Brevet FR3097193A1 — publié le 20201218

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. [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 (SI) comprenant au moins deux flotteurs délimitant entre eux un espace et une ossature reliant les deux flotteurs, et un agencement photovoltaïque occupant une partie substantielle de l'emprise de la première structure flottante, et une deuxième structure flottante dotée d'un propulseur électrique et d'une batterie, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'arrimage mutuel des deux structures flottantes de façon séparable, le dispositif d'arrimage comprenant des moyens de suspension de la deuxième structure flottante à l'ossature de la première structure flottante et des moyens de retenue latérale et dans une direction avant-arrière de la deuxième structure flottante par rapport à la première 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 ou comme engin marin motorisé autonome. [0006] Des aspects avantageux mais non limitatifs de cet ensemble sont les suivants : [0007] - le dispositif d'arrimage comprend des sangles. [0008] - certaines sangles s'étendent en oblique vers l'arrière, de la deuxième structure flottante vers la première structure flottante. [0009] - les moyens de suspension sont aptes à réaliser un accrochage de la deuxième structure flottante à une superstructure de la première structure flottante portant un toit supportant l'agencement photovoltaïque. [0010] - la première structure flottante et/ou la deuxième structure flottante comprend des hydrofoils. [0011] - les flotteurs de la première structure flottante sont articulés sur l'ossature autour d'axes généralement parallèles un axe longitudinal de ladite structure, et comportent des roues débordant des flotteurs vers le bas dans une certaine position angulaire des flotteurs. [0012] - l'ensemble comprend des moyens de blocage angulaire des flotteurs dans une 2 position de navigation et dans une position de roulage, respectivement. [0013] - chaque flotteur de la première structure comprend un caisson, et la première structure flottante comprend des moyens pour sélectivement remplir d'eau ou d'air chacun des caissons. [0014] - l'agencement de panneaux photovoltaïques de la première structure comprend des panneaux mobiles pouvant être sélectivement déployés. [0015] 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. [0016] [fig.1] est une vue de dessus schématique d'un ensemble selon une première forme de réalisation de l'invention, avec sa superstructure niais sans son toit. [0017] [fig.2] est une vue de dessus schématique de l'ensemble de la Figure 1, sans sa super- structure. [0018] [fig.3] est une vue de face de l'ensemble des Figures 1 et 2. [0019] [fig.4] est une vue de côté de l'ensemble des Figures 1 à 3. [0020] [fig.5] est une vue de dessus schématique de l'ensemble des Figures 1 à 4 avec un agencement particulier d'un toît doté de panneaux photovoltaïques. [0021] [fig.6] est une vue de face d'une variante de l'ensemble des Figures 1 à 4. [0022] [fig.7] est une vue de dessus partielle de la première structure flottante de l'ensemble de la Figure 6. [0023] [fig.8] est une vue de côté de l'ensemble des Figures 6 et?. [0024] [fig.9] est une vue de face d'un ensemble selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, dans un premier état de la première structure. [0025] [fig.10] est une vue de face partiellement arrachée de l'ensemble de la Figure 9, dans le même premier état. [0026] [fig.11] est une vue de face semblable à celle de la Figure 10, l'un des flotteurs étant dans un état intermédiaire. [0027] [fig.12] est une vue de face semblable à celle de la Figure 10, dans un deuxième état de la première structure. [0028] [fig.13] est une vue de dessus d'un ensemble selon une troisième forme de réalisation de l'invention. [0029] [fig.14] est une vue de côté de l'ensemble de la Figure 13. [0030] [fig.15] est une vue de face en perspective d'un ensemble selon une quatrième forme de réalisation de l'invention. [0031] [fig.16] est une vue de dessus de l'ensemble de la Figure 15. [0032] 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, 3 tandis que des signes de référence se terminant par « 2 » désignent des éléments ou parties appartenant à la structure 52. Par ailleurs, d'une