Plus vite que le vent ?

Oui, un voilier peut aller nettement plus vite que le vent !

Les principes physiques de la voile sont expliqués de façon simple dans « La voile, un jeu d’enfants »

Ce qu’il faut retenir (les maths et la physique seront abordés dans d’autres articles):

  1. Une voile fonctionne comme une aile d’avion : plus l’air circulant sur la voile va vite, plus la « force aérodynamique » sur la voile augmente, et donc sa « composante propulsive » qui fait avancer le bateau.
  2. Le « vent apparent » ressenti sur le bateau est la somme du « vent « réel » et du vent du à la vitesse du bateau. Plus le bateau va vite, plus le vent apparent est fort et arrive par l’avant du bateau
  3. Le bateau est freiné par sa « trainée », due au frottement du bateau dans l’eau, et qui augmente très fort avec la vitesse.
  4. Finalement, la vitesse du bateau s’établit à l’équilibre entre la force propulsive qui l’accélère, et la trainée qui le freine.

La vitesse du voilier dépend donc:

  1. de sa construction, qui vise principalement à réduire la trainée:
    • le record de vitesse à la voile est détenu par une planche à voile ! Légère et planant sur la crête des vaguelettes, sa « surface mouillée » est minimale
    • au delà d’une certaines vitesse, les dériveurs légers et les multicoques se mettent à « surfer » : leur coque sort de l’eau, la trainée diminue et ils accélèrent brutalement.
    • les foils permettent de soulever le bateau hors de l’eau, diminuant encore plus la surface mouillée.
  2. de sa direction par rapport au vent réel:
    • « vent debout », directement face au vent, la voile ne fonctionne pas, le bateau n’avance pas.
    • au « vent arrière » , le bateau « poussé » par le vent ne peut pas dépasser une fraction de la vitesse du vent.
      S’il allait à la vitesse du vent (au moteur…), le vent apparent serait nul et les voiles ne créeraient aucune force.
    • aux autres angles par rapport au vent, la vitesse d’un bateau est décrite par une courbe appelée « polaire de vitesse » comme celle ci-dessous, correspondant à un grand voilier de croisière de 32 m (je cherche des polaires de multicoques et de foilers…) On y voit que:
      • les vitesses maximales sont atteintes au « largue », entre 90° et 150° du vent réel
      • à ces angles, le bateau va plus vite que le vent ! Au Coin des experts SEED, on mentionne qu’un multicoque au surf atteint 1.5x la vitesse du vent, et que les bateaux à foils atteignent 2x la vitesse du vent (pas plus ?)
  3. Finalement assez peu de la vitesse du vent réel : avec un vent 2x plus fort, un bateau ne va pas 2x plus vite, comme on le voit également sur la polaire ci-dessous.
    Sauf s’il se met à « surfer » ou à « voler » grâce à ses foils !


(cliquer pour agrandir)

Autre référence: The Physics of Sailing

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3 commentaires pour Plus vite que le vent ?

  1. It is the best time to make a few plans for the
    long run and it is time to be happy. I’ve learn this post and if I could I want to counsel you some attention-grabbing things or suggestions. Maybe you could write next articles regarding this article. I desire to learn even more issues about it!

  2. ALAIN STEINBERG dit :

    Une question toutefois : ne faut il pas que l inclinaison des foils soit reglable « en vol » ?

  3. […] oui, on peut aller plus vite que le vent à la voile. Mais pas à toutes les allures : les bateaux munis de voiles traditionnelles ou d’ailes […]

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