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COQUE DE CATAMARAN A STRUCTURE HYBRIDE ET EMBARCATION
UTILISANT UNE TELLE COQUE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
Le domaine technique de l'invention est celui des coques de bateau. La
présente
invention concerne une coque de catamaran et en particulier une coque de
catamaran à structure hybride.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Une coque de bateau située sur un plan d'eau est soumise à plusieurs forces
qui
peuvent donner lieu à des contraintes importantes. En eaux calmes, le poids du
navire et la poussée d'Archimède s'équilibrent et les contraintes imposées à
la
coque sont en général faibles. Sous la houle, la poussée d'Archimède est
inégalement répartie et le navire prend alors de l'arc ou du contre-arc selon
la
configuration.
Lorsque la coque est de type catamaran, les contraintes sont complexes. En
effet,
une coque de catamaran est constituée de deux flotteurs reliés par une
plateforme. Les forces exercées par l'eau sur les deux flotteurs peuvent être
dissymétriques et entrainer de fortes contraintes. Afin de pouvoir faire face
à ces
contraintes, il est connu de mettre en oeuvres des structures de maintien,
communément appelés poutres, reliant les deux flotteurs formant la coque du
catamaran. Dans les catamarans habitables, ces poutres prennent la forme de
cloisons présentant un profil en forme de U inversé, chaque branche du U
inversé
venant se loger dans l'un des flotteurs de la coque.
La présence de ces cloisons vient conditionner l'aménagement intérieur de la
coque et limite fortement l'espace disponible pour les volumes intérieurs. En
effet,
toute modification des cloisons constituées par les poutres peut avoir une
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influence sur la résistance de la coque face aux différentes contraintes
évoquées
précédemment. On comprend donc qu'une coque de catamaran habitable permet
de bénéficier d'une bonne stabilité et d'une bonne résistance au prix d'une
perte
de volume intérieur, ce qui réduit fortement les possibilités d'aménagement de
telles coques.
Il existe donc un besoin d'une coque qui permet de bénéficier de la stabilité
d'une
coque de catamaran tout en permettant l'aménagement de larges volumes
intérieurs.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en
proposant une coque de catamaran à structure hybride comportant des poutres
.. chacune constituée par une cloison, lesdites cloisons définissant une ou
plusieurs
parties de coque monoblocs. Une telle structure permet d'obtenir un large
volume
intérieur dans une coque présentant une stabilité proche de la stabilité d'une
coque de catamaran.
Un aspect de l'invention concerne une coque de catamaran à structure hybride
comportant un premier flotteur latéral, un deuxième flotteur latéral et un
flotteur
central joignant le premier flotteur latéral au deuxième flotteur latéral ; la
coque
comprenant en outre une première poutre constituée par une première cloison et
une deuxième poutre constituée par une deuxième cloison chaque cloison se
situant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe proue-poupe et
comprenant :
- une partie centrale comportant un élément inférieur destiné à coopérer
avec une partie inférieure du flotteur central ;
- une première partie latérale comportant un élément inférieur destiné à
coopérer avec une partie inférieure du premier flotteur latéral ;
- une deuxième partie latérale comportant un élément inférieur destiné à
coopérer avec une partie inférieure du deuxième flotteur latéral ;
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la partie de coque agencée entre la première cloison et la deuxième cloison
définissant une partie de coque monobloc.
On entend par sensiblement perpendiculaire que l'angle entre l'axe proue-poupe
et le plan contenant la première cloison ou la deuxième cloison est égal à 90
plus
ou moins 200. On entend par partie de coque monobloc, une partie de la coque
comprenant le flotteur central, une partie du premier flotteur latéral et une
partie du
deuxième flotteur latéral, l'ensemble formant une partie de coque faite d'un
seul
bloc. Autrement dit, le volume de la partie monobloc est défini par la
première
cloison, la deuxième cloison ainsi que les parois latérales extérieures
opposées au
flotteur central du premier flotteur latéral et du deuxième flotteur latéral.
On entend ici par poutre un élément contribuant à la tenue mécanique de la
coque. Dans la coque selon l'invention, la première poutre et la deuxième
poutre
se présentent sous la forme d'une première cloison et d'une deuxième cloison.
