Portance 3/3

Pour ceux qui n’auraient pas lu les premières parties, ce qui suit peut difficilement être lu sans passer par les parties 1/3 et 2/3 !

Je vous conseille donc de découvrir les deux précédents volets avant de lire cet article.

Rappel, du sommaire

Partie 1/3
I – Introduction
Sommaire
Un monde ailé
Théories et théoriciens….
Air & eau ?
II – Théorie basée sur l’effet ricochet
III – L’explication populaire
IV – Théorie basée sur l’effet Venturi

Partie 2/3
V – Théorie basée sur l’effet Coanda
VI – Théorie de la circulation ou de Kutta & Jukowski
VII – Théorie de l’écope ou de Newton

Partie 3/3 (vous êtes ici !)
VIII – La théorie de Hoffman & Johnson
IX – Kutta Jukowski  VS  Johnson & Hoffman
X – Théories non développées
XI – Pour essayer d’y voir plus clair !
XII – Portance « sur l’eau »
XIII – Conclusions
Remerciements

VIII – La théorie de Hoffman & Johnson

Cette théorie, développée par Johan Hoffman & Claes Johnson (deux suédois), présente une nouvelle explication mathématique et physique de la création de la portance et de la traînée ainsi qu’une nouvelle résolution du paradoxe d’Alembert. Elle est basée sur de nouvelles découvertes de la dynamique des fluides turbulents (études réalisées à partir de solides évoluant dans l’air). Découvertes obtenues grâce au traitement informatique d’un modèle mathématique : les équations de Navier-Stokes & d’Euler. Ce travail tend à prouver que les précédentes théories sont incorrectes. D’après J.H. & C.J., la théorie la plus avancée, et qui pour certains est l’état de l’art – théorie de Kutta-Zhulovsky – est une théorie « simpliste » qui permet d’expliquer la portance seulement dans une fourchette de conditions restreinte. Cette théorie ne donnerait pas d’explication pour la portance et la traînée pour des profils en 3 dimensions, dans un flux turbulent et dans un fluide légèrement visqueux. Par exemple, ce qui se passe autour de l’aile d’un jumbo-jet en phase de décollage avec un angle d’incidence important. Enfin et surtout, le flux circulant autour de l’aile ne serait que purement fictif. J.H. & C.J. avancent que cette étude du flux dans la théorie de Kutta-Zhulovsky est faite da manière bidimensionnelle alors qu’en réalité, le flux est tridimensionnel et turbulent. Cette théorie se base sur l’importance des tourbillons disposés le long du bord de fuite du profil (mais qui n’ont rien à voir avec le vortex présent à l’extrémité d’une aile). Ces tourbillons ont une forme similaire à ceux que l’on peut découvrir lors de la vidange d’une baignoire. On peut observer la dépression de la surface libre qui se forme au-dessus de l’orifice de vidange. Cette dépression reflète une chute de pression au sein du liquide. Les tourbillons se développent quand le flux de l’extrados et de l’intrados de rejoignent sur le dessus de l’aile un peu avant le bord de fuite. Là où la théorie de Kutta-Zhulovsky donnait naissance à un tourbillon dont les génératrices étaient parallèles au bord au bord de fuite, cette théorie se base sur le développement de tourbillons, partant de la même zone, mais perpendiculairement au bord de fuite. Ces tourbillons sont d’abord retardés, ensuite accélérés et étirés dans la direction du flux. A l’intérieur des tourbillons, la pression est basse. Cette basse pression neutraliserait la haute pression présente sur le dessus du plan et modifierait la distribution de la pression du flux sur le bord de fuite. Ces tourbillons permettraient donc de plaquer le fluide sur l’extrados. Cet effet, qui d’après JH et CJ n’est pas lié à l’effet Coanda, permettrait au flux de quitter l’aile en suivant la direction donnée par la partie terminale de l’extrados (et non plus depuis la ligne d’arrêt théorique). Ce mécanisme génèrerait donc la portance mais aussi la traînée (tourbillons) et le déplacement d’une certaine quantité de fluide vers le bas (effet d’écope).

