DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

La présente invention vise un navire léger à propulsion électrique. Elle s’applique, notamment, aux navires ludiques, aux loisirs et aux jeux nautiques.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Il existe des bateaux de loisir à propulsion électrique destinés à la promenade, ceux-ci peuvent embarquer 2 à 6 personnes typiquement et ils sont conçus pour ne pas excéder leur vitesse de carène (également appelé « vitesse de coque »). Ces bateaux sont donc limités en vitesse et ne sont pas capables de déjauger. Leur capacité de chargement peut être importante. Les sensations de pilotage sont fortement limitées et la consommation d’énergie pour la propulsion est importante.

Il existe des engins de plage et des bateaux de loisir à propulsion électrique destinés à la pratique sensationnelle ou à la balade. Ceux-ci sont équipés de foils pour s’élever au-dessus de l’eau et accélérer au-delà de la vitesse de carène. Afin d’assurer la stabilité du bateau ayant déjaugé, ces bateaux présentent au moins deux foils, l’un ou certains situé(s) proche de la proue et l’autre ou d’autres proche(s) de la poupe de la coque.

L’équilibre en vol est assuré :

- soit par l’utilisateur au travers de sa masse corporelle ; par exemple dans le cadre de planches à foil et moteur électrique appelées « e-foil »,

- soit par la géométrie de foils autostables, soit par un système de contrôle mécanique ou électrique permettant d’asservir le réglage des foils à l’assiette du bateau, par l’intermédiaire d’une centrale inertielle.

Dans le cas des e-foils, la pratique maîtrisée reste inaccessible à une partie importante de la population en raison des aptitudes physiques et de l’agilité requise pour stabiliser l’engin en vol. La phase d’apprentissage peut être longue.

On connait également des planches de sport nautique à foil sans moteur, telles des planches à voile, de kitesurf ou de surf. Dans ces cas également, le foil permet d’améliorer la vitesse ou de réduire la résistance à l’avancement du support de l’utilisateur. Cependant, la maniabilité de telles planches à foil demande un entrainement poussé de l’utilisateur avant d’être maitrisées.

Dans les cas des engins ou navires stabilisés mécaniquement ou électroniquement, la stabilisation est souvent complexe, coûteuse et tend à réduire les sensations de l’utilisateur en navigation. Ces produits sont adaptés particulièrement au transport, à la balade, mais conviennent moins à du divertissement ludique et sensationnel. Pour résumer, soit l’utilisateur a beaucoup de sensations, mais la pratique est difficile d’accès, nécessitant beaucoup d’entrainement avant de déjauger, soit cette pratique est d’accès facile et procure peu de sensations.

La demande de brevet EP 0 461 190 vise un navire à deux étages, quatre moteurs et double hydrofoils comportant deux hélices, l’une, immergée à faible vitesse, pour une propulsion dans l’eau et l’autre, aérienne, pour une propulsion dans l’air, une fois le navire déjaugé. Les moteurs sont des moteurs à combustion, par exemple des moteurs diesel. Ce document enseigne un changement de localisation de la force de poussée, entre la configuration en vol, dans laquelle la poussée est essentiellement exercée par l’hélice aérienne et la configuration à faible vitesse, dans laquelle la poussée est essentiellement exercée par l’hélice immergée.

La demande de brevet US 2021/107 603 vise un pédalo unipersonnel monté sur des hydrofoils dont l’orientation de l’hydrofoil avant peut être adaptée.

RÉSUMÉ DE L’INVENTION

La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. Notamment, la présente invention vise à maintenir une sensation d’instabilité pour l’utilisateur dans le cadre de jeux ludiques. Notamment, le navire propulsé par un moteur électrique est sensationnel et facile d’accès à une ou deux personnes pour pratiquer des activités nautiques divertissantes et ludiques sur un circuit ou en eau libre.

À cet effet, la présente invention vise un procédé de navigation avec un navire léger à coque symétrique selon un plan comportant un axe de la proue à la poupe dit « axe longitudinal », comportant au moins un siège d’utilisateur, au moins un moteur électrique actionnant au moins une hélice, au moins un hydrofoil positionné sous la coque du navire perpendiculairement à l’axe longitudinal et une source d’alimentation électrique, qui comporte :

- une étape de détermination de la masse de chaque utilisateur de ce navire,

- une étape de détermination de la position longitudinale, dans le navire, de chaque siège d’utilisateur,

- une étape de détermination de la position longitudinale, dans le navire, de la source d’alimentation électrique,

- une étape de détermination d’un niveau d’instabilité de navigation,

- une étape de calcul de la position du centre de gravité du navire, cette position étant une fonction variable de la position longitudinale de chaque siège utilisateur, de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique et/ou du niveau d’instabilité, et

- une étape de déplacement du centre de gravité du navire, par modification de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique.

Grâce à ces dispositions, il est possible d’adapter la configuration du navire à tout utilisateur pour lui permettre de déjauger. Notamment, la coque du navire peut rester affleurante à l’eau afin de réduire la consommation énergétique tout en étant stable. De plus, le procédé objet de l’invention permet de mettre le navire dans une configuration légèrement instable. La présente invention permet donc de donner à l’utilisateur une sensation de glisse tout en maintenant une instabilité rendant le maniement du navire plus sensationnel et intéressant.

Le procédé objet de l’invention permet de régler l’assiette du navire selon l’axe longitudinal du navire. Déplacer le siège de chaque utilisateur et/ou la source d’alimentation électrique autonome permet de forcer en partie l’assiette longitudinale du navire vers un angle plus cabré ou moins cabré.

Ainsi, il est possible de naviguer au-delà de la vitesse de carène lorsque le navire déjauge pour tous les utilisateurs, quelle que soit leur masse, leur âge ou leur expérience. Notamment, le navire déjauge en peu de temps sans nécessiter une prise de vitesse importante. Additionnellement, la consommation énergétique du moteur est réduite grâce à la possibilité de déjaugeage. Et il est possible d’éviter la nécessité d’une stabilisation électronique ou manuelle et en sécurité.

Enfin, le navire peut être maintenu dans une zone de légère instabilité à régime maximal sans compromettre la sécurité des utilisateurs et l’intégrité du navire.

Reculer le centre de gravité dans la juste proportion permet d’augmenter l’angle du navire dans le plan longitudinal et ainsi la portance du foil pour obtenir un niveau d’immersion plus faible du navire. La navigation est plus sensationnelle mais aussi plus sensible aux perturbations extérieures, par exemple, les mouvements du pilote, les vagues et le vent. Avancer le centre de gravité permet de forcer l’angle du navire à une valeur faible. L’angle du navire dans le plan longitudinal est faible et la portance du foil est modérée pour obtenir un niveau d’immersion plus important du navire. Le navire est plus stable, peu sensible aux perturbations extérieures, mais la navigation est moins sensationnelle.

Dans des modes de réalisation, au cours de l’étape de calcul de la position du centre de gravité du navire, cette position est configurée pour que le navire navigue à fleur d’eau, sa coque affleurant la surface de l’eau.

Naviguer à fleur d’eau permet à la fois de réduire de manière significative l’énergie nécessaire à la propulsion puisqu’il y a moins de résistance, tout en gardant la possibilité pour la coque du navire de s’appuyer sur la surface de l’eau pour se stabiliser. On évite ainsi le besoin d’un système de stabilisation du navire en vol, qui est plus complexe. Naviguer à fleur d’eau permet également, moyennant des formes de coque adaptées, de rendre le navire plus sensible à sa répartition masses créant une forme d’instabilité donnant plus de sensations à l’utilisateur, notamment dans le cadre d’un navire de loisir récréatif monoplace ou biplace dans lequel il est aisé de se pencher à gauche ou à droite.

Dans des modes de réalisation, le procédé objet de l’invention comporte une étape de commande, par un utilisateur du navire, d’un changement de la position longitudinale de la source d’énergie autonome ou de son siège en cours de navigation. Ainsi, pendant que le navire est en mouvement, éventuellement déjà en configuration de vol, le pilote peut faire reculer le centre de gravité du navire, augmenter l’angle du navire dans le plan longitudinal et ainsi la portance, pour réduire le niveau d’immersion du navire et le rendre plus sensationnel par rapport au réglage standard. Par exemple, une pression sur un bouton de commande provoque le recul de la source d’énergie électrique de 20% de sa course totale. Une nouvelle pression et elle revient à sa position initiale.

