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HYDRODYNAMIQUE
Carènes en voûte fermée
Ce
document ne comporte ni schéma ni indication technique précise sauf le résultat
qui montre que cette invention permet une résistance à l’avancement
extraordinairement faible.
Le
document concernant la technologie est disponible, après que vous ayez signé un
Accord de Confidentialité et de Coopération, indiquant:
-
d’une part que vous ne diffuserez pas les informations contenues dans les
documents que je vous ferai parvenir ni celles contenues dans les conversations
que nous pourrons avoir,
-
d’autre part que vous ne construirez rien d’après cette théorie sans que vous
en ayez acquis la licence.
Carènes en voûte fermée
Résultats
de 4 ans d’études théoriques et pratiques
But atteint: réduction de la résistance
à l’avancement,
Avantage obtenu: réduction de l’énergie nécessaire à l’avancement,
Conséquences économiques: Réduction de la
consommation,
Réduction de la motorisation.
Possibilité d’augmentation de la
vitesse.
Une
théorie:
la
Théorie des Formes Porteuses:
Postulat:
pour réduire la résistance à l’avancement, il faut diminuer l’enfoncement dans
l’eau.
Moyen:
prendre appui sur la surface de l’eau
Mise en évidence de la propriété de
pseudo-élasticité de la surface de l’eau
Création d’un indice de forme des
coques planantes
Une
forme retenue:
La
Voûte Fermée offrant le maximum de portance en aquaplaning.
Un
brevet
Architecture:
Etude
d’adaptation de carènes en voûte fermée
- pour différents types de bateaux:
mono et multicoques,
- de différentes fonctions:
rapidité, capacité,
- notion de discontinuité,
agencement de voûtes multiples,
- coupes transversales et
longitudinales fixes ou évolutives,
- Semi - submersibilité, équipement
d’hydravions.
Application:
Sur
différents types de bateaux:
- Catamaran,
- monocoques de rapport longueur /
largeur de 3,7 à 2,3 construits avec
l’aide de l’ANVAR, Chomarat (Tissus de verre), Cray Valley (Résine polyester).
Etude
scientifique des résultats:
- Expérimentation par éléments,
- Compréhension des phénomènes et
détermination des solutions qui s’imposent,
- Réalisation et étude d’erreurs de
réalisation possibles.
Technologie:
Détermination théorique des
performances des carènes en voûtes fermées.
Détermination des normes de
construction de carènes à voûte fermée,
permettant
de créer de nouveaux modèles de toutes tailles, toutes architectures,
avec
des bonnes chances d’obtenir immédiatement les résultats, performances
escomptées.
Pour
les architectures non encore explorées en navigation, une maquette est utile.
Carènes à voûte fermée
Intérêt économique et
financier:
Economie
d’au moins ¼ sur un budget essence trop important.
Argument
de vente: prix inférieur de l’ensemble
coque + moteur,
( à
performances égales mais avec moteur plus petit.)
Intérêt écologique:
Moindre
pollution
(moindre
consommation)
Moindre
épuisement des réserves d’énergie non-renouvelable.
Le principe de fonctionnement:
Le
principe d’action de la coque sur l’eau est le suivant:
Chaque
fois que la coque touche l’eau, elle est autant que possible renvoyée vers le
bas, les perturbations dans l’eau dues au passage du navire sont donc
concentrées sous la carène.
Bien
sûr après le passage du navire, l’eau reprend sa place et il y a création d’une
onde faible.
Au
contraire le passage des navires normaux a tendance à envoyer l’eau au loin,
les perturbations sont envoyées ailleurs que sous la coque, elles ne servent
pas à sustenter le bateau, c’est un travail qu’il faut encore fournir.
L’énergie
est dépensée sous forme d’embrun et d’onde.
En
vérité la forme en « V » a pour effet de creuser la surface, l’appui
n’intervient que tard et à haute vitesse.
La forme en voûte au
contraire « comprime » la surface sous elle, l’appui intervient à
basse vitesse.
