Brevet FR3073490A1 — publié le 20190517

La présente invention concerne un dispositif automatisé de positionnement de foil. L'invention s'adapte au bateau à voile ou hors-bord et notamment à la gamme de bateau dite semi rigide ou coque rigide. L'invention s'adapte à la navigation de loisir sur des bateaux pour le cabotage ou pour la croisière mais peut aussi trouver une application dans la navigation professionnelle destinée au transport de passager ou de marchandise. Les foils sont des ailes qui donnent de la portance hydrodynamique. Leur action est de soulever e bateau sous l'effet de la vitesse qui donne de la portance au foil sous l'eau, le profil et l'angle d'incidence d'attaque du foil étant conçus comme une aile d'avion dans l'air, pour donner une portance hydrodynamique au foil sous l'eau. A ce jour les foils sont destinés au bateau de type voiliers. Leur adaptation au bateau hors-bord n'est pas encore développée et connu de l'art antérieur, et ce notamment du fait de la complexité de la gestion des paramètres de pilotage. Un objectif principal de l'invention est de proposer une centrale automatisée de commande de positionnement de foil qui soit astucieusement couplée à la lecture de paramètres qui permettent d'automatiser le pilotage et notamment le réglage en temps réel selon les conditions de navigation de la position selon plusieurs directions des foils sous le bateau. 2 Un objectif de l'invention est de coupler le positionnement des foils au réglage de la puissance moteur du bateau. Un objectif de l'invention est d'analyser des paramètres nouveaux au moyens de capteurs astucieusement disposés tels qu'ultérieurement décrits 5 pour coupler la commande de positionnement et d'incidence de foil à celle de la puissance moteur, voir celle du safran directionnel. L'invention vise l'automatisation du pilotage du bateau et propose la lecture de données nouvelles et anciennes au moyen de capteurs nouveaux et anciens pour automatiser le réglage de paramètres tels que le 10 positionnement du foil sous le bateau, la puissance moteur du bateau, le réglage des safrans. L'invention vise à proposer une solution de navigation qui facilité la vie du pilote en automatisant la remontée des foils en fonction de la topographie sous-marine de la localisation du bateau sur le plan d'eau. 15 Dans un aspect principal, l'invention propose l'intégration de capteurs sur le foil. Les capteurs remontent l'information à une centrale de calcul et de commande qui est également couplée au moteur et à un boitier de réglage de la position des foils. L'ensemble des paramètres est traité par la centrale de calcul qui selon les paramètres de réglage déterminés et 20 choisis par le pilote du bateau commande automatiquement une action sur le bloc moteur et une action sur le boitier de positionnement de foi!. 3 Dans un aspect de l'invention, les capteurs de foils sont réalisés au moyen d'une fibre optique astucieusement disposée au sein de la structure de foi!. Dans un aspect, les données de capteurs de foils sont remontées par 5 liaison filaire et possiblement par liaison sans fil à la centrale de calcul et de commande. L'invention propose ainsi de régler le positionnement des foils en temps réel pendant la navigation pour optimiser des critères de navigation comme celui du confort, de la consommation de carburant, de sécurité. 10 L'invention vise à optimiser la sécurité, par exemple en remontant automatiquement les foils lorsque la centrale de commande calcule un risque de venir heurter soit le sol, soit un objet, un animal ou une personne sous l'eau. L'invention dispose ainsi d'autres données captées comme celles de la géolocalisation du bateau sur le plan d'eau qui sont couplées à 15 celles du positionnement de foil sous le bateau. L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées sur lesquelles - La figure 1 représente un principe d'instruction de fonctionnement de la présente invention 4 - Les figures 2a, 2b représentent deux vues de profil qui illustrent la modification de position du foil sous le bateau opérée par le boîtier de foil - La figure 3 représente une vue de dessus de principe des moyens 5 principaux de