Johan Hoffman & Claes Johnson ont réalisés des simulations numériques à partir d’un profil 3D type Naca 0012 (symétrique). Ces tests démontrent d’après eux 2 régimes : un pour les angles d’incidence entre 0 à 16°, le second de 16° à 20°. Le premier régime de 0 à 16°, peut être scindé en 2 zones : 0 à 4/6 et 4/6 à 16. Pour la zone 0 à 4/6 la portance augmente de façon presque linéaire en fonction de l’incidence avec un rapport portance / traînée qui monte progressivement jusqu’à 13 (plus ce rapport est grand, plus l’efficacité est grande). Pour la seconde, 4/6 à 16°, la progression est elle aussi presque linéaire mais plus rapide, par contre, le rapport portance trainée chute rapidement jusqu’à 7. Ce rapport s’effondre à 3 à 20°.

Que se passe t’il physiquement d’après eux ?

  • Phase 1  – 0 à 4/6°

Faible trainée en raison de la présence des vortex longitudinaux (basse pression) liés au bord de fuite. Les tourbillons longitudinaux attachés au bord de fuite restent constants en force, mais remontent graduellement sur la surface supérieure. La trainée n’augmente que lentement.

  • Phase 2 – 4/6 à 16°

La basse pression située au dessus du bord d’attaque augmente ce qui évite la séparation et augmente la portance dans cette zone.
La haute pression sur le bord d’attaque de l’intrados se déplace vers l’arrière et la pression augmente lentement, ce qui contribue à la portance.
La trainée sur l’extrados est proche de zéro en raison de la succion sur le bord de fuite.
Par contre la trainée augmente sur l’intrados

  • Phase 3 – 16 à 20°

Cette phase est celle qui génère le plus de portance juste avant le décrochage de l’aile avec de fortes perturbations sur l’extrados et dans son sillage, ce qui génère aussi une forte trainée.

Comment résumer cela ?
De part sa forme (bord de fuite tranchant), un profil disposé avec une certaine incidence « oblige » le fluide à se positionner de manière à ce que la ligne de séparation des flux venant de l’intrados et de l’extrados se place au niveau du bord de fuite. Ce déplacement est lié au développement de multiples tourbillons (perpendiculaires au profil) engendrés par l’instabilité du flux lorsqu’il contourne le bord de fuite. Ces tourbillons de basse pression engendrent aussi la traînée. Le flux, une fois stabilisé, il existe une différence de vitesse et de pression entre l’intrados (haute pression) et l’extrados (basse pression) d’où la création de la portance. Le mécanisme d’instabilité est fondamental, il modifie le flux sur l’arrière de l’extrados mais ne modifie pas celui du bord d’attaque qui développe déjà une portance positive. Ainsi la portance est liée à la traînée, pas de portance sans traînée.

Remarques

  • Léonard Euler a rédigé plus de 900 mémoires ! Au cours de sa vie, il perd un œil, puis le second à force de travailler sur ses équations, il dicte alors ses travaux à ses assistants !
  • L’avis de Johan Hoffman & Claes Johnson sur la théorie de Kutta-Zhulovsky est un peu sévère ! Il ne faut pas oublier que cette théorie a été développée au début du 20ème siècle sans les outils de calcul et de simulation dont nous disposons aujourd’hui. La théorie de WK et NJ est le fruit d’observations faites en 2 dimensions comme celles qui peuvent être réalisées lors de l’expérience de la baignoire (voir « Théorie de la circulation ou Kutta-Jukowski »). Les outils d’alors ne permettaient pas d’avoir une vue d’ensemble du problème. Si JH et CJ sont très critiques envers la théorie de la circulation c’est peut être par ce que cette théorie est très prisée dans certains milieux scientifiques.
  • Claes Johnson à interrogé de très nombreux spécialistes sur l’origine de la portance (La Nasa, Le Glenn Research Center, Bryon D. Anderson, Arvel Gentry, John D. Anderson, Eberhardt et Anderson …), malgré des relances certains ne répondent pas, d’autres répondent qu’ils ne veulent pas répondre, certains s’en tiennent à la théorie de Kutta Jukowski.
  • Johan Hoffman & Claes Johnson, ont publié de nombreux livres et études dont certains sont disponibles sur internet. Par exemple : Computational Turbulent Incompressible Flow. (http://www.csc.kth.se/~jhoffman/pub/v4.pdf).

