FR3121911A1 - Dispositif sustentateur de bateau, et bateau équipé d’un tel dispositif sustentateur - Google Patents

Abstract

TITRE : Dispositif sustentateur de bateau, et bateau équipé d’un tel dispositif sustentateur La présente invention concerne un dispositif sustentateur (2, 3) pour un bateau monocoque, dont la coque (1) est symétrique par rapport à un plan de symétrie (10) vertical, ce dispositif sustentateur comprenant au moins une lame porteuse (22), cette lame porteuse étant reliée à la coque par l’intermédiaire d’au plus une lame de liaison (21) de chaque côté du plan de symétrie, cette lame de liaison présentant une extrémité proximale solidaire de la coque et une extrémité distale solidaire de la lame porteuse. Selon l’invention, la surface, projetée sur le plan de symétrie, de la ou des lames porteuses est supérieure à la surface, projetée sur le plan de symétrie, de la ou des lames de liaison. L'invention concerne également un bateau équipé d’un tel dispositif sustentateur. Figure d’abrégé : Figure 1

Description

Dispositif sustentateur de bateau, et bateau équipé d’un tel dispositif sustentateur

Domaine de l'invention

La présente invention concerne le domaine de l'architecture navale.

En particulier, la présente invention concerne un dispositif sustentateur de bateau, communément désigné par le terme anglais « foil » ou « hydrofoil » (aile portante).

L'invention concerne également un bateau équipé d’un tel dispositif sustentateur.

Art antérieur

Il est connu d'équiper des bateaux, sous la ligne de flottaison, avec des dispositifs sustentateurs comprenant des plans sustentateurs, ou plans porteurs, placés à distance de la coque. Ces dispositifs sustentateurs, ou les plans porteurs qu’il comprennent, sont le plus souvent désignés par les termes anglais « foil » ou « hydrofoil ». Ils présentent en général une forme leur permettant, quand ils sont déplacés dans l'eau selon une trajectoire horizontale, dans la direction d'avancement du bateau, de générer une portance contribuant à soulever la coque du bateau. Cette portance permet de diminuer la surface mouillée du bateau, et en conséquence de réduire les forces de frottement de l'eau sur la coque qui s'opposent à l'avancement du bateau. Les dispositifs sustentateurs permettent ainsi une amélioration des performances de vitesse des bateaux, et une réduction de leur consommation énergétique.

Parmi les bateaux qui peuvent être équipés de tels dispositifs sustentateurs, on connaît des bateaux dont la coque, ou la carène, est dite « à déplacement », c'est-à-dire qu'elle ne déjauge pas et pousse l'eau pour avancer. D’autres bateaux présentent une coque, ou une carène, dite « planante » ou « semi-planante », c'est-à-dire qu'elle peut déjauger, au moins partiellement, quand le bateau avance à une certaine vitesse. Ces bateaux sont désignés par la suite, de façon générique, comme des bateaux à coque planante. Ces bateaux à coque planante n’incluent pas, au sens de la présente description, les bateaux usuellement appelés « hydroptères », dont la coque peut sortir intégralement de l’eau quand elle déjauge, seul le dispositif sustentateur restant immergé. Ces hydroptères dont la coque sort entièrement de l’eau ne sont pas considérés, au sens de la présente description, comme des bateaux à coque planante.

La présente invention s’applique particulièrement aux bateaux monocoques à coque planante équipés de dispositifs sustentateurs. En effet, sur une trajectoire courbe, de tels bateaux présentent souvent des comportements différents des bateaux non équipés de dispositifs sustentateurs. Ainsi, les bateaux qui ne sont pas équipés de dispositifs sustentateurs tendent généralement, dans une courbe, à gîter vers l'intérieur de la courbe. Au contraire, les bateaux équipés de dispositifs sustentateurs tendent, en général, à contre-gîter vers l'extérieur de la courbe. Cette contre-gîte s'explique notamment par le fait que, dans une trajectoire courbe, l'angle d'incidence de l'eau sur les plans sustentateurs est modifié. Une telle modification a généralement pour effet de réduire la portance des plans sustentateurs placés du côté de la coque qui est à l’extérieur à la courbe, et d'améliorer, ou de réduire de façon moins forte, la portance des plans sustentateurs placés du côté de la coque qui est à l'intérieur de la courbe.

La tendance à contre-gîter dans les courbes d’un bateau équipé de dispositifs sustentateurs est connue comme étant préjudiciable à la navigation. Elle est notamment inconfortable, voire dangereuse pour les passagers du bateau, qui subissent simultanément cette contre-gîte et la force centrifuge due à la trajectoire courbe, qui peuvent l'une comme l'autre tendre à éjecter les passagers hors du bateau, du côté extérieur à la courbe.

Pour éviter ce phénomène de contre-gîte, et rapprocher le comportement d’un bateau équipé de dispositifs sustentateurs du comportement d’un bateau non équipé de dispositifs sustentateurs, il a été imaginé d'associer à la coque d’un bateau des dispositifs sustentateurs dont la forme et/ou la position par rapport à la coque sont variables, et commandées en temps réel, notamment pour modifier leur effet sur la gîte du bateau dans les trajectoires courbes.

Les dispositifs sustentateurs ainsi obtenus présentent des performances avantageuses et permettent d’éviter la contre-gîte dans les trajectoires courbes. Cependant, ils sont coûteux, fragiles et difficiles à mettre en œuvre et à entretenir. Les pièces mobiles à l'extérieur de la coque du bateau sont en effet facilement sujettes à des casses. Par ailleurs, les modifications de la position et/ou de la forme de ces dispositifs sustentateurs nécessitent des actionneurs et des moyens de calcul informatique en temps réel qui sont difficiles à mettre en œuvre et à entretenir sur le bateau. De telles solutions, très coûteuses et peu fiables, sont donc peu utilisées.