Dans le texte de la demande le terme première cloison est donc équivalent au
terme première poutre et le terme deuxième cloison est donc équivalent au
terme
deuxième poutre. On comprend donc que la première cloison et la deuxième
cloison contribuent à la tenue mécanique de la coque et ne doivent donc pas
être
considérées comme de simples cloisons n'ayant qu'un rôle de séparation entre
deux espaces.
Ainsi, dans une coque selon l'invention, la première cloison et la deuxième
cloison
permettent d'obtenir une partie monobloc qui présente des volumes semblables à
un monocoque ; les parties de la coque en dehors de cette partie monobloc
présentant un profil de catamaran. La coque peut donc être décrite comme une
coque de catamaran à structure hybride. Cette structure confère à l'ensemble
une
grande stabilité et un large volume habitable.
L'invention concerne également une embarcation comportant une coque selon
l'invention.
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Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans les paragraphes
précédents, la coque selon un aspect de l'invention peut présenter une ou
plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées
individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Avantageusement, la première cloison et/ou la deuxième cloison présentent une
ouverture. Alternativement, la première cloison et/ou la deuxième cloison
présentent une pluralité d'ouvertures. Ainsi, la lumière extérieure peut
pénétrer
dans l'espace compris entre la première cloison et la deuxième cloison ce qui
limite le recours à un éclairage artificiel. Cela permet en outre d'assurer
une
ventilation naturelle de ce même espace.
Avantageusement, la partie de coque monobloc comporte une partie basse
définissant un fond de coque de la partie de coque monobloc ; ledit fond de
coque
étant totalement immergé. Ainsi, le volume de la partie de coque définie entre
la
première cloison et la deuxième cloison est maximisé.
De manière alternative, la partie de coque monobloc comporte une partie basse
définissant un fond de coque de la partie de coque monobloc ; ledit fond de
coque
étant partiellement immergé. Ainsi, il est possible de prévoir un passage pour
l'écoulement de l'eau au niveau de la partie centrale de la coque. On améliore
ainsi l'hydrodynamique de la coque.
Avantageusement, la coque comporte une pluralité de flotteurs centraux , une
pluralité de premières poutres chaque première poutre étant constituée par une
première cloison, une pluralité de deuxièmes poutres chaque deuxième poutre
étant constituée par une deuxième cloison, la partie centrale de chaque
cloison
comportant un élément inférieur destiné à coopérer avec une partie inférieure
d'un
flotteur central de la pluralité de flotteur centraux ; chaque partie de coque
agencée entre une première cloison et une deuxième cloison définissant une
partie de coque monobloc de sorte à former une pluralité de parties de coque
monoblocs.
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Ainsi à la pluralité de premières poutres correspond une pluralité de
premières
cloisons. De même, à la pluralité de deuxièmes poutres correspond une
pluralité
de deuxièmes cloisons. Chaque partie de coque agencée entre une première
5 cloison de la pluralité de premières cloisons et une deuxième cloison de
la
pluralité de deuxièmes cloisons définit une partie de coque monobloc. La
pluralité
de premières cloisons et la pluralité de deuxièmes cloisons forment ainsi une
pluralité de parties de coque monoblocs. De plus chaque, cloison de la
pluralité de
premières cloisons ou de la pluralité de deuxièmes cloisons comprend une
partie
centrale comportant un élément inférieur destiné à coopérer avec une partie
inférieure d'un flotteur central de la pluralité de flotteurs centraux.
Autrement dit, chaque première cloison de la pluralité de premières cloisons
est
associée à une deuxième cloison de la pluralité de deuxièmes cloisons et à un
flotteur central de la pluralité de flotteurs centraux pour former une partie
de coque
monobloc. Il est donc possible de prévoir une pluralité de volume de type
monocoque au sein de la coque selon l'invention.
Avantageusement, une quatrième poutre est agencée horizontalement au niveau
de la partie arrière de la coque de sorte à se positionner entre le premier
flotteur
latéral et le deuxième flotteur latéral, ladite quatrième poutre comprenant
une
première extrémité joignant la quatrième poutre au premier flotteur latéral et
une
deuxième extrémité joignant la quatrième poutre au deuxième flotteur latéral.
