Brevet FR3131268A1 — publié le 20230630

Un navire comprend une unité de propulsion vélique (100) allongée dans une direction verticale en position d’utilisation et comprenant des éléments propulsifs (111, 112) et un mât (121). Il est prévu selon l’invention, un dispositif de basculement comprenant une embase (210) solidaire d’une région proximale du mât (121) d’une unité et tournant autour d’un axe principal (A) horizontal sur un support (220) fixé sur un pont du navire, un dispositif (216, 217) de commande de basculement provoquant une rotation de l’embase par rapport au support et comprenant un premier actionneur (217) apte à générer un effort linéaire dans une direction horizontale et un élément de renvoi (216) reliant ledit actionneur à l’embase (210) pour opérer sur l’embase un effort en une première région (218) située à distance dudit axe principal, et un dispositif (300) de verrouillage de l’embase (210) sur l’élément support (220) comprenant un deuxième actionneur (310) apte à exercer, en une deuxième région (215) de l’embase (218), un effort de retenue en direction verticale. L’unité de propulsion vélique (100) peut être déplacée grâce au(x) premier(s) actionneur(s) (217) entre une position inactive où elle s’étend le long du pont du navire et une position érigée, le dispositif de verrouillage (300) étant apte à contribuer au maintien de l’unité dans sa position active. (Figure 2) Unité de propulsion vélique, et navire comportant une telle unité Domaine de l’invention La présente invention concerne d’une façon générale la propulsion vélique des navires, notamment l’assistance à la propulsion pour les navires marchands. Etat de la technique On connaît notamment par les documents WO2018087649A1 et WO2020115717A1 une unité de propulsion vélique qui comprend une aile double montée sur une structure commandée angulairement autour d’un axe généralement vertical en fonction des conditions, l’aile double comprenant un volet avant et un volet arrière, un mât avant et un mât arrière reliés par un élément formant bôme et par un élément formant corne, le volet avant étant traversé par le mât avant en pouvant tourner autour d’un axe défini par le ce dernier, et le volet arrière étant traversé par le mât arrière en pouvant tourner autour d’un axe défini par ce dernier. La structure est capable de tourner sur un axe de rotation confondu avec l’axe de rotation du mât avant. On connaît également des unités de propulsion vélique à rotor (par exemple du type rotor Flettner ou rotor à succion), qui commencent à équiper des navires de marine marchande. La présente invention vise à proposer une solution permettant, de façon simple, économique et fiable, de diminuer l’encombrement ou l’exposition d’une unité de propulsion vélique de type aile rigide ou d’un autre type. On propose à cet effet un navire comprenant au moins une unité de propulsion vélique allongée dans une direction généralement verticale en position d’utilisation et comprenant un ou plusieurs éléments propulsifs et un mât, caractérisé en ce qu’il comprend en association avec au moins une unité de propulsion vélique un dispositif de basculement comprenant une embase solidaire d’une région proximale du mât et montée à rotation autour d’un axe principal généralement horizontal sur un élément support fixé sur un pont du navire, un dispositif de commande de basculement apte à provoquer une rotation de l’embase par rapport à l’élément support et comprenant au moins un premier actionneur apte à générer un effort linéaire dans une direction générale horizontale et un élément de renvoi reliant ledit actionneur à l’embase pour opérer sur l’embase un effort en une première région de l’embase située à distance dudit axe principal, et un dispositif de verrouillage de l’embase sur l’élément support comprenant au moins un deuxième actionneur apte à exercer, en une deuxième région de l’embase distante de la première région dans une direction transversale audit axe principal, un effort de retenue en direction verticale, ladite unité de propulsion vélique pouvant être déplacée grâce au(x) premier(s) actionneur(s) entre une position inactive où elle s’étend sensiblement parallèlement au pont du navire et une position active, érigée, le dispositif de verrouillage étant apte à contribuer au maintien de l’unité dans sa position active. Le navire comprend optionnellement