On connaît également des bateaux qui sont équipés de dispositifs sustentateurs de très grandes dimensions, qui dépassent généralement latéralement des deux côtés de la coque des bateaux. De tels bateaux, qui sont généralement destinés à réaliser des performances de vitesse, sont en revanche difficiles à manœuvrer. Il est notamment impossible de les faire accoster le long d’un quai sans retirer leurs dispositifs sustentateurs. La présente invention ne vise pas à s’appliquer à de tels bateaux mais, au contraire, aux bateaux dont les dispositifs sustentateurs sont situés intégralement sous la coque, sans dépasser latéralement de celle-ci, pour lesquels il est particulièrement délicat d’assurer la stabilité dans les trajectoires courbes.
Objectifs de l’invention

La présente invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.

En particulier, l'invention a pour objectif de fournir des dispositifs sustentateurs pour les bateaux, qui permettent d'améliorer le comportement des bateaux équipés de ce dispositif, notamment dans les trajectoires courbes, ainsi que de fournir des bateaux équipés de tels dispositifs sustentateurs.

Un objectif particulier de l'invention est de mettre en œuvre de tels dispositifs sustentateurs qui permettent de manœuvrer facilement les bateaux, et notamment qui ne forment pas d’obstacle à leur accostage.

Un autre objectif de l’invention est de mettre en œuvre de tels dispositifs sustentateurs dont le coût d'installation sur les bateaux est limité.

Un autre objectif de l'invention est de mettre en œuvre de tels dispositifs sustentateurs qui soient robustes et fiables.

Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l’aide d’un dispositif sustentateur pour un bateau monocoque, dont la coque est symétrique par rapport à un plan de symétrie vertical, ce dispositif sustentateur étant assemblé sous la coque, sans dépasser latéralement de celle-ci, ce dispositif sustentateur comprenant au moins une lame porteuse définie par

• une surface supérieure, orientée vers la coque et vers le plan de symétrie de celle-ci, et
• une surface inférieure orientée dans une direction opposée à la surface supérieure,

ces surfaces supérieure et inférieure se joignant pour former, respectivement, le bord d’attaque et le bord de fuite de la lame porteuse, la distance entre le bord d'attaque et le bord de fuite, mesurée dans un plan parallèle au plan de symétrie, formant la corde de la lame porteuse, cette lame porteuse étant située, dans une configuration d’utilisation du dispositif sustentateur, à une distance de la coque supérieure à la corde maximale de la lame porteuse, cette lame porteuse étant reliée à la coque par l’intermédiaire d’au plus une lame de liaison de chaque côté du plan de symétrie, cette lame de liaison présentant une extrémité proximale solidaire de la coque et une extrémité distale solidaire de la lame porteuse, la surface, projetée sur le plan de symétrie, de la ou des lames porteuses étant, selon l’invention, supérieure à la surface, projetée sur le plan de symétrie, de la ou des lames de liaison.

Ainsi, un bateau équipé d’un tel dispositif de sustentation présentera un comportement amélioré lors d’une trajectoire courbe, le présent dispositif permettant de réduire l’effet de contre-gîte habituellement associé aux dispositifs sustentateurs, et contribuant par conséquent à une meilleure stabilité du bateau.

Un tel dispositif, peu fragile et très fiable, ne nécessite pas de modification de sa position et/ou de sa forme lors de la navigation. Il présente donc un coût d’installation réduit par rapport aux dispositifs sustentateurs mobiles. De la même façon, son coût de revient est réduit puisqu’il ne nécessite pas, par exemple, d’outils de calcul en temps réel ni d’actionneurs permettant de modifier sa position et/ou sa forme.

De préférence, ce dispositif sustentateur est destiné aux bateaux à coques planantes. Il est en effet destiné à résoudre un problème apparaissant spécifiquement pour les bateaux ayant de telles coques.

De façon avantageuse, la surface, projetée sur le plan de symétrie, de la ou des lames porteuses est supérieure à 130 %, et de préférence supérieure à 150 %, de la surface, projetée sur le plan de symétrie, de la ou des lames de liaison.

Ces rapports de surface permettent d’obtenir les caractéristiques de gîte les plus adaptées pour le bateau, en trajectoire courbe.

Avantageusement, la surface, projetée sur un plan vertical perpendiculaire au plan de symétrie, de la lame porteuse est inférieure à 20 % de la surface, projetée sur le plan de symétrie, de la lame porteuse.

Avantageusement, la surface, projetée sur un plan vertical perpendiculaire au plan de symétrie, de la lame porteuse est inférieure à 20 % de la surface, projetée sur un plan horizontal, de la lame porteuse.

Avantageusement, la surface, projetée sur un plan vertical perpendiculaire au plan de symétrie, de la lame de support est inférieure à 20 % de la surface, projetée sur le plan de symétrie, de la lame porteuse.

Ainsi, la ou les lames porteuses et de liaison présentent une résistance minimale dans l’eau lors de la navigation du bateau, améliorant sa vitesse de déplacement.

Selon un mode de réalisation avantageux, la lame porteuse est située, dans la configuration d’utilisation du dispositif sustentateur, à une distance de la coque supérieure à 130 %, et de préférence supérieure à 150 %, de la corde maximale de la lame porteuse.

Un tel éloignement permet de limiter les effets non souhaités de la lame porteuse sur le flux d’eau s’écoulant le long de la coque.

Préférentiellement, dans sa configuration d’utilisation, les éléments du dispositif sustentateur sont immobiles les uns par rapport aux autres et par rapport à la coque.

Le dispositif sustentateur est ainsi « passif » sans sa configuration d’utilisation, sa forme et sa position ne pouvant pas être modifiées pour répondre aux conditions de navigation. Cela n’empêche pas qu’il puisse être, dans certaines situations, déplacé dans une position escamotée, dans laquelle il n’est plus destiné à produire d’effets hydrodynamiques favorables.

De préférence, ce dispositif sustentateur ne présente aucune articulation permettant le déplacement de l’un de ses éléments par rapport à un autre.

