VOILIERS

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Les évolutions récentes

Menées à l'occasion des grandes courses, tout particulièrement de la Coupe de l'America, les recherches actuelles concernent de multiples domaines : formes de carène, structures, voilures, etc. Les conséquences de ces développements profitent, dans une certaine mesure, à la plaisance et à la croisière.

Les courses de multicoques

Le multicoque, qu'il soit catamaran ou trimaran, reste largement synonyme de rêve et de mythe. Financées par les sponsors, les courses de ce type de voiliers en solitaire, en double ou en équipage, ont pris depuis les années 1980, en France du moins, une importance toute particulière. Amplifiées par les médias, les aventures des skippers et de leurs engins ont intéressé l'opinion publique et les entreprises désireuses de se faire connaître ou d'améliorer leur image.

Pour vaincre ou, parfois même, seulement attirer l'attention, skippers, architectes et chantiers navals rivalisent d'idées, d'innovations, de hautes technologies, etc. La construction en alliage d'aluminium est abandonnée au profit de structures en matériaux composites à hautes performances : verre unidirectionnel, carbone ou Kevlar. Les voilures traditionnelles sont remplacées par des voiles à grand rond de chute supportées par des mâts pivotants et inclinables. Les coques sont munies de foils (ailerons immergés) destinés à leur donner une portance à grande vitesse. Ces engins, dont le contenu technologique ne cesse de s'accroître, sont aujourd'hui les formules 1 de la mer. S'ils sont fragiles, leur vitesse fait rêver : 20 nœuds de moyenne sur la Méditerranée, 22 nœuds en moyenne sur un trajet autour du monde et 30 nœuds sur une journée.

Le coût élevé de ces machines a finalement imposé des limitations de dimensions aux environs de 60 pieds, soit 18 mètres, pour l'essentiel de la flotte. Toutefois il subsiste une maxiclasse (25 m de longueur et au-delà) qui poursuit des records symboliques sur l'Atlantique, le Pacifique ou dans des courses autour du monde.

Les voiliers sur plans porteurs (foils) signalés plus haut détiennent, alternativement avec les planches à voiles, les records absolus de vitesse à la voile sur courtes distances. L'hydroptère d'Alain Thébault est actuellement l'exemple le plus abouti de voiliers sur plans porteurs.

Hydroptère d'Alain Thébault

Photographie : Hydroptère d'Alain Thébault

L'Hydroptère d'Alain Thébault, trimaran équipé de foils qui lui permettent de «voler» au-dessus des flots. En s'affranchissant en grande partie de la résistance des vagues, ce voilier peut atteindre des vitesses très élevées, au-delà de 40 nœuds. 

Crédits : Marcel Mochet/ AFP

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La recherche de la puissance

On a vu que l'équilibre du voilier passe par l'égalité du couple inclinant aérodynamique et du couple de redressement du navire. Pour atteindre des vitesses plus élevées, les architectes ont simplement augmenté la force aérodynamique totale Fa, ce qui impose d'accroître en parallèle le couple de redressement. Ce dernier, que l'on peut baptiser symboliquement « puissance du voilier », a été augmenté de différentes manières :

– Pour les multicoques, la largeur du voilier et le volume des flotteurs sont augmentés autant que les autres contraintes le permettent. On voit aussi apparaître des foils sous les flotteurs qui permettent de développer une portance proportionnelle au carré de la vitesse, cette portance venant s'ajouter à la force hydrostatique de rappel du flotteur. Autrement dit, plus le voilier accélère, plus son couple de redressement augmente. Plus il prend de la vitesse, plus le vent apparent est pointu et plus la composante de gîte diminue... On arrive ainsi à pouvoir porter à des allures de travers, par rapport au vent réel, des « cathédrales » de toile, parce que le voilier va très vite et navigue au près par rapport au vent apparent... Ces conditions relèvent d'équilibres pointus ou la moindre erreur est sanctionnée par la casse ou le chavirage.

– Pour les monocoques, les architectes ont utilisé tous les stratagèmes possibles : quille pivotante pour porter le lest au vent, ballasts latéraux pour là aussi transférer du poids au vent, et, surtout, augmentation, parfois extrême, du tirant d'eau pour faire descendre le centre de gravité. Les quilles des voiliers de course sont devenues des tôles d'acier verticales, de grand rapport hauteur sur largeur et de faible surface, supportant en leur extrémité un lest concentré dans un bulbe. Elles sont parfaites en termes de couple de redressement, mais, en revanche, elles n'ont qu'une faible efficacité en termes d'antidérive. Pour cette raison, on y ajoute parfois de pures dérives relevables, que l'équipage sort aux allures du près.

L'augmentation de la puissance permet d'installer des voilures considérables, avec des mâts en carbone de grande hauteur. La présence des nouvelles grand-voiles lattées, évoquées précédemment, permet de manœuvrer ces énormes surfaces. La conséquence de toutes ces évolutions est l'augmentation générale de la vitesse des voiliers de course, à longueur égale. Cette course à la puissance rend cependant difficile le maniement des voiliers de compétition. Les tensions dans les écoutes sont élevées, les manœuvres sont brutales, le moindre retard coûte beaucoup d'efforts... Les équipages d'amateurs d'antan sont remplacés aujourd'hui par des sportifs professionnels, entraînés et préparés par des équipes d'assistance.

La production intégrée

Le plaisancier moyen reste largement à l'écart de cette course à la puissance, mais il est concerné par la révolution numérique décrite précédemment. La conception numérique a pour conséquence une intégration verticale des différentes étapes du processus de construction des voiliers de série. Les grands constructeurs en viennent à créer des maquettes numériques en trois dimensions, complètes et exhaustives, jusqu'au dernier accessoire d'aménagement ou d'accastillage. À partir de ces fichiers, des machines découpent et usinent les outillages de production, les moules, les gabarits, le mobilier intérieur... Cependant, les stratifications des tissus et les assemblages restent encore manuels pour l'essentiel, dans l'attente de l'évolution des procédés d'infusion (injection de résine entre deux moules) et autres techniques de fabrication à faible main-d'œuvre. Les grands constructeurs sont devenus de gros industriels, utilisant les dernières méthodes de conception, fabrication... Le plaisancier y trouve un produit moins coûteux, dont la qualité globale s'améliore sans cesse, mais un produit de série.

La propulsion éolienne des grands navires

Lors des crises pétrolières des années 1970, les voilures non traditionnelles ont connu un certain succès. En effet, les grands navires à voiles envisagés pour économiser le pétrole requièrent des forces propulsives importantes, c'est-à-dire de très grandes surfaces de voilure, peu compatibles avec les problèmes d'encombrement, de manœuvre et d'équipage réduit, des grands navires de commerce.

Sur une idée originale du professeur Lucien Malavard et d'un de ses élèves, B. Charrier, l'équipe Cousteau a développé un nouveau dispositif de propulsion éolienne dans les années 1980. Cette « turbo voile », constituée d'un cylindre profilé, crée, grâce à un dispositif interne de ventilation et de contrôle de la couche limite, un champ de [...]

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Coupe de l'America: voiliers de 1851 et de 2009

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Crédits : Kos Picture Source/ Getty Images News/ Getty Images

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Écrit par :

  • : architecte naval, bureau d'études André Mauric, Marseille
  • : ingénieur de l'armement (génie maritime), architecte naval, président du bureau d'architecture André Mauric

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Pour citer l’article

André MAURIC, Jean-Charles NAHON, « VOILIERS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/voiliers/