Bateau à palme

[invite5d11fc2f]

Bonjour à tous,

Je cherche à propulser un petit bateau avec un minimum de puissance électrique, à vitesse réduite (1m/s environ).
Comme alternative aux classiques hélices, j'envisageais un système type palme (basiquement un bout de plastique souple qui oscille de gauche à droite à l'arrière du bateau), qui présente un certain nombre d'avantage. Et, parait-il, un rendement assez bon (c'est pas pour rien que les poissons n'ont pas d'hélice ).
Des avis, conseils, retour d’expérience à ce sujet ?

Merci,
Bispal
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[inviteede7e2b6]

la transformation du mouvement rotatif du moteur en mouvement alternatif cassera le rendement.

donc reste à l'hélice.

les poissons n'ont pas d'hélice car la nature est passée directement au moteur à réaction (poulpes , calmars)

[f6bes]

Bonjour à toi,
Ce que tu recherches s'apparente à la "godille".
Voir :http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...49478099,d.d2k
Bon rendement, par rapport à quoi ?
On peut pas dire que ce soit d'une efficassité fulgurante !

Bon W E

[invite5d11fc2f]

Oui c'est exactement ça, je ne connaissais pas le terme ! Je vais donc pouvoir faire chauffer google.
Pour ce qui est du rendement de la transformation du mouvement, c'est fort juste. Cela dis j'ai une problématique d'étanchéité qui, dans le cas d'une hélice, m'obligerai probablement à installer des joints sur l'arbre, d'où une perte de rendement comparable (?). Et si je perds 5% dans le réducteur - bielle mais que la palme me permet de gagner 15%...
L'efficacité de la godille peux probablement être amélioré en utilisant une palme un peu souple, par exemple. Et je parlais d'efficacité supérieure aux hélices.
(je précise que le commentaire sur les hélice sur les poissons était une plaisanterie )

A propos de poulpe, son mode de propulsion est-il efficace ?

Merci pour ces premiers avis !

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

A propos de poulpe, son mode de propulsion est-il efficace ?

Bonjour à toi,
Tout aussi efficasse que le permets la propulsion par..réaction.
Pour son usage "personnel", c'est certainement efficasse !
Bon W E

[invite5d11fc2f]

Tout aussi efficasse que le permets la propulsion par..réaction.

Je ne suis pas expert dans le domaine, dois-je comprendre que ce mode de propulsion ne présente pas un bon rendement ?

[f6bes]

REmoi,
Reste à savoir ce que tu DEFINIS... toi...par..." bon rendement" ?
En l'occurence ça ne veut rien dire pour le...poulpe !!
Bon W E

[invite29cafaf3]

Bonsoir,

J'aimerais mieux efficace que "efficasse", sans animosité.

Les poulpes et les calmars ne se "déplacent" pas par réaction, le calmar utilise ses voiles latérales ondulantes et le poulpe se déplace par "inertie", le mode réaction par expulsion d'eau n'intervient que lors de la prédation ou pour la fuite, ce qui est loin d'être le mode de locomotion habituel.
Hé non l'hélice n'est pas la panacée, la turbine (hydrojet), cela existe aussi, la MHD aussi (magnéto hydro dynamique) mais il est vrai que pour la MHD ce n'est pas à portée de l'amateur (sauf peut être pour JPP).
La roue à aube existe aussi et ne crée pas de renvoi d'axe.

"On peut pas dire que ce soit d'une efficassité fulgurante !"

Ben si un jour vous avez à rentrer un voilier en panne de moteur dans un port, essayez donc avec des avirons ou avec une godille et vous viendrez me redire que l'efficaCité de la godille n'est pas fulgurante.

A part cela, l'action de la godille n'a rien à voir avec l'action d'une palme au niveau mouvement, je n'ai jamais vu personne palmer en forme de huit.