Dans un tel cas, le dispositif sustentateur forme, dans sa configuration d’utilisation, un système dont les éléments sont fixes. Ce mode de réalisation a pour avantage de présenter une meilleure robustesse qu’un dispositif sustentateur dont les éléments seraient mobiles dans une configuration d’utilisation, de tels éléments mobiles étant plus susceptibles d’être endommagés ou détériorés lors de la navigation.

Avantageusement, le dispositif de sustentation est dépourvu de tout actionneur permettant la modification automatique de sa position ou de sa forme.

Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif sustentateur est assemblé de façon fixe à la coque. Sa configuration d’utilisation est alors sa configuration unique.

Par ailleurs, les éléments du dispositif sustentateur formant un assemblage fixe, l’installation d’un tel dispositif au bateau se trouve facilitée et le coût d’une telle installation est par la même occasion réduit.

Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif sustentateur est mobile entre une configuration d’utilisation, et une configuration rétractée, dans laquelle la lame porteuse est située à une distance de la coque inférieure à la corde maximale cette lame.

De préférence, dans ce cas, le dispositif de sustentation est configuré pour ne pas pouvoir être maintenu dans une position stable distincte de sa configuration d’utilisation et de sa configuration rétractée.

Le dispositif sustentateur selon ce mode de réalisation présente donc deux configurations, une configuration d’utilisation et une configuration rétractée. Cette seconde configuration rétractée permet par exemple au dispositif sustentateur d’être protégé lorsque le bateau navigue en eau peu profonde.

De façon avantageuse, la lame porteuse présente un angle de dièdre supérieur à 15°.

Cet angle de dièdre peut être défini par l’angle que forme, par rapport à un plan horizontal, la droite passant par l’extrémité proximale de la lame porteuse, qui est la plus proche du plan de symétrie, et par l’extrémité distale de la lame porteuse, qui est la plus éloignée du plan de symétrie.

Un tel dièdre positif permet d’améliorer la stabilité du bateau.

Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif sustentateur selon l’invention comporte une lame de liaison unique, de l’un des côtés du plan de symétrie, et une lame porteuse s’étendant du même côté du plan de symétrie, dont l’extrémité proximale, qui est la plus proche du plan de symétrie, est solidaire de la lame de liaison.

Un tel mode de réalisation met généralement en œuvre deux foils « en L », symétriques des deux côtés de la coque.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le dispositif sustentateur comporte une lame de liaison unique, de l’un des côtés du plan de symétrie, et une lame porteuse s’étendant du même côté du plan de symétrie, cette lame de liaison étant solidarisée à la lame porteuse entre l’extrémité proximale de la lame porteuse, qui est la plus proche du plan de symétrie, et l’extrémité distale de la lame porteuse, qui est la plus éloignée du plan de symétrie.

Selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif sustentateur comporte une lame de liaison de chaque côté du plan de symétrie, et une lame porteuse solidarisée aux deux lames de liaison, cette lame porteuse s’étendant des deux côtés du plan de symétrie.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le dispositif sustentateur comporte une unique lame de liaison s’étendant le long du plan de symétrie, et une lame porteuse solidarisée à cette lame de liaison, cette lame porteuse s’étendant des deux côtés du plan de symétrie.

Dans ce mode de réalisation, le dispositif sustentateur qui présente une forme « en T » ne comporte qu’une unique lame de liaison sous la coque, ce qui améliore les performances hydrodynamiques du bateau.

L’invention concerne également un bateau monocoque, dont la coque est symétrique par rapport à un plan de symétrie vertical, équipé d’au moins un dispositif sustentateur selon l’invention.

Selon un mode de réalisation préférentiel, ce bateau monocoque présente une coque planante. Avantageusement, cette coque présente un profil « en V ».
Liste des figures

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnée à titre de simple exemple figuratif et non limitatif, et accompagnée des figures parmi lesquelles :

• La représente, en perspective vue de dessous, la coque d’un bateau équipé de deux dispositifs sustentateurs selon un mode de réalisation de l'invention.
• La représente la coque de la en vue de dessous.
• La représente la coque de la en vue de face.
• La représente la coque de la en vue de côté.
• La représente la projection, sur le plan de symétrie de la coque de la , de la surface de la lame de liaison d’un des dispositifs sustentateurs équipant cette coque.
• La représente la projection, sur le plan de symétrie de la coque de la , de la surface de la lame porteuse d’un des dispositifs sustentateurs équipant cette coque.
• La représente, en perspective vue de dessous, la coque d’un bateau équipé d’un dispositif sustentateur selon un autre mode de réalisation de l'invention.
• La représente la coque de la en vue de face.
• La représente, en perspective vue de dessous, la coque d’un bateau équipé d’un dispositif sustentateur selon un autre mode de réalisation de l'invention.
• La représente la coque de la en vue de face.
• La représente, en perspective vue de dessous, la coque d’un bateau équipé d’un dispositif sustentateur selon un autre mode de réalisation de l'invention.
• La représente la coque de la en vue de face.

Description détaillée de modes de réalisation de l’invention

Les figures 1 à 3 montrent la coque 1 d'un bateau, qui est équipée de deux dispositifs sustentateurs 2 et 3, symétriques par rapport au plan de symétrie 10 de la coque 1.

Les dispositifs sustentateurs selon l’invention sont destinés à équiper des bateaux monocoques. En effet, les phénomènes de contre-gîte pouvant être causés par les dispositifs sustentateurs apparaissent principalement sur les bateaux monocoques.

La coque 1, dans le mode de réalisation représenté, est une coque de type planant, c’est-à-dire que les caractéristiques de la coque lui permettent de déjauger, sans pour autant que la coque ne sorte intégralement de l’eau. Une telle coque de type planant se distingue des coques de type « à déplacement » qui ne peuvent pas déjauger sous l’effet de la vitesse, et qui ont une vitesse limitée. Ces coques à déplacement ne présentent en effet pas de problème de gîte dans les virages. Une telle coque de type planant se distingue également des bateaux de type hydroptères, dont la coque peut ne plus être au contact de l’eau. La présente invention s’applique particulièrement à des coques de type planant, les dispositifs sustentateurs décrits dans la présente description présentant un effet particulièrement bénéfique sur de telles coques.

