Brevet FR3078055A1 — publié le 20190823

Sur les navires à voiles monocoques, la quille munie d'un lest pesant a notamment la fonction de s'opposer à la gîte que subit le navire sous la poussée du vent dans les voiles. Sous les allures où le voilier serre le vent, cette gîte peut devenir importante selon la force de celui-ci. Naviguer avec une gîte de 15 degrés, voire 20 degrés ou plus dans les rafales peut devenir inconfortable et créer une appréhension des passagers. Par ailleurs, la gîte oblige l'équipage à réduire la voilure, donc à progresser moins vite, et rend le bateau difficile à barrer car il 10 devient ardent, c'est-à-dire avec une tendance au lof (à venir face au vent) qu'il faut contrôler. Sur les bateaux de compétition, notamment de course au large, une quille pendulaire, orientable latéralement pour compenser la gîte, permettant de les rendre beaucoup plus raides à la toile, est autorisée par 15 certaines jauges. Un tel dispositif utilise généralement un système de vérin hydraulique pour manoeuvrer la quille pendulaire. La complexité, le coût et l'encombrement à l'intérieur du bateau d'un système de vérin ne permettent pas d'équiper les voiliers de série, produits par les chantiers navals, avec une telle quille pendulaire. Cet équipement, en ce 20 qui concerne la plaisance, reste réservé à certains grands yachts construits sur mesure. Le dispositif selon l'invention, a pour but d'éliminer ou de réduire considérablement les inconvénients présentés par l'art antérieur en proposant la réalisation d'un dispositif simple et peu coûteux, sans 25 encombrement à l'intérieur du bateau, pouvant équiper des bateaux de grande série, et permettant de manoeuvrer une quille pendulaire à l'aide d'un treuil, appelé «winch» dans le langage nautique (mot qui sera utilisé dans la suite du présent document), en toute sécurité grâce à un dispositif verrouillant automatiquement ladite quille en position médiane 30 fixe, uniquement par l'effet de la pesanteur. Ce dispositif consiste en une quille pendulaire, munie d'un lest pesant, qui est associée à une quille fixe, et dont le mouvement est contrôlé par deux filins, avec un système de sécurité verrouillant la quille mobile en position neutre. 35 Ce but est atteint, conformément à l'invention, au moyen d'une quille pendulaire, munie d'un lest pesant à son extrémité inférieure, suspendue par sa partie supérieure à un axe horizontal situé sous la coque, pivotant latéralement par son extrémité supérieure autour dudit axe parallèle à celui de la coque et solidaire de celle-ci, quille dont la 40 position est fixée par la tension de deux filins situés sous la surface et reliés à deux winches solidaires du pont du navire. 2 Selon une caractéristique avantageuse, chaque filin passe sur un galet immergé fixé à la coque, et à l'intérieur d'un tube qui traverse la coque de part en part, en passant sur un galet et une poulie fixés au pont 5 du navire pour rejoindre le winch solidaire dudit pont. Selon une autre caractéristique, dans une variante de réalisation, chaque filin passe à l'extérieur de la coque sur une série de galets fixés à cette dernière. Selon une caractéristique avantageuse, la quille pendulaire est 10 associée à une quille fixe verticale solidaire de la coque, dont le rôle, en plus de servir de dérive et de lest complémentaire, est de permettre de verrouiller en position médiane la quille pendulaire. Selon une autre caractéristique avantageuse, une pièce mobile coulisse le long de la quille fixe et solidarise la quille pendulaire quand 15 celle-ci passe par la position médiane, en pénétrant dans une ouverture pratiquée dans le lest, uniquement par l'action de la pesanteur. Cette caractéristique est particulièrement importante, car elle garantit la sécurité du navire : en cas de rupture de l'un des filins, ou d'incident, la quille pendulaire retombe et se verrouille automatiquement en position 20 médiane, ramenant le navire dans une configuration classique. Selon une autre caractéristique avantageuse, une pièce coulissant dans le lest est remontée par l'un des filins