La ventilation

31 mars 2007

Un autre phénomène hydrodynamique ennuyeux pour les bateaux rapides est la « ventilation ».

A ne pas confondre avec la cavitation, ce phénomène est également lié à la dépression causée à la surface supérieure d’un foil, mais aussi à l’arrière de tout profil se déplaçant juste sous la surface de l’eau.

Si la dépression descend en dessous de la pression atmosphérique, l’air est « aspiré » vers le bas et cause un « trou dans l’eau ». Outre un sillage plus important, ce phénomène cause surtout une perte d’efficacité du foil, particulièrement désagréable autour du safran d’un gouvernail : le bateau ne peut plus être dirigé correctement.

Pour contrecarrer cet effet, les foils sont munis de « fences », petites plaques horizontales destinées à limiter la zone de basse pression vers le haut.

Les bateaux à moteur sont également souvent dotés de plaques horizontales au dessus des hélices, baptisées à tort « plaques anti-cavitation ». En fait elles évitent la ventilation qui pourrait être causée par l’hélice.

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L’Hydroptère, ou des ailes au secours d’Archimède

31 mars 2007

La « Journée de Mécanique 2007 » organisée par la Section de Génie Mécanique (SGM) de l’EPFL était consacrée cette année à l’Hydroptère, projet auquel de nombreux étudiants et chercheurs de l’EPFL collaborent désormais.

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MiniFoiler 3X

31 mars 2007

Après la construction du « MiniFoiler » modèle réduit, l’équipe de Clermont-Ferrand a attaquée avec beaucoup trop de discrétion la construction d’un bateau 3x plus grand pouvant embarquer 2 équipiers.

Les pages sur la construction sont très intéressantes, en particulier celle montrant la construction des foils en carbone. Ca m’aurait intéressé de savoir comment ils ont été calculés (il y a 2 ou 3 détails qui me surprennent…)

Mis à l’eau en octobre en 2006, mais sans voiles et sans foils, l’engin vient d’être terminé et exposé, et devrait naviguer dans les prochains jours (à Pâques ?). En attendant de connaitre ses performances, mention spéciale à la superbe peinture « flashy » de la bête !


MiniFoiler

31 mars 2007

Marc-André m’en avait parlé, mais je les ai trouvés par hasard : Yves Potin et Bertrand Daval, deux ingénieurs du Centre de Recherches Michelin ont construit un modèle réduit de voilier à foils.

Leur site est très intéressant, notamment la page « l’art et la manière » sur le dimensionnement et le calcul de l’engin, qui peut s’appliquer à des embarcations plus grandes.

C’est sur la couverture du magazine spécialisé ci-contre que la structure de l’engin est à mon avis la plus visible.

D’après la légende de la photo ci-dessous, la maquette atteint la vitesse très respectable de 15 noeuds !

 

Forts de leur succès ils se sont attaqués avec une équipe élargie à la construction d’un foiler pouvant embarquer 2 équipiers : le « MiniFoiler 3X« 

 

 


Plouf ou plop ?

22 mars 2007

La nouvelle « Plouf ou plop? » sur « TechnoSciences » est illustrée par cette photo surprenante :


Illustration: © L. Bocquet – CNRS 2007

A gauche, une bille de verre pénètre dans l’eau à une certaine vitesse et produit un petit « plop ». A droite, la même bille de verre entre dans l’eau à la même vitesse et fait un gros « plouf » ! Pourquoi cette différence ?

Le verre est « hydrophile » : l’eau mouille sa surface. A droite, on l’a juste enduit d’une fine couche de silane, un composé très hydrophobe, qui repousse l’eau. Visiblement, cette modification de la « couche limite » suffit à modifier totalement l’écoulement, certainement en relation avec l’apparition de la cavitation.

Ceci montre que même la peinture d’un foil peut avoir une importance cruciale. Après avoir mis au point des produits hydrophobes pour toutes sortes d’applications, voilà un domaine d’application pour un enduit hydrophile.

 

 


Digression terrestre

19 mars 2007

Pour illustrer l’importance décisive de l’hydrodynamique, j’ai recherché les résultats obtenus avec des chars à voile et suis tombé sur le « Wind Wheels Online Landsailing Journal « , site très complet sur le sujet.

Le record de vitesse est détenu depuis 1999 par « Iron Duck », engin volontairement tordu et doté d’une voile rigide, donc « asymétrique ».
« Iron Duck » a atteint 116.7 mph, soit 187 km/h, soit 101 noeuds, avec 30 noeuds de vent.

Un char à voile atteint donc le double de la vitesse d’un voilier, ce qui montre bien que ce n’est pas le vent qui limite la vitesse à la voile, mais le support, liquide ou solide.

Le site présente divers outils de calcul et de simulation de chars à voile qui produisent des courbes de vitesses polaires très semblable à celles des bateaux : le maximum de vitesse est atteint autour de 110° du vent réel, mais un char peut espérer dépasser 3x la vitesse du vent, alors qu’un bateau plafonne à 2x, dans du vent pas trop fort…

De là, on pourrait se demander si un bateau irait plus vite en roulant sur l’eau …


Techniques Avancées

14 mars 2007

« Techniques avancées » est un catamaran asymétrique conçu à l’ « École Nationale Supérieure de Techniques Avancées » (ENSTA) et détenteur du record de vitesse en classe D (voile de plus de 28m2), à 42.12 noeuds depuis 1997.

Sur cette page, on peut accéder à des infos techniques sur ce bateau, notamment la conception des foils. Il y a aussi de belles photos ici dont celle ci-dessus.

Il n’y a plus de nouvelles concernant ce beau projet depuis 2005. A l’époque l’équipe recherchait des sponsors…