La coque d’un bateau est très généralement symétrique par rapport à un plan vertical passant par la direction longitudinale du bateau. Ce plan est appelé par la suite plan de symétrie 10 de la coque 1. La direction longitudinale 100 correspond à la direction horizontale passant par ce plan de symétrie 10 de la coque 1. Il correspond généralement à la direction d'avancement du bateau en ligne droite.

Dans la présente description, on considèrera le plan horizontal et la direction verticale par rapport à la coque 1, en considérant cette coque 1 comme immobile dans l’eau.

Les dispositifs sustentateurs 2 et 3 sont assemblés sous la coque 1 de façon fixe. Ainsi, ils ne sont pas montés mobiles par rapport à la coque 1, et ni leur position par rapport à la coque 1, ni leur forme ou configuration n’est variable ou asservie. Il est cependant possible, dans certains modes de réalisation de l’invention, de mettre en œuvre l'invention avec des dispositifs sustentateurs dont la position par rapport à la coque 1 peut être variable, notamment entre une configuration d’utilisation, ou configuration déployée, quand les dispositifs sustentateurs sont utilisés pour générer une portance du bateau, et une configuration rétractée, quand l'utilisation des dispositifs sustentateurs n'est pas souhaitée, par exemple quand le bateau se déplace à petite vitesse ou quand le tirant d'eau est insuffisant pour permettre leur utilisation en configuration déployée. Dans cette configuration rétractée, la lame porteuse peut être déplacée, par exemple en étant située à une distance proche de la coque, inférieure à la corde de la lame porteuse. Cependant, même dans le cas de dispositifs sustentateurs mobiles entre une configuration rétractée et une configuration déployée, la présente invention ne nécessite pas que la position des dispositifs sustentateurs par rapport à la coque 1, leur forme ou leur configuration soit variable ou asservie. Au contraire, l’invention vise à éviter de mettre en œuvre un tel asservissement.

L’invention décrite dans la présente demande porte donc, de façon préférentielle, sur les dispositifs sustentateurs dont les éléments sont immobiles les uns par rapport aux autres et par rapport à la coque, quand ils sont dans leur configuration d’utilisation. En particulier, elle porte sur les dispositifs sustentateurs qui ne présentent pas d’articulation permettant le déplacement d’un de ses éléments par rapport à un autre. De façon encore préférentielle, l’invention est particulièrement avantageuse pour les dispositifs sustentateurs assemblés de façon fixe à la coque, dans une configuration d’utilisation qui est leur configuration unique.

Dans le mode de réalisation représenté, les deux dispositifs sustentateurs 2 et 3 présentent des formes symétriques par rapport au plan de symétrie 10 de la coque 1. En conséquence, seule la forme du dispositif sustentateur 2 est décrite en détail ci-après. De tels dispositifs sustentateurs, généralement désignés par le terme anglais « foil », sont composés principalement d’éléments formant des lames, c’est-à-dire des bandes relativement plates et minces qui sont disposées sous la coque 1 de façon à opposer une résistance minimale à l’avancée du bateau dans l’eau. Ces lames présentent ainsi une corde supérieure à leur épaisseur, et, de préférence, une corde au moins égale au double de leur épaisseur.

Dans le mode de réalisation représenté, ce dispositif sustentateur 2 présente une configuration « en L » définissant deux portions dans le dispositif sustentateur 2. Une première portion, appelée par la suite lame de liaison 21, est le plus souvent désignée par le terme anglais « shaft ». Cette lame de liaison 21 est solidarisée à la coque 1 par une première de ses extrémités. Sa seconde extrémité, éloignée de la coque 1, porte la lame porteuse 22, qui constitue la deuxième portion du dispositif sustentateur 2.

Selon l'invention, la lame porteuse 22 est constituée par une structure en forme de lame, ou de bande plate et mince, délimitée par une surface supérieure et une surface inférieure. Les surfaces supérieure et inférieure se rejoignent, à l'extrémité de la lame porteuse 22 orientée vers l'avant du bateau, pour former le bord d'attaque 221 de la lame porteuse 22. Ces surfaces supérieure et inférieure se rejoignent également, au niveau de l'extrémité de la lame porteuse 22 orientée vers l'arrière du bateau, pour former le bord de fuite 222 de la lame porteuse 22.

La distance entre le bord d'attaque 221 et le bord de fuite 222 de la lame porteuse 22, mesurée dans un plan parallèle au plan de symétrie 10 de la coque 1, est appelée la corde de la lame porteuse 22. La distance maximale dans une direction verticale entre la surface supérieure et la surface inférieure de la lame porteuse 22, dans un plan parallèle au plan de symétrie 10 du bateau, est appelée l'épaisseur de la lame porteuse 22.

Dans le cas représenté par les figures 1 à 3, où la coque 1 est équipée de dispositifs sustentateurs 2 et 3 distincts et symétriques, des deux côtés du plan de symétrie 10 de la coque 1, la longueur de la lame porteuse 22 correspond sensiblement à la distance entre l’extrémité proximale de la lame porteuse 22, qui est la plus proche de ce plan de symétrie 10, et l’extrémité distale de la lame porteuse 22, qui est la plus éloignée de ce plan de symétrie 10. Bien entendu, dans le cas d’un dispositif sustentateur s’étendant des deux côtés du plan de symétrie 10, la longueur de la lame porteuse se définit comme sa longueur entre ses deux extrémités distales, à droite et à gauche du plan de symétrie 10.