dès qu'il se tend, en obturant l'ouverture où est insérée la pièce mobile, faisant remonter celle-ci de manière à désolidariser la quille pendulaire de la quille fixe et lui 25 permettre de pivoter sous la tension du filin. Selon une autre caractéristique, les filins passent à l'intérieur d'une gorge pratiquée dans la partie inférieure du lest de manière à soulever la pièce coulissante dès qu'une tension est exercée sur l'un d'eux, une pièce de soutien située à la base du lest maintenant les filins dans la 30 gorge et bloquant la position basse de la pièce coulissante, quand cette dernière retombe sous la seule action de la pesanteur. Selon une autre caractéristique, la partie supérieure du lest possède une forme courbe convexe, telle que quand les filins sont détendus et laissent la quille pendulaire revenir vers la position médiane, ladite 35 forme courbe soulève progressivement la pièce mobile jusqu'à ce que, la position médiane ayant été atteinte par la quille pendulaire, la pièce mobile, arrivant en regard de l'ouverture, retombe sous l'effet de la pesanteur pour s'encastrer dans ladite ouverture, solidarisant la quille pendulaire et la quille fixe. 40 3 Selon une autre caractéristique, la pièce mobile coulisse entre deux joues fixées de part et d'autre de l'arête arrière de la quille fixe. Selon une dernière caractéristique, avec des winches électriques réversibles, le dispositif est commandé par une unité électronique qui pilote les winches selon les indications d'un inclinomètre, de manière à ce que la quille pendulaire se positionne automatiquement pour compenser la gîte du navire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui 10 va suivre en référence aux dessins sur lesquels : . la figure 1 représente le dispositif avec la quille pendulaire relevée sur bâbord, dans la version où les filins passent à travers la coque dans des tubes qui traversent celle-ci ; . la figure 2 représente le même dispositif dans la version où les 15 filins contournent la coque en passant sur une série de galets ; . la figure 3 représente une vue générale du voilier, vue de profil côté bâbord, montrant la quille fixe, la quille pendulaire, le lest, le filin bâbord, le winch bâbord ; . la figure 4 représente le même voilier vu de dessus, montrant les 20 filins et les winches, sur chaque bord ; . la figure 5 représente l'ensemble quille fixe, quille pendulaire et lest, vue du côté bâbord ; . la figure 6 représente une coupe de la quille pendulaire et du lest ; . la figure 7 représente une coupe de la quille fixe et de la quille 25 pendulaire ; . la figure 8 représente une coupe de la quille fixe et du lest ; . la figure 9 représente une coupe de la quille fixe et de la pièce mobile d'une part, du lest et de la pièce coulissante d'autre part, avec les deux filins passant dans la gorge ; 30 . la figure 10 représente une coupe de la quille fixe, de la quille pendulaire, des joues et de la pièce mobile ; . la figure 11 représente une coupe de la quille fixe et du lest, montrant que la tension du filin soulève la pièce coulissante et donc la pièce mobile ; 35 . la figure 12 représente les même éléments une fois que la tension du filin a commencé à faire pivoter la quille pendulaire et que la pièce mobile retombe ; . la figure 13 représente les même éléments, montrant le lest revenant vers la position médiane et soulevant progressivement la pièce 40 mobile du fait de la courbure spécifique de sa partie supérieure ; 4 . la figure 14 représente les même éléments, montrant le lest arrivé à la position médiane, verrouillé par la pièce mobile retombée ; . enfin la figure 15 représente le dispositif commandé par une unité 5 électronique et un inclinomètre. Selon la figure 1, la quille pendulaire (1), munie de son lest (2), suspendue par sa partie supérieure à l'axe horizontal (3), solidaire de la coque (4) et parallèle à l'axe longitudinal de celle-ci, a pivoté du côté bâbord de la coque (4) du navire, tirée par le filin bâbord (5) tracté par le 10 winch (15) solidaire du pont (17) après être passé sur le galet immergé (7), à