La présente invention vise un navire léger à coque symétrique selon un plan comportant un axe de la proue à la poupe dit « axe longitudinal » comportant au moins un siège d’utilisateur, au moins un moteur électrique actionnant au moins une hélice, au moins un hydrofoil positionné sous la coque du navire perpendiculairement à l’axe longitudinal et une source d’alimentation électrique, qui comporte :

- un moyen de détermination de la masse de chaque utilisateur de ce navire,

- un moyen de détermination de la position longitudinale, dans le navire, de chaque siège d’utilisateur,

- un moyen de détermination de la position longitudinale, dans le navire, de la source d’alimentation électrique,

- un moyen de détermination d’un niveau d’instabilité de navigation,

- un moyen de calcul de la position du centre de gravité du navire, cette position étant une fonction variable de la position longitudinale de chaque siège utilisateur, de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique et/ou du niveau d’instabilité, et

- un moyen de déplacement du centre de gravité du navire, par modification de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique.

Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul est configuré pour que la position du centre de gravité du navire provoque une navigation à fleur d’eau, sa coque affleurant la surface de l’eau.

Dans des modes de réalisation, le navire objet de l’invention comporte, de plus, un moyen de commande, par un utilisateur du navire, d’un changement de la position longitudinale de la source d’énergie autonome ou de son siège en cours de navigation.

Dans des modes de réalisation, la masse de la source d’alimentation électrique est comprise entre 10% à 50% de la masse du navire lège.

Dans des modes de réalisation, la masse du navire lège est comprise entre une fois et trois fois la masse maximale de la somme des utilisateurs autorisés à naviguer avec le navire. Typiquement, pour deux passagers ayant une masse totale de 240 kilogrammes, la masse du navire lège est comprise entre 240 kilogrammes et 720 kilogrammes.

On rappelle ici qu’un navire lège désigne un navire lesté dont la construction est totalement achevée, équipé de tout le matériel nécessaire à la navigation, la propulsion et l'exploitation, à l'exclusion de tous liquides autres que ceux en circuit. Grâce à chacune de ces dispositions, les avantages de la présente invention, rappelés ci- dessus, sont particulièrement sensibles.

Dans des modes de réalisation, l’amplitude maximale de déplacement de la position longitudinale du centre de gravité de la source d’énergie électrique est comprise entre 5% et 20% de la longueur du navire.

Dans des modes de réalisation, l’amplitude maximale de déplacement de la position longitudinale de chaque siège d’utilisateur est comprise entre 2 et 10% de la longueur du navire.

Ces amplitudes permettent au navire d’être utilisable par la majeure partie des utilisateurs, depuis un utilisateur mineur ayant l’âge limite pour être autorisé à piloter le navire jusqu’à un équipage comportant, pour chaque siège, un utilisateur en limite maximale de poids autorisé pour monter dans le navire.

Dans des modes de réalisation, le navire objet de l’invention comporte un seul foil ne portant pas d’hélice.

Lorsqu’un unique foil fournit l’essentiel de la portance qui s’oppose et poids du navire, cette portance est localisée sur un seul point ce qui augmente l’effet de bascule dans un sens ou dans l’autre.

Dans des modes de réalisation, le navire objet de l’invention comporte plusieurs foils ne portant pas d’hélice.

Répartir l’effort de portance sur plusieurs foils réduit cet effet de bascule et atténue les mouvements du navire et sa tendance à cabrer. Avoir plusieurs foils capables de porter le navire augmente la complexité d’assemblage du navire et son coût et implique plusieurs mâts pour les supporter, ce qui modifie la manière et la facilité avec laquelle le navire peut tourner ou changer de direction.

Dans des modes de réalisation optionnels, au moins un moyen de déplacement de la source d’alimentation électrique comporte une liaison glissière d’axe parallèle à l’axe longitudinal, cette liaison glissière se trouvant reliée à la source d’alimentation électrique autonome et à la coque du navire.

Ces modes de réalisation permettent de déplacer facilement la source d’alimentation électrique autonome tout en maintenant le centre de gravité du navire dans le plan de symétrie de la coque.

Dans des modes de réalisation optionnels, le navire objet de la présente invention comporte, de plus, au moins un moyen de réglage de la position de chaque hydrofoil selon l’axe longitudinal pour adapter le centre de poussée du navire.

Ces modes de réalisation permettent d’avoir une possibilité de réglage supplémentaire de l’assiette longitudinale du navire.

Dans des modes de réalisation optionnels, chaque hydrofoil présente une aile, le navire objet de la présente invention comportant de plus, un moyen de modification de la position angulaire d’au moins une partie de l’aile selon un axe normal au plan de symétrie. Grâce à des dispositions, il est possible d’adapter le potentiel de portance du foil : si l’angle d’incidence est grand par rapport à l’horizontale, l’hydrofoil porte plus, comme s’il était plus grand ou avait un profil plus cambré. À l’inverse, si l’angle d’incidence est faible par rapport à l’horizontale, l’hydrofoil porte moins, comme s’il était plus petit ou avait un profil moins cambré. Dans des modes de réalisation, le navire objet de la présente invention comporte un unique hydrofoil.

Dans des modes de réalisation, la coque du navire présente une carène en simple ou double concave.

Ces modes de réalisation permettent d’améliorer la vitesse du navire ayant déjaugé tout en maintenant une sensation d’instabilité. La carène permet de stabiliser le navire même lorsque l’essentiel de la coque est hors de l’eau alors que le navire est porté en grande majorité par le foil. Notamment, la carène permet d’assurer la stabilité nécessaire sans compromettre le passage à la mer et l’amortit face aux vagues pour ne pas dépasser le seuil de tolérance de la structure et de l’utilisateur tout en assurant une instabilité suffisante pour que le navire soit sensationnel à manier.

Dans des modes de réalisation, l’hélice de propulsion est reliée au moteur électrique par un mât, le navire comportant, de plus, un moyen d’inclinaison du mât par rapport à une direction verticale.

Grâce à ces dispositions, l’angle selon lequel la force de propulsion est appliquée est adapté, pour régler l’assiette longitudinale du navire.

Dans des modes de réalisation, le navire comporte, de plus, un moyen de calcul de la position de l’hydrofoil et/ou de la position angulaire d’au moins une partie de l’aile en fonction de la masse de chaque utilisateur, de la position longitudinale du siège de chaque utilisateur, de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique et de l’inclinaison du mât pour obtenir un tirant d’eau de la coque sensiblement nul lorsque le navire a déjaugé.

Grâce à ces dispositions, la coque du navire reste au contact de l’eau tout en créant une sensation d’instabilité pour l’utilisateur.

Dans des modes de réalisation, le moyen de commande comporte un moyen de limitation de la puissance maximale du moteur électrique en fonction de la masse de l’utilisateur, de la position du centre de gravité et/ou de la position du centre de poussée.

Grâce à ces dispositions, la puissance maximale du moteur peut être adaptée à chaque utilisateur, équilibrant ainsi l’accélération et la vitesse maximale pour les différents navires, par exemple en cas de course.

Dans des modes de réalisation, le moyen de commande comporte un moyen d’adaptation de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique autonome en fonction d’un régime de fonctionnement du navire.

Grâce à ces dispositions, la position de la source d’alimentation électrique autonome peut aider le fonctionnement du navire, et notamment peut faciliter le déjaugeage.

Les avantages, buts et caractéristiques particulières du procédé de navigation et du navire objets de l’invention étant similaires, ils ne sont pas dupliqués ci-dessus. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du navire objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :

La figure 1 représente, schématiquement et en coupe, un premier mode de réalisation particulier du navire objet de la présente invention,

La figure 2 représente, schématiquement et en coupe, un deuxième mode de réalisation du navire objet de la présente invention,

La figure 3 représente schématiquement et en vue de dessus, le premier mode de réalisation du navire objet de la présente invention.

La figure 4 représente, schématiquement et en vue de face, le premier mode de réalisation du navire objet de la présente invention en régime archimédien,

La figure 5 représente, schématiquement et en vue de face, le premier mode de réalisation du navire objet de la présente invention après déjaugeage,

La figure 6 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière d’un procédé de positionnement de la source d’alimentation électrique autonome, de chaque siège et de l’hydrofoil

La figure 7 représente, schématiquement, en coupe selon les plans de coupe A-A, B-B et C-C représentés en figure 3 et en vue de gauche et droite, la carène de la coque du navire,

La figure 8 représente la courbe représentative de la position de la source d’alimentation électrique autonome selon l’axe longitudinal en fonction du poids embarqué pour obtenir un tirant d’eau de la coque déjaugé sensiblement nul,

La figure 9 représente, schématiquement, un moyen de commande d’un navire objet de la présente invention, et

La figure 10 représente, en vue de côté, les forces s’appliquant sur un navire objet de l’invention.

DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION

La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.

On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.

On appelle :

- « haut » ce qui est en haut des figures 1 , 2, 4 et 5,

- « bas » ce qui est en bas des figures 1 , 2, 4 et 5,

- « bâbord » ou « gauche » ce qui est en arrière-plan des figures 1 , 2, 4 et 5 et en haut de la figure 3, - « tribord » ou « droite » ce qui est au premier plan des figures 1 , 2, 4 et 5 et en bas de la figure 3,

- « latéral » ou « coté », ce qui peut être à gauche ou à droite,

- « proue » l’extrémité de la coque sur la droite des figures 1 à 5 et

- « poupe » l’extrémité de la coque sur la gauche des figures 1 à 5.

On rappelle que le centre de gravité d’un objet est le point d’application de la résultante des forces de gravité ou de pesanteur. On rappelle que le centre de poussée est le point d’application de la résultante des forces hydrodynamiques.

Le mot « hydrofoil » est courant en nautisme et est aussi connu sous le nom « aile portante » ou « foil ».

On rappelle qu’un hydrofoil permet d’appliquer à un navire une force de portance qui permet de réduire le déplacement effectif ou bien de porter entièrement la coque hors de l’eau c’est-à-dire de déjauger ou « décoller », par application d’une force hydrodynamique résultant d’un différentiel de pressions entre les faces intrados et extrados de l’hydrofoil, dépendante de la vitesse de déplacement du navire. Le centre de poussée, défini par la forme de l’hydrofoil, et le centre de gravité défini par les masses réparties sur le navire et les forces de propulsion et de résistance doivent être équilibrés pour que le navire déjauge partiellement ou entièrement de manière stabilisée.

On rappelle également qu’un navire à hydrofoil présente trois régimes de fonctionnement :

- un régime « archimédien » dans lequel la coque du navire est partiellement immergée dans l’eau,

- un régime « déjaugé » dans lequel la coque est portée par les forces de poussée appliquées sur l’hydrofoil et

- un régime « transitoire » dans lequel la coque passe d’un régime archimédien à un régime déjaugé.

On observe, sur la figure 1 , qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du navire 10 objet de la présente invention.

Le navire 10 présente une coque 11 symétrique selon un plan (non représenté) comportant un axe 12 de la proue à la poupe dit « axe longitudinal ». Le navire 10 comporte :

- une source d’alimentation électrique autonome 16 alimentant un moteur électrique 26, le moteur électrique 26 activant une hélice 28 de propulsion du navire 10,

- au moins un siège 14 pour un utilisateur positionné selon un axe parallèle à l’axe longitudinal 12 et

- au moins un moyen de déplacement, 15 et/ou 17, du siège 14 et/ou de la source d’alimentation électrique autonome 16 par rapport à la coque 11 selon l’axe longitudinal 12 pour adapter le centre de gravité 22 du navire et

- au moins un hydrofoil 18 positionné sous la coque 11 du navire 10 perpendiculairement à l’axe longitudinal 12. La coque 11 du navire est préférentiellement réalisée en résine renforcée de fibres structurelles. La coque 11 peut comporter au moins un parechoc 37, tel que représenté en figure 3. Préférentiellement, chaque parechoc 37 est positionné à la proue de la coque, et/ou à bâbord et à tribord du navire 10. Les parechocs 37 peuvent être particulièrement utiles dans le cadre de l’utilisation du navire 10 pour des courses nautiques. Les parechocs peuvent être en mousse ou être des boudins remplis d’air.

Préférentiellement, la coque 11 du navire 10 présente une carène en simple ou double concave. Préférentiellement, la coque 11 présente une forme aérodynamique et hydrodynamique.

Les formes habituelles pour un navire à moteur varient entre un « V » prononcé ou des formes plates. Le plat fournit plus de portance et de capacité de charge, le « V » fournit plus d’amortis face aux vagues. Avec une forme en « V », le navire n’a que peu d’appui pour se stabiliser latéralement s’il est porté en grande partie hors de l’eau. Avec une forme plate, le navire garde de la stabilité jusqu’à être porté entièrement hors de l’eau, mais il n’offre aucun amorti face aux vagues, si petites soient-elles, et la surface mouillée en contact avec l’eau reste importante même lorsqu’il est porté en grande partie hors de l’eau.

La forme de la carène en double concave, également appelée « triple V », permet d’apporter de la stabilité latérale tout en offrant de l’amorti face aux vagues lorsque le navire, 10 ou 30, a déjaugé. Les zones concaves entre les « V » permettent aussi de modérer la surface mouillée et réduisent la traînée.

La carène 11 du navire, 10 ou 30, permet de stabiliser le navire, 10 ou 30, latéralement, c’est-à-dire sur les côtés bâbord et tribord sans action électronique ou manuelle de la part de l’utilisateur. Par ailleurs, la consommation énergétique du moteur 26 est réduite. Enfin, l’utilisateur ressent des sensations de vitesse sans être dans l’inconfort.

Dans des modes de réalisation (non représentés), la carène du navire présente une forme en simple concave également appelée « double V ».

Dans des modes de réalisation, la carène présente un profil à la proue et un profil différent à la poupe. Par exemple, sur au maximum deux tiers de la dimension de la coque 11 selon l’axe longitudinal, la carène présente un triple V proche de la proue et, sur au maximum deux tiers de la dimension de la coque 11 selon l’axe longitudinal, la carène présente un double V proche de la poupe.

On observe notamment sur la figure 7, l’évolution de la carène de la proue à la poupe. Notamment, en vue de droite 71 , les deux concavités sont de faibles dimensions selon un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal dans le plan de symétrie de la coque 11 du navire. Cette dimension augmente faiblement jusqu’à la coupe A-A, pour accentuer légèrement la concavité. La concavité est encore accentuée en coupe B-B et atteint un maximum en coupe C-C. Préférentiellement, la concavité maximale est située sur le tiers le plus proche de la proue.

La coque 11 présente une ouverture dans laquelle est inséré le moteur 26. Préférentiellement, l’axe de rotation du moteur 26 et l’axe longitudinal 12 sont sécants. L’ouverture dans laquelle est inséré le moteur 26 peut présenter un moyen de fixation du moteur connu de l’homme du métier.

Dans des modes de réalisation, la coque 11 comporte des capteurs de rayons lumineux focalisés et un émetteur de rayon lumineux focalisé, pour utiliser le navire dans des jeux de tirs de laser. Par exemple, les rayons lumineux sont des infrarouges.

La coque 11 est munie d’un accès au cockpit du navire dans lequel le siège 14 est positionné, par exemple en enjambant un plat-bord.

Le siège 14 peut comporter une ou deux places assises. Lorsque le siège 14 comporte deux places assises, les places assises sont alignées selon l’axe longitudinal 12 pour éviter que le centre de gravité soit déplacé à bâbord ou à tribord. Le siège 14 comporte un dossier.

Préférentiellement, le moyen de déplacement 15 du siège 14 par rapport à la coque 11 comporte une liaison glissière d’axe parallèle à l’axe longitudinal 12. Par exemple, le siège 14 peut être monté sur un coulisseau glissant dans une coulisse fixé à la coque 11 .

Préférentiellement, le moyen de déplacement 15 est muni de moyens de blocage en position. Par exemple, le siège peut être muni d’une tige perpendiculaire à l’axe longitudinal 12, et d’un ressort de rappel en position de la tige et d’une manette d’écartement de la tige du siège. Le coulisseau comporte alors des reliefs correspondants à la tige. En actionnant la manette, l’utilisateur désengage la tige d’un relief, puis fait coulisser le siège en position désirée et relâche la manette pour que la tige s’engage dans le relief correspondant à la position désirée.

Dans des variantes, le moyen de déplacement 15 du siège 14 comporte :

- un moteur pas-à-pas actionnant une crémaillère, chenille ou un ruban, se déplaçant selon un axe parallèle à l’axe longitudinal 12,

- le siège 14 étant fixé à la crémaillère, chenille ou au ruban.

Le déplacement de la position du siège 14 par rapport à la coque 11 dépend principalement de la taille de l’utilisateur. L’utilisateur positionne le siège 14 pour pouvoir actionner une pédale 29 avec son pied.

Lorsque l’utilisateur avance le siège 14 vers la proue du navire 10, le centre de gravité 22 est déplacé vers la proue du navire 10 également. Inversement, lorsque l’utilisateur recule le siège 14 vers la poupe du navire 10, le centre de gravité 22 est déplacé vers la poupe du navire 10.