La lame porteuse 22 est de préférence orientée de façon à présenter son bord d’attaque face à la direction longitudinale 100 du bateau, et à n’opposer qu’une résistance minimale à l’avancement dans l’eau. Pour cela, ses surfaces supérieure et inférieure sont de préférence sensiblement parallèles à la surface de la coque 1, et les directions normales à ces surfaces supérieure et inférieure sont de préférence sensiblement orthogonales à la direction longitudinale 100 du bateau. Cette orientation peut cependant varier sur la lame porteuse 22, en fonction notamment de la cambrure, de l'incidence et des variations d'épaisseur de la lame porteuse 22.

Cette orientation de la lame porteuse 22 est telle que la surface de la lame porteuse, projetée dans un plan normal à la direction longitudinale du bateau, est très inférieure à la surface de cette lame porteuse 22 projetée sur un plan horizontal. Ainsi, de préférence, la surface de la lame porteuse 22 projetée sur un plan normal à la direction longitudinale, c’est-à-dire vertical et perpendiculaire au plan de symétrie 10 de la coque 1, est inférieure à 20 % de la surface de cette lame porteuse 22 projetée sur le plan de symétrie 10.

De même, de préférence, la surface de la lame porteuse 22 projetée sur un plan normal à la direction longitudinale 100 est inférieure à 20 % de la surface de la lame porteuse 22 projetée sur un plan horizontal. Enfin, de préférence, la surface de la lame porteuse 22 projetée sur un plan normal à la direction longitudinale 100 est inférieure à 20 % de la surface de la lame porteuse 22 projetée sur le plan de symétrie 10 de la coque 1.

Dans le mode de réalisation représenté, la lame porteuse 22 possède, dans un plan parallèle au plan de symétrie 10, une section cambrée offrant une portance même à angle d'attaque nul. La section de la lame porteuse 22 peut présenter un profil, et notamment un angle de torsion (souvent appelé « angle de twist »), constant sur sa longueur ou variable sur sa longueur permettant d'optimiser les performances du dispositif sustentateur 2.

Dans les dispositifs sustentateurs faisant l’objet de la présente invention, les lames porteuses présentent un dièdre positif. Cela signifie qu’une droite passant par l'extrémité proximale et l'extrémité distale de la lame porteuse 22 est orientée vers le haut quand on s'éloigne du plan de symétrie 10. Dans un tel cas, la surface supérieure de la lame porteuse 22, orientée vers le haut et vers la coque, est également orientée dans la direction du plan de symétrie 10 de la coque 1. Cela signifie qu’un vecteur normal à cette surface supérieure et s’éloignant de cette surface est orienté à la fois vers le haut et vers le plan de symétrie 10. Au contraire, la surface inférieure de la lame porteuse 22, orientée vers le bas, est également orientée dans une direction s'éloignant du plan de symétrie 10 de la coque 1.

Un tel dièdre correspond bien sûr à l'orientation générale des lames porteuses. Dans le cas d'une lame porteuse présentant une forme complexe, il est possible qu'une portion minoritaire de cette lame porteuse présente une orientation différente, sans que cela sorte de la présente invention.

De façon générale, pour la mise en œuvre de la présente invention, il est préférable que la droite passant par l’extrémité proximale de la lame porteuse 22, qui est la plus proche dudit plan de symétrie 10 et par l’extrémité distale de cette lame porteuse 22, qui est la plus éloignée dudit plan de symétrie 10, forme, dans un plan vertical perpendiculaire au plan de symétrie 10, un angle inférieur à 75° avec ce plan de symétrie 10. Cela correspond à un angle de dièdre positif supérieur à 15°.

Cette orientation de la lame porteuse 22 lui permet avantageusement de s’étendre sensiblement parallèlement à la surface de la coque 1, à une distance déterminée par la longueur de la lame de liaison 21.

Dans le dispositif selon la présente invention, l'ensemble de la lame porteuse 22 est éloigné de la coque 1 d'une distance minimale qui est supérieure à la corde maximale de cette lame porteuse 22. De préférence, cette distance minimale est même supérieure à 150 % de la corde maximale de cette lame porteuse 22. Cette distance minimale entre la lame porteuse 22 et la coque 1 permet d'éviter que les perturbations hydrodynamiques de l'eau par la lame porteuse 22 n’entraînent des effets hydrodynamiques de cette eau sur la coque 1 qui soient préjudiciables.

Le bord d’attaque 221 de la lame porteuse 22 peut également former un angle, dans un plan horizontal, avec le plan normal à la direction longitudinale 100. Cet angle, généralement désigné par le terme anglais « sweepback », n’a qu’un effet de second ordre sur la gîte du bateau dans les trajectoires courbes.

Quand, comme dans le mode de réalisation représenté, le bateau est équipé d'un ou plusieurs dispositifs sustentateurs symétriques par rapport au plan de symétrie 10 de la coque 1, la distance entre les deux extrémités distales des lames porteuses 22, des deux côtés de ce plan de symétrie 10, constitue l'envergure du dispositif sustentateur.

Dans le dispositif selon l'invention, l'envergure des dispositifs sustentateurs est inférieure ou égale à la largeur de la coque 1 du bateau. Ainsi, ces dispositifs sustentateurs ne dépassent pas latéralement de la coque 1 du bateau. Ils ne gênent donc pas le bateau lors de manœuvres délicates et n'empêchent pas le bateau d’accoster le long d'un quai.

De tels bateaux équipés de dispositifs sustentateurs assemblés sous la coque sans dépasser latéralement de la coque sont plus faciles à manœuvrer, et notamment peuvent accoster facilement le long d’un quai. Une telle solution technique est donc préférée pour de nombreux bateaux. Elle peut cependant générer plus de difficultés pour stabiliser le comportement du bateau, notamment dans les trajectoires courbes, que les dispositifs sustentateurs de grande envergure, dépassant latéralement de la coque. La présente invention permet de pallier ces difficultés de stabilisation pour les dispositifs sustentateurs assemblés sous la coque sans dépasser latéralement de la coque.

