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

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.


Jan-Anders Manson, vice-président pour l’innovation et le transfert de technologie ainsi que professeur au LTC , a présenté l’intérêt pour une université de pousser l’innovation et de soutenir les créateurs d’entreprises, qui sont souvent des gens très jeunes. Dans ce cadre il explique que des projets axés sur la performance comme Alinghi, Solar Challenge et l’Hydroptère sont non seulement très motivants mais permettent de travailler avec un horizon de temps très court, de l’ordre d’une année pour la conception et l’implémentation de nouvelles technologies, ce qui les rend compatibles avec la formation des ingénieurs. Il présente Bertrand Cardis, patron du chantier Décision SA justement comme un jeune diplômé de l’EPFL ayant créé avec succès une entreprise reconnue mondialement pour un savoir-faire exceptionnel.

Alain de Bergh (ancien de Dassault Aviation) a présenté la genèse du projet Hydroptère. Parti en 1975 d’une idée d’Eric Tabarly, issu d’un travail bénévole de collaborateurs de Dassault Aviation, le projet s’est heurté dans les années 1980 au manque de matériaux adaptés, ainsi que de moyens de calcul. Ce n’est qu’avec l’la baisse des prix de la fibre de carbone et la généralisation de la CAO et de la simulation en mécanique des fluides que le projet Hydroptère a pu être concrétisé, sous la direction d’un disciple de Tabarly, Alain Thébault.

François Lefaudeux (ancien ingénieur naval à Brest) a décrit les objectifs de l’Hydroptère à court et moyen termes:

  1. Battre le record de vitesse sur 500m en classe D, celui sur 1 mile et celui sur 24h. Il explique que le record de traversée de l’Atlantique ne dépend plus de la technologie des bateaux, mais seulement de la vitesse de déplacement des dépressions…
  2. Construire une « maquette » destinée au lac « de Genève » 😉 . Il s’agirait d’un catamaran de 35 pieds, avec foils amovibles, orientables, interchangeables, le but étant d’expérimenter de nouvelles technologies. La question de savoir s’il sera destiné à la régate (Bol d’Or) ou au record (Classe C?) ne semble pas encore tranchée, peut-être y aura-t-il 2 maquettes …
  3. Construire un Hydropère hauturier, 1.3x plus grand que l’actuel, ce qui implique 2.5x plus lourd mais des foils « seulement » 1.6x plus grands. Doté d’un mat de 37m, il serait destiné aux records sur 24h ou du tour du monde.

M. Lefaudeux mentionne les points clés sur lesquels le travail va se concentrer:

  • la simulation est la « plaque tournante » de la mise au point de l’Hydroptère. Il s’agit de valider et de compléter un outil maison (Caliport de Philippe Perrier)
  • l’étude de foils « sub cavitants » devrait se poursuivre vers des foils « supercavitants » pour des vitesses de 50 noeuds et plus
  • la réduction de la trainée aérodynamique et l’optimisation des voiles
  • l’optimisation de la structure pour réduire le poids

Bertrand Cardis de Décision SA montre comment ont été réalisés les nouveaux flotteurs de l’Hydroptère, dotés de redans comme ceux des hydravions. Il explique que la fibre de carbone offre un rapport contrainte_max/densité 8.2 x meilleur que l’acier, ce qui justifie son utilisation malgré une technologie complexe : les moules sont par exemple réalisés eux aussi en carbone pour éviter des problèmes de dilatation lorsque le carbone, livré congelé, sera chauffé à 90°C pendant des heures, sous vide …

Stephane Dyen présente son travail de Master concernant l’hydrodynamique du plan porteur arrière. Il montre que la cavitation apparait des 30 noeuds pour une incidence de 5° du safran, et est inévitable à 50 noeuds, ce qui pourrait causer des problèmes de gouvernabilité à l’approche de cette vitesse. Il explique qu’il est important de tenir compte de l’interface air/eau au moyen d’un code CFM « diphasique » comme « Fluent ».

Danier Burgstaller présente aussi son travail de Master concernant l’aérodynamique de la plate-forme (hors grément). Il montre que les bras de liaisons et la barre d’écoute sont responsables de près de 80% de la trainée aérodynamique, et qu’en carénant des bords d’attaque arrondis et des bords de fuite sur ces éléments on réduit la trainée de ~2000N à ~500N, soit une réduction de 10% de la trainée totale (qui est donc d’environ 15 KN).

Publicités

One Response to L’Hydroptère, ou des ailes au secours d’Archimède

  1. […] Par contre les kites sont pour la première fois considérés comme des adversaires dangereux. Bras de liaison de l’Hydroptère en “configuration vitesse”. Pour l’importance du carénage, voir la fin de cet article […]

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s

%d blogueurs aiment cette page :