figure à l'autre, des éléments identiques ou similaires sont désignés par les mêmes signes de référence dans la mesure du possible, et ne seront pas décrits à nouveau à chaque fois. [0033] Sur les Figures 1 à 4, on désigne par la référence Si une première structure flottante, ici de type catamaran, avec une superstructure ST1 et deux flotteurs Fi, Fi' laissant entre eux un espace El entre la superstructure ST1 et le niveau de l'eau. [0034] La superstructure ST1 et l'intérieur des flotteurs peuvent comporter tous amé- nagements de vie, de couchage, de travail, etc. La superstructure ST1 comprend ici un ensemble de quatre poutres transversales, respectivement POO à PO4 reliant les flotteurs Fl et FI' ensemble de façon rigide. La poutre POO s'étend à la hauteur des flotteurs dans la région avant de ceux-ci, tandis que les poutres P01 à PO4 sont en forme générale de U retourné et s'étendent à un niveau situé plus haut que les sommets des deux flotteurs. [0035] Comme visible en particulier sur la Figure 4, la structure Si comporte sur une structure formant un toit T01, solidarisé à la superstructure ST1, un ensemble de panneaux photovoltaïques PH1 couvrant ici l'ensemble de son étendue. [0036] On désigne par la référence 52 une deuxième structure flottante, d'emprise géné- ralement plus petite et capable de s'engager au moins partiellement dans l'espace entre les flotteurs Fi. Fi'. [0037] Cette structure ici de type bateau à moteur monocoque conventionnel (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. [0038] La structure flottante SI peut également comprendre, optionnellement, sa propre batterie et son propre propulseur, tandis que la structure flottante S2 peut également comprendre ses propres panneaux photovoltaïques. [0039] La structure S2 peut être arrimée de façon libérable à la structure Si d'une part par un dispositif de suspension et d'autre part par un dispositif retenue latérale. [0040] Le dispositif de suspension comprend un premier jeu de sangles SAS-SA? et SA5'-SA7', respectivement, qui sont accrochées aux poutres P01 à P03 dans leur région centrale, à l'aide de crochets appropriés, et qui relient ces crochets à des jeux de patins latéraux PA1-PA3 et PAF-PAT respectivement. Ces patins présentent une section transversale en forme générale en forme de L et qui s'étendent au niveau de la transition entre le pont de la structure S2 et de sa coque C2 en y étant rapportés de façon libre. [0041] Ces patins comprennent de préférence des aménagements (mousse, élastomère, etc.) destinés à éviter de détériorer les surfaces de la structure S2. [0042] Le dispositif de suspension comprend un deuxième jeu de sangles SAS à SA10 s'étendant au-dessous dc la structure 52, le long de sa coque C2, entre deux patins situés au même niveau dans le sens avant-arrière (voir en particulier Figure 4). [0043] A l'aide d'un jeu de tendeurs de sangles TS de type connu en soi, les sangles du dispositif de suspension peuvent être mises sous tension de façon à accrocher la structure 52 à la structure 51 au niveau des régions centrales des poutres P01 à P03 de la superstructure ST1 appartenant à la structure SI, les patins jouant le rôle de liaison entre les sangles supérieures SAS à SA7 et SAS' à 5A7' et les sangles inférieures SAS à SA10. [0044] La liaison entre les deux structures S1 et S2 comprend également un dispositif de retenue latérale comprenant ici encore un jeu de sangles SAO, SA1 à 5A4 et SA1' à 5A4' (voir en particulier Figure 2). [0045] La sangle SAO s'étend entre la proue de la structure S2 et la poutre avant POO, essen- tiellement horizontalement et selon l'axe de navigation des structures. [0046] Une paire de sangles SA1, SA]' s'étendent à partie de la région avant dc la structure 52, à proximité des patins PA1, PA1' respectivement (ou à partir des patins en question), en biais vers l'arrière en direction des deux flotteurs qui comportent des agencements d'accrochage appropriés. [0047] Trois autres paires de sangles 5A2, SA2', 5A3, 5A3' et SA4, SA4' s'étendent entre les patins respectifs, PAI, PA2 et PA3 et PAF, PA2' et PA3', et les flotteurs respectifs Fi et FI', ces derniers comprenant des moyens d'accrochage adaptés sensiblement au droit des poutres POI, P02 et P03. [0048] On comprend que la mise en tension