Les mâts en carbone actuellement réalisés mettent en oeuvre des techniques utilisées avec les mâts en alliage léger pour la fixation des différentes ferrures sur lesquelles sont montées les pièces d'accrochage équipant ces mâts. Ainsi, ces ferrures, réalisées généralement en métal, sont rapportées à l'aide de rivets sur des tubes préalablement fabriqués.

Sur les bateaux de pointe, c'est-à-dire destinés à la compétition, les pièces d'accrochage, notamment des barres de flèches et des haubans, sont réalisées en matériau stratifié, directement sur le tube constituant le mât, ce qui constitue une technique artisanale difficile à mettre en oeuvre et très coûteuse.

La présente invention se propose de s'affranchir des inconvénients des techniques actuellement mises en oeuvre pour la fabrication des mâts en carbone, de façon à obtenir des mâts étanches permettant d'accroître la stabilité du bateau aux grands angles de gîte et donc la sécurité, tout en facilitant la fabrication et le montage. Selon la technique apportée par l'invention, le tube du mât n'est pas percé, ce qui permet de ne pas

réduire la résistance du mât (les trous pratiqués dans le tube du mât diminuent la résistance du matériau composite constituant le tube de 25 à 50%) et les différentes pièces et ferrures sont conçues et fixées sur le mât de façon à contribuer à assurer l'étanchéité du mât.

En conséquence, la présente invention concerne un mât en carbone réalisé à partir d'un tube, notamment en matériau pré-imprégné, fabriqué par enroulement filamentaire ou par pultrusion, qui est caractérisé en ce que le tube constituant le mât est maintenu étanche en y fixant par collage les pièces d'accrochage des différents éléments équipant le mât et notamment le haubannage et le support des barres de flèches, et en réalisant de façon étanche la tte de mât, la pièce d'étambrai et le support de mât, ces différentes pièces d'accrochage étant réalisées de manière à contribuer à assurer l'étanchéité du mât.

Selon une caractéristique de la présente invention, les différentes pièces d'accrochage comportent une ferrure en fer à cheval conçue de façon à venir s'appliquer contre les'parois du tube constituant le mât, en épousant ces dernières, la mise en place de cette ferrure étant réalisée à l'aide d'une pince et sa fixation sur le profil étant assurée par collage.

Selon la présente invention, le collage des pièces d'accrochage sur le tube en carbone constituant le profil du mât s'effectue par injection de colle au travers de canaux prévus dans lesdites pièces.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés qui en

illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins : - la figure la est une vue en coupe par un plan horizontal d'un tube de mât en carbone auquel s'applique la présente invention ; - les figures 1b à 1h sont des vues destinées à illustrer la mise en place dans le tube, des moyens prévus pour protéger les drisses ; - la figure li est une vue similaire à la figure la représentant le mât avec son rail sur lequel circulent les chariots de la grand'voile et qui, par ailleurs, peut recevoir la ferrure de vit de mulet ; - la figure 2 représente, en élévation latérale, un bateau équipé-d'un mât sur lequel on a identifié les différentes ferrures ; - les figures 3a à 3d illustrent la fabrication des pièces d'accrochage ; - la figure 4 est une vue en plan représentant la pince mise en oeuvre selon l'invention pour positionner les pièces d'accrochage sur le tube constituant le mât ; - les figures 5a à 5d sont des vues partielles illustrant un mode de réalisation d'un système d'accrochage d'étai ou de prise de spinnaker ; - les figures 6a et 6b sont respectivement des vues en élévation latérale et en plan des pièces réalisées selon l'invention pour l'accrochage de l'étai et des haubans ; - les figures 7a et 7b sont respectivement des vues en élévation latérale et en plan des pièces qui, selon l'invention, portent les haubans ainsi que les supports de barres de flèches ;

- les figures 8a à 8c illustrent un autre exemple de réalisation de la pièce qui, selon l'invention, supporte les barres de flèches et les haubans ; - les figures 9a à 9d illustrent un exemple de réalisation de la tte de mât étanche équipant le mât selon l'invention ; - les figures 10a et lOb représentent un exemple de réalisation d'une pièce d'étambrai équipant le mât objet de l'invention.