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Beaucoup d'erreurs, y compris des erreurs
fondamentales, sur ce premier monocoque, que les théories ni les
experts consultés n'ont pu prévoir.Elles ont
été comprises et corrigées et ont permis à
la technologie de progresser. |
Carènes à voûte fermée
Performances des bateaux
existants
Mesures
effectuées au moyen des appareils suivant:
L’économètre Trinav, mesure la vitesse et le débit
d’essence ainsi que le temps.
Il
donne instantanément le rendement en nombre de milles nautiques par litre
d’essence.
Contrôle des résultats:
La
vitesse indiquée par le Trinav est contrôlée par GPS, le débit est contrôlé par
la quantité d’essence consommée.
Commentaire:
Il
ne faut pas négliger l’importance de ces appareils dans l’évaluation de ces
résultats; en effet: d’après les sensations, les estimations, on se trompe de
couramment de 20% sur la vitesse et le rendement incluant le débit d’essence
est pour ainsi dire impossible à appréhender objectivement sans matériel.
Prototype de 4,38 x 1,32
Motorisations hors-bord:
7,5
cv : Déjauge
25
cv:
Vitesse
atteinte: 52 km/h, hélice de 13 pouces insuffisante: une hélice de 16 à 18
pouces pourrait être utilisée.
Consommation:
26 litres / 100 kilomètres.
Commentaires:
Premier
monocoque construit, il présente plusieurs erreurs que les connaissances
actuelles permettent de corriger, ses performances seraient alors supérieures.
Déjà,
la coque offre assez peu de résistance à l’avancement pour que, moteur à fond,
les réactions de motricité soient presque brutales, rappelant le comportement
d’un bateau de compétition off-shore de classe II.
Prototype de 5,20 x 2,1
Vitesse
minimum d’aquaplanage: 18 km/h.
Cette
performance est très importante: dès que les conditions ne sont plus idéales,
c’est à dire dès que les vagues courtes, du vent, atteignent 60 ou 70 cm, tous
les bateaux de 5 m. ralentissent.
En
dessous de 25 - 30 km/h, les coques en V ne peuvent plus rester en
hydroplanage, ni dans la zone entre cette vitesse d’hydroplanage et leur
vitesse critique, vers 15 - 20 km/h, le moteur force et la consommation
augmente d’au moins 1,5 fois.
Les
coques en V doivent alors se contenter d’une dizaine de km/h là où les coques à
basse vitesse d’hydroplanage peut rester au double.
Motorisations
hors-bord:
7,5 cv :
Limite
de déjaugeage.
25 cv
Vitesse
maxi: 40 km/h
Consommation:
30 l/100, hélice de 13 pouces.
90 cv
Vitesse
maxi: 65 km/h,
Consommation:
38 l/100 à 45 km/h, hélice de 21 pouces
A titre de comparaison, notre bateau de même taille du record
mondal de distance en hors-bord de série consommait: 63
l/100.
Commentaires:
Avec
25 cv le déjaugeage est facile avec 3 personnes à bord, 100 kg de matériel
divers, et l’hélice la plus grande existant dans le commerce. Le pas de 13
pouces de cette hélice est suffisant vu la taille du bateau.
Pour
des charges plus lourdes, une hélice plus courte est préférable.
Moteur
de 90 cv: l’hélice de 21 pouces est la plus longue disponible dans le commerce
pour un.
Le
déjaugeage est très facile.
Avec
une hélice de 17 pouces, le démarrage peut devenir carrément violent.
Un
moteur de 50 cv, correspondant à la carte mer, permet une vitesse de 52 km/h,
soit près de 30 nœuds, donc très honorable et reste dans la catégorie carte
mer.
Comparaison
avec des coques en V:
Ces
chiffres de comparaison sont nécessaires car tout le monde sait qu’un bateau
consomme beaucoup d’essence et coûte très cher,
mais
on connaît mal la consommation exacte car les appareils pour cette mesure sont
rares.
Coque
en V de 5,5 m x 2,1, donc taille comparable au 2ème prototype, ayant obtenu le
Record de Distance en hors-bord de série, Frontignan - Sardaigne:
Moteur
de 90 cv, hélice de 17 pouces, 15 à pleine charge.
