Domaine technique

La présente invention concerne le domaine des voiles pour tout type de navires, engins, véhicules ou embarcations. L' invention se rapporte plus particulièrement à un

dispositif permettant d'allonger, sur n'importe quelle voile, la longueur de l'extrados par rapport à l'intrados, augmentant de ce fait la dépression de cet extrados, et donc la puissance vélique de ladite voile.

Description du problème

Les voiles actuelles, composées d'une seule couche de matériau - généralement textile - ont un rendement qui pourrait être largement augmenté en les dotant d'un profil proche de celui d'une aile d'avion. Leur manque de

puissance implique la nécessité d'une grande surface de toile, et donc de mâts extrêmement hauts, afin de pouvoir propulser les navires de manière satisfaisante. Par petit temps, lorsque le vent vient à faiblir, le déficit de puissance de ces voiles traditionnelles les rendent incapables d'apporter la force vélique nécessaire.

Quant à l'aspiration - la portance - du profil d'aile d'avion, celui-ci pose le problème de la réversibilité lors du virement de bord. En effet, sur un avion,

l'extrados - induisant une dépression - est situé au dessus de l'aile, et l'intrados - induisant une pression - est situé en dessous de l'aile, et ce en toutes

circonstances . Dans le cas d'une voile, en revanche, l'aile - fût-elle textile - est positionnée verticalement. Lorsque le navire est bâbord amure, l'intrados doit se situer à bâbord, et l'extrados à tribord. A l'inverse, lorsque le bateau est tribord amure, l'intrados doit se situer à tribord et l'extrados à bâbord. Il s'agit donc d'adapter le profil à chaque virement de bord.

Description de l'état de la technique Un article dans le "Voile et Voiliers" du mois de juillet 2013 (numéro 509) présente un état des lieux de ce qu'on appelle les "voiles épaisses", c'est-à-dire les voiles qui tentent à apporter une solution au problème énoncé ci- dessus .

Ces voiles peuvent se diviser en deux catégories : les ailes rigides, et les ailes souples (voiles textiles) .

Les ailes rigides sont du type de celles utilisées, par exemple, pour les AC-45 ou les AC-72 pour 1 'America 's Cup . Elles sont composées de panneaux épais réglables. Très performantes, elles sont cependant inadaptées à la

navigation de plaisance, du fait qu'il est impossible de "réduire la voilure" en cas de nécessité lors d'une navigation. Ces bateaux ne naviguent d'ailleurs que dans des conditions de vent précisément réglementées (3 à 33 nœuds de vent, si l'état de la mer le permet) .

Quant aux ailes souples, il en existe apparemment deux types à l'heure actuelle :

^ le système type dit "Matin Bleu" : "la partie épaisse qui pivote autour du mât représente environ la moitié de la voile. La partie arrière est composée d'un seul pli fin"

^ le système "dit Orner / Ori Wing Sail ": "Sortie de l'imagination d'un pilote d'avion, elle tente

d'imiter jusqu'au bout l'aile rigide avec des matériaux souples. Le profil, réalisé en trois parties, est épais sur toute sa corde, ce qui est séduisant sur papier, mais nettement plus complexe dans la réalité.

Les documents de brevet suivants illustrent l'état de la technique quant à la conception de nouveaux dispositifs, mais qui ne divulgue pas de solutions similaires à la présente invention :

FR 2036208 / FR 2862278 / FR 2855493 / FR 2827570 / FR 2820109 / FR2840875 / FR2845063 / FR2856029 / WO 0189923 / WO 03024782 / WO 03039948 / EP1535835 / EP1520781 / DE 19500413 / US 5868092 / CA 2257285 / EP 1785345 Al et plus particulièrement GB 2231854 et FR 2955830 et US 5931109.

But de l'invention

La présente invention propose d'optimiser le rendement d'une voile - sa puissance vélique - en la dotant d'un dispositif spécifique permettant d'allonger son extrados

Résumé de l'invention

L'invention consiste en l'apposition, sur chaque côté d'une voile, de structures textile qui, en gonflant, forment une sorte de protubérance (une bulle, ou "bubble" en anglais) ayant pour but d'allonger l'extrados de ladite voile, et ainsi d'en augmenter la puissance vélique. Ces structures pourront être dénommées "bulle (s)" dans la suite de cet exposé.

Ces structures se gonflent automatiquement grâce à la dépression présente sur l'extrados, et restent

naturellement dégonflées côté intrados, à cause de la pression exercée par le vent de ce côté.

On pourra éventuellement augmenter la pression à

l'intérieur de ces structures textiles grâce à des prises d'air situées dans leur partie avant (proche du mât ou de l'étai), ou encore dans leur partie supérieure (le haut de la voile) . Dans ce cas, un système de clapet permettra éventuellement d'obstruer ces prises d'air. On comprendra que seule une bulle située sur l'extrados - donc du côté opposé à l'amure - est gonflée en navigation, l'autre étant étouffée, soit par la pression de l'air, soir par obturation de sa prise d'air.

