FR2969116A1 - Bodyboard a moteur thermique apte a evoluer dans les vagues - Google Patents

Abstract

Bodyboard à moteur thermique, apte à évoluer dans les vagues, présentant une carène planante restant émergée lors de la navigation, et auquel s'agrippe l'usager en position de bodydrag dans l'eau.

Description

DESCRIPTION 1 1 La présente invention est un bodyboard à moteur thermique, apte à évoluer au planing et dans les vagues. Sa fonction et les caractéristiques retenues visent à tracter l'usager dans l'eau, au-delà de la vitesse de déjaugeage du bodyboard, donc au planing, à une vitesse de plus de 15 km/h en position de bodydrag, et à évoluer dans les vagues, pour les rattraper et les dépasser ensuite en surf ventral, en veillant si possible à ce qu'elles ne cassent pas sur l'engin.

L'activité classique de bodyboard est reconnue et figure parmi les sports dotés de circuits mondiaux de compétition. Le bodyboard motorisé est une activité et une invention qui n'existent pas encore : 10 elle invente un nouveau loisir nautique motorisé et ultra-léger elle pourrait un jour faire figure de sport motorisé avec son circuit de compétitions, à l'instar du succès atteint par le jet-ski elle pourrait servir à équiper la surveillance des plages dangereuses à la baignade elle peut servir à remorquer sans permis bateau des surfers ou des kitesurfers 15 elle permet en outre une forme de randonnée rapide et enivrante, également sur eau plate. L'invention technique qu'elle nécessite est également toute particulière dans l'agencement des parties constituantes et dans les dispositifs qu'elle embarque.

L'usager est donc à plat ventre dans l'eau, agrippé à l'engin par des poignées situées sur la partie 20 supérieure et à l'air, de la coque du bodyboard. Le bodyboard reste toujours émergé et évolue sur la surface de l'eau. La forme et la matière peuvent varier (bodyboard, petit surf ventral) dès lors qu'il s'agit d'une coque nautique émergée à carène planante qui ne dispose pas d'une flottabilité permettant une position de navigation debout, ni même n'est capable de supporter le poids d'une personne allongée dessus, qui l'engloutirait. 25 L'usager repose ses avant-bras et le haut de son buste sur le bodyboard, les jambes traînant dans l'eau derrière l'engin, car il se dirige en tirant sur l'un ou l'autre de ses bras pour orienter sa navigation, ses jambes faisant office de gouvernail. L'usager accélère et ralentit au moyen d'une commande manuelle. Ainsi, au titre ne pas avoir la possibilité d'embarquer son usager, cet engin ne rentre pas dans le 30 cadre juridique des embarcations, il n'existe donc pas de réglementation nécessitant l'obtention d'un permis bateau par l'usager, quelque soit le gabarit de motorisation (restant toutefois ici modeste, de l'ordre de 5 à 7 CV).

Sous la coque, et suffisamment éloignée du dessous de celle-ci, se situe la partie propulsive de 35 l'engin, elle est reliée au bodyboard par des entretoises profilées et rigides. Un espace quelques centimètres (plus de 5 cm d'espacement à tout endroit) entre la coque et la nacelle propulsive est DESCRIPTION -2 - 1 rigoureusement nécessaire pour conserver la fonction de la carène planante de la coque et donc les écoulements de flux d'eau sur lesquels celle-ci s'appuie et ricoche. Dû à sa vocation, il faut aussi que l'engin soit redémarré rapidement entre deux vagues, et dans l'eau, là où l'utilisateur n'a pas forcément pied, donc électriquement. Un démarreur électrique permet de plus d'accéder à la gamme de puissances de moteurs de 5 à 7 CV ici nécessaires à l'engin, alors que les petits démarreurs à lancement manuels s'arrêtent à 2-3 CV, insuffisants pour envisager d'atteindre le planing. L'engin doit également embarquer un système pour compenser les infiltrations d'eau possibles, côté prise d'air vers le carburateur du moteur, dans ce programme de vagues où les projections d'eau peuvent souvent survenir, et côté échappements, compte tenu des mouvements turbulents. Lorsque le régime moteur est au ralenti, pour que l'engin s'immobilise en restant en marche, il peut être muni d'un embrayage centrifuge compact et étanche entre l'hélice à l'arbre moteur. L'usager doit même pouvoir laisser l'engin éteint de longs moments dans l'eau, puis le reprendre à cet endroit et le redémarrer. L'engin doit donc embarquer un système pour empêcher toute remontée d'eau de mer nuisible vers le moteur, due à la rétractation des gaz brûlés ( 600-700°) lors du refroidissement, ainsi qu'à leurs exfiltrations. En effet, le circuit parcouru par le mélange air-essence d'un moteur 2 temps n'est pas très étanche, en sens inverse vers le tuba. La solution, privilégiée à une technique d'électrovanne, est une micro-pompe électrique insufflant périodiquement de l'air dans l'échappement.