- les figures lla à lld illustrent un premier exemple de réalisation d'un support de mât selon l'invention, et - les figures 12a à 12c illustrent un autre exemple de réalisation du support de mât ; On se réfère en premier lieu aux figures la-li et à la figure 2.

La figure la représente, en coupe horizontale, un tube à partir duquel est réalisé le mât selon l'invention. Ce tube 1 en carbone peut tre fabriqué en mettant en oeuvre la technique connue dite de pultrusion.

Il est constitué par 65 à 75% de fibres unidirectionnelles à 0°, entourées de deux couches de fibres à plus ou moins 45°. Une couche à 0° peut en outre tre placée à l'extérieur afin de favoriser le frottement. Le profil ainsi réalisé comporte un rail 2 pour les chariots équipant la grand'voile. Ce rail 2 peut tre renforcé à l'abrasion à l'aide d'une tôle préformée en tout matériau présentant une dureté suffisante, tel que notamment de l'aluminium, de l'acier inoxydable ou du titane. Cette tôle préformée peut tre maintenue sur le rail par simple pression ou bien à l'aide d'un collage.

Ce rail 2 peut également recevoir le vit de mulet supportant la bôme.

Sur la partie arrière du profil de ce tube 1 et à l'intérieur de celui-ci (figure lb), on colle un tube en polychlorure de vinyle 3 destiné à recevoir les drisses telles que 4, ce tube pouvant tre complété par deux tubes de diamètre plus réduit tels que 5 pour le passage des fils électriques 6 (alimentation des feux, transmission aux instruments des informations des différents capteurs tels qu'anénomètres etc...). Dans la variante illustrée par la figure 1c, ces tubes sont remplacés par une cloison 7 également collée sur les parois internes du profil du mât.

Dans la variante illustrée par la figure Id, on prévoit un profil extérieur 8 rapporté sur le mât 1 pour assurer la protection des drisses 4 et des fils électriques 6.

Sur les figures le à lh, on a représenté un exemple de mise en place et de fixation du tube 3 recevant les drisses 4. Sur ce tube 3 (figure le), on place de façon discontinue, des bandes adhésives double face ou des bandes ou points de colle tels que 9. Le tube 3 (figure le) est placé sur un support 10 muni de griffes 11 constituant un berceau de façon à maintenir le tube 3, ce support 10 (figure If) est poussé à l'intérieur du profil du mât 1, et lorsque ce tube est à son emplacement correct, on fait tourner le support 10 de manière que le tube 3 vienne se positionner à l'endroit approprié dans le profil du mât 1, en reposant sur les bandes d'adhésif ou les points de colle 9 (figure 1g). On introduit alors une charge 12 à l'intérieur du tube 3 (figure lh) de manière à assurer la pression nécessaire à la prise du collage du tube 3. En variante ou en outre, la pression

de collage peut tre assurée à l'aide d'un moyen de charge extérieur 13.

Sur le rail 2, prévu de fabrication sur le tube 1 du mât, peuvent circuler les chariots à billes 14 équipant la grand'voile (figure li), ce rail 2 pouvant également recevoir la ferrure de vit de mulet.

On se réfère maintenant à la figure 2 des dessins annexés sur lesquels on a représenté de façon schématique un bateau équipé d'un mât 1 selon l'invention, ce dernier étant pourvu de toutes ses ferrures et pièces d'accrochage contribuant à assurer l'étanchéité et qui seront décrites ultérieurement.

Sur cette figure 2, le mât 1 comporte donc une pièce de tte de mât 15, une ferrure 16 pour l'accrochage du spinnaker, une ferrure 17 pour l'accrochage de l'étai et des haubans, une ferrure 18 pour l'accrochage des barres de flèches, une ferrure 19 pour l'accrochage de la bôme et des ferrures 20 et 21, respectivement d'étambrai et de pied de mât.

Toutes ces pièces sont préfabriquées à la main, soit dans des moules mâles et femelles, soit sur des moules mâles en enroulement robotisé, soit en composite, soit en résine drapée, coulée. Selon la présente invention, ces différentes pièces sont réalisées de façon à contribuer à assurer l'étanchéité du mât sur lequel elles sont maintenues par collage.

On décrira maintenant la fabrication de ces pièces d'accrochage ainsi que leur mode de mise en place sur le profil du mât 1.