[polo974]

Le rendement est meilleur quand la surface balayée est grande, mais ensuite se posent 2 ou 3 problèmes:
il faut tourner moins vite, donc un étage de réduction en plus.
la surface mouillée augmente, donc la trainée aussi.
s'il n'y a qu'une seule hélice, il y a le pb du couple de renversement qui a aussi augmenté (sauf à mettre des redresseurs de flux qui vont aussi trainer...).

de l'autre coté (système oscillant), et bien, à part le pb de couple qui se transforme en pb de forces alternées, il faut rajouter les soucis d'équilibrage et vibration, et le fait qu'au voisinage de chaque fin de course, il n'y a plus trop de force motrice, mais la trainée est toujours là...

bref, un truc qui tourne est plus simple à mettre en oeuvre. ensuite, si tu as des contraintes non dites (genre tirant d'eau, algues et autres) ça peut tout changer (au point de se tourner vers une propulsion aérienne si besoin).

en passant, regarde ce que M.Drela a fait comme bateau à propulsion humaine...

[Zozo_MP]

Bonjour

Ne pas oublier les propulseurs épicycloïdes tel la turbine Voith-Schneider ou le système concurrent rotor Lipp ou le kirsten boeing propeller

Le système Omer7 qui est bio-inspiré par la nage du piguouin http://www.youtube.com/watch?v=Bs2Im-gPtHo

celui-ci qui reproduit la nage classique d'un poisson ou d'un squale http://www.youtube.com/watch?v=KEFVico5OTU

ou encore celui-là http://www.youtube.com/watch?v=QUF8KhDpEmQ

le vélo d'eau qui utilise un système très intéressant http://www.youtube.com/watch?v=fRnkikh9AGE
le festo aqua ray qui utilise des muscles pneumatiques http://www.youtube.com/watch?v=-vT-oidWyXE et aussi http://www.youtube.com/watch?v=3sHNbHayJnE où l'on voit une méduse (voir aussi le airacuda)

- propulsion par battement http://www.google.com/patents/EP0728099B1?cl=fr
la technologie queue de baleine http://www.vnf.fr/vnf/img/cms/Touris...1003121646.pdf

On peut aussi lire la fin du paradoxe de Gray sur FUTURA

les "vertical Oscillating foils" http://arion.naval.ntua.gr/~flappropship/ eut aussi le système Orcelle

http://www.youtube.com/watch?v=_suuqGOD5g0

ETC ETC ...

Cordialement

[invite0324077b]

les poisson n'ont pas d'helice et les animaux n'ont pas de roue ... ça n'empeche pas que c'est les meilleures solution ... quand on voit la difference d'efficacité entre une homme sur ses jambes ou sur un velo !

quand une helice tourne les pale sont en permanence a la bonne incidence pour pousser avec le meilleur rendement : ça pousse ne continu et ne secoue pas le bateaux

avec une imitation de queue de poisson ça ne pousse que par intermitence : le rendement ne peut etre bon qu'a certain point du mouvement ... la moyenne me parait moins bonne , et ça transmet un mouvement oscillant a tout le bateaux ce qui provoque d'autre perte d'energie

le joint d'helice n'est pas un probleme ! un bon joint perd une puissance negligable

[Sanglo]

Bonjour,

avec une imitation de queue de poisson ça ne pousse que par intermitence

De plus, les poissons se servent aussi de nageoires pour se mouvoir ... pas les bateaux

A++

[invite01fb7c33]

La propulsion peristaltique, plus proche du poulpe, et la mécanique reste au sec.

[invite5d11fc2f]

Étonnant tout ces prototypes plus étranges les uns que les autres !

Effectivement à voir le fonctionnement j'ai bien l'impression que tous ces modes de propulsion, dont la godille, s'apparentent un peu à une hélice dont le sens de rotation et l'incidence sont alternatifs. Mais pourquoi alors tant de personne s'y intéressent-ils, souvent en avançant des rendements meilleurs que les hélices ? Est-ce juste une histoire de surface (les hélices étant généralement petite mais rapides) ? Dans ce cas, ma meilleure option serait probablement une hélice énorme mais lente. Avec l'inconvénient de risquer de se prendre une algue.

Reste le problème de l'étanchéité. Même le meilleur joint, et même à très basse vitesse, doit bien finir par laisser entrer un peu d'eau, notamment en cas de choque sur l'hélice. Et après quelques semaines de fonctionnement, mon moteur risque d'être gavé d'eau de mer... J'envisageais une double étanchéité avec dans la chambre intermédiaire une petite pompe permettant d'évacuer les fuites lorsque leur volume devient trop important.