Sur les figures 1 et 2, le siège 14 est représenté dans une deuxième position en pointillés.

La source d’alimentation électrique autonome 16 est placée derrière le dossier du siège 14. En d’autres termes, la source d’alimentation électrique autonome 16 est placée plus proche de la poupe que le siège 14. Dans d’autres modes de réalisation, la source d’alimentation électrique autonome 16 se situe devant ou entre les jambes de l’utilisateur.

Préférentiellement, le moyen de déplacement 17 de la source d’alimentation électrique autonome 16 par rapport à la coque 11 comporte une liaison glissière d’axe parallèle à l’axe longitudinal 12. Par exemple, la source d’alimentation électrique autonome 16 peut être montée sur un coulisseau glissant dans une coulisse fixé à la coque 11 . Préférentiellement, le moyen de déplacement 17 est muni de moyens de blocage en position similaires aux moyens de blocage en position du moyen de déplacement 15.

Dans des variantes, le moyen de déplacement 15 du siège 14 comporte :

- un moteur pas-à-pas actionnant une crémaillère, chenille ou un ruban, se déplaçant selon un axe parallèle à l’axe longitudinal 12,

- la source d’alimentation électrique autonome 16 étant fixé à la crémaillère, chenille ou au ruban.

Dans des modes de réalisation, la source d’alimentation électrique autonome est déplacée au moyen d’un actionneur linéaire, par exemple un vérin ou un moteur équipé d’une vis sans fin.

Lorsque la source d’alimentation électrique autonome 16 est avancée vers la proue du navire 10, le centre de gravité 22 est déplacé vers la proue du navire 10 également. Inversement, la source d’alimentation électrique autonome 16 est reculée vers la poupe du navire 10, le centre de gravité 22 est déplacé vers la poupe du navire 10.

À titre d’exemple, le navire, 10 ou 30, objet de l’invention présente une masse d’environ 150 kilogrammes sans source d’alimentation électrique autonome 16 et sans utilisateur. La source d’alimentation électrique autonome 16 présente une masse d’environ 40 kilogrammes et l’utilisateur une masse comprise entre 50 et 120 kilogrammes.

Ainsi, la masse de l’utilisateur et de la source d’alimentation électrique autonome 16 représentent environ quarante pour cent de la masse totale du navire, 10 ou 30, en charge. La position de la source d’alimentation électrique autonome 16 et de l’utilisateur par rapport à la coque présente donc une forte incidence sur la position du centre de gravité du navire, 10 ou 30.

La source d’alimentation électrique autonome 16 représente environ vingt-cinq pour cent du poids à vide du navire, 10 ou 30. Le déplacement de la source d’alimentation électrique autonome 16 vers la proue permet de limiter la tendance du navire, 10 ou 30, à cabrer sous l’effet du système vague créé par l’accélération et de la portance du foil, ou des deux combinés pendant le régime transitoire.

À titre d’exemple, un pilote présentant une masse supérieure à 100 kilogrammes enfonce davantage la coque 11 dans l’eau lorsque le navire est en régime archimédien. La coque 11 se cabre davantage sous l’effet de la vague créée lors de l’accélération. À tel point que la puissance disponible pour le moteur peut ne pas être suffisante pour surmonter cette phase et passer pardessus la vague. Le navire n’atteindra alors pas le régime déjaugé ou seulement au bout d’une phase transitoire à faible accélération de durée importante. Avancer la source d’alimentation électrique autonome 16 permet d’éviter au navire, 10 ou 30, de trop cabrer pendant la phase transitoire en raison d’une masse totale plus importante et de lui conférer une phase d’accélération plus courte et plus directe.

Un pilote de masse inférieure à soixante-quinze kilogrammes peut se retrouver avec trop de portance sur le foil une fois la vitesse cible atteinte si l’angle d’incidence augmente sous l’effet d’une sollicitation extérieure telle une vague, la portance peut augmenter suffisamment pour faire décoller le navire sans possibilité de contrôler le vol. Avancer la source d’alimentation électrique autonome 16 dans cette configuration permet de faire redescendre rapidement la proue du navire, 10 ou 30, si celui-ci a été élevé par une vague, par exemple, et éviter un décollage non maîtrisé.

La figure 8 représente, la position relative de la source d’alimentation électrique autonome 16 (appelée « batterie » en fonction de la masse de l’utilisateur. On note que cette courbe présente une forme en U. Sur les figures 1 et 2, la source d’alimentation électrique autonome 16 est représentée dans une deuxième position en pointillés.

Chaque hydrofoil 18 comporte un mat et une aile 19. Préférentiellement la dimension de l’aile 19 selon un axe normal au plan de symétrie nommé « axe transversal » est supérieure à la moitié de la dimension de la coque 11 selon l’axe transversale et inférieure à la dimension de la coque 11 selon l’axe transversale.

Préférentiellement, le navire 11 comporte un unique hydrofoil 18.

Préférentiellement, au moins une aile 19 est équipée, sur le bord de fuite, d’un volet 31 réglable en incidence. Plus le volet 31 est descendu, plus la portance est importante pour une vitesse et incidence fixe. Plus le volet 31 est remonté, plus la portance est faible pour une vitesse et incidence fixe.

Préférentiellement, au moins une aile 19 est réglable dans sa géométrie de manière faire varier la portance générée par le foil. Dans ces modes de réalisation, l’aile 19 est connecté au mât par un moyen de modification 245 de la position angulaire de l’aile selon un axe normal au plan de symétrie. Grâce à ces dispositions l’aile 19 entière est réglable en incidence par rapport au mât. Plus le bord de fuite est descendu, plus la portance est importante pour vitesse fixe. Plus le bord de fuite est relevé, plus la portance est faible pour une vitesse fixe.

Dans les modes de réalisation dans lesquels chaque hydrofoil présente une aile munie d’un volet, le navire comporte de plus, un moyen de modification 245 de la position angulaire du volet selon un axe normal au plan de symétrie.

Le volet 31 est une partie mobile située sur la partie arrière du plan porteur de l’aile 19. Il peut occuper entre dix et cinquante pour cent de la corde de profil. Préférentiellement, le volet occupe trente pour cent de la corde du profil. Le volet est mobile en rotation selon l’axe transversal.

Préférentiellement, le volet 31 peut :

- être positionné dans le prolongement de la géométrie du profil de l’aile 19, selon une position dite « volet neutre » alors la position du volet 31 est sans incidence les forces générées par le plan porteur profilé,

- être orienté dans la direction opposée à la force de portance, autrement dit avoir un angle d’incidence positif par rapport à la position volet neutre, la portance et la traînée du plan porteur profilé étant alors augmentées,

- être orienté dans la direction de la force de portance, autrement dit avoir un angle d’incidence négatif par rapport à la position volet neutre, la portance du plan porteur profilé étant réduite et la traînée du plan porteur profilé étant alors augmentée, On rappelle que le « plan porteur » est une surface portante, profilée ou non, qui se déplace à la surface ou dans l'eau. Le plan porteur est autrement appelé « aile ».

Dans des modes de réalisation, le volet 31 est orienté de -10° à +20° par rapport au volet neutre, ou préférentiellement de -5° à +10° par rapport au volet neutre et encore plus préférentiellement de -4° à +8° par rapport au volet neutre. Les angles de valeur négative correspondent à une rotation dans le sens horaire et les valeurs positives correspondent à une rotation dans le sens antihoraire par rapport au volet neutre.

Utiliser un volet 31 orienté dans la direction opposée à la force de portance permet de générer plus de portance avec un meilleur rendement, c’est-à-dire le ratio portance sur traînée, que si c’est l’ensemble du plan porteur dont l’incidence est augmentée.

Préférentiellement, le moyen de modification 245 de la position angulaire du volet peut être une tige ou un bras mécanique insérés dans le mât de l’hydrofoil 18 qui pousse ou tire une partie du volet en fonction d’une commande du moyen de commande 24. Dans d’autres modes de réalisation, le volet 31 peut être mis en mouvement au travers d’une mèche alignée avec l’axe de rotation. Le volet 31 est, par exemple, attaché à la partie principale du plan porteur au travers de liaisons mécaniques, telles que des charnières, ou de liaisons souples, telles que des pièces en élastomère ou composite déformable.

Le volet 31 peut être réalisé séparément et assemblé avec la partie principale du plan porteur ou bien être réalisé d’un seul tenant avec le plan porteur si la construction permet des zones de souplesse variables.