Lors de l'éviction possible de l'usager hors d'atteinte de son engin, un dispositif peut être prévu pour la double sécurité de l'usager et de la machine : une détection de l'éviction de l'usager, par le relâchement d'une gâchette sur la poignée, d'un cordon de sécurité arraché, ou d'un autre capteur une obturation automatique et électromécanique de la prise d'air alimentant le moteur, par relâchement d'un clapet, avec un arrêt immédiat du moteur, et éventuellement la mise en marche forcée de la micro-pompe vue ci-après. Enfin, pour des raisons de transport par avion, ou pour utiliser le bodyboard tout seul sans moteur de façon classique, on peut prévoir de pouvoir rapidement et facilement séparer la partie moteur de 30 la partie bodyboard, au niveau des entretoises. L'engin vise un poids à vide, ultra-léger, autour de 10 kg, intégrant les 2 kg que pèse la planche de bodyboard, qui permette à l'engin d'être portable agréablement en sac à dos.

Les inventions d'engins nautiques légers et motorisés qui ne rentrent pas sous la dénomination 35 d'embarcation (pas de flottabilité suffisante pour supporter le poids de la personne) sont peu nombreuses.

DESCRIPTION - 3 - 1 HONDA a breveté et diffuse un scooter sous-marin qui, en navigation, est donc complètement immergé sous l'eau excepté son tuba : il s'agit de la version à motorisation thermique des scooters sous-marins électriques. Ce concept reste éloigné et incompatible avec les impératifs nécessaires à la présente invention, et qui sont : existence en propre d'une coque nautique à carène planante qui doit rester émergée en navigation, espacement cette coque et le bloc de propulsion, le démarrage forcément électrique pour la rapidité et la gamme de moteur nécessaire et tous les équipements cités nécessaires au programme visé : planing et vagues.

CAYAGO est une autre référence aux sensations plus comparables, en version électrique : la société propose un propulseur nautique individuel électrique, performant en surface avec une vitesse de 15 à 20 km/h pour 5 à 6 CV, et pouvant en outre descendre à 50 m de profondeur, et donc abandonnant la forme plate pour une forme d'obus apte à la plongée de l'engin. Toutefois, compte tenu des batteries électriques nécessaires à un programme de plongée et aux belles performances délivrées, le produit affiche un poids de 60 kg, pour une autonomie restant limitée à une heure d'utilisation, outre un coût assez dissuasif de par ces technologies.

Il n'y a donc pas actuellement d'invention motorisée permettant l'activité visée : - accessible économiquement à un public large (moteur thermique), et sans permis bateau 20 - traînant l'utilisateur sur une coque émergée avançant au planing en bodydrag - muni de dispositifs le rendant apte à être utilisable dans les vagues, là où l'usager n'a pas pieds - ultra-léger léger pour le portage, et peu encombrant.

Au bilan de la recherche de sa forme et de performance, d'agencement et d'équipement autour d'un tel engin, la présente invention est constituée de 2 parties : le bloc de propulsion et la carène planante, et un espacement de plus de 8 centimètres est nécessaire sur toute la surface de la carène planante, entre ces deux parties. Les 2 parties sont reliées par quelques entretoises : soit donc par des petits pylônes profilés et de grande rigidité. Le schéma joint donne l'illustration d'un mode de réalisation à partir d'un bodyboard, mais ceci ne saurait être qu'un simple exemple de mise en oeuvre de forme du surf ventral. Il décrit le principe de montage de l'engin, sans son carénage ni ses poignées, et avec un réservoir non intégré.