de ces sangles permet d'une part de transmettre à la structure flottante SI la poussée exercée par le propulseur de la structure flottante S2 (principalement via les sangles SA1 et SAF qui sont orientées en oblique et dimensionnées en conséquence), et d'autre part de stabiliser latéralement la structure S2 par rapport à la structure SI. [0049] On observe sur les Figures 1 et 2 des amortisseurs AI, Al' prévus sur la structure SI et réalisés par exemple en élastomère ou en mousse ou par les mêmes techniques que des pare-battages, s'étendant le long des flotteurs FI et F1' à l'intérieur de ceux-ci et permettant d'amortir les éventuels chocs entre les deux structures, notamment pendant les phases d'arrimage et de désarrimage. [0050] L'arrimage de la structure S2 à la structure SI s'effectue par les étapes suivantes : [0051] - engagement de la structure S2 dans l'espace El entre les flotteurs de la structure SI; [0052] - mise en place des jeux de patins sur la structure S2, [0053] - mise en place des sangles inférieures SA8-SAIO sous la coque C2 de la structure 52 et accrochage des sangles aux paires de patins respectifs, et pré-serrage des sangles ; [0054] - accrochage des sangles de suspension SA5-SA7 et SAS'-SA7' sur les patins respectifs et les crochets de poutres respectives, et pré-serrage, [0055] - accrochage et pré-serrage de la sangle frontale SAO et des sangles latérales SAl-SA4 et SA1'-5A4', [0056] - serrage définitif des différentes sangles. [0057] Le désarrimage s'effectue par les opérations inverses. [0058] Selon une variante non représentée, les différentes sangles peuvent être combinées entre elles, en passant dans des passages de sangles appropriés, de manière à limiter le nombre d'opérations de serrage et faciliter l'arrimage et le désarrimage. [0059] L'ensemble comprend également des moyens de connexion électrique entre les deux structures, permettant aux panneaux photovoltaïques de la structure Si de charger les batteries de la structure S2. Ces moyens de connexion électriques peuvent être constitués par exemple d'un câble souple doté d'un connecteur approprié, appartenant à la structure SE le connecteur étant engagé dans un connecteur complémentaire dans la coque ou le pont de la structure S2. [0060] En référence maintenant à la Figure 5, on a représenté une structure perfectionnée pour les panneaux photovoltaïques équipant la structure flottante SI. [0061] Ces panneaux PH1 comprennent un ensemble de panneaux fixes PH1F occupant ici l'essentiel du toit de la structure flottante, et un ensemble de panneaux mobiles PHIM fixés sur une structure mobile plane apte à être sélectivement escamotée sous la structure des panneaux fixes, ou déployée pour déborder des panneaux fixes et ainsi accroître la capacité de production électrique des panneaux. [0062] Dans le présent exemple, la structure mobile est apte à être déployée vers l'avant et vers l'arrière pal- rapport à la structure fixe. Un déploiement latéral est également possible. [0063] On peut prévoir également des panneaux photovoltaïques secondaires PHIS sur les flotteurs, comme illustré. [0064] En référence maintenant aux Figures 6 et 7, on a représenté une variante de la première forme de réalisation où la structure flottante Si est dotée d'un élément hydrodynamique de type hydrofoil HF, cet élément s'étendant entre les deux flotteurs Fl et FI' de façon à se situer sous l'eau pendant la navigation. [0065] Cet élément hydrodynamique comprend une partie centrale horizontale et deux parties obliques latérales connectant la partie centrale aux flotteurs respectifs. [0066] Avantageusement, on peut prévoir que la position de la structure S2 par rapport à la structure SI soit ajustable, de manière à pouvoir ajuster, au cours de la navigation où le propulseur de la structure S2 assure la propulsion de l'ensemble, le cabrage de chacune 6 des deux structures de manière à optimiser les conditions de navigation notamment en matière de résistance à l'avancement. [0067] Les Figures 9 à 12 illustrent une deuxième forme de réalisation de l'invention, selon laquelle les flotteurs FI, Fl de la première structure Si sont conçus pour assurer le transport à terre de la seconde structure S2, toujours constituée ici d'un bateau monocoque conventionnel à propulsion