Préférentiellement, le volet 31 est configuré pour majorer ou minorer la portance fournie par l’hydrofoil 18 en fonction de la masse de l’utilisateur. Ces modes de réalisation permettent d’obtenir une vitesse du navire, 10 ou 30, supérieure à la vitesse de carène, quelle que soit la masse de l’utilisateur. Le régime déjaugé est atteint à basse vitesse en un minimum de temps. La consommation énergétique du moteur 26 est réduite. L’hydrofoil peut fonctionner avec des degrés variables d’enfoncement dans l’eau, par exemple, dans lesquels le foil porte 50, 75 ou 90% du poids du navire. Plus le foil porte et plus le navire est hors de l’eau.

L’ensemble d’hydrofoils 18 est configuré pour fournir la portance nécessaire pour porter entre quatre-vingt-dix pour cent et cent pour cent du poids du navire en charge. La carène reste ainsi en contact quasi permanent avec l’eau pour assurer la stabilisation naturelle de l’embarcation. Aucun système de contrôle n’est requis pour stabiliser le navire de manière active et dynamique sur les axes longitudinal 12 et transversale.

Dans des modes de réalisation, au moins une aile 19 comporte à chaque extrémité bâbord et tribord, une ailerette (« winglet » en anglais) pour induire un roulis intérieur au virage lorsque le navire, 10 ou 30, tourne.

Préférentiellement, au moins un hydrofoil 18 s’affranchit d’un fuselage et d’un stabilisateur.

Dans des modes de réalisation, le navire, 10 ou 30, comporte un actionneur linéaire complété éventuellement d’un système de transmission mécanique configuré pour positionner le volet 31 à un angle tel qu’il fournisse la juste quantité de portance pour porter le poids de l’embarcation et de son pilote sans le faire décoller. Plus le pilote est léger, plus le volet 31 est en position relevée. Plus le pilote est lourd, plus le volet est en position basse. L’actionneur est commandé par un module 245 du moyen de commande 24.

Préférentiellement :

- la masse de la source d’alimentation électrique est comprise entre 10% à 50% de la masse du navire lège,

- la masse du navire lège est comprise entre une fois et trois fois la masse maximale de la somme des utilisateurs autorisés à naviguer avec le navire,

- l’amplitude maximale de déplacement de la position longitudinale du centre de gravité de la source d’énergie électrique est supérieure à 5% de la longueur du navire, et/ou

- l’amplitude maximale de déplacement de la position longitudinale de chaque siège d’utilisateur est supérieure à 2 % de la longueur du navire.

On observe, en figure 6, sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière d’un procédé 50 objet de l’invention. Ce procédé concerne le positionnement de la source d’alimentation électrique autonome, de chaque siège et, éventuellement, le réglage de l’hydrofoil.

Ce procédé 50 vise la navigation avec un navire léger à coque symétrique selon un plan comportant un axe de la proue à la poupe dit « axe longitudinal », comportant au moins un siège d’utilisateur, au moins un moteur électrique actionnant au moins une hélice et une source d’alimentation électrique. Ce procédé 50 comporte :

- une étape 51 de détermination de la masse de chaque utilisateur de ce navire,

- une étape 52 de détermination de la position longitudinale, dans le navire, de chaque siège d’utilisateur,

- une étape 53 de détermination de la position longitudinale, dans le navire, de la source d’alimentation électrique,

- une étape 54 de détermination d’un niveau d’instabilité de navigation,

- une étape 55 de calcul de la position du centre de gravité du navire, cette position étant une fonction variable de la position longitudinale de chaque siège utilisateur, de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique et/ou du niveau d’instabilité, et

- une étape 56 de déplacement du centre de gravité du navire, par modification de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique.

Les étapes 55 et 56 adaptent la configuration du navire à tout utilisateur pour lui permettre de déjauger. Préférentiellement, au cours de l’étape 55, le calcul de la position du centre de gravité du navire est configuré pour que le navire navigue à fleur d’eau, sa coque affleurant la surface de l’eau. Préférentiellement, l’étape 54 comporte une étape de commande, par un utilisateur du navire, d’un changement de la position longitudinale de la source d’énergie autonome ou de son siège en cours de navigation. Ainsi, pendant que le navire est en mouvement, éventuellement déjà en configuration de vol, le pilote peut faire reculer le centre de gravité du navire, augmenter l’angle du navire dans le plan longitudinal et ainsi la portance, pour réduire le niveau d’immersion du navire et le rendre plus sensationnel par rapport au réglage standard. Par exemple, une pression sur un bouton de commande provoque le recul de la source d’énergie électrique de 20% de sa course totale. Une nouvelle pression et elle revient à sa position initiale.

L’étape 51 de détermination de la masse de chaque utilisateur du navire peut être estimative, par un gestionnaire du navire, par exemple un opérateur d’un centre nautique, déclarative, chaque utilisateur saisissant son poids sur une interface utilisateur, ou mesurée, par exemple par une jauge de contrainte insérée dans le ponton d’accès au navire ou dans chaque siège d’utilisateur du navire.

L’étape 52 de détermination de la position longitudinale, dans le navire, de chaque siège d’utilisateur peut fournir une position fixe, lorsque la siège ne comporte pas de moyen de déplacement longitudinal ou une position réglée manuellement avec un capteur de position ou réglée par une commande électrique munie d’un encodeur, par exemple. La position longitudinale de chaque siège peut ainsi être effectuée par chaque utilisateur en fonction de sa taille et de l’accessibilité des moyens de commande de direction et de vitesse du navire.

L’étape 53 de détermination de la position longitudinale, dans le navire, de la source d’alimentation électrique peut fournir une position fixe, lorsque la batterie ne comporte pas de moyen de déplacement ou une position commandée par une motorisation électrique ou par action manuelle et/ou captée par un capteur de position.

On note qu’au moins un parmi les sièges d’utilisateur et la source d’alimentation électrique est mobile par rapport à la coque du navire.

Au cours de l’étape 54 de détermination d’un niveau d’instabilité de navigation, l’instabilité peut être fixée par construction ou être variable en fonction d’instructions données par un gestionnaire du navire, par exemple par commande à distance, ou par un utilisateur du navire par une commande effectuée sur une interface utilisateur du navire.

Au cours de l’étape 55 de calcul de la position du centre de gravité du navire, cette position est une fonction variable de la position longitudinale de chaque siège utilisateur, de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique et/ou du niveau d’instabilité. Une fonction variable signifie qu’elle prend différentes valeurs en fonction des variables en entrée.

Au cours de l’étape 56 de déplacement du centre de gravité du navire, par modification de la position longitudinale de la source d’alimentation électrique, une instruction de déplacement peut être affichée pour que l’opérateur ou l’utilisateur réalise manuellement la modification. Préférentiellement, au moins un moteur électrique est mis en œuvre au cours de l’étape 56 pour déplacer au moins un siège d’utilisateur et/ou la source d’alimentation électrique.

On note qu’optionnellement, au cours de la navigation, l’utilisateur peut modifier le niveau d’instabilité visé, par la commande décrite ci-dessus pour l’étape 54. Les étapes 55 et 56 sont alors réitérée pour modifier la position longitudinale du centre de gravité du navire. L’étape 51 est préférentiellement réalisée préalablement à la montée de l’utilisateur dans le navire, 10 ou 30. Par exemple, l’étape de mesure de la masse de l’utilisateur peut être réalisée en installant l’utilisateur dans une imitation du navire positionnée sur un pèse-personne. La mesure de masse peut ainsi avoir lieu alors qu’on explique à l’utilisateur les mesures de sécurité et le maniement du navire, 10 ou 30. L’étape 52 peut aussi avoir lieu dans l’imitation du navire, 10 ou 30. La position du siège est alors mesurée par un capteur de position connue de l’homme du métier et être enregistrée informatiquement pour être reproduite dans le navire, 10 ou 30. Les étapes 51 et 52 peuvent également être réalisées directement dans le navire, 10 ou 30.

Optionnellement, le procédé détermine, de plus une position de l’hydrofoil 18 et/ou de la position angulaire du volet 31 en fonction de la masse de l’utilisateur, de la position du siège 14 et de l’inclinaison du mât 27 pour obtenir un tirant d’eau de la coque 11 sensiblement nul lorsque le navire a déjaugé. Le procédé 50 comporte alors une étape de modification (non représentée) de la position de l’hydrofoil 18 et/ou du volet pour les positionner selon la position calculée.

Dans des modes de réalisation, le procédé 50 comporte une étape (non représentée) de limitation de la puissance maximale du moteur électrique en fonction de la masse de l’utilisateur, de la position du centre de gravité et/ou de la position du centre de poussée. Préférentiellement, les moyens du navire, 10 ou 30, sont configurés pour mettre en œuvre les étapes du procédé 50 et leurs modes de réalisation tels qu’exposés ci-dessus et le procédé 50 ainsi que ses différents modes de réalisation peuvent être mis en œuvre par les moyens du navire 10 ou 30.