Consommation: 63 litres /
100 à 43 km/h.
Déjaugeage
impossible avec 25 cv.
Coque
de très haute technologie 6 m x 1,85, ayant obtenu le Record de traversée
Continent - Corse, avec moteur de 200cv, en consommant 95 litres/100. (
Précédent détenteur une coque en V simple, ayant consommé 114 l/100. )
Consommation
minimale 80 litres, à 70 km/h,
Equipée
du moteur de 90 cv, vitesse maxi 70
km/h, hélice de 19 pouces, consommation
minimale 55 litres/100.
Il
est possible de concurrencer ce bateau champion avec une coque à voûte fermée
conçue pour la vitesse, avec moins de puissance et moins d’essence.
Carènes à voûte fermée
Qualités en navigation
Stabilité
à l’arrêt, intérêt pour la pêche, plongée, travaux:
160
kg sur le bord du prototype de 5,1 x 2,1, donc à près d’un mètre de la ligne
médiane (Moment de force de 160 kg/m) entraînent un abaissement du bord de 7 cm.
Barque
plate: La même charge contre le bord entraîne un abaissement de 20 cm.
Coque
en V: La même charge entraîne un abaissement du bord un peu supérieur.
Dérive
due au vent à l’arrêt:
Les
arêtes longitudinales sous la carène offrent une bonne résistance à la dérive
latérale due au vent.
Le
prototype dérive moins vite qu’une coque en V et bien sur qu’une barque plate.
Cela
a un intérêt pour le pêcheur.
Stabilité
de route à basse vitesse:
Cette
résistance au dérapage est très intéressante à basse vitesse lors de manœuvre
au port, abordage, accostage par exemple.
Basse
vitesse plus vent:
Les
perturbations de la direction dues au vent sont très limitées.
Les
manœuvres sont grandement facilitées, un virage pour revenir face au vent est
grandement facilité, sans devoir accélérer beaucoup.
Déjaugeage:
C’est
certainement un des points les plus extraordinaires du fonctionnement des
carènes en voûte fermée:
cette
transition normalement difficile, avec une phase de cabrage et nécessitant une
débauche de puissance,
se
passe au contraire avec une carène en voûte fermée pratiquement à plat, en
douceur et à puissance réduite.
La
possibilité de passer en hydroplanage avec seulement 25 cv et une hélice de 13
pouces est unique pour un bateau de la taille du grand prototype et atteste de
cette facilité.
Stabilité
en hydroplanage:
Jusqu’à
40 km/h, environ, la forme en voûte peut s’utiliser seule sans adjonction de
biais latéraux, dont la portance augmente avec l’angle de déséquilibre.
Vitesse
plus vent:
Les
coques en V ont leur avant déplacé par le vent latéral. Il faut donc braquer
coté vent, et le bateau avance penché coté vent. Dans les rafales, l’avant est
comme balayé et c’est parfois difficile à rattraper.
Au
contraire, le prototype voit beaucoup moins son avant déplacé par les rafales
de vent, cela s’explique par les arêtes latérales et le patin avant. Le déport
est beaucoup plus facile à rattraper.
D’autre
part, un vent latéral fait peu gîter le bateau, pour 2 raisons:
1/
il est moins déplacé par le vent,
2/ le braquage du moteur entraîne
moins de gîte. Il en est de même en
virage.
Gîte
en virage:
Le
prototype gîte très peu en virage, un peu à la manière des catamarans et coques
très plates destinées au ski nautique, qui sont en outre réputées pour leur
stabilité, le prototype montre aussi une grande stabilité.
Il
est surprenant dans les virages à grande vitesse de subir latéralement la force
centrifuge. Cela donne une impression de performance.
Passage
dans les vagues courtes:
Le
bateau à carène en voûte fermée a tendance à survoler les vagues.
Il
se pose sur la crête des vagues et l’écrase, cette énergie ne pouvant pas
partir sur les cotés elle reste sous la coque et procure un amortissement.
Comme
le bateau navigue en surface, la hauteur relative de la vague est moins
importante que dans le cas d’un bateau qui navigue enfoncé dans l’eau. La même
vague arrive dans ce dernier cas bien plus haut sur l’étrave et le choc est
plus violent.