électrique. [0068] Dans cette forme de réalisation, chaque flotteur Fi, Fi' est relié à la superstructure ST1 par une liaison articulée, respectivement LAI et LA1', l'articulation étant réalisée autour d'un axe, respectivement AX1 et AX1 ', parallèle à l'axe d'avancement de la structure SI. Cette liaison articulée comprend des moyens de verrouillage dans des positions angulaires déterminées comme on va le voir dans la suite. [0069] Par ailleurs, chacun des flotteurs fi, Fi' comprend un caisson étanche CE1, CEP, susceptible d'être sélectivement rempli d'eau ou d'air, par exemple par des moyens analogues à ceux utilisés pour les ballasts d'un sous-marin. À ces caissons sont ainsi associées des valves VA], VA]' permettant de mettre leur espace intérieur en communication avec le milieu aquatique, et des circuits d'air comprimé CA1, CA1' permettant de remplir leur espace intérieur d'air à partir d'une source d'air comprimé (un compresseur, non représenté). [0070] Chacun des flotteurs comporte par ailleurs une ou plusieurs échancrures latérales externes, respectivement EC1, EC1', formant (chacun) un logement pour une roue respective ROI, ROI' permettant de faire rouler l'ensemble formé des structures SI et S2, la structure SI portant la structure S2 à laquelle elle est suspendue, sur le rivage. Les roues sont orientées de telle sorte que, dans la position normale des flotteurs illustrée sur les Figures 9 et 10, elles tournent autour d'un axe de roue vertical respectif, respectivement AR1, AR1', en débordant d'une distance déterminée, latéralement, au-delà du bord extérieur du flotteur considéré. [0071] La Figure 9 illustre l'ensemble en situation de navigation. Les caissons CEI, CEI' sont remplis d'air et assurent la flottaison de la structure SI, de la même manière qu'un catamaran traditionnel. Les liaisons articulées LAI, LAI' sont verrouillées pour que les flotteurs Fi et F1' forment avec la superstructure ST1 un ensemble rigide. Des bras de butée BU1, BUA' appliquant latéralement chaque flotteur FI, F1' contre une partie en vis-à-vis de la superstructure ST1 permet de limiter les efforts appliqués à la liaison articulée. [0072] En référence à la Figure 10, les valves VAI, VAI' sont ouvertes pour permettre à l'eau de rentrer dans les caissons étanches CE1, CEI', l'air étant expulsé via des clapets appropriés prévus par exemple au niveau des circuits d'air comprimé. [0073] Au cours de cette phase (au début, à un moment intermédiaire ou à la fin), les verrous des liaisons articulées LAI, LAF sont libérés et les flotteurs peuvent basculer (cf 7 flèche fil sur la Figure 11), sous l'effet de leur propre poids rempli d'eau ou à l'aide d'une assistance (vérins ou moteurs), jusqu'à la position de la Figure 12 où les liaisons articulées LAI, LAI' sont verrouillées dans cette position. [0074] On observe que les roues R01, ROI' débordent alors vers le bas, et l'ensemble se transforme ainsi en un ensemble roulant permettant d'amener le bateau constituant la structure 52 sur le rivage. Ceci peut être réalisé soit manuellement, soit avec un engin de traction, soit en motorisant les roues R01, RO1'. [0075] La transition entre la situation de la Figure 9 et celle de la Figure 12 s'effectue alors que l'ensemble est flottant à proximité du rivage, avec une profondeur suffisante pour permettre le mouvement des flotteurs FI, Fi' vers le bas, sans que les roues ne touchent alors le fond. Dans cette situation, le propulseur P2 du bateau 52 peut être utilisé pour approcher l'ensemble du rivage et pour amorcer la mise au sec. [0076] On a illustré sur les Figures 13 et 14 une variante de réalisation où l'ensemble S1 forme un catamaran de configuration générale en « U » ouvert vers l'avant. Dans ce cas, la structure S2 est engagée dans la structure Si en marche arrière. On observe également sur cette Figure que la structure S2 est également dotée d'un toit TO2 comportant des panneaux photovoltaïques PH2 pouvant contribuer à la charge des batteries que la structure S2 embarque. [0077] On observe sur les Figures 13 et 14 une première paire de sangles 5A2, SA2' capables d'assurer la traction dc la structure Si par la structure S2 en marche avant et une deuxième paire de sangles SA2-, SA2-' capables d'assurer la traction de la structure Si par la