les caractéristiques additionnelles suivantes, prises individuellement ou en toutes combinaisons que l’homme du métier appréhendera comme étant techniquement compatibles : * le ou chaque premier actionneur est orienté généralement horizontalement et est relié à ladite première région par une biellette respective articulée sur une partie mobile de l’actionneur et sur ladite première région de l’embase selon deux axes généralement parallèles à l’axe principal (A). * le navire comprend deux premiers actionneurs et deux éléments de renvoi reliés à l’embase au niveau de deux premières régions généralement alignées selon une direction parallèle à l’axe principal. * le montage à rotation de l’embase sur l’élément support comprend d’une part un arbre de rotation dont l’axe est confondu avec ledit axe principal, et d’autre part au moins une gorge en arc de cercle dont le centre est situé sur ledit axe principal, coopérant avec un doigt apte à se déplacer dans ladite gorge au cours de la rotation. * le ou chaque deuxième actionneur comprend un vérin fixé solidairement à l’élément support et dont une partie mobile porte un doigt de verrouillage. * le ou chaque doigt de verrouillage est apte à coopérer avec une partie en extension de l’embase constituant la deuxième région. * le ou chaque deuxième actionneur est apte à générer un effort linéaire dans une direction généralement horizontale. * le ou chaque doigt et sa partie en extension homologue coopèrent par des surfaces inclinées aptes à convertir ledit effort linéaire en un effort ayant une composante verticale. On propose selon un deuxième aspect une unité de propulsion vélique pour navire, ladite unité étant allongée et pouvant adopter une orientation érigée, et comprenant un ou plusieurs éléments propulsifs et un mât, caractérisée en ce qu’une région proximale du mât est solidaire d’une embase montée à rotation autour d’un axe principal généralement horizontal sur un élément support destiné à être fixé sur un pont du navire, un dispositif de commande de basculement apte à provoquer la rotation de l’embase par rapport à l’élément support, comprenant au moins un premier actionneur apte à générer un effort linéaire dans une direction générale horizontale et un élément de renvoi reliant ledit actionneur à l’embase pour opérer sur l’embase un effort en une première région de l’embase située à distance dudit axe principal, et un dispositif de verrouillage de l’embase sur l’élément support comprenant au moins un deuxième actionneur apte à exercer, en une deuxième région de l’embase distante de la première région dans une direction transversale audit axe principal, un effort de retenue en direction verticale, ladite unité de propulsion vélique lorsqu’elle est installée sur un navire pouvant être déplacée grâce au(x) premier(s) actionneur(s) entre une position inactive où elle s’étend sensiblement parallèlement au pont du navire et une position active, érigée, le dispositif de verrouillage étant apte à contribuer au maintien de l’unité dans sa position active. On propose selon un troisième aspect un ensemble de montage à basculement pour une unité de propulsion vélique allongée destinée à adopter une orientation érigée et comprenant un ou plusieurs éléments propulsifs et un mât, ensemble caractérisé en ce qu’il comprend une embase configurée pour recevoir une région proximale du mât et montée à rotation autour d’un axe principal généralement horizontal sur un élément support destiné à être fixé sur un pont d’un navire, un dispositif de commande de basculement apte à provoquer la rotation de l’embase par rapport à l’élément support, comprenant au moins un premier actionneur apte à générer un effort linéaire dans une direction générale horizontale lorsque l’ensemble est en place et un élément de renvoi reliant ledit actionneur à l’embase pour opérer sur l’embase un effort en une première région de l’embase située à distance dudit axe principal, et un dispositif de verrouillage de l’embase sur l’élément support comprenant au moins un deuxième actionneur apte à exercer, en une deuxième région de l’embase distante de la première région dans une direction transversale audit axe principal, un effort de retenue en direction verticale lorsque l’ensemble est en place. D’autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d’une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : est une vue en perspective d’ensemble d’un navire équipé d’une série de propulseurs véliques de type mât-aile, est une vue en perspective d’ensemble de la région de pied d’un propulseur vélique en position érigée, est une vue en perspective de la région de pied d’un propulseur vélique en position abaissée, est une vue partielle de la région de pied, dans la même position que celle de la , est une vue en élévation de côté de la région de pied du propulseur vélique en position érigée, et est une vue en perspective avec point de fuite et avec arraché, de la région de pied du propulseur vélique en position érigée. Description détaillée d’une forme de réalisation préférée On va maintenant décrire un dispositif de basculement d’un propulseur vélique, ici un mât-aile rigide à deux volets, permettant de sélectivement ériger et abaisser un tel propulseur. Dans sa position érigée, chaque propulseur est utilisé pour assister la marche du navire, en réglant de façon appropriée l’orientation des volets. Dans sa position abaissée, chaque propulseur vélique s’étend typiquement parallèlement au pont supérieur du navire, dans le sens longitudinal, voire transversal ou en oblique, de manière notamment à ne pas faire obstacle aux manœuvres de chargement/déchargement dans le cas d’un navire marchand et ou aux manœuvres de navigation maritime dans le cas d’un passage sous un pont. La illustre un navire N par exemple de type pétrolier ou vraquier, sur le pont P duquel sont montés six propulseurs véliques basculants 100 selon l’invention, en deux rangées de trois propulseurs. Chaque propulseur comprend ici deux volets 111, 112, le volet avant étant traversé par un mât principal 121 et le volet arrière étant traversé par un mât secondaire 122, les deux mâts étant reliés en bas et en haut par un élément formant bôme 130 et par un élément formant corne 140. Le mât principal 121 déborde au-dessous de l’élément 130 et forme le support principal du mât-aile. Le mât-aile peut être réalisé par exemple conformément aux enseignements des demandes de brevets WO2018087649A1 et WO2020115717A1. En référence maintenant aux Figures 2 à 6, le mât principal 121 comporte à sa base un dispositif de basculement comportant un mécanisme de rotation 200 et un mécanisme de verrouillage 300. Le mécanisme de rotation 200 comporte une embase ou pied de mât 210 sur laquelle la base du mât principal 121 est fixée rigidement. Cette embase 210 est formée par un corps principal 211 possédant dans une face supérieure 212 une ouverture borgne 212a pour l’encastrement de la base du mât 121. La face inférieure 213 du corps 211 est généralement plane et forme une surface d’appui sur une région homologue du pont du navire lorsque le propulseur vélique est en position érigée. La structure du corps peut être massive ou formée d’éléments assemblés, par exemple des éléments métalliques soudés comprenant à titre principal deux éléments d’ossature latéraux reliés rigidement ensemble par éléments d’ossature transversaux, comme illustré, la face inférieure du corps étant alors constitué totalement ou partiellement par les faces inférieures des éléments s’ossature latéraux. Le corps 211 comporte ici deux pièces d’ossature latérales 214, dans chacune desquelles sont formés d’une part un orifice traversant 214a pour un arbre cylindrique (non représenté) définissant un axe de rotation horizontal principal A de l’embase 210, et d’autre part une gorge 214b en arc de cercle centrée sur l’axe A. L’embase comprend par ailleurs, en l’espèce au niveau des pièces 214, deux prolongements saillants 215 s’étendant généralement horizontalement dans une direction perpendiculaire à l’axe A, le long de la surface d’appui inférieure 213 du corps, chaque prolongement présentant une surface supérieure 215a inclinée ou en biseau telle que sa hauteur diminue de sa racine vers son extrémité libre, ladite extrémité libre étant arrondie. Ces prolongements 215 sont destinés à coopérer avec un mécanisme de verrouillage 300 tel qu’on le décrira dans la suite. Du côté de l’embase 210 opposé aux prolongements 215, le corps 211 possède au voisinage de sa face inférieure un ou plusieurs orifices 218 définissant ensemble un axe B parallèle à l’axe A, un arbre secondaire non représenté permettant de relier au corps 211 deux biellettes 216 (reliées respectivement aux éléments d’ossature