On observe, en figure 10, le navire 30 et les principales forces qui s’appliquent à ce navire 30 :

A : la poussée de l'hélice,

B : la résistance hydraulique de l’embase moteur,

C : la somme des résistances,

D : la résistance hydraulique de la coque,

E : la résistance hydraulique du foil,

F : la portance de la coque,

G : la portance du foil,

H : la somme des portances,

I : le poids total (source d'alimentation ou pilote reculé),

J : le poids total (source d'alimentation ou pilote avancé),

K : la résistance de l’air, éventuellement en mouvement, yi : la plage de variation de la position longitudinale de chaque siège, yj : la plage de variation de la position longitudinale de la source d’énergie, x : la distance entre les points d’application des forces A et C

A.x est le moment forçant l'avant du navire à monter et l'augmentation de l'angle d'incidence global. H.y est le moment forçant l'avant du navire à descendre et la réduction de l'angle d'incidence global/ Si A.x < H.y, l'avant du navire descend et l'angle d'incidence diminue réduisant ainsi la portance sur le foil et augmentant le niveau d'immersion du navire.

Si A.x > H.y, l'avant du navire monte et l'angle d'incidence augmente jusqu'à ce que le foil perce la surface, perdant ainsi sa portance.

Pour un bon fonctionnement du navire en cours de navigation, préférentiellement, l’étape 55 détermine la position des masses mobiles (siège d’utilisateur et/ou source d’énergie électrique) pour que H.yi soit inférieur ou égal à A.x et H.yj soit supérieur à A.x.

Dans des modes de réalisation préférentiels, le navire, 10 ou 30, comporte de plus au moins un moyen de réglage 20 de la position de l’hydrofoil selon l’axe longitudinal 12 pour adapter le centre de poussée 21 du navire 10.

Préférentiellement, le moyen de réglage 20 de la position du foil 18 par rapport à la coque 11 comporte une liaison glissière d’axe parallèle à l’axe longitudinal 12. Par exemple, le foil 20 peut être monté sur un coulisseau glissant dans une coulisse fixé à la coque 11 .

Préférentiellement, le moyen de réglage 20 est muni de moyens de blocage en position similaire aux moyens de blocage en position du moyen de déplacement 15.

Dans des variantes, le moyen de réglage comporte un ensemble de positions prédéterminées de l’hydrofoil 18 par rapport à la coque 11. Préférentiellement, la coque 11 est munie d’orifices taraudés formant un schéma répété plusieurs fois. L’hydrofoil 18 comporte une plaque comportant des orifices traversants de schéma correspondant et est fixé par vissage au travers des orifices traversants dans l’un des schémas d’orifices taraudés. Par exemple, les orifices taraudés forment un carré.

Dans des variantes, le moyen de réglage 20 de la position de l’hydrofoil comporte :

- un moteur pas-à-pas actionnant une crémaillère, chenille ou un ruban, se déplaçant selon un axe parallèle à l’axe longitudinal 12,

- l’hydrofoil 18 étant fixé à la crémaillère, chenille ou au ruban.

Lorsque l’hydrofoil 18 est avancé vers la proue du navire 10, le centre de poussée 21 est déplacé vers la proue du navire 10 également. Inversement, lorsque l’hydrofoil 18 est reculé vers la poupe du navire 10, le centre de poussée 21 est déplacé vers la poupe du navire 10.

Sur la figure 1 , l’hydrofoil 18 est représenté dans une deuxième position en pointillés. Dans des modes de réalisation, le navire 10 comporte un moyen de commande 24 alimenté par la source d’alimentation électrique autonome d’au moins un moyen de déplacement, 15, 17 et/ou de réglage 20. Le moyen de commande 24 peut être un microcontrôleur configuré pour exécuter des commandes programmées informatiquement.

Préférentiellement, le moyen de commande 24 comporte un moyen de calcul 240 de la position de l’hydrofoil 18, de la source d’alimentation électrique autonome 16 et/ou de la position angulaire d’au moins une partie de l’aile 19, par exemple du volet 31 , en fonction de la masse de l’utilisateur, de la position du siège 14 et/ou de l’inclinaison du mât 27 pour obtenir un tirant d’eau de la coque 11 sensiblement nul lorsque le navire a déjaugé. Le moyen de calcul 240 peut être configuré pour calculer la position de la source d’alimentation électrique autonome 16 en fonction de la position du siège 14 et de la masse de l’utilisateur et/ou l’inclinaison du mât 27, afin de maintenir le centre de gravité 22 sensiblement inchangé. Puis, le moyen de calcul 240 peut être configuré pour calculer la position de l’hydrofoil 18 et/ou la position angulaire d’au moins une partie de l’aile 19 pour équilibrer la position du centre de poussée 21 en fonction des résultantes de forces appliquées au centre de gravité 22.

Préférentiellement, en mode déjaugé, l’angle entre l’horizontale et l’axe transversal, est compris entre 1 ° et 4°, préférentiellement entre 1 ° et 3° et encore plus préférentiellement 2°. On note qu’avec un angle de 1 ° le navire est plus stable, mais consomme plus, avec un angle de 3° le navire est moins stable et consomme un peu moins et avec un angle supérieur à 4°, le navire risque l’envol.

Une fois la position de l’hydrofoil 18 et la position de la source d’alimentation électrique autonome 16 calculées, le moyen de commande 24 peut commander 244, 243 et 241 , chaque moteur pas à pas pour faire déplacer l’hydrofoil 18 et la source d’alimentation électrique autonome 16 à la position calculée.

Dans des modes de réalisation, le moyen de commande 24 comporte un moyen d’adaptation (242) de la position de la source d’alimentation électrique autonome 16 en fonction du régime de fonctionnement du navire, 10 ou 30. On parle de réglage « dynamique » en navigation. Par exemple, en régime archimédien et en régime déjaugé, la source d’alimentation électrique autonome 16 présente la même position, mais, en régime transitoire la source d’alimentation électrique autonome 16 est déplacée par rapport à ladite position.

Dans d’autres modes de réalisation, en l’absence ou en complément d’un réglage dynamique de l’hydrofoil en navigation, c’est le réglage de la position du centre de gravité par rapport aux autres forces : portance de l’hydrofoil, propulsion, résistance qui régulent la portance générée par le foil au travers de la variation de l’angle d’assiette longitudinale du navire et ainsi de l’angle d’incidence de l’écoulement sur le foil.

Ces modes de réalisation permettent de réduire la consommation énergétique du navire, 10 ou 30, notamment pour des passagers de masse supérieure à quatre-vingt-dix kilogrammes. De plus, la navigation est stable sans utilisation d’une stabilisation dynamique électronique ou manuelle. La vitesse, l’accélération, l’immersion de la carène et l’instabilité sont identiques pour tous les utilisateurs. Enfin, un minimum de carène est immergé. On rappelle que plus le navire est hors de l’eau, moins il est stable. La carène à V multiples assure une garantie de stabilité, mais si elle est suffisamment portée par le foil, elle laisse le navire pencher légèrement d’un côté ou de l’autre afin de mettre l’utilisateur dans une situation sensationnelle bien qu’entièrement sécurisée.

Dans d’autres modes de réalisation, le moyen de commande 24 peut comporter un moyen d’affichage 249 des positions calculées, un opérateur positionnant manuellement la source d’alimentation électrique autonome 16 et l’hydrofoil 18. Dans des modes de réalisation particulièrement adaptés aux jeux nautiques de type course ou jeu de tir de lasers (« laser game » en anglais), le moyen de commande 24 comporte un moyen de limitation 248 de la puissance maximale du moteur électrique en fonction de la masse de l’utilisateur, de la position du centre de gravité et/ou de la position du centre de poussée.

La puissance délivrée par le moteur 26 est fonction de l’intensité du courant fournie par le moyen de commande 24. En limitant l’intensité du courant, il est possible d’adapter la puissance disponible pour que la courbe d’accélération ressentie soit la même pour chaque utilisateur, quelle que soit sa masse. Par exemple, un pilote léger aura une valeur limite prédéterminée d’intensité plus faible qu’un pilote lourd.

Le moteur 26 entraine la rotation de l’hélice 28 qui fournit une force propulsive au navire, 10 ou 30. La force propulsive est proportionnelle à la vitesse de rotation de l’hélice 28, elle-même directement liée à la vitesse de rotation du moteur 26. En réaction à la force propulsive qu’elle crée, l’hélice 28 est soumise à une force hydrodynamique qui freine sa rotation.

