen d'un capteur dédié et qui correspond à l'alignement des pales 15 avec le safran 3. En variante, ce moyen peut comprendre un aimant solidaire du rotor de la génératrice 12 et un aimant solidaire du stator de la génératrice 12 s'attirant mutuellement et définissant la position de rappel lors- qu'ils sont en regard l'un de l'autre. En variante, l'aimant solidaire du rotor de la génératrice 12 et un pôle magnétique solidaire du stator de la génératrice 12, peuvent être naturellement obtenus par le choix d'une génératrice à aimant tournant à deux pôles, dont les deux positions stables sont à 180° l'une de l'autre. Dans la première variante représentée à la figure 5, le safran 3 porte plusieurs hydrogénérateurs comprenant chacun une génératrice qui est fixée dans un logement du safran 3 et qui possède un arbre ayant une extré- mité pourvue. d'une hélice 13. Les génératrices sont toutes reliées au circuit redresseur. Pour une puissance à fournir prédéterminée, il est possible, en multipliant ainsi les hydrogénérateurs, d'avoir des génératrices et des hélices plus petites. Ce- ci facilite l'intégration des génératrices dans le safran en limitant les dimensions du renflement qu'il est nécessaire de prévoir sur le safran pour pouvoir créer le logement recevant la génératrice. Ceci limite la tramée occasionnée par ledit renflement. Ceci limite les consé- quences d'une panne d'un des hydrogénérateurs, et permet au navire de poursuivre sa route avec une réduction mais non pas une annulation de la puissance électrique produite. Dans la deuxième variante représentée à la figure 6, l'arbre 11 est monté dans le logement 5 de manière à être déplaçable entre une position sortie de l'hélice 13 (représentée en pointillés) et une position d'escamotage de l'hélice 13 dans laquelle les pales 15 en position inactive sont rentrées dans un logement 20 ménagés dans le bord de fuite 3.2 du safran 3. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, la génératrice 12 peut être mon- tée sur la partie supérieure du safran 3, l'arbre 11 étant relié à la génératrice 12 par un dispositif de transmission de mouvement logé dans le safran 3. Le logement 5 peut être ouvert à ses deux extré- mités et la génératrice 12 peut être montée de manière amovible dans le logement 5 de telle manière qu'on puisse l'ôter lorsque l'on n'en a pas besoin. Le logement 5 étant ouvert, il autorise alors l'écoulement d'eau et n'occasionne qu'une tramée limitée. L'hélice 13 peut avoir des pales 15 courbes. L'invention est applicable à tout type de navire et notamment des monocoques, des catamarans et des trimarans. REVENDICATIONS1. Gouvernail de navire, comprenant un safran (3) ayant un bord d'attaque (3.1) et un bord de fuite (3.2) disposés respectivement en amont et en aval par référence à une direction générale théorique d'écoulement par rapport au safran, caractérisé en qu'il comprend au moins un hydrogénérateur comportant un arbre (11) qui porte une hélice (13) et qui est monté dans un logement (5) soli- daire du safran pour tourner autour d'un axe sensiblement parallèle à la direction générale théorique d'écoulement, l'hélice en rotation ayant des pales (15) en saillie latérale du safran. 2. Gouvernail selon la revendication 1, dans le- quel l'hélice (13) est portée par une extrémité de l'arbre (11) s'étendant en saillie du bord de fuite (3.2). 3. Gouvernail selon la revendication 1, dans lequel l'hydrogénérateur comporte une génératrice (12) re- çue dans le logement (5). 4. Gouvernail selon la revendication 3, dans lequel le logement (4) est ménagé dans un renflement (4) du safran (3). 5. Gouvernail selon la revendication 1, dans le- quel le logement (5) est écarté d'extrémités haute et basse du safran (3). 6. Gouvernail selon la revendication 1, dans lequel l'hélice (13) a des pales (15) droites. 7. Gouvernail selon la revendication 6, compre- nant un dispositif de réglage du pas des pales (15) de l'hélice (13), le dispositif étant agencé pour amener les pales parallèlement à la direction théorique d'écoulement. 8. Gouvernail selon la revendication 6, compre- nant un moyen d'escamotage au moins partiel de l'hélice(13), qui comprend un moyen de rappel de l'hélice vers une position dans laquelle au moins une des pales de l'hélice se trouve alignée avec le safran (3). 9. Gouvernail selon la revendication 8, dans le- quel l'hélice (13) comprend deux pales (15). 10. Gouvernail selon la revendication 1, dans le-quel le safran (3) est pourvu de plusieurs arbres (11) qui sont répartis sur la longueur du safran et qui portent chacun une hélice (13). 11. Navire comprenant une coque (100) ayant une poupe (101) équipée d'au moins un gouvernail (1) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.