On se réfère en premier lieu aux figures 3a à 3d qui illustrent les différentes étapes de fabrication sur lesquelles : les figures 3a et 3c sont des vues en coupe

horizontale, la figure 3b est une vue en coupe verticale de la figure 3c et la figure 3d est une vue schématique en plan illustrant l'une des étapes.

Selon la présente invention, on commence par utiliser un profil réel ou simulé destiné à servir de noyau de moule 22, ce noyau pouvant tre réalisé en carbone ou en métal, par exemple en aluminium ou en acier. Sur ce moule 22, on positionne un contre-moule 23, de préférence en silicone. Ce contre-moule est armé à l'aide de fibres de verre ou de carbone afin de conserver une certaine rigidité. Dans le moule ainsi obtenu, on drape des tissus extérieurs et intérieurs multidirectionnels tels que 24 (figure 3d) entre lesquels sont mis en place, autour de douilles perdues 25, des fils unidirectionnels destinés à répartir l'effort autour de la pièce. L'ensemble ainsi constitué par les tissus extérieurs, les douilles et les tissus intérieurs, est placé dans le moule en silicone 23 (figures 3b et 3c). Le tout est refermé sur le noyau de moule 22, l'ensemble est mis sous vide et éventuellement placé en étuve ou en autoclave. Avant de refermer le contre-moule 23 sur le noyau de moule 22, on peut placer autour du noyau 22 un film 26 en silicone nervuré de façon à obtenir des canaux au travers desquels s'effectuera le collage de la pièce après mise en place de cette dernière sur le profil du mât 1 ainsi qu'on le décrira ci-après.

Les pièces d'accrochage réalisées comme décrit ci- dessus, présentent des dimensions internes légèrement plus petites que le profil extérieur du mât 1. Elles sont mises en place sur ce profil à l'aide d'un outillage illustré par la figure 4 qui se présente sous la forme d'une pince désignée dans son ensemble par la référence

27. Cette pince 27 s'appuie sur la pièce telle que 29 par l'intermédiaire d'un becquet 28. La pince permet donc de maintenir la pièce d'accrochage ouverte de façon à faciliter son introduction sur le profil du mât 1 et, lorsqu'elle est positionnée en son emplacement prévu, il suffit de relâcher la pression sur les poignées de la pince pour que la pièce 29 trouve précisément sa place sur le mât, sans en bouger. Après cette mise en place, il suffit d'injecter de la colle au travers des trous 30 prévus à cet effet (ces trous étant par exemple obtenus grâce à la mise en place du film en silicone nervuré 26 décrit précédemment).

On se réfère maintenant aux figures 5a à 5d qui illustrent un mode de réalisation de la pièce d'accrochage d'étai ou de prise de spinnaker 16 (voir la figure 2).

La figure 5a est une vue en coupe par un plan horizontal, la figure 5b est une vue en élévation latérale, la figure 5c est une vue en coupe par un plan axial vertical de la figure 5a et la figure 5d illustre un détail de la figure 5b, à échelle agrandie.

Comme on le voit sur ces figures, cette pièce d'accrochage 16 est constituée d'une ferrure en forme de fer à cheval 31 conçue de façon à se positionner sur le mât, en en épousant la forme extérieure de son profil, comme décrit précédemment. Cette pièce est collée sur le mât en mettant en oeuvre la technique décrite ci-dessus et elle reçoit un étrier 32 pour l'ancrage de l'étai et la mise en place des poulies de drisse (voir la figure 5d).

Cet étrier 32 est maintenu sur la ferrure 31 à l'aide d'un axe tel que 33, une douille métallique 34 étant interposée entre l'axe 33 et des paliers supports 35

faisant partie intégrante de la ferrure 31. Cette pièce d'accrochage 16 est constituée de fibres unidirectionnelles et multidirectionnelles qui reprennent les efforts s'exerçant sur l'étrier 32 afin de les reporter sur le mât 1. On prévoit des canaux tels que 36 pour l'injection de la colle sur le mât, la colle étant introduite dans les canaux au travers des trous d'injection 37.