Ainsi, cette quatrième poutre, située à l'extérieur des flotteurs, renforce la
rigidité
de la coque sur la partie catamaran de la coque tout en permettant
l'aménagement d'une large plage arrière sur une surface supérieure de la
quatrième poutre, la quatrième poutre étant agencée horizontalement. Une telle
plage arrière permet notamment de faciliter l'accès à la mer ou à la terre. On
entend par agencée horizontalement le fait que la quatrième poutre définit
un
premier plan, ledit premier plan étant parallèle au plan de flottaison. On
entend par
plan de flottaison le plan passant par la ligne de flottaison.
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L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la
lecture de
la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de
l'invention.
Elles illustrent :
- la figure 1A, une vue en coupe de dessus d'une coque selon un premier
mode de réalisation ;
- la figure 1B, la structure d'une poutre selon un mode de réalisation ;
- la figure 2, la structure d'une poutre présentant une ouverture selon un
mode de réalisation ;
- la figure 3, une vue en coupe de dessus d'une coque selon un deuxième
mode de réalisation ;
- la figure 4, une représentation en trois dimensions d'une coque selon un
troisième mode de réalisation ;
- la figure 5, une vue en coupe de dessus d'une coque selon un quatrième
mode de réalisation.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE
L'INVENTION
Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures
différentes présente une référence unique.
Selon un premier mode de réalisation illustré aux figures 1A et 1B,
l'invention
concerne une coque 5 de catamaran à structure hybride comportant un premier
flotteur latéral D, un deuxième flotteur latéral G et un flotteur central C
joignant le
premier flotteur latéral D au deuxième flotteur latéral G ; la coque 5
comprenant en
outre une première poutre constituée par une première cloison 1 et une
deuxième
poutre constituée par une deuxième cloison 2 chaque cloison se situant dans un
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plan sensiblement perpendiculaire à l'axe proue-poupe PP et comprenant :
- une partie centrale PC comportant un élément inférieur PCI destiné à
coopérer avec une partie inférieure du flotteur central C ;
- une première partie latérale PD comportant un élément inférieur PDI
destiné à coopérer avec une partie inférieure du premier flotteur latéral D ;
- une deuxième partie latérale PC comportant un élément inférieur PGI
destiné à coopérer avec une partie inférieure du deuxième flotteur
latéral G ;
la partie de coque agencée entre la première cloison 1 et la deuxième cloison
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définissant une partie de coque monobloc 7.
Ainsi, la première cloison 1 et la deuxième cloison 2 permettent d'obtenir une
partie monobloc 7 de coque 5 qui présente un profil semblable à un monocoque.
La coque 5 peut être décrite comme hybride puisque que la partie de coque
monobloc 7 de la coque 5 présente un profil de monocoque tandis que la ou les
parties de coque non-comprises dans la partie monobloc 7 présentent un profil
de
catamaran.
Comme illustré à la figure 1B, chaque cloison 1, 2 présente une hauteur H et
une
largeur L. Les dimensions de la première cloison peuvent être différentes des
dimensions de la deuxième cloison. Alternativement, ces dimensions peuvent
être
identiques. La première partie latérale présente une largeur LG et une hauteur
HG,
la partie centrale présente une largeur Lc et une hauteur lic tandis que la
deuxième partie latérale présente une largeur LD et une hauteur HD. La hauteur
de
la cloison H est définie comme égale à H = MaX(Hc, HD, HG).
Dans un mode de réalisation, la première 1 cloison et la deuxième cloison 2
sont
sensiblement rectangulaires. Autrement dit la surface de chaque cloison de
largeur L et de hauteur H est égale, à plus ou moins 20%, à la surface d'un
rectangle de largeur L et de hauteur H. Le volume obtenu entre la première
cloison
1 et la deuxième cloison 2 présente alors une forme sensiblement
parallélépipédique ce qui permet de faciliter l'aménagement intérieur dudit
volume.
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Dans un mode de réalisation illustré à la figure 2, la première cloison 1
présente
une ouverture 4. Cette ouverture 4 permet de faire pénétrer la lumière
extérieure
dans au moins une partie du volume défini entre la première cloison 1 et la
deuxième cloison 2. Elle permet également une ventilation naturelle de ce même
volume.
Les contraintes s'exerçant sur la cloison étant principalement situées au
niveau
des parties haute et basse de la cloison, l'aménagement d'une ouverture 4 dans
la
première cloison 1 ne diminue que faiblement la résistance mécanique de cette
première cloison 1. Il est également possible de ménager une pluralité
d'ouvertures 4 sur une même cloison. Dans les dessins, seule la première
cloison
1 possède une ouverture 4. Mais il est possible de ménager une ouverture 4 ou
une pluralité d'ouvertures 4 dans la deuxième cloison 2 ou bien encore une
première ouverture ou une première pluralité d'ouvertures dans la première
cloison 1 ainsi qu'une deuxième ouverture ou une deuxième pluralité de
deuxième
ouvertures dans la deuxième cloison 2.