La portion du dispositif sustentateur 2 qui relie la lame porteuse à la coque 1 du bateau est appelée la lame de liaison 21, mais est le plus souvent désignée par le terme anglais « shaft ». Pour améliorer les performances hydrodynamiques du dispositif sustentateur, il est souhaitable qu’il présente le moins possible de lames de liaison. Ainsi, dans le dispositif sustentateur 2 représenté par les figures 1 à 3, une seule lame de liaison 21 relie la lame porteuse 22 à la coque 1. Il est cependant possible, dans d'autres modes de réalisation, que deux lames de liaison, situées chacune d’un côté du plan de symétrie, relient la lame porteuse à la coque 1.

De façon habituelle, cette lame de liaison 21 est constituée par une structure en forme de lame, ou de bande plate et mince, délimitée par une surface interne, orientée vers le plan de symétrie 10 de la coque 1, et une surface externe orientée dans la direction opposée. Ces surfaces se rejoignent au niveau d'un bord d'attaque 221, orienté vers l'avant du bateau, et un bord de fuite 222, orienté vers l'arrière du bateau, la distance entre ce bord d'attaque 221 et ce bord de fuite 222 constituant la corde de la lame de liaison 21.

Dans le mode de réalisation représenté, cette corde est constante tout le long de la lame de liaison 21. Par ailleurs, pour la mise en œuvre de la présente invention, cette corde de la lame de liaison 21 est de préférence égale ou inférieure à la corde maximale de la lame porteuse 22, afin de maximiser l'impact de la lame porteuse 22 par rapport à la lame de liaison 21.

Cette lame de liaison 21 s'étend entre une extrémité proximale, au niveau de laquelle elle est solidarisée à la coque 1, et une extrémité distale, au niveau de laquelle elle est solidarisée à la lame porteuse 22. La distance entre ces deux extrémités forme la longueur de cette lame de liaison 21.

De préférence, selon la présente invention, cette longueur de la lame de liaison 21 est supérieure à la corde maximale de la lame porteuse 22 pour maintenir, entre la coque 1 et la lame porteuse 22, une distance minimale égale à la corde maximale de la lame porteuse 22. De façon préférentielle, cette longueur de la lame de liaison 21 est même supérieure à 150 % de la corde maximale de la lame porteuse 22 afin de maintenir une distance minimale, entre la coque 1 et la lame porteuse 22, d’au moins 150 % de la corde maximale de la lame porteuse 22.

Dans le mode de réalisation représenté, cette longueur de la lame de liaison 21 s’étend dans une direction sensiblement normale à la surface de la coque 1. Ainsi, l’angle que forme la lame de liaison 21 avec la verticale, également appelée angle de dièdre de la lame de liaison 21 (complémentaire de l’angle α1 représenté sur la ), est sensiblement égal à l’angle β formé par le V de la coque 1 avec l’horizontale.

La lame formant cette lame de liaison 21 est avantageusement orientée de telle façon que sa surface, dans un plan normal à la direction longitudinale 100 du bateau, soit très faible, afin de minimiser sa traînée. De préférence, dans le mode de réalisation représenté, la lame de liaison 21 possède une section symétrique minimisant sa portance.

Dans les dispositifs sustentateurs selon l'invention, la surface S2 de la lame porteuse 22 projetée sur le plan de symétrie 10 de la coque 1 est supérieure à la surface S1 de la ou des lames de liaison 21 reliant la lame porteuse 22 à la coque 1, projetée sur ce plan de symétrie 10.

Cette surface S2 de la lame porteuse 22 projetée sur le plan de symétrie 10 de la coque 1 est représentée hachurée sur la . La surface S1 de la lame de liaison 21 projetée sur le plan de symétrie 10 de la coque 1 est représentée hachurée sur la . Comme le montrent ces figures, la surface S2 de la lame porteuse 22 projetée sur le plan de symétrie 10 de la coque 1 est largement supérieure à la surface S1 de la lame de liaison 21 projetée sur ce plan de symétrie 10. De préférence, la surface S2 de la lame porteuse 22 projetée sur le plan de symétrie 10 de la coque 1 est même supérieure à 150 % de la surface S1 de la lame de liaison 21 projetée sur ce plan de symétrie 10.

Dans le cas où la lame de liaison 21 et la lame porteuse 22 sont sensiblement plates, ce rapport entre les surfaces S1 et S2, projetées sur le plan de symétrie 10 de la coque 1, peut s’exprimer en fonction de :

• la surface S1 de la lame de liaison 21,
• la surface S2 de la lame porteuse 22,
• l’angle α1, complémentaire de l’angle de dièdre de la lame de liaison 21,
• l’angle α2 de dièdre de la lame porteuse 22.

Ainsi, pour mettre en œuvre la présente invention, le dispositif sustentateur 2 doit répondre aux rapports suivants :
S1 . |sin(α1)| < S2 . |sin(α2)|
La surface S2 de la lame porteuse 22 projetée sur le plan de symétrie 10 de la coque 1 étant de préférence supérieure à 130 %, et encore préférentiellement supérieure à 150 % de la surface S1 de la lame de liaison 21 projetée sur ce plan de symétrie 10, les rapports suivants peuvent également s’appliquer :
1,3 x S1 . |sin(α1)| < S2 . |sin(α2)|
1,5 x S1 . |sin(α1)| < S2 . |sin(α2)|

Cette importance de la surface S2 de la lame porteuse 22 par rapport à la surface S1 de la lame de liaison 21, quand ces surfaces sont projetées sur le plan de symétrie 10 de la coque 1, suppose donc que la lame porteuse 22 présente un angle de dièdre α2 relativement important. Ce rapport permet avantageusement de maîtriser la gîte du bateau dans une trajectoire courbe, et notamment d'éviter que le bateau ne contre-gîte vers l'extérieur de la courbe.