Les figures 6a et 6b représentent la ferrure 17 (voir la figure 2) servant à l'accrochage de l'étai et des haubans. Cette pièce 17, comme la pièce 16 précédemment décrite, est constituée d'une ferrure en fer à cheval 38 dont la paroi épouse le profil extérieur du mât 1 et qui comporte deux nervures, respectivement haute 39 et basse 39', qui reçoivent des étriers porte-haubans tels que 40 et 40', ces étriers étant maintenus sur la ferrure 38 à l'aide d'axes d'articulation ainsi qu'on le voit clairement sur les figures 6a et 6b. La mise en place s'effectue à l'aide d'une pince 27 (figure 4) et la fixation est réalisée par collage comme décrit précédemment.

Sur les figures 7a et 7b, on a représenté un exemple de réalisation de la pièce 18 qui, selon l'invention, permet de supporter les barres de flèches et également de porter les haubans. Cette pièce est également constituée d'une ferrure en forme de fer à cheval 41 qui vient se positionner sur le profil extérieur du mât en en épousant la forme. Elle comporte deux nervures 41 et 41'entre lesquelles est interposé un étrier porte-hauban 42 qui s'appuie sur un tube de renfort 43 permettant de reporter l'effort du hauban sur l'étrier 42 à ses parties inférieure et supérieure. Les barres de flèches (dans cet

exemple de réalisation, elles sont constituées de deux tubes 44, 44') sont supportées par une douille ovalisée 45, par l'intermédiaire d'une tige filetée 46 soudée sur la douille et sur laquelle vient se visser une autre douille 47 recevant l'extrémité du tube de barres de flèches 44 ou 44'. La mise en place de cette ferrure 18 sur le mât 1 et sa fixation par collage s'effectuent de la manière décrite précédemment.

On se réfère maintenant aux figures 8a à 8c qui illustrent un autre exemple de réalisation de la pièce supportant les barres de flèches et les haubans. Sur ces figures, la figure 8a est une vue en élévation latérale de cette pièce, la figure 8b est une vue en coupe par un plan horizontal et la figure 8c est une vue partielle en élévation frontale.

Dans cet exemple de réalisation, cette pièce est encore constituée d'une ferrure en forme de fer à cheval, composée d'une peau ondulée et nervurée 48. Sur cette peau 48, sont vissées des tiges filetées telles que 49 à l'extrémité desquelles est prévue une sphère 50. Sur cette sphère 50, vient s'appuyer une portée sphérique telle que 51 prévue à l'extrémité de chaque barre de flèche telle que 52. Cette portée sphérique 51 peut s'enfiler sur la sphère 50 grâce à un système dit quart de tour. Ainsi, la portée sphérique 51 permet de maintenir les barres de flèches tubulaires telles que 52.

Chaque hauban tel que 53 (figure 8c) se termine par une tte hémisphérique 54 prenant appui sur un épaulement en carbone 55 par l'intermédiaire d'une coupelle de frottement 56, de préférence en acier inoxydable.

L'épaulement 55 est prolongé vers l'avant et vers l'arrière de façon à recevoir les supports de barres de

flèches 57, ainsi qu'on le voit sur la figure 8b, ces supports faisant partie de la ferrure en forme de fer à cheval 48.

Le mode de mise en place de cette ferrure et sa fixation sur le profil du mât s'effectuent de la manière précédemment décrite.

On se réfère maintenant aux figures 9a à 9d qui illustrent un mode de réalisation de la tte de mât étanche (désignée par la référence 15 sur la figure 2).

La figure 9a est une coupe par un plan horizontal de cette tte de mât, les figures 9b, 9c et 9d sont respectivement des vues en élévation latérale, en plan et en élévation frontale.

Comme on le voit sur ces figures, la tte de mât comporte une pièce de forme 58 qui est réalisée de façon à assurer l'étanchéité et à venir s'emboîter sur la partie supérieure du profil du mât 1. Cette pièce de forme présente une configuration générale en « chapeau » et elle comporte des nervures internes et externes de manière à assurer son maintien sur le mât. Elle comporte une collerette 60 entourant la partie supérieure du mât pour assurer l'emboîtage sur ce dernier ainsi qu'une partie en saillie 59 pour le passage des drisses. Le dessus de cette pièce d'étanchéité 58 est conformée de façon à recevoir directement soit une poulie de drisse, soit un support de poulie 61. Ce support peut tre réalisé sous la forme d'un tube ou d'une portion de tube recevant les axes 62 des poulies et les poulies telles que 63. Le support de poulies 61 est maintenu par collage dans la pièce d'étanchéité 58.