Dans un mode de réalisation, la première cloison 1 et la deuxième cloison 2
sont
.. positionnées de sorte que la partie de coque monobloc 7 soit située à
l'avant de la
coque 5. Dans ce mode de réalisation, la coque 5 de catamaran hybride possède
un profil de monocoque à l'avant de la coque 5 et un profil de catamaran à
l'arrière
de la coque 5.
De manière alternative, la première cloison 1 et la deuxième cloison 2 sont
positionnées de sorte que la partie de coque monobloc 7 soit située à
l'arrière de
la coque 5. Dans ce mode de réalisation, la coque 5 de catamaran hybride
possède un profil de monocoque à l'arrière de la coque 5 et un profil de
catamaran
à l'avant de la coque 5.
Dans un mode de réalisation illustré à la figure 3, une troisième poutre 3
vient
renforcer mécaniquement la partie arrière de la coque 5. En effet, lorsque
l'on
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souhaite disposer la partie monobloc 7 de la coque 5 de sorte à obtenir un
large
volume à l'avant de la coque 5, la première cloison 1 et la deuxième cloison 2
se
retrouvent alors toutes deux disposées à l'avant de la coque 5. Cela peut
conduire
à une faiblesse au niveau de l'arrière de la coque 5 dans laquelle aucune
poutre
n'est présente. L'ajout d'une troisième poutre 3 permet de renforcer l'arrière
de la
coque 5 tout en conservant une structure hybride, la partie de coque 5 située
entre
la deuxième cloison 2 et la troisième poutre 3 ayant le profil d'une coque de
catamaran. La troisième poutre 3 a donc une forme similaire à une poutre
employée dans les coques de catamaran selon l'état de l'art antérieur.
Dans un mode de réalisation, une quatrième poutre 8 est agencée
horizontalement au niveau de la partie arrière de la coque 5 de sorte à se
positionner entre le premier flotteur latéral D et le deuxième flotteur
latéral G,
ladite quatrième poutre comprenant une première extrémité joignant la
quatrième
poutre au premier flotteur latéral D et une deuxième extrémité joignant la
quatrième poutre au deuxième flotteur latéral G.
Dans un mode de réalisation, la quatrième poutre 8 se présente sous la forme
d'une partie centrale parallélépipédique, une première partie d'extrémité et
d'une
deuxième partie d'extrémité, lesdites parties d'extrémités formant un angle
avec la
pièce centrale, la partie centrale étant située dans un plan parallèle au plan
de
flottaison. La partie centrale, la première partie d'extrémité et la deuxième
partie
d'extrémités constituant une pièce mécanique unique. Dans ce mode de
réalisation, la première extrémité joignant le premier flotteur latéral D est
une
extrémité de la première partie d'extrémité et la deuxième extrémité joignant
le
deuxième flotteur latéral G est une extrémité de la deuxième partie
d'extrémité.
Dans un mode de réalisation, la distance séparant la quatrième poutre 8 de la
poupe est inférieure ou égale à 1m. De préférence, la largeur de la poutre 8
est
comprise entre 0.5m et 2.5m. Dans un mode de réalisation, la distance séparant
la
quatrième poutre du plan de flottaison est comprise entre 10cm et 70cm.
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Dans un mode de réalisation alternatif, il est prévu une pluralité de
troisièmes
poutres 3. Cette pluralité de troisièmes poutres 3 vient renforcer la partie
catamaran de la coque 5 de catamaran à structure hybride. Ce mode de
réalisation est particulièrement avantageux lorsque la partie catamaran de la
5 coque 5 de catamaran à structure hybride est trop longue pour qu'une
unique
troisième poutre 3 suffise à rigidifier ladite partie catamaran.