Plus le navire est chargé, c’est-à-dire, plus la masse de l’utilisateur est élevée, plus la force propulsive requise pour atteindre une vitesse de déplacement donnée est importante. La force de frein étant proportionnelle à la force propulsive, elle augmente également. Dans ces conditions, le couple fourni à l’hélice 28 doit être important pour assurer la rotation de l’hélice 28 à la vitesse requise.

Fournir un couple plus élevé à vitesse de rotation égale nécessite une plus grande puissance motrice. Dans le cas d’un moteur électrique, fournir plus de couple nécessite un courant d’alimentation d’intensité supérieure.

À l’inverse, pour un navire moins chargé, c’est-à-dire pour un utilisateur de masse plus faible, la force propulsive pour atteindre une vitesse de déplacement donnée est plus faible, générant une force de frein à la rotation de l’hélice 28 plus faible également. Le couple requis pour faire tourner l’hélice 28 à la vitesse requise est plus faible et nécessite un courant d’intensité plus faible.

En majorant ou en minorant l’intensité du courant puisé dans la batterie et délivré au moteur 26, il est ainsi possible d’adapter la puissance et le couple requis pour que le navire puisse fonctionner avec les mêmes accélérations et la même vitesse quelle que soit la masse de l’utilisateur. Préférentiellement, le moyen de limitation 248 est configuré pour assurer la régulation de l’intensité du courant puisé dans la source d’alimentation électrique autonome 16 et délivré au moteur 26. Par exemple, le moyen de limitation 248 est un microcontrôleur exécutant un logiciel ou une application exécutée par un microcontrôleur ou un potentiomètre, réglé manuellement, par exemple.

Pour une intensité de décharge maximale définie comme correspondant à cent pour cent, en fonction des paramètres intrinsèques à la source d’alimentation électrique autonome 16, le moyen de limitation 248 de la puissance maximale délivrée au moteur électrique 26 limite l’intensité à un pourcentage de son intensité de décharge maximale en fonction de la masse de l’utilisateur. Par exemple, le pourcentage de limitation est lié à la masse de l’utilisateur par une fonction exponentielle ou linéaire.

Dans des modes de réalisation, le navire, 10 ou 30, comporte de plus un moyen de transmission d’énergie entre le moteur électrique 26 et l’hélice 28, en entrainement direct ou avec un renvoi d’angle. Le moyen de transmission peut être avec ou sans réduction. Le moteur électrique 26 est alimenté en énergie électrique par la source d’alimentation électrique autonome. Le moteur électrique 26 alimente en énergie mécanique une hélice de propulsion 28. L’hélice de propulsion 28 est montée sur un mât 19 en rotation par rapport à la coque 11 selon un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal dans le plan de symétrie dit « axe de guidage » 13. L’hélice 28 est mise en rotation selon un axe dit « axe de propulsion », 32, 33, 12, perpendiculaire à l’axe de guidage 13. Préférentiellement, l’axe de guidage 13 et l’axe du mât de chaque hydrofoil 18 sont parallèles et l’hélice 28 est sensiblement alignée avec l’aile 19 de l’hydrofoil 18 dans le plan de symétrie.

L’angle de l’axe du mât 27 de l’hélice 28 dans le plan de symétrie permet de forcer le navire en déplacement dans une position nez, ou proue, en l’air ou au contraire nez, ou proue, en bas, permettant ainsi un réglage additionnel de l’assiette longitudinale du navire. Dans des modes de réalisation, le moyen de commande 24 peut comporter un moyen de réglage 247 de la position du mât 27 dans le plan de symétrie, le navire comportant un actionneur correspondant.

La force dite « propulsive » est appliquée au niveau de l’hélice 28, c’est-à-dire déportée d’une certaine distance sous le niveau de l’eau, et selon une direction alignée sur l’axe du mât 27 de l’hélice 28. Les forces de résistances s’appliquent au niveau de l’hydrofoil 18 et de la carène de la coque 11 dans leurs proportions respectives et avec une direction qui s’approche de l’horizontal. L’application de ces deux forces opposées crée un couple dans le plan de symétrie qui varie selon la distance selon un axe dit « vertical », perpendiculaire à l’axe longitudinal dans le plan de symétrie, entre le point d’application de la force et la direction du vecteur de force. En modifiant, l’angle de la force propulsive, c’est-à-dire l’angle entre l’axe de guidage et la verticale, il est possible d’augmenter ou de réduire le couple dans le plan de symétrie qui tend à faire descendre l’arrière et monter le nez du navire ou l’inverse. On rappelle que la verticale est la direction de la pesanteur.

Préférentiellement, l’angle entre l’axe de direction et la verticale est compris entre cinq degrés dans le sens horaire et cinq degrés dans le sens antihoraire, selon les vues des figures 1 , 2, 4 et 5. Encore plus préférentiellement, l’ange entre l’axe de direction et la verticale est compris entre cinq degrés dans le sens horaire et trois degrés dans le sens antihoraire. Encore plus préférentiellement, l’ange entre l’axe de direction et la verticale est de trois degrés dans le sens horaire.

Un angle dans le sens antihoraire, tend à porter l’arrière du navire, qui transitionne plus facilement du régime archimédien au régime déjaugé, mais en conservant une immersion plus importante en régime déjaugé. En effet, l’incidence et la portance de l'hydrofoil sont plus faibles qu’avec un axe de guidage et une verticale confondue. Par ailleurs, plus de surface de carène reste en contact avec l’eau du fait d’une assiette longitudinale plus neutre.

Un angle dans le sens horaire tend à faire cabrer le navire, 10 ou 30, en enfonçant l’arrière du navire, 10 ou 30. Cela augmente donc la charge sur le foil et crée une phase de transition plus abrupte. Une telle phase de transition nécessite une consommation énergétique plus élevée et créant plus de vagues. Cependant, dans de telles conditions, un point de fonctionnement avec une immersion minimale de la carène de la coque 11 en régime déjaugé peut ensuite être atteint, avec un peu d’inclinaison longitudinale pour réduire au maximum la surface de carène au contact de l’eau.

Lors de l’accélération, si le navire, 10 ou 30, est initialement en régime archimédien, le navire, 10 ou 30, cabre sous l’effet combiné de la force propulsive et de la vague d’étrave que le navire doit surmonter à mesure qu’il accélère. La vitesse et l’inclinaison dues au cabrage se traduisent par un angle d’incidence accru sur le plan porteur. L’hydrofoil 18 fourni assez de portance pour porter quasiment intégralement le navire.

Alors que le tirant d’eau approche de zéro, la position du centre de gravité 22 situé en avant du centre de poussée 21 de l’hydrofoil réduit l’inclinaison longitudinale du navire, 10 ou 30, jusqu’à atteindre un équilibre entre le couple créé par la résultante de la force de propulsion selon l’axe longitudinal et le couple créé par la position avancée du centre de gravité 22.

La position du centre de gravité 22 et l’angulation du moteur sont ajustées pour que cet équilibre se stabilise sur une inclinaison légèrement cabrée qui donne au navire, 10 ou 30, une légère instabilité selon un axe normal au plan de symétrie et la résistance à l’avancement la plus faible possible, c’est-à-dire le moins de surface de carène de la coque 11 en contact avec l’eau.

Par exemple :

- pour un pilote de 50kg, la source d’alimentation électrique autonome 16 est en position médiane, soit avancée de 150mm par rapport à une position dite « base » et le volet 31 sur le plan porteur est relevé à -4°,

- pour un pilote de 80kg, la source d’alimentation électrique autonome 16 est positionnée à la base et le volet sur le plan porteur est abaissé à +2°,

- pour un pilote de 120kg, la batterie est en position avancée de 300mm par rapport à la base et le volet sur le plan porteur est abaissé à +8°.

Préférentiellement, le moteur électrique 26 et la coque forment une liaison pivot dont l’axe est l’axe de guidage 13. La liaison pivot peut être tout type de liaison pivot connue de l’homme du métier.

Préférentiellement, la position angulaire du mât 27 est commandée par le moyen de commande 24 selon une position parmi trois positions prédéterminées. Le moyen de commande 24 peut être un microcontrôleur configuré pour exécuter des commandes programmées informatiquement. Le navire, 10 ou 30, comporte également un actionneur25 configuré pour mettre en rotation le mât 27 en fonction d’une commande de position angulaire. Préférentiellement, les trois positions prédéterminées, observées sur la figure 3, sont :

- une position dite « neutre », dans laquelle l’axe de propulsion et l’axe longitudinal 12 sont parallèles,

- une position dite « bâbord », dans laquelle l’axe de propulsion 32 forme un angle prédéterminé 36 non nul avec le plan de symétrie selon le sens horaire,

- une position dite « tribord », dans laquelle l’axe de propulsion 33 forme l’angle prédéterminé 35 non nul avec le plan de symétrie selon le sens antihoraire.