latéraux du corps) en les autorisant à pivoter autour dudit axe B. A leur extrémité opposée, à distance de l’embase 210, ces biellettes 216 sont reliées de façon articulée autour d’un axe C parallèle aux axes A et B, à deux vérins hydrauliques 217. Chaque vérin 217 comprend une tige de vérin 217a portant une tête 217b par laquelle le vérin est articulé à une biellette respective selon l’axe C, et un corps de vérin 217c dont l’extrémité opposée à la tige 217a est articulée, selon un axe D parallèle aux axes A, B et C, à un bâti support fixe 220 solidarisé rigidement par tout moyen approprié, tel que soudage ou boulonnage, au pont du navire. Ce bâti support 220 comprend pour l’essentiel une ossature 221 avec en particulier deux parois latérales renforcées 222, une première paroi supérieure 223 située du côté des ensembles biellette/vérin 216, 217 et une deuxième paroi supérieure 224 située au-dessus du mécanisme de verrouillage 300. De façon non illustrée, les deux parois latérales 222 du bâti support 220 comprennent respectivement un doigt dirigé vers l’intérieur et engagé dans la gorge en arc de cercle respective 214b. Le bâti support 220 comprend également des moyens pour le guidage linéaire du déplacement de la tête de vérin 217b, non illustrés. La combinaison d’un arbre principal disposé selon l’axe A et des deux ensembles d’un doigt et d’une gorge en arc de cercle permet de réaliser un pivot particulièrement robuste avec un encombrement limité. Les gorges circulaires 214b permettent par ailleurs de constituer des butées de fin de course angulaire pour le déplacement du mât vers sa position érigée et le cas échéant vers sa position abaissée. L’embase 210 et le bâti support 220 sont dimensionnés de manière à assurer le transfert des efforts, à savoir d’une part les efforts occasionnés par les opérations de levage et d’abaissement du propulseur vélique comme on les décrira dans la suite, et d’autre part les efforts engendrés par le vent sur le propulseur lors de la navigation et reportés sur le navire. Le mécanisme de verrouillage 300 comprend ici deux vérins hydrauliques 310 orientés horizontalement et généralement parallèlement aux vérins 217, et donc transversalement aux axes A, B, C et D. Chaque vérin 310 comprend un corps de vérin 310c monté rigidement sur le bâti support 220, à l’extérieur de celui-ci, et une tige de vérin 310a qui porte à son extrémité libre un doigt de verrouillage 320 présentant une face supérieure 321 généralement horizontale et une face inférieure 322 en biseau, de telle sorte que l’épaisseur du doigt diminue en direction de l’embase 210. Le bâti support 220 et en particulier sa paroi supérieure 224 en coopération avec d’autres parties non représentées, assure le guidage de chaque doigt 320 selon un axe de déplacement linéaire respectif E qui est ici généralement horizontal et perpendiculaire aux axes A, B, C et D. Chaque doigt 320 est destiné à coopérer avec un prolongement respectif 215 de l’embase en position érigée du propulseur vélique, sa surface inférieure en biseau 322 venant s’appuyer sur la surface supérieure en biseau 215a du prolongement respectif de manière à exercer lors de l’actionnement du vérin une force dont la composante vers le bas tend à stabiliser l’embase 210 contre le bâti 220 dans cette position érigée. Le dispositif de la présente invention opère de la façon suivante. Le propulseur vélique étant abaissé et reposant sur le pont du navire (position des Figures 3 et 4), les deux vérins 217 sont actionnés en poussée de façon à exercer sur l’embase 210, via les biellettes 216 un moment autour de l’axe A qui va provoquer la levée progressive du propulseur. On notera que les efforts nécessaires à ce mouvement sont dirigés essentiellement dans le plan du pont du navire, évitant d’impartir à celui-ci des efforts verticaux importants qui pourraient nécessiter un renforcement de la structure du pont. Les efforts nécessaires au levage peuvent être le cas échéant complétés par toute autre génération de force appropriée. La poursuite de ce mouvement amène le propulseur et son mât 121 dans une position érigée, généralement verticale. Au cours du mouvement de levage précitée, les vérins 310 du dispositif de verrouillage 300 sont en position rétractée (doigts 320 vers la droite sur les Figures) de manière à permettre à l’embase 210 d’atteindre sa position de