la présente invention - Les figures 4a et 4b représentent une vue selon un premier côté puis une section selon un côté perpendiculaire d'un foil selon la présente invention 10 La figure 1 représente un principe d'instruction de fonctionnement de la présente invention qui comprend un premier jeu capteurs de foils (10), plus particulièrement décrits en figures 4, un jeu de capteurs de géo localisation (11) du bateau, un jeu de capteurs de régime de navigation (12) qui détectent notamment les paramètres de vitesse, du bateau de puissance 15 moteur. L'ensemble des informations remontées par les capteurs (10, 11, 12) de foil, de positionnement, de navigation sont remontées au calculateur (15) qui analyse la situation et détermine selon la paramétrage du pilote les instructions qu'il adresse au bloc foil (B) pour positionner les foils (F) sous l'eau, et aux commandes moteur (M) pour la puissance déployée, voir aussi 20 aux safrans pour agir sur la direction donnée au bateau. Les paramètres modifiés de position de foils, de puissance motrice, de géo localisation du 5 bateau sont très régulièrement analysés à une fréquence de cycles rapides, c'est à dire plusieurs fois par seconde. Le circuit constitue en quelque sorte un circuit de commande à boucle de rétroaction temps réel qui pilote automatiquement le bateau selon les critères de paramétrages inscrits par le 5 pilote dans le calculateur (15). L'invention permet par exemple de remonter ou descendre les foils en fonction de la topographie sous-marine qui comme il est compris dépend de la géo localisation sur le plan d'eau temps réel du bateau, voir aussi aux données de sondeur sous-marin Les données de géo localisation sont captées au moyen d'un instrument connecté sur le 10 réseau satellite GPS ou téléphonie mobile. Cette option donne une sécurité pour éviter que les foils ne viennent taper le fond sableux ou rocheux. Egalement, l'incidence de l'angle d'attaque des fouis (F) et leurs positions sous le bateau sont modifiées avec l'accélération et/ou la vitesse du bateau. Cette gestion de la puissance permet d'optimiser la consommation de 15 carburant et permet aussi d'augmenter le confort ressenti par les passagers. Dans une autre option, les données la gestion des fouis est individualisée foil par foil, le bateau peut par exemple prendre un virage en agissant différemment sur le positionnement du foil intérieur par rapport à celui du foil extérieur. Les figures 2a, 2b représentent deux vues de profil qui 20 illustrent la modification de position du foil sous le bateau opérée par le boîtier (B) de foil (F). Le boîtier (B) de foil (F) comprend un ensemble 6 mécatronique avec des actionneurs mécaniques de type vérins ou rouleaux d'entraînement qui asservissent en déplacement le foil (F). Typiquement le foil est asservi selon les trois axes directionnels, Typiquement le mouvement principal est un mouvement de translation pour régler 5 l'éloignement en profondeur et en latéral du foil par rapport au bateau, voir asservissement imposé sur figure 2b par rapport à la figure 2a, sur lequel peuvent s'ajouter un léger débattement frontal pour modifier l'incidence d'attaque du foil, et un débattement latéral pour modifier sa prise de carres. La figure 3 représente une vue de dessus de principe des moyens 10 principaux de la présente invention avec deux boitiers (B) qui pilotent respectivement chacun un foil latéral bâbord et un foil latéral tribord, et un moteur arrière (M). Une centrale de calcul (C) est disposée au niveau du poste de pilotage du pilote. Cette centrale de calcul analyse les données qui lui proviennent des différents capteurs (10, 11, 12) et agit ensuite sur les 15 boîtiers (B) de foil et sur la motorisation (M). Les figures 4a et 4 représentent une vue selon un premier côté puis une section selon un côté perpendiculaire d'un foil (F) selon la présente invention qui est équipé d'un système de capteur d'effort et de déformation (41) qui vient tapisser la structure du foil (F) pour suivre les déformations et les efforts appliqués sur 20 le foil (F) Ces capteurs sont par exemple un réseau de capteurs optiques filaires (40) qui circulent dans des gaines