Comment faire une quille relevable ?

Bonjour les marins !

Je continue de plancher (à un rythme infiniment lent) sur la conception d'un voilier, dont la principale caractéristique est d'être à mi-chemin entre en DI à dérive lestée, car la quille s'efface presque entièrement dans la coque, et un quillard à quille relevable (par bascule arrière) car il n'y a pas de lest ajouté dans la coque.
(notez que ce parti-pris est le premier fondement du voilier, sans cela, cette conception n'a pratiquement plus aucun sens)

Comment feriez vous cette quille (matériaux, techniques), sachant qu'elle doit être spécifiquement renforcée :
- car elle est fortement allongée et le poids est concentré le plus bas possible, ce qui va décupler les efforts
- pour diminuer au maximum l'entretien et l'usure (pas question de devoir changer l'axe tous les 5ans). Idéalement, on trouvera donc une solution pour quelle ne puisse pas battre.

Intuitivement, en plus de ne pas hésiter à sur-échantillonner, je verrais les choses ainsi :
- un axe en inox ou en fonte solidaire de la quille (coulés ensemble) de grande largueur pour diminuer le bras de levier. Mais cela s'oppose avec l'idée que l'axe soit une pièce d'usure remplaçable.
- Idéalement, un moyen d'amortir les mouvements sans les bloquer totalement pour réduire les efforts. (talonnages ou vagues)

Et 2 petites questions en vrac...
- Comment font-ils dans une coque en aluminium ? Ils ne peuvent pas mettre un axe en métal qui entraînerait de la corrosion, et ne peuvent pas mettre non plus de l'aluminium qui est beaucoup trop tendre... Et l'axe est plus ou moins obligatoirement dans l'eau, du coup, je ne vois pas.
- Longcours (qui verra surement ce post) indique fréquemment qu'il faudrait idéalement que l'axe soit conique pour éviter les mouvements ... Conique comment ? Conique comme un diabolo ? Dans l'autre sens, comme un shaker ? Ou dans le sens où il y a carrément un coté plus petit que l'autre ?

Voilà voilà, merci pour l'aide que vous pourriez apporter à mes réflexions ! :)

L'équipage
13 sept. 2015
14 sept. 2015
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Bonjour
Tu ne nous dis pas en quel matériaux sera le bateau (je déduis entre les lignes alu ?). IL faudrait aussi nous dire quel sera la longueur de l'appendice qui dépassera sous la coque ainsi que le poids du lest contenu dedans.
Si le bateau est en alu, effectivement mélanger de l'alu et de l'inox n'est pas correct. Un axe en alu peut très bien être envisagé il suffit de beaucoup grossir son diamètre.
Pourquoi une quille pivotante ? Vu qu'il faudra de toutes façons la bloquer très solidement en position basse, en cas de choc elle ne "s'effacera" pas. Je pense aussi que ça complique le système de relevage, que ça fait un très gros puits de dérive et que ça laisse un très gros trou sous la coque pas bon pour l'écoulement des filets d'eau (sauf à imaginer une forme complexe qui vient boucher ce trou en position basse).
Pour éviter qu'elle batte, il me semble qu'un système de "presses" à travers le puits (à serrer en position basse et desserrer pour le relevage) sera plus efficace et plus simple qu'un axe "conique" qui devra lui aussi avoir un système de serrage encore plus compliqué à réaliser. Je vois mal comment empêcher qu'elle batte uniquement via cet axe sauf à faire un truc ENORME vu les forces en présence.
Dans les deux cas (pivotante ou coulissante), il me semble que des cales en sifflets sur lesquelles viendrait s'appuyer la quille en position basse (le plus loin possible de l'axe) + presses de serrage est une solution assez simple, facile d'usage.
L'usure de l'axe de rotation n'existera que si la quille bat. Si elle est bien coincée par les presses en position basse, le jeu mini prévu au départ pour une bonne rotation n'augmentera jamais.
Sur mon dériveur lesté, j'avais entièrement revu le système de ma dérive (épaisse profil Naca) pour qu'elle vienne se coincer dans des cales en sifflets en position basse avec un axe en inox de 40 mm de diamètre avec jeu mini juste pour la rotation. 10 ans après il n'y avait toujours aucun jeu sous condition de ne naviguer que dérive basse ou rentrée (jamais à moitié) Idem pour une quille coulissante, il faut prévoir les jeux mini pour qu'elle coulisse mais aussi les systèmes de serrage pour qu'il n'y ait plus aucun battement en position basse, moyennant quoi tout restera aux côtes de départ.