stabilité, en appui contre le bâti 220. Une fois cette position atteinte les vérins 310 sont déployés pour déplacer les doigts 320 vers la gauche et permettre à ces derniers de verrouiller l’embase 210 dans cette position, par appui sur les surfaces supérieures 215a de ses prolongements 215, comme illustré sur les Figures 5 et 6. Les vérins 217 étant bloqués du côté opposé dans leur position déployée, ils assurent, via les biellettes 216, le maintien du mât 212 en position du côté opposé en question. Pour amener le propulseur vélique de sa position érigée à sa position abaissée, les mouvements inverses sont effectués. Le dispositif de la présente invention présente de nombreux avantages : - en premier lieu il présente une bonne compacité à la fois dans ses dimensions horizontales et verticales, encombrant le pont du navire de façon limitée et laissant, pour une hauteur totale donnée du propulseur vélique, une place importante à la partie propulsive proprement-dite ; - ensuite, grâce au renvoi par les biellettes 216, les vérins 217 peuvent avoir une course raisonnablement courte ; - par ailleurs, le dispositif de basculement peut être pré-assemblé et pré-calibré avant son montage sur le navire, réduisant ainsi les coûts de mise en œuvre et augmentant la fiabilité ; - comme indiqué, les efforts orientés essentiellement horizontalement permettent d’éviter d’appliquer au pont des efforts importants tels que des efforts verticaux pouvant nécessiter un renforcement de sa structure. Bien entendu, la présente invention n’est nullement limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et illustrées sur les dessins, mais l’homme du métier saura y apporter de nombreuses variantes ou modifications. En particulier, les orientations des différents axes et les directions de déplacement des vérins pourront être différentes de celles décrites, l’homme du métier comprenant que des variations sont possibles. Notamment, les directions de travail des vérins pourront être obliques. Par ailleurs, le mécanisme de verrouillage peut prendre toute autre forme que celle illustrée, notamment en prévoyant des doigts pénétrant dans des orifices de l’embase. Enfin le propulseur vélique peut être tout propulseur vélique tel que rotor à effet Magnus, rotor à succion, aile rigide, etc. Navire (N) comprenant au moins une unité de propulsion vélique (100) allongée dans une direction généralement verticale en position d’utilisation et comprenant un ou plusieurs éléments propulsifs (111, 112) et un mât (121), caractérisé en ce qu’il comprend en association avec au moins une unité de propulsion vélique un dispositif de basculement comprenant une embase (210) solidaire d’une région proximale du mât et montée à rotation autour d’un axe principal (A) généralement horizontal sur un élément support (220) fixé sur un pont (P) du navire, un dispositif (216, 217) de commande de basculement apte à provoquer une rotation de l’embase par rapport à l’élément support et comprenant au moins un premier actionneur (217) apte à générer un effort linéaire dans une direction générale horizontale et un élément de renvoi (216) reliant ledit actionneur à l’embase (210) pour opérer sur l’embase un effort en une première région (218) de l’embase située à distance dudit axe principal, et un dispositif (300) de verrouillage de l’embase (210) sur l’élément support (220) comprenant au moins un deuxième actionneur (310) apte à exercer, en une deuxième région (215) de l’embase distante de la première région (218) dans une direction transversale audit axe principal (A), un effort de retenue en direction verticale, ladite unité de propulsion vélique (100) pouvant être déplacée grâce au(x) premier(s) actionneur(s) (217) entre une position inactive où elle s’étend sensiblement parallèlement au pont (P) du navire et une position active, érigée, le dispositif de verrouillage (300) étant apte à contribuer au maintien de l’unité dans sa position active. Navire (N) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque premier actionneur (217) est orienté généralement horizontalement et est relié à ladite première région par une biellette respective (216) articulée sur une partie mobile (217b) de l’actionneur et sur ladite première région (218) de l’embase selon deux axes (C, B) généralement parallèles à l’axe principal (A). Navire (N) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’il