En effet, quand le bateau circule sur une trajectoire courbe, il a tendance à déraper latéralement vers l'extérieur de cette courbe. Au cours de ce dérapage, l'eau exerce un appui latéral sur les dispositifs sustentateurs 2 et 3. Un tel appui latéral sur les lames de liaison tend, du fait de l'orientation de ces lames de liaison, à faire contre-gîter le bateau vers l'extérieur de la courbe. Au contraire, ce même appui latéral sur les lames porteuses tend, du fait de l'orientation de ces lames porteuses, et notamment de leur dièdre positif, à faire gîter le bateau vers l'intérieur de la courbe.

Quand les dispositifs sustentateurs présentent une répartition des surfaces de la lame de liaison et de la lame porteuse, projetées sur le plan de symétrie 10 de la coque 1, conforme à la présente invention, les lames porteuses offrent une plus grande prise à l'eau, quand le bateau dérape latéralement, que les lames de liaison. La contre-gîte générée par les lames de liaison est en conséquence compensée par la gîte générée par les lames porteuses.

Il est ainsi possible, selon l'invention, que le bateau équipé de dispositifs sustentateurs ne présente, dans une trajectoire courbe, qu'une contre-gîte très limitée vers l'extérieur de la courbe. Il est même possible, en choisissant soigneusement les paramètres des dispositifs sustentateurs, et notamment les surfaces et les angles de dièdre des lames de liaison et porteuses, qu'un tel bateau présente, lors d'une trajectoire courbe, une légère gîte vers l'intérieur de la courbe.

Le bateau présente alors un comportement plus proche de celui des bateaux non-équipés de dispositifs sustentateurs, plus confortable et sécurisant dans les trajectoires courbes. Il est à noter que, selon l'invention, cette amélioration du comportement du bateau dans les trajectoires courbes est obtenue à l'aide de dispositifs sustentateurs passifs dont les éléments ne sont pas mobiles, ni entre eux, ni par rapport à la coque 1 du bateau, pour répondre en temps réel aux conditions de navigation.

L'invention est décrite ci-dessus dans le cas de dispositifs sustentateurs présentant une forme « en L » placés symétriquement des deux côtés de la coque 1 du bateau. Il est cependant possible de mettre en œuvre l'invention avec des dispositifs sustentateurs présentant des formes ou des configurations différentes.

Ainsi, les figures 7 et 8 représentent une coque 1 qui est équipée d'un unique dispositif sustentateur 4 placé sous cette coque 1. Ce dispositif sustentateur 4 comprend deux lames de liaison 41 et 42, solidarisées à la coque 1 de façon symétrique par rapport au plan de symétrie 10 de la coque 1. Ces deux lames de liaison 41 et 42 portent une unique lame porteuse 43, qui s'étend des deux côtés de la coque 1, en étant symétrique par rapport au plan de symétrie 10.

Pour présenter le dièdre nécessaire à la mise en œuvre de l'invention, cette lame porteuse 43 présente, dans un plan transversal, une forme « en V ». Cette lame porteuse 43 présente par ailleurs les autres caractéristiques nécessaires à la mise en œuvre de l'invention. Ainsi, elle est maintenue par les lames porteuses 41 et 42 à une distance de la coque 1 supérieure à sa corde maximale, et son envergure est inférieure à la largeur de la coque 1, de telle façon qu'elle ne dépasse pas latéralement de cette coque 1. Enfin, la surface projetée sur le plan de symétrie 10 de la lame porteuse 43 est supérieure à la surface projetée sur le plan de symétrie 10 des lames de liaison 41 et 42.

Pour la mesure des rapports de surface projetée sur le plan de symétrie 10 des lames de liaison 41 et 42 et de la lame porteuse 43, il est possible de prendre en compte l'ensemble du dispositif sustentateur 4, en additionnant les surfaces, respectivement des lames de liaison 41 et 42 et des portions de la lame porteuse 43 qui sont situées des deux côtés du plan de symétrie 10. Du fait de la symétrie du dispositif sustentateur 4, il est également possible de ne prendre en compte, pour le calcul de ce rapport, que les éléments du dispositif sustentateur 4 qui sont situés de l'un des côtés du plan de symétrie 10.

Ce dispositif sustentateur 4 permet, s'il répond aux conditions de la présente invention, de maîtriser le comportement de gîte du bateau dans une trajectoire courbe.

Les figures 9 et 10 représentent une coque 1 qui est équipée d'un unique dispositif sustentateur 5 placé sous cette coque 1. Ce dispositif sustentateur 5 comprend une unique lame de liaison 51, solidarisée à la coque 1 et s’étendant dans le plan de symétrie 10 de la coque 1. Cette lame de liaison 51 porte une unique lame porteuse 52, qui s'étend des deux côtés de la coque 1, en étant symétrique par rapport au plan de symétrie 10.

Pour présenter le dièdre nécessaire à la mise en œuvre de l'invention, cette lame porteuse 52 présente, dans un plan transversal, une forme « en V ». Cette lame porteuse 52 présente par ailleurs les autres caractéristiques nécessaires à la mise en œuvre de l'invention. Ainsi, elle est maintenue par la lame de liaison 51 à une distance de la coque 1 supérieure à sa corde maximale, et son envergure est inférieure à la largeur de la coque 1, de telle façon qu'elle ne dépasse pas latéralement de cette coque 1. Enfin, la surface projetée sur le plan de symétrie 10 de la lame porteuse 52 est supérieure à la surface projetée sur le plan de symétrie 10 de la lame de liaison 51.

Pour la mesure des rapports de surface projetée sur le plan de symétrie 10 de la lame de liaison 51 et de la lame porteuse 52, il est possible de prendre en compte l'ensemble du dispositif sustentateur 5, en additionnant les surfaces des portions de la lame porteuse 52 qui sont situées des deux côtés du plan de symétrie 10, pour les comparer à la surface de l’unique lame de liaison 51.

Ce dispositif sustentateur 5 permet également, s'il répond aux conditions de la présente invention, de maîtriser le comportement de gîte du bateau dans une trajectoire courbe.