[Sanglo]

Bonjour,

Même le meilleur joint, et même à très basse vitesse, doit bien finir par laisser entrer un peu d'eau,

Je crois fermement qu'il ne faut pas être plus royaliste que le roi.
De très gros bateaux fonctionnent des depuis des dizaines d'années avec ce principe et dès lors pour mouvoir épisodiquement une barquette, il n'est point besoin de vouloir réinventer la roue, le fil à couper le beurre ... ou un mode de propulsion fusse-t-il nautique.
Pour réinventer, il faut avoir envie de se trouver des problèmes et trouver des solutions adéquates mais là, on sort du domaine de combler un besoin en utilisant des pratiques inédites.
Il faut savoir choisir:
Utiliser quelque chose qui existe pour combler un besoin ou essayer d'innover.
C'est un choix à faire en premier lieu.

A++

[invite0324077b]

les gros bateaux marche bien avec des joint

les petites pompes immergé marchent bien aussi avec des joints ... même des petites pompes 12V de quelques dizaine de watt

il y a beaucoup de pompe immergé dont le moteur est rempli d'huile pour ne pas laisser l'eau entré même si le joint a une petite fuite

c'est surprenant mais il y a des moteur a courant continu qui fonctionnent completement remplis d'huile d'essence ou de gazole y compris les charbons : c'est le cas des pompes de gavage essence ou diesel !

ça a été le cas des moteur a courant continu plein d'huile des baptiscaphe du professeur tournesol euh non du professeur picard qui est le modele de tournesol pour hergé

[Sanglo]

Bonjour,

http://seme.cer.free.fr/plaisance/en...eur-bateau.php

Voir dans ce lien la section "Entretien de la ligne d'arbre"

http://www.alphaver.com/joints-etancheite.html

Autre lien sur les joints d'étanchéité.

Cordialement.

[invite5d11fc2f]

Bonjour tout le monde,

Je ne cherche pas à réinventer la roue, s'il existe une solution efficace et abordable, j'achète ! Mais j'en doute : le premier lien proposé par Sanglo parle d'infiltration de plus de 4L/j. A ramener à l'échelle de mon bateau bien sûr, mais je ne peux pas tolérer une telle fuite (et ce n'est pas par royalisme...). Qu'un joint très précisément ajusté puisse garantir une étanchéité parfaite à 100% je veux bien le croire, mais au premier choc un peu violent sur l'hélice, donc désalignement de l'arbre, ça va forcément rentrer un peu...
Le cas des gros bateaux s'éloigne un peu du mien : les joints qu'ils utilisent doivent coûter une fortune, son probablement entretenus très régulièrement, et ne sont sûrement pas conçu pour encaisser des chocs violents sur l'arbre sans la moindre fuite. Bref oui, je cherche à innover un minimum là où c'est nécéssaire : niveau étanchéité parce que 10mL/j = destruction des moteurs au bout d'une 10aine de jour, niveau propulsion parce que si mon hélice est bloquée par une algue, il n'y aura personne pour la débloquer (navigation autonome), d'où le net avantage de la palme !

[invite5d11fc2f]

les petites pompes immergé marchent bien aussi avec des joints ... même des petites pompes 12V de quelques dizaine de watt

Je pensais utiliser une pompe d'aquarium. Les bobinages de ces pompes sont noyés dans de la résine (donc totalement étanche), le rotor aimenté, lui, baigne dans le fluide pompé.

il y a beaucoup de pompe immergé dont le moteur est rempli d'huile pour ne pas laisser l'eau entré même si le joint a une petite fuite
c'est surprenant mais il y a des moteur a courant continu qui fonctionnent completement remplis d'huile d'essence ou de gazole y compris les charbons : c'est le cas des pompes de gavage essence ou diesel !

Ouaip je l'avais envisagé mais j'ai peur que les frottements visqueux du moteur dans l'huile soient encore plus pénalisants qu'un joint...

[invite0324077b]

quand on rempli un moteur d'huile on ne met pas de l'huile moteur 15W40 trop visqueuse : on choisi une huile la plus fluide possible , huile minerale de transfo haute tension : presque aussi fluide que de l'eau !

il y a dans les pompes immergé une membrane ou un soufflet permetant d'egaliser la pression dans l'huile avec la pression dans l'eau exterieur pour que la dilatation ne provoque jamais une pression dans le joint

pouquoi veux tu que le joint soufre d'un choc ? c'est du caoutchouc souple , qui suporte mieux les deformation que les roulement ! tant que les roulement ne sont pas cassé et l'arbre pas tordu le joint n'a pas de raison de lacher

il y a des solutions pour proteger le joint de l'enroulement de fibre : chicane et piece coupante formant broyeur a ce qui veut s'enrouler

[invite5d11fc2f]

Ouaip mais la cage tournante de mon moteur a des dimensions équivalentes à celles de mon hélice. Donc même avec une huile aussi visqueuse que l'eau je risque de doubler (bon j'exagère, mais peut-être +50%) les frottements, donc la puissance consommée, pour une même poussée. Non ?
Je ne crains pas un choc sur le joint mais sur l'arbre. J'imagine que pour assurer une bonne étanchéité en limitant les frottements, le joint doit exercer une pression assez faible sur l'axe. Et en cas de déplacement de ce dernier, malgré la déformation du caoutchouc, la pression va être (brièvement) réduite voir supprimée. Enfin, c'est ce que je crains.

[polo974]

tu peux aussi mettre ton moteur au-dessus de la ligne de flottaison, avec un tube d'étambot assez long.

si tu crains que des algues bloquent une hélice, pourquoi ne perturberaient-elles pas une godille ou une palme ? ? ?
(tu peux toujours imaginer une hélice telle que le bord d'attaque soit en un V suffisant pour laisser glisser les algues)

mais la solution radicale est l'hélice aérienne: pas de pb de flotte (sauf s'il pleut) ou d'algue...

[invite5d11fc2f]

J'ai une autre contrainte, que je n'ai pas citée jusqu'à maintenant : le bateau doit pouvoir naviguer dans les deux sens (catamaran = deux points d'équilibre stable), car susceptible d'être retourné par une tempête. Et par conséquent je dois considérer que toute les parties du bateau peuvent être temporairement immergées. Donc exit l'hélice aérienne... Cela dis la partie centrale du bateau sera émergée dans les deux sens de fonctionnement, je peux donc envisager une petite hélice aérienne dans cette zone. Mais encore une fois j'ai peur du rendement, une hélice aérienne étant conçue pour brasser de l'air à 70km/h (avions) plutôt qu'à 4km/h. De plus ma zone toujours émergée ne fera que 10 à 15cm de haut donc l'hélice devrait être toute petite. Dommage

[inviteccac9361]

Bonjour,

le problème d'étanchéité n'apparait que si on fixe l'helice sur un axe qui perce la coque du navire.
Si on fixe un axe sur la coque, sans la percer, et que la rotation de l'hélice s'effectue en produisant une rotation de l'axe (par une chaine ou des engrenages par exemple), il n'y a, à mon avis, plus de problème d'échantéité.

De plus, concernant l'efficacité de l'hélice ou de tout autre système plongé dans l'eau, celle-ci va dépendre du régime d'écoulement de l'eau autour du système.
Un régime turbulent est moins efficace en terme de rendement qu'un régime d'écoulement laminaire.

En régime turbulent, l’énergie cinétique fournie à l’écoulement à grande échelle (typiquement la taille de l’écoulement) est transmise vers les petites échelles par le mécanisme de cascade d’énergie : des mouvements tourbillonnants à l’échelle de l’écoulement moyen sont générateurs de tourbillons à des échelles un peu plus petites qui eux-mêmes génèrent des mouvements à des échelles plus petites etc.

Ce processus de cascade d’énergie se termine finalement lorsque les mouvements excités de très petite taille sont dissipés en chaleur sous l’effet de la viscosité moléculaire.

On peut ainsi dire, d’une certaine manière, que la dissipation a lieu par transfert d’énergie vers les petites échelles dans un écoulement turbulent.
Ce n’est pas le cas en régime laminaire où la dissipation opère directement à grande échelle.