Je ne connais pas ce que font les chantiers pour ce genre de quilles, peut être faut il aller voir quelles sont les solutions adoptées, en gardant un œil critique, car les "solutions" (y compris en mécanique) d'ingénieurs pas ingénieux sont plus nombreuses qu'on pourrait le croire (+ les sophistications trop compliquées).

C'est bon de se creuser la tête... c'est une autre façon de voyager.

Cordialement
Yves

14 sept. 2015
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je ne suis pas certain de comprendre l'exercice, est ce bien une quillle à la fois basculante mais avec un lest/bulbe en bout ?

14 sept. 2015
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Merci Matelot pour cette super réponse. J'éditerais mon message pour réagir plus tard, pas le temps dans l'immédiat.

Mosc : Cela ne peut pas être un bulble. Par contre, ca, ca pourrait ressembler (enfin, sur le bout seulement, pas le manche) universcake.fr[...]g-r.jpg

14 sept. 2015
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Salut

Va voir ce qui ce fait chez Structure et RM ça à l'air de marcher et Finot a pas mal d'expérience dans le domaine.

14 sept. 2015
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Patrick Balta propose des bateaux a quille remontable ; comme sur des petits deriveurs un puit de derive et la quille qui remonte a travers le rouf . pas d'axe et rien de compliqué .

14 sept. 2015
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petite reflexion vite fait

le choix de la quille/ quillard, etc depends du calcule de la stabilité du bateau dans son ensemble donc avant tout de la forme de la carene et de la repartition des poids qui va determiner la position du centre de gravité general . Donc attention a me pas mettre les beaufs avant la charue.

Pour ce qui est de l'axe de rotation l'alu convient tres bien il s'agit de trouver le bon alliage

14 sept. 201516 juin 2020
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J'en ai dessiné (enfin j'ai dessiné ce que je voulais et les dessinateurs Vietnamiens ont mis les idées au propre) et fait construire une lors de la construction de Oaristys (acier) :
Je dois avoir encore les dessins quelques part enfin pas tous j'ai donné tout les plans au nouveau propriétaire.
Matériaux Acier env. 1.3 T lest plomb à l'intérieur 2.2T

Tirant d'eau dérive/quille basse 3,60m te dérive haute 1,30 m
Corde environ 1,54 m, épaisseur 150 mm

Bon mais moi je fais dans "l'agricole" il y a sans aucun doute matière à "optimiser"
:langue2:
j'aurait pu y mettre un système à cliquet à cliquet, ou alors comme la deuxième version dont la manœuvre devait étre hydraulique.
Nous avions réussi à totalement intégré le puits dans les aménagements , il n'y a que dans le compartiment moteurs que l'on peut voir qu'il y a une dérive/quille

14 sept. 2015
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Sur la version finale le palan avait 6 brins

15 sept. 2015
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il y avait un systeme à part sur des grosses unités de quille qui se plie. (vue sur les pub dernière page bloc marine il y un certain nb d'années)
la partie voile de la quille est en deux parties parallèles qui se plient par leur milieu. Seul le cable du palan traverse la coque.
Une fois remontée/pliée le tirant d'eau correspond au double de l'épaisseur du voile plus le bulbe si bulbe il y a.
Pas retrouvé les images mais je peux continuer à chercher, ça me paraissait intéressant comme solution

c'était il me semble un chantier nordique (heu vraiment vraiment nordique pas de Vendée ou Bretagne)

15 sept. 2015
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Jongert,je sais plus quel modèle

15 sept. 2015
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Normalement il n'y a pas besoin de presse:
-une cale conique sur l'avant du puit qui bloque la quille dans l'axe quand elle est basse.
-une cale conique verticale sur la prise du palan
quand la quille est basse elle est calée AV/AR plus haut et bas.