On notera que ce système de gonflement est très proche de celui d'un parapente.

Afin de faciliter le gonflement de la bulle côté extrados, celle-ci sera éventuellement percée d'une ou plusieurs ouvertures, permettent l'entrée d'air, et facilitant son décollement de la voile centrale.

Selon un autre mode de réalisation, la bulle est réalisée en textile percé de petit trous, par exemple de type

"mesh", laissant passer un flux d'air contrôlé. Il peut s'agir par exemple d'une toile de type trampoline.

Afin de faciliter l'écoulement laminaire du flux d'air, le bord de fuite et/ou le bord d'attaque pourrait être partiellement ouvert.

Le nombre de compartiments par bulle peut varier de par exemple de 2 à 50, ce nombre n'étant cependant pas

limitatif .

Notons encore que selon le mât et le haubanage utilisé, il pourra-t-être nécessaire de découper les tuyères de sorte à ce qu'elles ne prennent pas appuis sur les barres de flèche, haubans, galhaubans, etc..

Selon un mode de réalisation de base de l'invention, les structures sont gonflées uniquement sur l'extrados. Cela signifie que celles situées sur l'intrados pendent sur la voile, entraînant une perturbation de l'écoulement du flux. Bien que cela ait moins d'importance du côté de l'intrados, deux modes de réalisation permettent d'éviter cet inconvénient.

Selon un autre mode de réalisation en effet, on propose un système de bandes circulant verticalement dans la

structure et permettant d'étarquer la voile côté intrados.

Selon encore un autre mode de réalisation, qui favorise la performance pure, on prévoit la présence de deux voiles parallèles à hisser en alternance sur le même mât

(présentant éventuellement deux rails de guindant) et sur la même bôme (présentant éventuellement deux rails de bôme) . La voile de bâbord présente la structure gonflable sur son côté bâbord, et celle de tribord, la structure gonflable sur son côté tribord. En navigation, les deux voiles sont dès lors envoyées et affalées en alternance. Si le système décrit au paragraphe précédent est parfait pour la course au large ou les grandes croisières, il est en revanche fort contraignant pour les parcours

nécessitant de nombreux virement de bord. Dans ce cas, l'invention propose également, dans une forme de

réalisation, on pourrait faire en sorte que toutes les structures gonflables puissent être affalée soit sur bâbord, soit sur tribord, indépendamment de la grand voile elle-même .

La figurée 1 illustre de manière schématique un mode de réalisation simplifié.

On illustre le dispositif de voilure comportant la voile 1 sur laquelle est partiellement appliquée une structure en toile 2 formant des compartiments ou caissons 3 délimités par des membranes (voir nervures 5) , par la voile 1 et par la toile 2. On prévoit des oeillets 4 permettant

l'aspiration de l'air lors de la dépression provoquée à l'extrados et en provoquant ainsi le gonflage du

dispositif de voilure 10.

Les avantages de la solution proposée sont nombreux. Nous retiendrons :

1. le coût peu élevé de la réalisation d'une tel

dispositif,

2. le fait que cette structure peut être mise en place sur n'importe quelle voile existante, et sur

n'importe quel bateau

. le fait qu'il reste possible de "réduire la voilure", les structures gonflables s 'affalant automatiquement avec la grand voile

. les avantages intrinsèques de l'invention déjà

mentionnés: le gain de puissance vélique, surtout dans le petit temps et dans le médium, ainsi qu'un meilleur angle de remontée au vent. notera les détails de réalisation ci-après : . Au lieu d'une prise d'air par tuyère, il est

également possible de ne mettre que deux prises d'air au sommet de la voile, et de renvoyer le flux d'air vers les tuyères situées plus bas en perçant les nervures horizontales donnant leur forme à ces tuyères de quelques trous, consolidés par des

œillets . les prises d'air pourront soit se commander à la main, à l'aide de bouts prévus à cet effet, mais pourrons également être munies de clapets

automatiques, gérant l'ouverture et la fermeture de ces clapets en fonction de l'angle du mât par rapport au vent, ou encore de la pression / dépression sur l'intrados et l'extrados selon un mode préféré de l'invention la structure permet de faire se gonfler / dégonfler l'extrados et l'intrados sans injection de pression d'air, en jouant simplement sur la dépression du côté extrados, et sur la pression du côté intrados. Dans ce cas, les tuyères, caissons ou compartiments seront éventuellement percées d'oeillets (4) à un endroit neutre - généralement dans la moitié située du côté du bord de fuite - afin de permettre au textile de se plaquer contre la voile du côté de l'intrados, et de se décoller de celle-ci du côté de l'extrados.