Brevet FR3095637A1 — publié le 20201106

Description Titre de l'invention : Engin marin [0001] La présente invention concerne d'une façon générale les engins marins tels que les navires de plaisance ou utilitaires. [0002] On connaît depuis quelques temps des navires de type catamaran possédant un toit dont l'essentiel de la surface comprend des panneaux photovoltaïques. Voir par exemple les catamarans commercialisés par les sociétés .... [0003] La surface importante de la conversion photovoltaïque permet de donner au navire une autonomie importante, et d'utiliser des moyens de propulsion relativement puissants. [0004] La présente invention vise à enrichir les possibilités offertes par ce type de navire. [0005] On propose à cet effet un ensemble naviguant, comprenant un première structure flottante comprenant au moins cieux coques délimitant entre elles un espace, et un agencement photovoltaïque occupant une partie substantielle de l'emprise de la structure flottante, et une deuxième structure flottante dotée d'un propulseur électrique et d'une batterie, des moyens pour arrimer ensemble les deux structures flottantes de façon séparable, avec commande de l'inclinaison entre un axe principal de la première structure et un axe principal de le deuxième structure flottante, ainsi que des moyens de connexion électrique entre l'agencement photovoltaïque de la première structure flottante et la batterie de la deuxième structure flottante, cette dernière pouvant être utilisée pour mouvoir les deux structures avec guidage directionnel, ou comme engin marin motorisé autonome. [0006] Des aspects avantageux mais non limitatifs de cet ensemble sont les suivants : [0007] - les moyens d'arrimage comprennent des moyens d'absorption de chocs et/ou de dé- formations. [0008] - la première structure flottante comprend également un propulseur électrique. [0009] - la première structure flottante comprend également une batterie. [0010] - les moyens de commande d'inclinaison comprennent une liaison pivotante entre la première structure flottante et la deuxième structure flottante, et des moyens pour solliciter la deuxième structure à partir de la première structure à distance de la liaison pivotante. [0011] - le point dc pivotement est fixe. [0012] - le point de pivotement est situé en arrière d'un point où s'exercent les moyens de soli ic itation. [0013] - les moyens de sollicitation comprennent un moyen d'entraînement d'une roue dentée contre une crémaillère incurvée centrée sur le point de pivotement. [0014] - le point de pivotement peut se déplacer par rapport à la première structure. 2 [0015] - le point de pivotement est apte à glisser contre une surface d'appui, le point de pi- votement et la surface d'appui étant aptes à transmettre à la première structure une propulsion générée au niveau de la deuxième structure. [0016] - la surface d'appui est incurvée. [0017] - les moyens de sollicitation sont aptes à exercer une traction latéralement sur la seconde structure en arrière de la liaison pivotante. [0018] - la première structure flottante comprend une première paire de flotteurs latéraux fixes et une deuxième paire de flotteurs montés sur un équipage mobile pivotant autour d'un axe vertical, les flotteurs de la deuxième paire étant situés en avant des flotteurs de la première paire. [0019] - les moyens d'arrimage comprennent un moyen de traction de la première structure par la deuxième structure. [0020] - la deuxième structure est reliée à l'équipage mobile de la première structure, ledit équipage mobile adaptant son orientation en fonction de la direction de traction. [0021] - le moyen de traction comprend une paire de câbles. [0022] - les câbles sont de longueur fixe. [0023] - lorsque les deux structures flottantes sont arrimées, la deuxième structure se situe essentiellement dans l'emprise de la première structure, le moyen de traction opérant entre la région avant de la deuxième structure et l'équipage mobile. [0024] D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de plusieurs formes de réalisation de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faire en référence aux dessins annexés. [0025] [fig.1] est une vue de dessus schématique d'un ensemble selon une première forme de réalisation de l'invention. [0026] [fig.2] est une vue de dessus schématique d'un ensemble selon une deuxième forme de