Il
y a un V très fermé, mais qui est frontal, dans le plan horizontal, qui sert
correctement à fendre la partie de vague qui n’a pas été surmontée.
Le
prototype est large et très porteur, bien entendu, il tapera plus dans la vague
qu’un autre bateau à voûte fermée très étroit style offshore.
Vagues
latérales
Dans
le cas des vagues latérales, qui est très fréquent, la coque en V présente son
coté, le plat du V, et cela occasionne des chocs violents, elle n’est vraiment
pas avantagée hors du cas d’école où la vague arriverait pile en face du
bateau.
Vagues
trop hautes pour maintenir une vitesse élevée:
Comme
pour tous les navires, suivant leur taille, il arrive une hauteur de vague où
l’on ne maintient plus une vitesse élevée.
A
ce moment, le bateau en voûte fermé est avantageux pour 3 raisons:
1/ sa vitesse très basse
d’aquaplaning lui permet de rester en aquaplaning à une vitesse si basse qu’une
coque en V ne le permet plus,
2/ dans le cas où la vitesse
d’aquaplaning ne peut plus être atteinte, il tire moins d’eau et est plus
économique qu’une coque en V,
3/ il est plus stable et roule
moins.
Interaction
avec l’environnement: Le sillage
Navigation
sur canaux:
Le
sillage des bateaux est composé de plusieurs trains d’ondes.
Dans
le cas d’un plan d’eau fermé, d’une rivière ou d’un canal, ces ondes frappent
sur les berges, agitent les bateaux amarrés et causent des détériorations.
C’est
la raison de la limitation de vitesse sur canaux, mais certaines activités
demandent une vitesse supérieure: pompiers, police, transport en commun fluvial
et quelques cas particuliers.
Une
coque en V traditionnelle n’est pas adaptée, car à 40 km/h, même un bateau de 5
mètres fait des vagues trop importantes.
Le
déplacement des prototypes à voûte fermée crée des vagues, mais des vagues plus
petites qu’une coque normale:
Moins
hautes et de plus faible amplitude, prenant l’aspect des vaguelettes soulevées
par le vent.
Prenons
l’exemple de la séance photo devant les journalistes du magazine Fluvial:
Je
les ai débarqués sur une margelle à 5 cm (mesurés) au-dessus du niveau de
l’eau, je suis passé 10 fois devant eux, 5 aller-retour sur une distance de 150
m, soit un passage toutes les 15 secondes, ils n’ont pas eu les pieds mouillés.
Avec
un bateau normal, le plan d’eau serait devenu uniformément agité par les vagues
des passages et leur réflexion sur les berges. Les journalistes auraient été
mouillés au moins jusqu’à mi-mollets par les vagues et peut-être plus haut par
les gerbes d’eau projetées par l’étrave. D’autre part, chaque virage en bout de
ligne droite entre les 2 berges espacées de 25 mètres environ aurait été plus
difficile.
15
secondes après le passage d’un bateau à carène en voûte fermée, il n’y a plus
de trace du passage.
L’impact
sur les berges ou les bateaux en stationnement est donc très faible, comparable
à celui d’un bateau à déplacement à faible vitesse.
C’est
compréhensible par l’économie d’énergie:
En
effet, l’énergie consommée par le navire part entre autre dans la création des
vagues, si l’on consomme moins, c’est que l’on a réduit la production de
vagues.
Cela
se comprend aussi très bien par le fait que l’enfoncement de la carène et la
surface de la section enfoncée dans l’eau pendant la navigation en mode rapide
sont inférieures à celle d’un navire normal.
C’est
une des raisons pour lesquelles l’effet du passage du bateau est moindre: moins
de perturbations à la surface de l’eau.
Carènes à voûte fermée
Possibilités
dans de nombreux domaines du nautisme:
On
ne peut aussi bien construire sur ce principe:
-
l’annexe,
-
la barque de 4 m.,
-
le baroudeur,
-
la coque rigide d’un pneumatique,
-
le bateau de sport,
-
les bateaux de petite pêche et d’ostréiculteurs,
-
les yachts de 10 à 20 mètres,
-
les bateaux de passagers,
-
les vedettes rapides,
-
les catamarans,
-
un petit dériveur de sport,
-
un voilier,
-
patin d’hydravion,
-
carène de tous engins amphibies.