Préférentiellement, les angles prédéterminés, 35 et 36, sont de mêmes valeurs. Préférentiellement les angles prédéterminés, 35 et 36, sont inférieurs à 30° et encore plus préférentiellement inférieurs à 20.

Dans des modes de réalisation, le moyen de commande 24 peut comporter un moyen d’adaptation 246 de la valeur des angles prédéterminés en fonction de la vitesse du navire, 10 ou 30, pour augmenter la maniabilité du navire, 10 ou 30. Par exemple, les valeurs des angles prédéterminées, 35 et 36, sont plus importantes lorsque le navire navigue en deçà d’une vitesse prédéfinie et restreinte à environ 15° lorsque le navire navigue au-delà de cette même vitesse prédéfinie.

La position neutre permet à l’utilisateur de propulser le navire, 10 ou 30, tout droit. La position bâbord permet à l’utilisateur de faire tourner le navire, 10 ou 30, à gauche ou à bâbord, et la position tribord permet à l’utilisateur de faire tourner le navire, 10 ou 30, à droite ou à tribord.

Préférentiellement, la coque 11 présente des butées 38 configurées pour bloquer la rotation du mât 27 en cas de dysfonctionnement de l’actionneur 25. Dans des modes de réalisation préférentielles, le moyen de commande 24 comporte deux boutons-poussoirs, 23 et 39, l’un commandant une rotation du mât 27 dans le sens horaire, l’autre commandant une rotation du mât 27 dans le sens antihoraire.

Préférentiellement les boutons-poussoirs, 23 et 39, sont disposés dans le cockpit symétriquement par rapport au plan de symétrie. Dans les modes de réalisation représentés en figures 1 à 3, le bouton-poussoir 23 est positionné à bâbord et commande la rotation dans le sens horaire. Le bouton-poussoir 39 est positionné à tribord et commande la rotation dans le sens antihoraire.

Les boutons-poussoirs, 23 et 29, de commande peuvent être placés sur des poignées fixes permettant à l’utilisateur de se tenir efficacement alors qu’il pilote le navire en ligne droite ou en virage. On note que ceci est impossible avec un joystick, par exemple. Les boutons-poussoirs, 23 et 29, présentent une meilleure prise en main qu’avec un volant. L’absence de volant permet d’embarquer facilement un enfant devant un adulte aux commandes.

Dans des modes de réalisation, dans lesquels le navire, 10 ou 30, est biplace, le navire, 10 ou 30, comporte un deuxième ensemble de deux boutons-poussoirs (non représentés. Le deuxième ensemble peut être positionné sur une manette. Dans des modes de réalisation, lorsqu’au moins un bouton-poussoir, 23 ou 29, du premier ensemble est actionné, les boutons- poussoirs du deuxième ensemble sont inactifs. Inactif signifie que si l’utilisateur actionne au moins un des boutons poussoirs du deuxième ensemble aucune commande n’est transmise à l’actionneur. Par exemple, un enfant peut piloter le navire muni du deuxième ensemble de boutons- poussoirs avec un adulte accompagnant et muni du premier ensemble de bouton-poussoir pour reprendre le contrôle du navire, 10 ou 30, en cas de danger.

Les boutons-poussoirs, 23 et 29, sont également configurés pour faciliter la prise en main du navire par des personnes à mobilité réduite. Enfin en cas de situation dangereuse, le réflexe de l’utilisateur est de lâcher l’ensemble des commandes, restant donc dans une direction de déplacement droite avec une décélération progressive.

Dans des modes de réalisation préférentiels, lorsqu’un bouton-poussoir, 23 ou 39, est actionné, l’actionneur 25 est commandé en position extrémale. En d’autres termes, lorsque l’utilisateur appuie sur le bouton-poussoir 23, respectivement 39, l’actionneur commande la rotation du mât 27 selon l’angle prédéterminé 36, respectivement 35. Par exemple :

- lorsque le mât 27 est en position neutre, si l’utilisateur appuie sur le bouton-poussoir 23, le mât est tourné en position bâbord,

- si l’utilisateur appuie alors sur le bouton-poussoir 39, le mât 27 est tourné en position tribord.

Préférentiellement, lorsqu’aucun bouton-poussoir n’est actionné, le mât 27 est en position neutre. En d’autres termes, le mât est en position bâbord, respectivement tribord, tant que seul le bouton poussoir 23, respectivement 39, est actionné. Dès que l’utilisateur relâche le bouton, le mât 27 reprend la position neutre.

Dans d’autres modes de réalisation, lorsque le bouton-poussoir 23, respectivement 39, est actionné, le moyen de commande détermine la position la plus proche selon le sens de rotation horaire, respectivement antihoraire, et commande la rotation du mât dans cette position. Par exemple :

- lorsque le mât 27 est en position neutre, si l’utilisateur actionne le bouton-poussoir 23, le mât est tourné en position bâbord même lorsque le bouton-poussoir 23 est relâché

- pour repositionner le mât 27 est en position neutre, l’utilisateur doit appuyer sur le bouton- poussoir 39,

- enfin si l’utilisateur appuie à nouveau sur le bouton-poussoir 39, le mât est tourné en position tribord et pour repositionner le mât 27 est en position neutre, l’utilisateur doit appuyer sur le bouton-poussoir 23.

Préférentiellement, le navire, 10 ou 30, comporte un moyen d’inhibition de l’actionneur lorsque les deux boutons-poussoirs, 23 et 39, sont actionnés. Lorsque l’utilisateur appuie sur les deux boutons-poussoirs, 23 et 39, le mât 27 reste en position neutre. Dans des modes de réalisation (non représentés), le moyen de commande comporte un volant, le mât étant actionné en rotation proportionnellement par rapport à la rotation du volant de manière connue de l’homme du métier. Le navire, 10 ou 30, comporte, de plus, une pédale 29 de commande de la vitesse de rotation de l’hélice 28 et un moyen de mesure d’une valeur d’un angle formé par la pédale par rapport à un axe parallèle à l’axe longitudinal, la vitesse de rotation de l’hélice 28 étant proportionnelle à la valeur de l’angle mesurée. Par exemple, le moyen de mesure est un capteur de type potentiomètre ou capteur à effet hall.

Préférentiellement, le moyen de mesure est intégré au moyen de commande 24. Dans des modes de réalisation, le moyen de mesure comporte un moyen de définition de la vitesse maximale de rotation de l’hélice 28. La vitesse maximale de rotation de l’hélice 28 peut être atteinte lorsque la pédale 29 entre en butée sur la coque 11. La vitesse maximale de rotation de l’hélice 28 peut être définie en fonction de législations définissant la vitesse maximale de navires ou la puissance du moteur 26 maximale autorisée sans permis de navigation.

Dans des modes de réalisation, l’actionneur 25 est actionneur linéaire tel un vérin présentant au moins trois positions. Le vérin comporte une tige et un corps, la tige étant montée selon une liaison glissière avec le corps. Le vérin peut être monté en liaison pivot d’axe parallèle à l’axe de guidage 13 avec la coque. Préférentiellement, le vérin est connecté au moteur par une came formant une liaison pivot avec une extrémité de la tige du vérin, la came étant encastrée au moteur. L’autre extrémité de la tige de vérin étant positionnée dans le corps du vérin et actionné par énergie électrique ou hydraulique.

Préférentiellement, l’actionneur 25 est un moteur pas-à-pas connecté à une roue dentée s’engrenant avec une roue dentée fixée sur le mât entre le moteur et l’hélice.

On observe sur la figure 4, une position du navire, 10 ou 30, avant déjaugeage. Le niveau d’eau est schématisé par la ligne 40 et la direction de déplacement du navire est représentée par la flèche 41 . La coque 11 du navire, 10 ou 30, est partiellement immergée dans l’eau.

On observe sur la figure 5, une position du navire, 10 ou 30, après déjaugeage. La coque 11 du navire, 10 ou 30, est alors en contact avec la surface de l’eau 40. Le tirant d’eau de la coque 11 est sensiblement nul lorsque le navire, 10 ou 30, a déjaugé. Les vagues à la surface de l’eau créent une instabilité de pilotage du navire, 10 ou 30, pour rendre son utilisation ludique.