On peut prévoir un cache permettant de masquer les axes de poulies, de loger les feux de position et les

capteurs prévus en tte de mât, tout en assurant l'aérodynamisme de la tte de mât.

On voit que les drisses 4 redescendent à l'intérieur du tube 3, comme décrit précédemment en référence à la figure lb. De mme, on voit sur la figure 9a les tubes 5 qui sont prévus pour le passage des fils électriques (alimentation des feux, transmission aux instruments des informations des différents capteurs tels qu'anénomètres etc...). Ainsi qu'on l'a déjà mentionné ci-dessus, les tubes tels que 5 collés à l'intérieur du profil du mât peuvent tre remplacés par une cloison 7, également collée dans ce profil.

On décrira maintenant la pièce d'étambrai (désignée par la référence 20 sur la figure 2) qui équipe le mât selon l'invention et dont un exemple de réalisation a été représenté sur les figures 10a et 10b : la figure l0a étant une vue en coupe axiale verticale et la figure lOb étant une vue en plan.

Cette pièce d'étambrai est constituée d'un élément circulaire 64 qui est découpé de façon à recevoir le profil du mât 1. Elle vient prendre appui sur une douille 65, elle-mme boulonnée sur le pont 66 du bateau. Sur le profil du mât, on prévoit une collerette 67 qui est collée sur le profil, dans sa partie située au-dessus du pont 66 en venant recouvrir la douille 65, l'étanchéité entre la collerette 67 et la douille étant assurée par l'interposition d'un joint à lèvre 68.

On notera que grâce à cette disposition, le mât bénéficie d'une certaine liberté de déplacement (de l'ordre de quelques centimètres) vers le haut, tout en maintenant les fonctions d'étambrai, d'étanchéité et d'appui.

on se réfère maintenant aux figures 11a à lld, afin de décrire un premier exemple de réalisation d'un support de pied de mât selon la présente invention, ce support ayant été désigné par la référence 21 sur la figure 2.

Sur ces figures, les figures lla et llb sont respectivement des vues en coupe axiale verticale, en élévation latérale et frontale et les figures llc et lld sont respectivement des vues en plan et en coupe horizontale.

Dans ce premier exemple de réalisation, le support de mât est constitué d'une pièce en carbone désignée dans son ensemble par la référence 69. Cette pièce est conçue de façon à obturer la partie inférieure du profil du mât 1, comme on le voit clairement sur les figures lla et llb ainsi que la partie inférieure du tube 3 prévue pour le passage des drisses. Cette pièce présente une configuration générale en « chapeau » et elle comporte des nervures internes et externes de manière à assurer son maintien sur le mât.

A la sortie du tube 3 de passage des drisses, on prévoit une cage 70 pour'le logement des reas, cette cage permettant d'extraire les drisses. Les efforts du mât sur le bateau sont transmis par l'intermédiaire d'un support 71 comportant une cavité sphérique dimensionnée de manière à loger une sphère 72 montée à l'extrémité d'un arbre fileté 73 venant se visser dans un support 64 en appui sur le fond du bateau. La position verticale de cette sphère est donc ainsi réglable. A cet effet, on prévoit un méplat sur la sphère 72 afin de faire tourner cette dernière et de permettre de monter et de descendre le mât. La pièce d'obturation 69 comporte des nervures

telles que 75 (figure lld) afin d'assurer la tenue du profil.

Les figures 12a à 12c illustrent une variante de réalisation de la pièce d'étambrai. Dans cette variante, on retrouve les éléments constitutifs de la pièce d'étambrai décrite ci-dessus en référence aux figures lla à lld, mais le support sphérique du pied de mât est ici remplacé par un tube cylindrique 76 pouvant tre réalisé en stratifié ou en aluminium coulé sur lequel vient s'emboîter la pièce d'obturation 69, ce tube supportant le mât ainsi que la boîte à reas 70.

Il ressort de la description qui précède que l'invention permet de réaliser des mâts en carbone dont toutes les ferrures contribuent à assurer l'étanchéité, cette fabrication étant facile et économique à mettre en oeuvre.

Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes.