Nous avons récupérer la coque de bateau réalisé par le groupe de l'an dernier. Pour le choix de matériaux, ils ont utilisés le diagramme d'un autre groupe de mécatronique (Vector Eco-Shell). Il fallait obtenir une grande résistance pour un poids le plus faible possible : le carbone s'est donc imposé. Ensuite différentes formes de coque ont été modélisés sur CAO pour déterminer la forme la plus efficace. Des barreaux en bois ont été insérés dans le bateau pour assurer sa non-déformation.

La coque nous convenant, nous ne comptons pas retravailler dessus. C'est une coque planante, idéale pour la vitesse qui consomme peu car elle a une traînée réduite.

Le pont est une plate-forme raidie par des séparations longitudinales placées à l'intérieur de la coque. Il est construit pour empêcher l'envahissement de l'eau dans le bateau ainsi que de transporter et supporter différentes charges nécessaires au fonctionnement du bateau (électronique, moteurs etc...). La jambe moteur placée sous la coque est fixée sur ce même pont, et doit être pensée pour que l'eau ne rentre pas dans la coque. Le plus important est de toujours penser à l'étanchéité, l'élément primordial pour que le bateau ne coule pas.

Cahier des Charges :

Design de la jambe moteur :

• Doit permettre de relier le moteur (3 fils remontant dans la jambe moteur) au bateau de manière étanche et de fournir une prise d’eau pour le système de refroidissement
• Prise d’eau dans la jambe moteur, près du pod moteur doit être constamment immergée et pouvoir sortir du pod moteur, mais ne doit pas entraîner d’entrées d’eaux
• Jambe solidaire du bateau, et fixe
• Ne doit pas rentrer dans le bateau plus haut que le couvercle
• Doit permettre de fixer le moteur de manière solidaire à la jambe (donc du bateau) grâce au système de fixation fourni avec le moteur et la jambe (tiges filetées)
• Jonction coque/jambe étanche
• Le moteur doit pouvoir être retiré

Couvercle :

• Doit pouvoir isoler l’intérieur du bateau de l’eau pouvant circuler sur le pont sur l’entièreté du pont
• Doit pouvoir permettre d’accéder facilement à l’intérieur du bateau (compartiment batteries, électronique, actionneurs et poids)
• Doit inclure un bouton d’arrêt d’urgence apparent de l’extérieur, facile d’accès en toutes circonstances
• Doit pouvoir permettre à l’axe du système de direction de passer à travers sans fournir d’accès d’eau, sans gêner le fonctionnement du système de direction
• Doit permettre de placer la caméra en hauteur (de façon a avoir un visuel sur l‘avant du bateau)
• Ne pas gêner la fixation des foils au bateau
• Doit permettre l’accès à un anneau de remorquage

Solutions retenues :

Mat :

A la base prévu seulement pour mettre la caméra en hauteur, il a aussi été décidé de mettre le GPS sur la mat qui fonctionne mieux à cette position. Pour obtenir un mat étanche et une plateforme suffisamment grande pour contenir toute l'électronique nécessaire au fonctionnement de la caméra et du GPS, plusieurs designs ont été effectués. Le design final est :

Cahier des Charges des améliorations en électronique :

• Obtenir l'angle de tangage et de roulis ainsi que l'assiette du bateau (1)
• Obtenir la position et la vitesse du bateau (2)
• Détecter les infiltrations d'eau dans la coque (3)
• Surveiller la température de la batterie (En effet, il a été observé que la tension de la batterie chutait lorsque sa température dépassait les 50°C.) (4)
• Détecter des obstacles (5)
• Récupérer et stocker les données obtenues (6)

Pour respecter ces différents points, les différents composants électriques ci-dessous ont été choisis :

Le système de direction est simple : un servo moteur est lié à un parallélépipède. Ce parallélépipède permet de déplacer l'axe de rotation. Ainsi le safran tourne de la même manière que le servo moteur mais sur un axe différent.

L'hélice que nous possédons est celle proposée par le concours Hydrocontest : Watt&Sea. C'est une hélice à 2 pâles, on peut optimiser l'angle d'attaque de l'hélice pour améliorer sa performance.

Qu'est-ce qu'un foil ?

Un foil c’est une aile qui sort du bateau et qui frotte sur l’eau. Avec la vitesse, sa forme et l’écoulement de l’eau a ses extrémités, cette pièce va générer une force qui va permettre de faire sortir la coque de l’eau, c’est ce qu’on appelle « déjauger » dans le langage marin. Cette technologie est apparue il y a une vingtaine d’année, et devient maintenant monnaie courante sur les bateaux que l’on retrouve sur les grandes courses au large.

L’intérêt du déjaugeage réside dans un simple constat : il est beaucoup plus facile de déplacer un objet dans l’air que dans l’eau. Autrement dit, les frottements dans l’eau sont beaucoup plus grand que dans l’air, et ralentissent donc un bateau qui tenterait de s’y déplacer. Ainsi, la puissance requise pour avancer à la même vitesse hors de l’eau et inférieure à celle pour avancer dans l’eau, et l’on améliore donc le rendement de l’ensemble.

photo de foil

L'an dernier l'équipe avait commencé à travailler sur la réalisation de possibles foils, ces travaux peuvent nous aider. Le groupe précédent souhaitait faire décoller le bateau quand il avance à 2 m/s (pour une vitesse maximale de 4 m/s). Le bateau pesait à ce moment 50kg. Pour réaliser les foils, ils avaient un partenariat avec les entreprises Héol-composites et Gsea design. Une deuxième méthode serait d'utiliser l'impression 3D puis de stratifier.

Travail de cette année

Nous devons installer ces foils sur la structure déjà existante du bateau, sans trop interférer avec ses paramètres actuels. La conception des foils demande une grande précision, pour qu’ils soient efficaces. Ces pièces sont également soumises à de grandes contraintes mécaniques, il faut donc bien choisir le matériau.

Après des recherches et différents calculs nous penchons vers un foil arrière, au niveau du safran, dit « en T », et un foil avant, dit « en V ». Le bateau disposera de cette manière d’une grande stabilité, tout en ayant une très bonne capacité à sortir de l’eau. Par ailleurs, ces pièces seront réalisées en stratification sous vide, avec de la fibre de carbone sur une base en impression 3D. Ce procédé permettra d’allier au mieux résistance mécanique et précision de la forme.