techniques (41) disposées dans le 7 corps du foil (F). A noter qu'ils peuvent aussi être de type électronique, comportant par exemple des accélérateurs de type centrale inertiel. Les déformations de foils agissent sur les données captées par les capteurs. Dans le cas des capteurs optiques, les et les données captées de 5 déformations dans les gaines techniques sont ensuite remontées au calculateur et émises en réseau filaire ou en sans-fil au moyen d'une antenne (A) au calculateur (15) qui en déduit les déformations. La présente invention concerne donc un dispositif de pilotage automatisé de boitier (B) d'asservissement de foil (F) sous l'eau, pour 10 bateau à moteur (M) naviguant sur un plan d'eau caractérisé en ce que les foils (F) sont équipés d'un jeu de capteurs de fouis (10) qui mesurent les déformations de structure de foil (F), les données captées de foi! (F) sont adressées à un calculateur (15) qui couple les données captées à des données de navigation et d'environnement du bateau, et les traite en 15 fonction des paramétrages de programmation dans le calculateur (15) inscrits par le pilote du bateau, pour actionner automatiquement temps réel les boitiers (B) afin d'ajuster l'asservissement des foils (F) et de régler leur position sous l'eau. La présente invention concerne donc un dispositif de pilotage 20 automatisé pour bateau motorisé caractérisé en ce que le calculateur calcule et adresse aussi des instructions de réglage au moteur (M) du bateau. 8 La présente invention concerne donc un dispositif de pilotage automatisé pour bateau motorisé caractérisé en ce que les données captées comprennent notamment des données de géo localisation du bateau sur le plan d'eau. 5 La présente invention concerne donc un dispositif de pilotage automatisé pour bateau motorisé caractérisé en ce que les données captées comprennent notamment des données de vitesse et de direction de déplacement du bateau sur le plan d'eau. La présente invention concerne donc un dispositif de pilotage 10 automatisé pour bateau motorisé caractérisé en ce que les données captées comprennent notamment des données de fonctionnement de régime moteur (M). On voit bien que de nombreuses variantes éventuellement susceptibles de se combiner peuvent ici être apportées sans jamais sortir du 15 cadre de l'invention tel qu'il REVENDICATIONS1 - Dispositif de pilotage automatisé de boitier (B) d'asservissement de foi! (F) sous l'eau, pour bateau à moteur (M) naviguant sur un plan d'eau 5 caractérisé en ce que les foils (F) sont équipés d'un jeu de capteurs de foils (10) qui mesurent les déformations de structure de foi! (F), les données captées de foil (F) sont adressées à un calculateur (15) qui couple les données captées à des données de capteurs (11, 12) d'environnement et de navigation, et les traite en fonction des paramétrages de programmation 10 dans le calculateur (15) inscrits par le pilote du bateau, pour actionner automatiquement en temps réel les boitiers d'asservissement (B) afin d'ajuster la position des foils (F) sous l'eau. 2 - Dispositif de pilotage automatisé pour bateau motorisé selon la 15 revendication 1 caractérisé en ce que le calculateur calcule et adresse aussi des instructions de réglage au moteur (M) du bateau. 3 - Dispositif de pilotage automatisé pour bateau motorisé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les données de capteurs (11, 12) 20 d'environnement et de navigation comprennent notamment des données de géo localisation du bateau sur le plan d'eau. 10 4 - Dispositif de pilotage automatisé pour bateau motorisé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les données de capteurs (11, 12) comprennent notamment des données de vitesse et de direction de 5 déplacement du bateau sur le plan d'eau. - Dispositif de pilotage automatisé pour bateau motorisé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les données de capteurs (11, 12) comprennent notamment des données de fonctionnement de régime moteur 10 (M). 6 - Dispositif de pilotage automatisé pour bateau motorisé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les données avec le calculateur sont échangées en liaison sans fil. 15