Dans un mode de réalisation, une troisième poutre de la pluralité de
troisièmes
poutres 3 est agencée à l'arrière de la coque 5 de sorte à former l'extrémité
arrière
10 de ladite coque 5, ladite troisième poutre comportant une partie
supérieure aplatie
formant une liaison entre le premier flotteur latéral D et le deuxième
flotteur
latéral G. Autrement dit, ladite troisième poutre constitue le tableau arrière
du
premier flotteur latéral D et du deuxième flotteur latéral G de sorte à former
une
plage arrière sur toute la largeur de la coque 5, au niveau de ladite
troisième
poutre. Une telle plage arrière facilite notamment l'accès à la mer ou à
terre.
Dans un mode de réalisation illustré à la figure 4, de manière similaire au
mode de
réalisation de la figure 3, une troisième poutre 3 vient renforcer
mécaniquement la
partie arrière de la coque 5. En outre, la première cloison comporte une
ouverture.
Dans ce mode de réalisation, la première cloison est positionnée à 90% de la
longueur de la coque ; la deuxième cloison est positionnée à 75 % de la
longueur
de la coque. La troisième poutre est positionnée à 40% de la longueur de la
coque
de sorte à renforcer la partie arrière de la coque.
On entend par première cloison positionnée à 90% de la longueur de la coque
qu'une distance égale à 90% de la longueur totale de la coque sépare l'arrière
de
la coque de la position de la première cloison. De même, on entend par
deuxième
cloison positionnée à 75 % de la longueur de la coque qu'une distance égale à
75% de la longueur totale de la coque sépare l'arrière de la coque de la
position
de la deuxième cloison. De même, on entend par troisième poutre positionnée à
40% de la longueur de la coque qu'une distance égale à 40% de la longueur
totale
de la coque sépare l'arrière de la coque de la position de la troisième
poutre.
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Comme évoqué précédemment, la coque 5 peut comporter une pluralité de
flotteurs centraux, une pluralité de premières poutres chaque première poutre
étant constituée par une première cloison, une pluralité de deuxièmes poutres
chaque deuxième poutre étant constituée par une deuxième cloison , la partie
centrale de chaque cloison comportant un élément inférieur destiné à coopérer
avec une partie inférieure du flotteur central de la pluralité de flotteur
centraux ;
chaque partie de coque agencée entre une première cloison et une deuxième
cloison définissant une partie de coque monobloc de sorte à former une
pluralité
de partie de coque monobloc. Dans cette configuration, Il est donc possible de
prévoir une pluralité de volume de type monocoque au sein de la coque 5.
Dans un mode de réalisation illustré à la figure 5, il est prévu deux parties
de
coque monoblocs 7, 7'. Pour cela, dans ce mode de réalisation, la coque
comporte un premier flotteur central C, un deuxième flotteur central C', une
première cloison 1, une deuxième cloison 2, une troisième cloison 1' et une
quatrième cloison 2'; chaque partie de coque monobloc 7, 7' étant agencée
entre
une première cloison 1, 1' et une deuxième cloison 2, 2'. Le premier flotteur
latéral
D et le deuxième flotteur latéral G se trouvent ainsi joint à l'aide d'un
premier
flotteur central C et d'un deuxième flotteur central C'.
Plus particulièrement, l'élément inférieur de la partie centrale PC de la
première
cloison 1 et de la deuxième cloison 2 coopère avec une partie inférieure du
premier flotteur central 7. L'élément inférieur de la première partie latérale
de la
première cloison 1 et de la deuxième cloison 2 coopère avec une partie
inférieure
du premier flotteur latéral D. L'élément inférieur de la deuxième partie
latérale PC
de la première cloison 1 et de la deuxième cloison 2 coopère avec une partie
inférieure du deuxième flotteur latéral G. De même, l'élément inférieur de la
partie
centrale PC de la troisième cloison 1' et de la quatrième cloison 2' coopère
avec
une partie inférieure du deuxième flotteur central 7'. L'élément inférieur de
la
première partie latérale de la troisième cloison 1' et de la quatrième cloison
2'
coopère avec une partie inférieure du premier flotteur latéral D. L'élément
inférieur
de la deuxième partie latérale PC de la troisième cloison 1' et de la
quatrième
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cloison 2' coopère avec une partie inférieure du deuxième flotteur latéral G.
Ainsi, la partie de coque agencée entre la première cloison 1 et la deuxième
cloison 2 défini une première partie de coque monobloc 7 tandis que la partie
de
coque agencée entre la troisième cloison 1' et la quatrième cloison 2' défini
une
deuxième partie de coque monobloc 7'.