réalisation de l'invention. [0027] [fig.3] est une vue de dessus schématique d'un ensemble selon une troisième forme de réalisation de l'invention. [0028] [fig.4] est une vue de dessus schématique d'un ensemble selon une quatrième forme de réalisation de l'invention. [0029] [fig.5] est une vue de dessus schématique d'un ensemble selon une cinquième forme de réalisation de l'invention. [0030] Un ensemble selon l'invention comprend deux structures flottantes Si et S2. On notera à titre préliminaire que, dans la mesure du possible, des signes de référence se terminant par « 1 » désignent des éléments ou parties appartenant à la structure Si, tandis que des signes de référence se terminant par « 2 » désignent des éléments ou parties appartenant à la structure S2. Par ailleurs, d'une figure à l'autre, des éléments identiques ou similaires sont désignés par les mêmes signes de référence dans la 3 mesure du possible, et ne seront pas décrits à nouveau à chaque fois. [0031] Sur les figures 1 à 3, on désigne par la référence S1 une première structure flottante, ici de type catamaran, avec une superstructure ST1 et deux flotteurs Fl Fl ' laissant entre eux un espace El entre la superstructure ST1 et le niveau de l'eau. [0032] La superstructure et l'intérieur des flotteurs peuvent comporter tous aménagements de vie, de couchage, de travail, etc. [0033] On désigne par la référence S2 une deuxième structure flottante, d'emprise géné- ralement plus petite et capable de s'engager au moins partiellement dans l'espace entre les flotteurs Fl. Fl [0034] Cette structure ici de type monocoque (il pourrait également s'agir d'un catamaran plus petit) avec une coque C2, un propulseur électrique P2 de tout type approprié, et une batterie B2 (le terme « batterie » couvrant également un ensemble de batteries), réparties de façon appropriée dans la structure S2. [0035] La structure flottante S1 peut également comprendre, optionnellement, sa propre batterie et son propre propulseur. [0036] En référence particulière à la figure 1, la structure 52 peut être arrimée de façon libérable à la structure S1 au niveau d'un pivot P12 situé en arrière de la structure S1 et dans la région avant de la structure S2, de telle sorte que l'avant de la structure S2 soit partiellement engagé dans l'espace El . [0037] L'arrimage des deux structures comprend également un élément d'appui EA2 de la structure S2 sur une zone d'appui ZAI de la structure Si, agencée selon un arc de cercle centré sur le pivot P12, de telle sorte que lorsque l'inclinaison de l'axe de la structure S2 par rapport à l'axe de la structure SI change, l'élément d'appui EA2 se déplace horizontalement le long de la zone d'appui ZA. [0038] Dans une première forme de réalisation, l'élément d'appui EA2 est constitué par une roue dentée, et la zone d'appui est constituée par une crémaillère. Un moteur prévu en association avec la roue dentée EA2 permet de faire tourner celle-ci, de manière à faire varier à la demande l'inclinaison entre les axes des deux structures. Pour une poussée axiale du propulseur P2, une inclinaison mutuelle des axes des deux structures va pouvoir faire tourner l'ensemble dans une direction ou dans l'autre lors de la navigation. On notera que la poussée se transmet ici soit par le pivot P12, soit par la coopération élément d'appui/zone d'appui, soit encore de façon répartie entre les deux. [0039] Selon une autre forme de réalisation, la liaison entre l'élément d'appui EA2 et la zone d'appui ZAI est à glissement libre, ou à roulement libre, et le pilotage de l'ensemble est réalisé en asservissant la direction de poussée du propulseur P2 à une mesure de l'inclinaison mutuelle entre les axes des deux structures, et en prenant en compte une direction de consigne. [0040] En référence maintenant à la Figure 2, l'arrimage entre les structures SI et S2 s'effectue à l'aide d'une part d'un élément d'appui EA2 qui est capable de glisser ou de rouler avec une résistance mécanique limitée le long d'une zone d'appui ZA1 solidaire de la structure S1 et qui est ici généralement lisse. [0041] On observe par ailleurs que la zone d'appui ZA1 est située beaucoup plus vers l'avant de la structure S1 que dans le cas de la Figure 1. [0042] La commande de l'inclinaison mutuelle des structures S1 et S2 s'effectue à l'aide de bras latéraux motorisés BR, BR' opérant entre l'arrière de la structure S1 et les côtés de la structure S2, la commande de ces bras en synchronisme permettant de faire tourner la structure S2 par rapport à la structure S1 en réalisant la combinaison d'un mouvement de rotation (pour faire tourner la coque C2) et de translation (pour absorber les changements de longueur qui en résultent). [0043] Lors des variations d'inclinaisons, l'élément d'appui EA2 se déplace librement le long de la zone d'appui ZA1. C'est entre ces deux organes que se transmet la poussée de la structure S2 sur la structure Si. [0044] On observe que dans cette réalisation, des amortisseurs Al, Al' prévus sur la structure S1 et par exemple en élastomère ou en mousse, permettent d'amortir les éventuels chocs entre les coques des deux structures, notamment pendant les phases d'arrimage et de désarri mage. [0045] L'ensemble de la Figure 3 opère selon un principe semblable à celui de la Figure 2, à ceci près que la structure S2 se place sensiblement plus en arrière lors de l'arrimage, et que la commande de changement d'inclinaison s'effectue à l'aide d'un câble CA dont les mouvements sont commandés à l'aide d'un système motorisé à bord de la structure Si, câble qui est relié à des points d'attache A2, A2' sur les côtés de la coque C2. En fonction de la configuration statique et dynamique du câble CA, la zone d'appui ZAI qui reçoit la poussée de l'élément d'appui EA1 et contre laquelle celle-ci peut glisser librement peut être convexe (comme illustré), ou encore rectiligne ou concave comme dans le cas précédent. [0046] En variante, on peut prévoir un jeu de deux câbles ou davantage, commandés en syn- chronisme. [0047] Les Figures 4 et 5 illustrent deux formes de réalisation où la structure flottante S2 agit en traction sur la structure flottante Si. [0048] Dans ces formes de réalisation, la structure Si comprend deux paires de flotteurs, à savoir une paire de flotteurs fixes F12, F12' disposés à l'arrière, et une paire de flotteurs déplaçables F11, F11' disposés à l'avant. [0049] Ces flotteurs déplaçables sont montés sur un équipage mobile EM apte à pivoter par rapport à la superstructure fixe ST1 de la structure Si autour d'un pivot PI situé sensiblement à la hauteur des flotteurs F11, Fl l' dans la direction avant-arrière, cet équipage mobile comprenant deux bras rigides BEM1. BEM1' reliant le pivot PI aux flotteurs. [0050] L'arrimage entre les structures S1 et S2 est effectuée par des câbles de traction CAT, CAT' qui, côté structure Sl, sont attachés à l'équipage mobile de part et d'autre du pivot PI et, côté structure S2, sont attachés sur le tableau arrière de celle-ci, de façon espacée latéralement. Ces câbles sont ici de longueur fixe. [0051] De la sorte, les changements de direction de la structure S2, causés par les changements de la direction de poussée du propulseur P2, provoquent un changement de direction dans la même direction de l'équipage mobile EM, et la structure S1 est donc capable d'épouser une courbe en suivant de façon régulière la structure S1 lors de la navigation. [0052] Dans la forme de réalisation de la Figure 5, la structure S2 est située pratiquement dans son intégralité dans l'emprise de la structure Sl, et les câbles de traction CAT s'étendent non plus à partir de l'arrière de la structure Sl, mais à partir de son étrave. On observe également que la distance entre les flotteurs déplaçables F11, F11' est plus petite que la distance entre les flotteurs fixes F12, F12', cc qui confère à la structure S1 une plus grande maniabilité lors des virages. [0053] Dans tous les modes de réalisation, on prévoit avantageusement que l'arrimage entre les structures S1 et S2 permettent d'accepter un différentiel d'attitude des deux structures en tangage, en roulis ainsi qu'en translation verticale. [0054] Selon la forme de réalisation ces moyens peuvent comprendre des liaisons à rotule, des cardans, des glissières verticales, etc. [0055] Par ailleurs, la connexion électrique entre la circuiterie des éléments photovoltaïques PHI et la ou les batteries B2 peut se faire par tout moyen approprié (non représenté mais bien connu de l'homme de l'art), et notamment à l'aide de connecteurs et de câbles intimement associés aux organes d'arrimage pour faciliter les opérations. [0056] Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et représentées sur les dessins, mais l'homme du métier saura y apporter de nombreuses variantes et modifications. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Ensemble naviguant, comprenant un première structure flottante (S1) comprenant au moins deux coques (FI, FI' ; Fl 1, F11', F12, F12') délimitant entre elles un espace (El), et un agencement photovoltaïque (PH I) occupant une partie substantielle de l'emprise de la structure flottante, et une deuxième structure flottante (S2) dotée d'un propulseur électrique (P2) et d'une batterie (B2), des moyens pour arrimer ensemble les deux structures flottantes de façon séparable, avec commande de l'inclinaison entre un axe principal de la première structure et un axe principal de le deuxième structure flottante, ainsi que des moyens de connexion électrique entre l'agencement photovoltaïque de la première structure flottante et la batterie de la deuxième structure flottante, cette dernière pouvant être utilisée pour mouvoir les deux structures (S1, S2) avec guidage directionnel, ou comme engin marin motorisé autonome. [Revendication 2] Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'arrimage comprennent des moyens d'absorption de chocs et/ou de déformations. [Revendication 3] Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première structure flottante (S1) comprend également un propulseur électrique. [Revendication 4] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première structure flottante (S1) comprend également une batterie. [Revendication 5] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de commande d'inclinaison comprennent une liaison pivotante (P12) entre la première structure flottante et la deuxième structure flottante, et des moyens (EA2, ZA1 ; BR, BR' ; CA) pour solliciter la deuxième structure à partir de la première structure à distance de la liaison pivotante. [Revendication 6] Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que le point de pi- votement (P12) est fixe. [Revendication 7] Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que le point de pi- votement (P12) est situé en arrière d'un point (EA2) où s'exercent les moyens de sollicitation. [Revendication 8] Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de sollicitation comprennent un moyen d'entraînement d'une roue dentée contre une crémaillère incurvée centrée sur le point de pivotement. 7 [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] [Revendication 15] [Revendication 16] [Revendication 17] [Revendication 18] Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que le point de pivotement peut se déplacer par rapport à la première structure. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le point de pivotement est apte à glisser contre une surface d'appui, le point de pivotement et la surface d'appui étant aptes à transmettre à la première structure une propulsion générée au niveau de la deuxième structure. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la surface d'appui est incurvée. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de sollicitation sont aptes à exercer une traction latéralement sur la seconde structure en arrière de la liaison pivotante. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première structure flottante comprend une première paire de flotteurs latéraux fixes et une deuxième paire de flotteurs montés sur un équipage mobile pivotant autour d'un axe vertical, les flotteurs de la deuxième paire étant situés en avant des flotteurs de la première paire. Ensemble selon la revendication 13, caractérisé en ce les moyens d'arrimage comprennent un moyen de traction de la première structure par la deuxième structure. Ensemble selon la revendication 14, caractérisé en ce que la deuxième structure est reliée à l'équipage mobile de la première structure, ledit équipage mobile adaptant son orientation en fonction de la direction de traction. Ensemble selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que le moyen de traction comprend une paire de câbles. Ensemble selon la revendication 16, caractérisé en ce que les câbles sont de longueur fixe. Ensemble selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que lorsque les deux structures flottantes sont arrimées, la deuxième structure se situe essentiellement dans l'emprise de la première structure, le moyen de traction opérant entre la région avant de la deuxième structure et l'équipage mobile.