35 La partie en surface comprend : - une coque à carène planante (1), qui est donc globalement plate, mais qui peut présenter des 25 30 DESCRIPTION -4 - 1 artifices qui augmentent sa capacité au planing ou au cap : une coupe en léger V, tunnels, décrochements ... ou une forme légèrement spatulée à l'avant pour mieux passer les vagues la carène planante est en matière légère et assez rigide pour les qualités mécaniques recherchées. Cette carène n'est pas translucide et ne concède rien à toute autre finalité que celle décrite, elle ne permet pas l'usage de cet engin à des fins de visionner le décor sous-marin un tuba (2) amenant l'air de surface dans la cloche d'air étanche (9) isolant le carburateur de l'eau de mer. Un tuba large permet éventuellement le passage jusqu'au bloc de propulsion de la commande d'accélération (5), du tuyau d'essence et des fils d'alimentation électrique (6). - L'engin ne comporte pas de réservoir d'air, du fait d'une place disponible réduite un clapet dans la prise d'air du moteur, en option, et qui est basculé en position obturée lorsque l'éviction de l'usager est détectée : par le relâchement d'une gâchette, d'un cordon de sécurité arraché, ou d'un autre capteur, le moteur est alors arrêté les inserts des entretoises (7) dans le boduboard : en pinçant la mousse rigide du bodyboard par de larges rondelles de part et d'autre, ou des inserts noyés dans la résine, sur la base d'un petit surf ventral en matériau plus rigide un réservoir d'essence de 2 ou 3 litres (3), idéalement moulé dans la partie émergée, car le volume d'un bodyboard est d'au moins 25 litres et le permet donc. Le réservoir pourra être muni de chicanes pour estomper les mouvements d'essence dus à la navigation - un pack de batteries (4) alimentant l'allumage électronique du moteur à essence (10), le démarreur (11) et la micro-pompe (15), et les systèmes électroniques ou électromécaniques d'asservissement du clapet et de la micro-pompe quelques fonctions de commandes associées près des poignées, notamment : o un coupe-circuit signalant l'éviction de l'usager o un bouton-poussoir de mise en marche du démarreur et d'arrêt o une gâchette d'accélérateur du moteur o il peut y avoir un système d'accrochage d'un harnais porté par l'usager, à l'arrière du bodyboard, ceci pour les vitesses élevées tirant trop longtemps sur les bras.

Cette activité qui peut s'avérer très physique selon la cadence des changements de trajectoires et de rythmes enchaînés.

Le bloc de propulsion comprend : un bâti d'assemblage (17) des différents éléments et du carénage 35 un démarreur électrique débrayable (11) un moteur thermique léger et performant (10) DESCRIPTION -5 - 1 un conduit d'échappement (13) avec inclinaison vers le bas de sa sortie et évacuant les gaz brûlés au niveau du puissant flux d'eau sortant de l'hydrojet, en fines bulles réduisant ainsi le bruit généré et à plusieurs mètres derrière l'usager éventuellement, un embrayage centrifuge compact et étanche pour faciliter initialement le 5 travail du démarreur, et ultérieurement pouvoir laisser l'engin immobile en restant moteur allumé au régime de ralenti un système hydrojet (12) constitué d'une hélice logée dans une tuyère, comme un jet-ski, - un système anti-retour d'eau de mer dans le conduit d'échappement, constituée d'une micro-pompe à air électrique (15), insufflant l'air dans l'échappement, et pouvant être 10 fonctionnelle lorsque l'engin est en marche ou également à l'arrêt au mouillage un système de purge des infiltrations d'eau dans la prise d'air moteur, au niveau du tuba ou du bas de la cloche d'isolation du carburateur, pouvant être constitué de la même micro-pompe électrique, puisant en général de l'air et parfois l'eau infiltrée. un carénage propre au bloc de propulsion, fixé à lui, et qui n'englobe pas la planche, pour 15 ne pas diminuer la surface de la carène offrant le planing, Il dispose d'ouvertures pour orienter les flux d'eau vers le carter du moteur à des fins de refroidissement, et vers le système hydrojet, à des fins de propulsion. un allumage électronique (16), de préférence, alimente la bougie du moteur - le bâti (17) supporte l'assemblage des éléments mécaniques et transmet la poussée au 20 bodyboard, par l'intermédiaire des 4 entretoises (8) de fixation. Le bâti est ici constitué de 2 longerons en profilés de carbone réunis par assemblage, de section 20x10 mm et longs de 50 cm. l'arbre d'hélice sera centré sur sa longueur par les roulements à billes et une butée de roulement, logés dans un pylône (14). La poussée axiale créée par la propulsion hydrojet 25 est transmise au bâti par le pylône, lui-même solidement vissé au bâti. Ainsi le moteur à essence n'a pas à supporter de force axiale importante

Des précautions sont nécessaires pour faire marcher sous l'eau un moteur à essence qui n'est pas un candidat naturel à fonctionner dans cet élément. Voici les caractéristiques particulières à prévoir 30 autour du système de propulsion pour rendre viable ce choix techniquement audacieux : - l'étanchéité de sortie d'axe moteur est favorisée par le choix d'un moteur 2 temps, plutôt que 4 temps : dans le cas d'un moteur 2 temps, l'étanchéité est assurée nativement par des roulements à billes étanches, compte tenu des dépressions et surpressions du mélange gazeux air-essence-huile circulant dans le carter du vilebrequin, avant d'être injecté vers le 35 cylindre. On peut éventuellement doubler cette étanchéité par un joint à lèvres graissé. - le démarreur électrique sera idéalement dans le carter du moteur, sinon il devra être adapté DESCRIPTION -6 - 1 aux contraintes du milieu sous-marin du fait d'existence de pièces mobiles. - les pièces sont de préférence en matière composites pour rester peu sensibles aux problèmes de corrosion - les surfaces des pièces métalliques peuvent être protégées par les techniques usuelles anticorrosion : anodisation, traitement de surface, anode sacrificielle en zinc ou magnésium, recouvrement de surface, coulage de résine ... La corrosion marine n'est toutefois pas aussi importante que dans les ports présentant une forte présence de masses métalliques : dans le cas présent d'utilisation visée, la mise à l'eau intermittente et un rinçage quotidien ajouté aux autres précautions ci-dessus suffisent à limiter conséquemment la corrosion

Les principaux postes de poids sont localisés dans les éléments suivants : le moteur thermique comptera 2 kg, pour 5 à 7 CV et 60 kg de poussée dans l'eau le démarreur électrique comptera malheureusement environ 1 kg la batterie comptera 0,5 à 1 kg l'adjonction d'un embrayage centrifuge compact et rendu étanche, similaire en taille à ce qui existe dans certains coupe-herbes rotatifs pour jardins, comptera 0,5 kg Il est donc possible de réaliser l'invention pour un poids total à vide (hors carburant) de moins de 10 k g, bodyboard compris, comme le montage joint en schéma. Selon la vitesse de rotation du moteur retenu, et pour minimiser les phénomènes de cavitation dans le flux d'eau brassé, il faudra adopter une bonne combinaison des éléments influençant la charge et l'efficacité du moteur : le pas d'hélice et la surface d'hélice, l'adoption de cônes d'hélice anti-cavitation devant et derrière l'hélice, et au pire, une éventuelle boîte de réduction sur l'axe d'hélice.

L'usager met son propulseur à l'eau, enclenche l'interrupteur électrique général, agrippe l'engin et appuie sur le bouton-poussoir du démarreur, le temps de lancer le moteur thermique. Puis il régule sa vitesse par la commande manuelle d'accélération. 15 20 25 30 35

Claims (3)

1. REVENDICATIONS- 7 - 1 1. Bodyboard à moteur thermique, assurant la fonction de traîner dans l'eau la personne qui l'utilise (figure 1), dans une position dite en « bodydrag », dans laquelle l'utilisateur s'agrippe à l'engin par des poignées présentant une commande d'accélération, avec les jambes de l'utilisateur traînent dans l'eau derrière l'engin, et caractérisé simultanément en ce que (figure
2. 2): la partie supérieure est un bodyboard (1) ou tout petit surf ventral, ou toute coque nautique à carène planante, la coque reste émergée en phase de navigation la coque est de taille réduite et n'a pas une flottabilité permettant une position de navigation 10 debout dessus, elle ne supporte pas non plus le poids d'une personne allongée en restant opérationnelle et émergée la coque n'est pas translucide, elle ne permet pas l'usage de visionner le décor sous-marin les poignées sont situées sur la surface supérieure et émergée de la coque l'ensemble du bloc de propulsion contient le moteur thermique (10) alimenté en air par un 15 tuba (2), le démarreur électrique (11) pour sortir promptement des vagues et le système hydrojet hélice/tuyère (12), l'échappement (13) qui évacue sous l'eau les gaz brûlés ce bloc de propulsion constitue une deuxième partie séparée de la coque et localisée sous celle-ci avec un espacement de plusieurs centimètres nécessaire pour assurer la fonction de planing de la carène de la coque 20 le bloc de propulsion est relié de façon rigide à la coque par des entretoises (8), éventuellement démontables à la fois pour un transport en avion facilité, ou pour utiliser le bodyboard tout seul, sans moteur de façon classique le conduit d'échappement dispose d'un système anti-retour d'eau de mer, constitué d'une micro-pompe électrique (15) qui amène l'air pris par le tuba, ou même pris à l'entrée du 25 carburateur dans sa cloche (9) pour évacuer aussi les infiltrations d'eau à son entrée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'engin est muni de tout ou partie du dispositif sécuritaire suivant : o une détection de l'éviction de l'usager : par le relâchement d'une gâchette, un 30 cordon de sécurité arraché, ou autre o et dans ce cas détecté, une obturation automatique et électromécanique de la prise d'air lorsque l'éviction de l'usager est détectée o et dans ce cas détecté, une mise en marche du système de micro-pompe 35
3. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'engin est muni d'un embrayage centrifuge permettant l'immobilité de l'engin sans arrêter le moteur.