15 sept. 2015
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On peut faire un axe de dérive avec plusieurs matériaux. Sur mon DI acier l'axe prévu en inox a été réalisé en ertacétal en doublant la section. Il y a aussi des réalisations mixtes. Cette pièce doit impérativement ètre amovible pour examen et changement. La dérive peut ètre immobilisée par divers moyens simples à concevoir.
Le puit peut ètre obturé partiellement par des lèvres.
A noter qu'en navigation au près la dérive ne bât pas car plaquée par les forces hydrodynamiques.
Aux allures arrières on releve la dérive d'un DI et en situation très dégradée aussi pour pouvoir glisser, ce qui n'est pas possible avec un quillard. Dans les dérives lestées pivotantes longues ne pas oublier que l'effort au relevé est considérable de mème que les efforts sur l'articulation et son support. Idéalement un vrai DI se contente d'une dérive non ou peu lestée (la mienne est hélas un peu lestée). Dans un quillard à quille mobile et lest exclusif il peut y avoir un vrai problème de stabilité si l'on veut malgré tout naviguer quille relevée
Les efforts en statique se calculent facilement. Mais il faut tenir compte de la réalité dynamique (qui s'estime aussi), ainsi que la fatigue des matériaux qui peut conduire à des ruptures.
Tenir compte aussi des chocs très violents sur obstacle qui peuvent entrainer des dégâts considérables !!!!

15 sept. 2015
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Bonjour Peuwi

Si j 'ai bien suivi dans le même esprit tu as les Southerly

www.southerly.com[...]gn.html

degiermaritiem.com[...]repair/

Le Moko

15 sept. 201515 sept. 2015
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Wow, merci pour toutes ces réponses.
 
Puisque c'est évoqué quelques fois, le but de cette dérive qui pivote, en plus de la variation de tirant d'eau, c'est de déplacer le CDG et le plan de dérive vers l'arrière, ce qui est bénéfique au portant, si la carène est prévue pour évidement.
(et sinon, pour la matière, je continue à penser que la partie immergée peut être en acier, en passant en alu pour le pont.)
 
Ok, je comprends, le matériaux de l'axe importe peu, on peut même le faire en matière plastique... Il suffit de le dimensionner suffisamment.
 
Par contre, il faut éviter les mouvements intempestifs sur cet axe en faisant coincer la dérive à ses positions maximale.
 
J'ai aussi compris qu'il est intéressant de pouvoir changer l'axe, et donc de ne pas le laisser solidaire.
 
Merci longcours pour ces super plans, mais je n'ai pas compris le 3ieme. Par ailleurs, si j'ai compris la forme de l'axe, je ne comprends toujours pas pourquoi il est conique : l'idée c'est que l'usure l'endommage pas l'axe puisqu'il s'enfonce progressivement dans son logement ? Comment cela se ferait il, un ressort l'y pousse ?
 
Après, c'est vrai que j'envisageais une configuration qui devient alors impossible sans une cale supplémentaire : laisser la dérive à moitié descendue, néanmoins, je comprends bien qu'il est bien plus malin de laisser cette cale loin de l'axe plutôt que de créer un axe de 2m de long.
 
Voilà qui va pouvoir alimenter ma réflexion (entre 2 voyages sur le bateau des autres ... N'hésitez pas à m'embaucher ! :D)
 
(oh, c'est joli Southerly, mais ils ne disent pas comment ils les construisent ... Enfin, je vais creuser un peu)

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