Computability and Adaptivity in CFD – The secret of Flight – Dream of Calculus – différents livres de Johan Hoffman & Claes Johnson

Oui mais
Les défenseurs de la théorie de Kutta & Jukowski pensent que le travail d’Hoffman & Johnson n’apporte rien de nouveau, et que la circulation est une réalité physique. Ils s’appuient, entre autre, sur le fait que pour mettre en œuvre les solutions numériques, il faut indirectement accepter la notion de circulation puisqu’il serait nécessaire de préciser que le système accepte la condition de Kutta, en précisant dès le départ que le flux quitte au bord de fuite. Pour eux, les calculs numériques sont trop souvent utilisés sans vérification expérimentale. L’utilisation de ce type d’outil nécessite une bonne compréhension de ce qu’ils peuvent ou ne peuvent pas faire, ce qui demande une grande expérience. De plus, un comparatif de différents programmes de simulation a montré que ces outils peuvent donner des résultats opposés en raison des différentes hypothèses choisies. Pour certains défenseurs de la théorie de la circulation, les écrits d’Hoffman & Johnson auraient surtout pour but de réfuter la théorie de circulation au moyen d’observations erronées. Hoffman & Johnson répondent que cette nouvelle théorie remplace la circulation par d’autres phénomènes physiques réels. Nous allons le voir dans les chapitres suivants, d’autres remarques peuvent être faites à propos de cette théorie.

Exemples de site qui développent cette explication
Knol
The Mathematical Secret of Flight – Johan Hoffman and Claes Johnson

IX – Kutta Jukowski  VS  Johnson & Hoffman

La théorie de Johnson & Hoffman ne laisse pas indifférents ceux qui « militent » pour la théorie de la Circulation. Sur certains blog, les discussions ne sont pas tendres… J’ai souhaité avoir l’avis de Claes Johnson et Johan Hoffman sur ces critiques. Voici donc leurs réponses…

  • Critique sur la théorie de la portance développée par Claes Johnson et Johan Hoffman :
    Quant à la critique de notre théorie de la portance, j’ai lu sur le blog dont vous m’avez envoyé l’adresse, des discussions intéressantes. Elles l’illustrent que le problème n’est pas bien compris. Malheureusement, il y aussi une incompréhension de ce que nous essayons d’expliquer. Par exemple, il est dit que nous confondons la « vorticité longitudinale » avec la circulation….
  • Critique sur le manque de vérifications entre les résultats obtenus par le traitement informatique d’un modèle mathématique et des tests plus classiques :
    Quant à notre méthode informatique, elle a bien été évaluée et comparée avec d’autre méthodes et résultats expérimentaux. Vous trouverez plus de documents universitaires grâce au lien ci-joint
    http://www.csc.kth.se/~jhoffman/Johan_Hoffman_KTH/Publications.html

Remarques

  • En l’an 2000, le Clay Mathematical Institute, a listé 7 problèmes dont la résolution sera récompensée d’un prix de un million de dollars chacun ! La résolution des équations de Navier Stokes et un des 7 problèmes listés ! Ces équations sont censées décrire le comportement des fluides et sont utilisés dans de nombreux domaines : simulations du comportement de grandes structures, ponts, bâtiments… écoulements autour de véhicules, trains, auto…, mais ces simulations sont basées sur une stratégie de résolution approchée de ces équations ! Le Clay Mathematical Institute se demande si 4 points particuliers relatifs à ces équations, peuvent être prouvés…
  • Alors que je peaufinais ce « papier », notre bon Dr Goulu, m’a signalé la présence d’un article dans « Pour la Science » du mois de mai 2011. Article qui remettait en question les équations de Navier Stokes ! Afin d’essayer de savoir si la position de son auteur, Thomas Sonar, remettait en question la théorie Johnson & Hoffman, j’ai l’ai contacté ainsi que Claes Johnson et Johan Hoffman. Thomas Sonar ne connaissant pas les travaux de Claes Johnson et Johan Hoffman, il a préféré ne pas se prononcer sur leur théorie et sur le fait que ses écris puissent la remettre en question. Johan Hoffman pense que la critique faite aux équations de Navier-Stokes, est liée à l’incapacité à prouver l’existence de l’unicité de la solution. Pour lui, l’existence de la « solution faible » (prouvée par Jean Leray 1934) est suffisante pour calculer des valeurs moyennes. Ce qui, toujours d’après Johan Hoffman, est dans le cas général de l’écoulement turbulent, la seule chose que l’on peut espérer obtenir de toute façon ! En fait, comme noté dans la première remarque, la critique des équations de Navier Stokes concerne des points particuliers qui ne remettent pas en cause le fait que c’est, le meilleur outil pour simuler des écoulements.