Les
prototypes représentent les maquettes au ½ d’un yacht de 10 mètres, le rapport
d’échelle 1/3 voir ¼ permettent de bonnes extrapolations.
Dès
l’instant qu’un navire peut atteindre 15 km/h pour une charge par mètre-carré
de carène faible, comme c’est le cas de beaucoup de bateaux de sport, il y a
quelque chose à faire.
Pour
les bateaux à charge au mettre -carré plus importante, c’est le cas des coques
semi-planantes, il y a quelque chose à faire.
Pour
les bateaux commerciaux dont la charge au mètre-carré est un peu trop
importante pour que le passage en aquaplaning soit fait sans une débauche de
puissance, mais pour lesquels on est près à faire quelques sacrifices en terme
de masse pour obtenir de la performance, il y a quelque chose à faire. On doit
pouvoir atteindre l’hydroplanage à vitesse et puissance raisonnable.
Voile:
Dériveur:
le départ en aquaplaning est très favorisé, un dériveur part presque comme une
planche à voile et atteint des vitesses comparables à celles des catamarans.
Il
est possible de construire de plus gros voiliers atteignant de hautes vitesses.
Carènes à voûte fermée
Construction:
Une
coque de ce type n'est ni plus ni moins difficile à construire qu'une coque
traditionnelle et est très indiquée pour être construite en matériaux
composites.
Les
problèmes de résistance à résoudre sont comparables ceux des bateaux
traditionnels planants ou semi-planants.
Il
n'y a pas de contraintes spéciales sur le design et l'aménagement intérieur.
Transformation
d’un moule existant:
On
peut très bien greffer la voûte de carène sous un bateau existant ou dans un
moule existant.
Cela
revient à remplacer le fond du V sur les 2/3 de la largeur environ.
Motorisation:
La
propulsion est similaire à celle des bateaux planants et semi-planants et a
seulement besoin d’être adaptée.
Ligne
d’arbre, z - drive, hors-bord, transmission de surface peuvent être utilisées.
Pour
des bateaux très performants, la faible traînée rend peut-être avantageuse
l’utilisation de plusieurs rapports de transmission ou d’hélice à pas variable.
Carènes à voûte fermée
Le marché:
A
qui est-il destiné?
Presqu’à
tous les utilisateurs de bateaux:
Les
plaisanciers auront aussi comme avantage la grande stabilité de la coque et sa
dérive limitée au vent, de même ils consommeront moins de carburant, c'est une
économie financière mais aussi une moindre pollution.
Les
pêcheurs et mareyeurs qui désirent se rendre rapidement sur leur lieu de pêche
ont le même soucis.
Ce
type de bateau est tout à fait adapté pour tirer des skieurs.
Un
yacht même d'une dizaine de mètres est très limité par son autonomie même avec
des réservoirs d'un mètre cube, et est très coûteux à faire naviguer.
Avec
ce type de carène, son autonomie s'accroîtrait au moins d’un quart.
En
voile la vitesse intéresse tous les sportifs, et en compétition, où les vents
sont souvent portants, l'avantage sera important. On peut très bien imaginer un
trimaran de course océanique utilisant le procédé.
Démarche
de promotion de l’idée:
Contacter
tous les domaines où mon invention peut avoir une utilité, ainsi que les
centres de recherches, bureaux d’étude.
Je
peux intervenir dans la mise au point du produit bien sûr et dans la promotion
ayant notamment une expérience de 40 films publicitaires et de films de sport,
et plusieurs records à mon actif, notamment le record mondial de distance en
bateau électrique et le record de la traversée Continent - Corse en offshore.
Je
vous recommande de venir faire un essai.
Avantage bateau à carène en voûte
fermée:
Plus
la vitesse est élevée, plus la différence de quantité de vagues, embruns et
sillage produits, est favorable au navire à forme porteuse.
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