l'intérieur du tube (9) traversant la coque (4) de part en part, sur le galet (11) et la poulie (13) solidaires du pont (17). En même temps, symétriquement, le filin tribord (6) a été relâché par le winch (16) en passant sur le galet (8), à l'intérieur du tube (10), sur le galet (12) et la 15 poulie (14). La quille pendulaire (1) pivote autour de l'axe (3) solidaire de la coque (4) et de la quille fixe (20). Selon la figure 2, dans une variante de réalisation du dispositif selon l'invention, les même éléments sont représentés, à la différence que le filin (5) passe à l'extérieur de la coque (4) sur la série de galets 20 (18). De même, le filin (6) passe sur la série de galets (19). Selon la figure 3, la quille pendulaire (1), munie de son lest (2), est associée à la quille fixe (20) verticale solidaire de la coque (4), et est manoeuvrée par le filin bâbord (5), passant sur le galet (7), et à l'intérieur du tube (9), non représenté ici, puis sur la poulie bâbord (13) avant 25 d'aboutir au winch bâbord (15). La quille fixe (20), placée devant la quille pendulaire (1), sert de dérive pour permettre au voilier de remonter au vent, et aussi de lest complémentaire fixe, par sécurité, pour ne pas avoir tout le poids du lest dans le lest mobile (2). Selon la figure 4, les filins bâbord (5) et tribord (6) rejoignent 30 respectivement les winches (15) et (16) après être passés par les galets (11) et (12) et les poulies (13) et (14). Selon la figure 5, sur laquelle on n'a pas représenté le filin bâbord (5) pour la clarté de la représentation, la quille fixe (20) comporte sur son arête arrière la joue bâbord (29) qui sert de guide à la pièce mobile 35 (21), qui n'apparaît pas sur ce dessin. La quille pendulaire (1) pivote autour de l'axe (3) qui est solidaire de la coque (4) et de la quille fixe (20). Le lest (2) comporte une gorge (32) dans laquelle circulent les filins (5) et (6) (non représentés ici) fermée dans sa partie inférieure par une pièce (34) de soutien des dits filins. Sur cette figure, on a tracé les 40 coupes Aa, Bb, Cc et Dd qui font l'objet des figures suivantes. Selon la figure 6, la coupe Aa montre une coupe verticale de la quille pendulaire (1), accrochée par l'axe (3) à la coque (4), avec à son extrémité inférieure le lest (2). 5 Selon la figure 7, la coupe Cc représente en coupe horizontale la quille fixe (20) montrant les joues (29) et (30) entre lesquelles se trouve l'espace (35) de déplacement de la pièce mobile (21), non représentée sur ce dessin, ainsi que la partie supérieure de la quille pendulaire (1). Selon la figure 8, la coupe Dd représente en coupe horizontale la 10 quille fixe (20) et le lest (2) avec la gorge (32). Selon la figure 9, la coupe Bb représente en coupe verticale la quille fixe (20) et le lest (2), ainsi que les joues (29) et (30), la pièce mobile (21) coulissant dans l'espace (35) ménagé entre les dites joues, et la pièce coulissante (26) se déplaçant dans le tube creux (31) ménagé 15 dans le lest (2). Les filins (5) et (6) sont amarrés chacun sur les barres d'amarrage (33) solidaires du lest (2) pour passer, à l'intérieur de la gorge (32) ménagée dans le lest (2), entre la pièce de soutien (34) et la pièce coulissante (26), avant de rejoindre, de part et d'autre de la coque (4) les galets (7) et (8) non représentés sur ce dessin. Les deux filins (5) 20 et (6) sont donc présents sous la pièce coulissante (26), de manière à la soulever dès que l'un des deux se met en traction, venant ainsi obturer l'ouverture supérieure du tube creux (31). Enfin, la pièce mobile (21) comporte dans sa partie haute un bossage (36), limitant son déplacement vers le bas, qui coulisse dans la partie élargie à cet effet de l'espace (35). 25 Selon la figure 10, la coupe Cc représente, à plus grande échelle que dans la figure 7, en coupe horizontale la quille fixe (20), dont sont solidaires les deux joues (29) et (30) ménageant l'espace (35) dans lequel se déplace la pièce mobile (21), ainsi que la quille pendulaire (1). Selon la figure 11, la quille pendulaire (1) est en position médiane 30 (22), le filin (5), attaché à la barre (33) est en position Pi, pris entre d'une part la pièce de soutien (34) et d'autre part la pièce coulissante (26) en position basse qui repose sur ladite pièce (34). La traction T appliquée sur le filin (5) le fait remonter en position P2, ce qui remonte aussi la pièce coulissante (26) suivant le mouvement Ml. Cette dernière 35 fait de son côté remonter la pièce mobile (21) suivant le mouvement M2 qui la place alors dans la position représentée en grisé sur le dessin, où elle est donc sortie du tube creux (31) ménagé dans le lest (2). Plus rien ne solidarise donc ledit lest (2) de la quille fixe (20), le rendant prêt à être tracté vers bâbord par la tension T du filin (5). Nota : pour la clarté 40 du dessin, le filin (6) n'a pas été représenté sur cette figure. 6 Selon la figure 12, sous l'action de la traction T sur le filin (5) tirant le lest (2), la quille pendulaire (1) a commencé sa rotation R. Simultanément, sous l'action de la pesanteur, la pièce mobile (21) 5 descend progressivement dans l'espace (35) entre les joues (29) et (30) selon le mouvement M3, son extrémité inférieure suivant la courbe (25) convexe de la partie supérieure du lest (2), jusqu'à être retenue par le bossage (36). La pièce coulissante (26) reste plaquée par le filin (5), son extrémité inférieure alignée avec la partie supérieure de la gorge (32) 10 pratiquée dans le lest (2). Selon la figure 13, la tension sur le filin (5) ayant été relâchée, la quille pendulaire (1) est en mouvement de rotation R vers le bas, le lest (2) étant entraîné par la pesanteur. Dans ce mouvement, le lest (2) arrive en contact avec l'extrémité inférieure de la pièce mobile (21), et, du fait 15 de la courbure (25), la fait remonter progressivement dans le mouvement M1 Pour la clarté du dessin, le filin (6) n'a pas été représenté. Selon la figure 14, le mouvement de rotation R se poursuivant, quand la quille pendulaire (1) arrive à la verticale dans la position médiane (22), la pièce mobile (21), sous l'effet de la pesanteur, retombe 20 dans le mouvement M2 dans le tube creux (31) ménagé dans le lest (2), en butée contre la pièce coulissante (26), elle-même reposant sur la pièce de soutien (34). Le lest (2) et la quille pendulaire (1) se trouvent ainsi immobilisés, rendus solidaires de la quille fixe (20). Ici aussi pour la clarté du dessin, le filin tribord (6) n'a pas été représenté. Le dispositif 25 est symétrique en ce sens que le même processus se déroule sur l'autre bord. Selon la figure 15, le dispositif peut être automatisé, les winches (15) et (16) étant électriques et réversibles, et leurs moteurs étant commandés par une unité électronique (27) d'après les indications 30 qu'elle reçoit d'un inclinomètre (28). Ainsi, le navire gîtant sur tribord, le winch (15) tracte le filin (5) pour amener la quille pendulaire (1) et le lest (2) sur bâbord dans une position de rappel qui va limiter la gîte. En même temps, pour permettre ce mouvement, le winch (16) relâche le filin (6). 35 Le dispositif selon l'invention, ci-dessus décrit, pourra faire l'objet d'une industrialisation de la part des constructeurs de navires pour la navigation de plaisance. Ils pourront utiliser pour les filins des fibres en polyéthylène haut module (Dyneema, marque déposée) qui permettent une faible traînée dans l'eau. 40 Il fournirait aux navigateurs l'avantage de pouvoir naviguer avec une moindre gîte de leurs voiliers, REVENDICATIONS1). Dispositif de quille mobile pour navire à voiles comportant une 5 quille pendulaire (1) munie à sa partie inférieure d'un lest (2) pesant, suspendue par sa partie supérieure à un axe horizontal (3) situé sous la coque (4) dont il est solidaire et parallèle à l'axe longitudinal de ladite coque (4), autour duquel la quille pendulaire (1) pivote latéralement, caractérisé en ce que la position de ladite quille pendulaire (1) est 10 contrôlée par deux filins immergés (5) et (6) accrochés à ladite quille pendulaire (1), le filin (5) sur bâbord, le filin (6) sur tribord, reliés chacun à deux treuils bâbord (15) et tribord (16) solidaires du pont (17), qui amènent la position de la quille pendulaire (1) sur bâbord en tractant le filin (5) et relâchant le filin (6), pour compenser la gîte du navire sur 15 tribord, et symétriquement pour compenser la gîte sur bâbord. 2). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quille pendulaire (1) est associée à une quille fixe (20) verticale solidaire de la coque (4) et que, les filins (5) et (6) étant relâchés et ladite quille 20 pendulaire (1) passant par la position médiane (22), une pièce mobile (21) retombant du fait de la pesanteur solidarise la quille pendulaire (1) et la quille fixe (20) dans ladite position médiane (22). 3). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce 25 mobile (21), lorsque la quille pendulaire (1) passe par la position médiane (22), les filins (5) et (6) étant relâchés, coulisse le long de la quille fixe (20) dont elle est solidaire, et pénètre dans l'ouverture supérieure d'un tube creux (31) pratiqué dans le lest (2), solidarisant la quille pendulaire (1) avec la quille fixe (20). 30 4). Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une pièce coulissante (26) se déplace vers le bas sous l'effet de la pesanteur, à l'intérieur du tube creux (31), et que ladite pièce (26) est remontée par la tension de l'un des filins (5) ou (6) qui passent sous celle-ci pour venir 35 obturer l'ouverture supérieure du tube creux (31), faisant, quand la quille pendulaire (1) est en position médiane (22), ressortir la pièce mobile (21), désolidarisant la quille fixe (20) et la quille pendulaire (1) pour permettre le déplacement de cette dernière. 40 5). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les filins (5) et (6) contrôlant la position de la quille pendulaire (1) passent chacun, à bâbord et à tribord, sur8 deux galets (7) et (8) immergés, fixés à la coque (4), puis à l'intérieur de deux tubes (9) et (10) qui traversent de part en part ladite coque (4), les dits filins (5) et (6) étant ensuite chacun reliés, à la sortie des tubes (9) et (10), par l'intermédiaire de galets (11) et (12) et de poulies (13) et (14) fixés au pont (17) du navire, à deux treuils bâbord (15) et tribord (16), solidaires dudit pont (17). 6). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les filins (5) et (6) contrôlant la position de la quille pendulaire (1) coulissent chacun sur deux séries de galets (18) et (19) fixés à l'extérieur de la coque (4), à bâbord et à tribord, en contournant ladite coque (4), puis sont reliés, par l'intermédiaire de galets (11) et (12) et de poulies (13) et (14) fixés au pont (17) du navire, à deux treuils bâbord (15) et tribord (16), solidaires dudit pont (17). 7). Dispositif selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la partie supérieure du lest (2) possède une forme courbe (25) convexe, telle que quand les filins (5) et (6) sont détendus et laissent la quille pendulaire (1) revenir vers la position médiane (22), ladite forme courbe (25) soulève progressivement la pièce mobile (21) jusqu'à ce que, la position médiane (22) ayant été atteinte par la quille pendulaire (1), la pièce mobile (21), arrivant en regard de l'ouverture (23), retombe sous l'effet de la pesanteur pour s'encastrer dans ladite ouverture (23), solidarisant la quille pendulaire (1) et la quille fixe (20). 8). Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce mobile (21) est rendue solidaire de la quille fixe (20) par deux joues (29) et (30) entre lesquelles elle coulisse verticalement et librement le long de 30 ladite quille fixe (20) sous l'effet de la pesanteur. 9). Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le lest (2) possède en sa partie inférieure une gorge (32) dans laquelle passent les filins (5) et (6) et où débouche le tube creux (31) duquel dépasse la 35 pièce coulissante (26). 10). Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les treuils (15) et (16), électriques et réversibles, sont commandés par une unité électronique (27) qui contrôle les mouvements de la quille 40 pendulaire (1) selon les indications d'un inclinomètre (28).