comprend deux premiers actionneurs (217) et deux éléments de renvoi (216) reliés à l’embase au niveau de deux premières régions (218) généralement alignées selon une direction parallèle à l’axe principal. Navire (N) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le montage à rotation de l’embase sur l’élément support comprend d’une part un arbre de rotation dont l’axe (A) est confondu avec ledit axe principal, et d’autre part au moins une gorge (214b) en arc de cercle dont le centre est situé sur ledit axe principal (A), coopérant avec un doigt apte à se déplacer dans ladite gorge au cours de la rotation. Navire (N) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou chaque deuxième actionneur (310) comprend un vérin fixé solidairement à l’élément support (220) et dont une partie mobile (310a) porte un doigt de verrouillage (320). Navire (N) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ou chaque doigt de verrouillage (320) est apte à coopérer avec une partie en extension (215) de l’embase constituant la deuxième région. Navire (N) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le ou chaque deuxième actionneur (310) est apte à générer un effort linéaire dans une direction (E) généralement horizontale. Navire (N) selon les revendications 6 et 7 prises en combinaison, caractérisé en ce que le ou chaque doigt (320) et sa partie en extension homologue (215) coopèrent par des surfaces inclinées (322, 215a) aptes à convertir ledit effort linéaire en un effort ayant une composante verticale. Unité de propulsion vélique pour navire (N), ladite unité étant allongée et pouvant adopter une orientation érigée, et comprenant un ou plusieurs éléments propulsifs (111, 112) et un mât (121), caractérisée en ce qu’une région proximale du mât (121) est solidaire d’une embase (210) montée à rotation autour d’un axe principal (A) généralement horizontal sur un élément support (220) destiné à être fixé sur un pont (P) du navire, un dispositif (216, 217) de commande de basculement apte à provoquer la rotation de l’embase (210) par rapport à l’élément support (220), comprenant au moins un premier actionneur (217) apte à générer un effort linéaire dans une direction générale horizontale et un élément de renvoi (216) reliant ledit actionneur à l’embase pour opérer sur l’embase un effort en une première région (218) de l’embase située à distance dudit axe principal (A), et un dispositif (300) de verrouillage de l’embase sur l’élément support comprenant au moins un deuxième actionneur (310) apte à exercer, en une deuxième région (215) de l’embase distante de la première région dans une direction transversale audit axe principal (A), un effort de retenue en direction verticale, ladite unité de propulsion vélique lorsqu’elle est installée sur un navire pouvant être déplacée grâce au(x) premier(s) actionneur(s) (217) entre une position inactive où elle s’étend sensiblement parallèlement au pont (P) du navire et une position active, érigée, le dispositif de verrouillage étant apte à contribuer au maintien de l’unité dans sa position active. Ensemble de montage à basculement (200, 300) pour une unité de propulsion vélique allongée destinée à adopter une orientation érigée et comprenant un ou plusieurs éléments propulsifs et un mât, ensemble caractérisé en ce qu’il comprend une embase (210) configurée pour recevoir une région proximale du mât et montée à rotation autour d’un axe principal (A) généralement horizontal sur un élément support (220) destiné à être fixé sur un pont (P) d’un navire (N), un dispositif (216, 217) de commande de basculement apte à provoquer la rotation de l’embase par rapport à l’élément support, comprenant au moins un premier actionneur (217) apte à générer un effort linéaire dans une direction générale horizontale lorsque l’ensemble est en place et un élément de renvoi (216) reliant ledit actionneur à l’embase pour opérer sur l’embase un effort en une première région (218) de l’embase située à distance dudit axe principal (A), et un dispositif (300) de verrouillage de l’embase sur l’élément support comprenant au moins un deuxième actionneur (310) apte à exercer, en une deuxième région (215) de l’embase distante de la première région (218) dans une direction transversale audit axe principal, un effort de retenue en direction verticale lorsque l’ensemble est en place.