structure S2 en marche arrière. [0078] En référence maintenant aux Figures 15 et 16, on a représenté une variante de réa- lisation où la structure SI et la structure S2 sont chacune du type à quatre hydrofoils. La structure S2 et par exemple du type commercialisé par la société Qualrofoil d.o.o., Partizanska ulica 38, 2310 Slovenska Bistrica. La structure SI peut comprendre des hydrofoils du même type. [0079] On observe également sur ces Figures que la structure SI comporte des panneaux photovoltaïques secondaires PHS1, PHSI' immédiatement au-dessus des flotteurs FI, FI, et une superstructure ST1 avec un toit TOI doté de panneaux photovoltaïques centraux PHCI situés à un niveau plus élevé que les panneaux latéraux pour permettre d'accueillir au-dessous la structure S2. [0080] Enfin selon une autre forme de réalisation non représentée, on peut utiliser les solutions d'arrimage décrites dans la demande de brevet FRI904707 au nom du même demandeur pour déplacer des structures flottantes Si de type trimaran, et en particulier des structures de type « bancas » philippins équipées de panneaux photovoltaïques, la structure S2 se plaçant à l'avant ou à l'arrière de la structure de banca philippin Si. [0081] Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation 8 décrites et représentées sur les dessins, mais l'homme du métier saura y apporter de nombreuses variantes et modifications. 9 REVENDICATIONS[Revendication 1] Ensemble naviguant, comprenant un première structure flottante (SI) comprenant au moins deux flotteurs (FI, F I ') délimitant entre eux un espace (El) ) et une ossature (ST I) reliant les deux flotteurs, et un agencement photovoltaïque (PH I) occupant une partie substantielle de l'emprise de la première structure flottante, et une deuxième structure flottante (S2) dotée d'un propulseur électrique (P2) et d'une batterie (B2), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'arrimage mutuel des deux structures flottantes de façon séparable, le dispositif d'arrimage comprenant des moyens (SA5-SA7, SAS', SA7', SA8-SA10, SA8'-SA10', PA1-PA3. PA1'-PA3') de suspension de la deuxième structure flottante à l'ossature (ST1) de la première structure flottante et des moyens (SAO, SA1-SA4, SA1'-SA4') de retenue latérale et dans une direction avant-arrière de la deuxième structure flottante par rapport à la première 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 (Si, S2) ou comme engin malin motorisé autonome. [Revendication 2] Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'arrimage comprend des sangles (SAx). [Revendication 3] Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que certaines sangles (SA2, SA2') s'étendent en oblique vers l'arrière, de la deuxième structure flottante (S2) vers la première structure flottante (Si). [Revendication 4] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de suspension sont aptes à réaliser un accrochage de la deuxième structure flottante à une superstructure (ST1) de la première structure flottante portant un toit (T01) supportant l'agencement photovoltaïque (PH i). [Revendication 5] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première structure flottante et/ou la deuxième structure flottante comprend des hydrofoils (HF ; HFI, HF2). [Revendication 6] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les flotteurs (FI. F1') de la première structure flottante sont articulés (LAI, LAI') sur l'ossature autour d'axes (AXI. AXI') généralement parallèles un axe longitudinal de ladite structure, et comportent des roues (R01, ROI') débordant des flotteurs vers le bas dans une certaine position 10 [Revendication 7] angulaire des flotteurs. [Revendication 8] Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage angulaire des flotteurs dans une position de navigation et dans une position de roulage, respectivement. [Revendication 9] Ensemble selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que chaque flotteur de la première structure comprend un caisson, et la première structure flottante comprend des moyens pour sélectivement remplir d'eau ou d'air chacun des caissons. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'agencement de panneaux photovoltaïques (PH1) de la première structure comprend des panneaux mobiles pouvant être sélectivement déployés.