Les figures 11 et 12 représentent une coque 1 qui est équipée de deux dispositifs sustentateurs 6 et 7 symétriques placés sous cette coque 1, des deux côtés du plan de symétrie 10. Le dispositif sustentateur 6 comprend une unique lame de liaison 61, solidarisée à la coque 1. Cette lame de liaison 61 porte une lame porteuse 62, qui s’étend sensiblement parallèlement à la coque 1.

Cette lame porteuse 62 présente par ailleurs les autres caractéristiques nécessaires à la mise en œuvre de l'invention. Ainsi, elle est maintenue par la lame de liaison 61 à une distance de la coque 1 supérieure à sa corde maximale, et son envergure est telle qu'elle ne dépasse pas latéralement de cette coque 1. Enfin, la surface projetée sur le plan de symétrie 10 de la lame porteuse 62 est supérieure à la surface projetée sur le plan de symétrie 10 de la lame de liaison 61.

Ces dispositifs sustentateurs 6 et 7 permettent également, s'ils répondent aux conditions de la présente invention, de maîtriser le comportement de gîte du bateau dans une trajectoire courbe.

Claims (11)

1. Dispositif sustentateur (2, 3, 4, 5, 6, 7) pour un bateau monocoque, dont la coque (1) est symétrique par rapport à un plan de symétrie (10) vertical,
   ledit dispositif sustentateur (2, 3, 4, 5, 6, 7) étant assemblé sous ladite coque (1), sans dépasser latéralement de ladite coque (1),
   ledit dispositif sustentateur (2, 3, 4, 5, 6, 7) comprenant au moins une lame porteuse (22, 43, 52, 62) définie par

   • une surface supérieure, orientée vers ladite coque (1) et vers le plan de symétrie (10) de ladite coque (1), et
   • une surface inférieure orientée dans une direction opposée à ladite surface supérieure,

   lesdites surfaces supérieure et inférieure se joignant pour former, respectivement, le bord d’attaque (221) et le bord de fuite (222) de ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62), la distance entre ledit bord d'attaque (221) et ledit bord de fuite (222), mesurée dans un plan parallèle audit plan de symétrie (10), formant la corde de ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62),
   ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62) étant située, dans une configuration d’utilisation dudit dispositif sustentateur (2, 3, 4, 5, 6, 7), à une distance de ladite coque (1) qui est supérieure à la corde maximale de ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62),
   ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62) étant reliée à ladite coque (1) par l’intermédiaire d’au plus une lame de liaison (21, 41, 42, 51, 61) de chaque côté dudit plan de symétrie (10), ladite lame de liaison (21, 41, 42, 51, 61) présentant une extrémité proximale solidaire de ladite coque (1) et une extrémité distale solidaire de ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62),
   caractérisé en ce quela surface (S2), projetée sur ledit plan de symétrie (10), de ladite ou desdites lames porteuses (22, 43, 52, 62) est supérieure à la surface (S1), projetée sur ledit plan de symétrie (10), de ladite ou desdites lames de liaison (21, 41, 42, 51, 61).
2. Dispositif sustentateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface (S2), projetée sur ledit plan de symétrie (10), de ladite ou desdites lames porteuses (22, 43, 52, 62) est supérieure à 130 %, et de préférence supérieure à 150 %, de la surface (S1), projetée sur ledit plan de symétrie (10), de ladite ou desdites lames de liaison (21, 41, 42, 51, 61).
3. Dispositif sustentateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62) est située, dans ladite configuration d’utilisation dudit dispositif sustentateur (2, 3, 4, 5, 6, 7), à une distance de ladite coque (1) supérieure à 130 %, et de préférence supérieure à 150 %, de ladite corde maximale de ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62).
4. Dispositif sustentateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans ladite configuration d’utilisation dudit dispositif sustentateur (2, 3, 4, 5, 6, 7), les éléments dudit dispositif sustentateur (2, 3, 4, 5, 6, 7) sont immobiles les uns par rapport aux autres et par rapport à ladite coque (1).
5. Dispositif sustentateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est mobile entre ladite configuration d’utilisation, et une configuration rétractée, dans laquelle ladite lame porteuse est située à une distance de ladite coque (1) inférieure à ladite corde maximale de ladite lame porteuse.
6. Dispositif sustentateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite lame porteuse (22, 43, 52, 62) présente un angle de dièdre (α2) supérieur à 15°.
7. Dispositif sustentateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une lame de liaison unique (21), de l’un des côtés dudit plan de symétrie (10), et une lame porteuse (22) s’étendant du même côté dudit plan de symétrie (10), dont l’extrémité proximale, qui est la plus proche dudit plan de symétrie (10), est solidaire de ladite lame de liaison (21).
8. Dispositif sustentateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une lame de liaison unique (61), de l’un des côtés dudit plan de symétrie (10), et une lame porteuse (62) s’étendant du même côté dudit plan de symétrie (10), ladite lame de liaison (61) étant solidarisée à ladite lame porteuse (62) entre l’extrémité proximale de ladite lame porteuse (62), qui est la plus proche dudit plan de symétrie (10), et l’extrémité distale de ladite lame porteuse (62), qui est la plus éloignée dudit plan de symétrie (10).
9. Dispositif sustentateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une lame de liaison (41, 42) de chaque côté dudit plan de symétrie (10), et une lame porteuse (43) solidarisée auxdites deux lames de liaison (41, 42), ladite lame porteuse (43) s’étendant des deux côtés dudit plan de symétrie (10).
10. Dispositif sustentateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une unique lame de liaison (51) s’étendant le long dudit plan de symétrie (10), et une lame porteuse (52) solidarisée à ladite lame de liaison (51), ladite lame porteuse (52) s’étendant des deux côtés dudit plan de symétrie (10).
11. Bateau monocoque, dont la coque (1) est symétrique par rapport à un plan de symétrie (10) vertical, caractérisé en ce qu’il est équipé d’au moins un dispositif sustentateur (2, 3, 4, 5, 6, 7) selon l'une quelconque des revendications précédentes.