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89coulement_laminaire

[invite0324077b]

le rotor du moteur electrique dans l'huile tourne a la même vitesse que l'helice , mais l'helice a des pales qui poussent l'eau alors que le rotor du moteur peut etre completement lisse !

en pratique même un rotor de moteur a courant continu avec un bobinage normal tourne assez bien dans l'huile ... pour chercher la petite bete il est aussi possible de surmouler le rotor avec de la resine pour le faire lisse ... mais les pompe imergé dans l'essence ou le gazole ont des rotor normaux sans surmoulage , ce qui me laisse supposer que la perte n'est pas grave

l'experience est surprenante : un moteur a courant continu de jouet tourne très bien completement dans l'eau ... bien sur la longevité n'est pas garantie ! et dans l'eau de mer ça serait pire ... il y a pourtant des jouet qui marche comme ça , etancheité du moteur aproximative , il se mouille et ça dure le temps que ça peut

quand le moteur est plein d'huile ça marche très bien : c'est pour moi la meilleure solution pour un engin qui doit marcher aussi bien a l'endroit qu'a l'envers

[invite5d11fc2f]

Si on fixe un axe sur la coque, sans la percer, et que la rotation de l'hélice s'effectue en produisant une rotation de l'axe (par une chaine ou des engrenages par exemple), il n'y a, à mon avis, plus de problème d'échantéité.

J'ai bien peur de ne pas comprendre. Comment fait-tu la transmission entre le moteur (qui doit nécessairement être dans la coque) et l'hélice (à l’extérieur), si ce n'est en trouant la coque ? Ou par transmission magnétique...

Pour ce qui est de l'écoulement laminaire OK, a faible vitesse d'avance et avec un profil suffisamment fin je devrais pouvoir éviter les turbulence.

[inviteccac9361]

J'ai bien peur de ne pas comprendre. Comment fait-tu la transmission entre le moteur (qui doit nécessairement être dans la coque) et l'hélice (à l’extérieur), si ce n'est en trouant la coque ?

Avec une chaine ou ensemble de roues dentée et faisant la jonction entre l'axe du moteur plaçé parallèlement et au dessus de l'axe de l'helice.
Le moteur est lui au dessus et au sec.
Dans le cas de la chaine il y a moyen d'éviter les projections d'eau vers le haut en mettant une roue dentée plus grande sur l'axe de l'helice que sur l'axe du moteur.

[azad]

Salut
Oublies la godille, c'est un mouvement très compliqué, pas seulement en huit, mais aussi une rotation périodique de l'axe de la godille. Seuls de très vieux pécheurs savent faire cela avec efficacité.
Quand aux joints, que ce soit sous la forme de presse étoupe, ou des joints plus modernes à base de bloc d'inox et de graphite dans un soufflet, il ne faut pas se faire d'illusion : la pénétration de l'eau est loin d'être un défaut, en fait elle est salutaire. Sans elle …. le joint s'userait très vite.

[invite01fb7c33]

Traverser la coque ne veut pas dire que l'eau rentre dans le bateau.
Le trou peut correspondre à un puit qui débouche dans le bateau au dessus de la ligne de flottaison. Auquel cas il n'existe pas de problème d'étanchéité.

[invite5d11fc2f]

Le moteur est lui au dessus et au sec.

Dans ma configuration il n'y a pas de "dessus", tout le bateau est susceptible d'être intégralement immergé pendant quelques minutes voir quelques heures. En fait, c'est plus un sous-marin qui resterai en surface (mais capable de plonger de temps en temps) que je cherche à faire !

Seuls de très vieux pécheurs savent faire cela avec efficacité.

Du coup je pensais m'orienter vers l'imitation pingouin, comme illustré par la vidéo postée plus haut par Zozo :
http://www.youtube.com/watch?v=Bs2Im-gPtHo
Le mouvement à l'air simple : une bête translation (l'orientation de la nageoire doit pouvoir se faire passivement avec le frottement de l'eau, en plaçant judicieusement l'axe de pivotement), qui doit pouvoir être remplacée par une rotation (en plaçant la nageoire au bout d'un bras de levier suffisamment grand pour pouvoir assimiler l'arc de cercle de la trajectoire à un segment). Reste à savoir si le rendement du système est correct.

la pénétration de l'eau est loin d'être un défaut, en fait elle est salutaire. Sans elle …. le joint s'userait très vite.

Diable, une contrainte de plus. Du coup seul l'astuce du moteur tournant dans l'huile pourrait me sauver, dans la mesure ou j'ai absolument besoin d'un joint parfaitement sec. Encore un argument pour la palme !