X – Théories non développées

The ugly theory !
Je n’ai pas parlé d’une théorie assez intéressante que j’ai découverte dans le livre de Ray Vellinga, « Hydrofoils, design, Build, Fly ». Elle concerne les hélicoptères et est très sympathique ! « They are so ugly, the earth repels them » / Ils sont si moches, la terre les repousse » 😉

La théorie d’Aristote
Au 4ème siècle avant JC, Aristote pensait que le déplacement d’un corps dans l’air découlait du fait que ce corps était poussé par derrière par le flux d’air qu’il avait préalablement « ouvert ». Comme les contractions musculaires péristaltiques qui propulsent les aliments dans l’œsophage ou les intestins (voir une pompe péristaltique).

XI – Pour essayer d’y voir plus clair !

Me voilà bien avancé ! J’ai essayé de présenter les différentes théories que l’ont peut trouver sur le net et dans la littérature (peut être pas toutes, mais déjà un certain nombre). J’ai trouvé des critiques pour l’ensemble des théories avancées. J’ai essayé de démêler le « faux du vrai ». Pourtant je n’ai pas vraiment de certitude. Il fallait donc passer en incidence négative et plonger encore plus profondément dans le sujet ! Comment ? En faisant appel à des pro. (et qui ne sont pas liés à Claes Johnson & Johann Hoffman). Tout d’abord Daniel Charles, architecte, historien, écrivain, journaliste… mais aussi Damien Lafforgue architecte naval auteur d’une étude sur l’aérodynamique des voiles, Rémi Laval Jeantet, célèbre docteur ingénieur aéro-hydrodynamicien qui a travaillé sur de très nombreux projets prestigieux, Yann Roux, docteur en mécanique des fluides qui a créé en 2003 la société K-EPSILON (un des leaders en simulation numérique dans le domaine maritime). Ils m’ont tous très gentiment répondus, et souvent longuement. J’aurai pu retranscrire nos échanges et vous laisser vous faire votre opinion à partir des éléments collectés. J’aurai pu en effet. Au risque de mal interpréter leurs propos, j’ai préféré réaliser une synthèse ! Déjà par ce qu’il faut savoir ce mouiller (c’est la moindre des choses pour un accro. du foil). De plus, le but de ce blog n’a jamais été de réaliser des copier / coller.

Ces différents spécialistes, considèrent que la théorie de Kutta Jukowski n’est qu’un artifice de modélisation de la portance pour traduire en termes mathématiques une réalité physique : la contrainte de non-contournement du bord de fuite. Rémy Laval Jeantet a une approche très très intéressante des phénomènes associés à la portance. Lors de modifications de la vitesse ou de l’incidence, il existe bien un tourbillon longitudinal parallèle au bord de fuite qui s’échappe de celui-ci : c’est le fameux tourbillon d’initiation de portance. On peut considérer que ce qui alimente ce tourbillon parallèle à l’aile, ce sont bien de microscopiques tourbillons perpendiculaires, qui correspondent à l’enroulement des filets de couche limite (voir Claes Johnson et Johan Hoffman). Il n’y aurait donc pas d’incompatibilité entre les visions de Kutta Jukowski et Claes Johnson – Johan Hoffman mais une complémentarité ! Toutefois, la circulation, comme énoncé plus haut, ne serait qu’une traduction mathématique et non une réalité physique. Yann Roux pense qu’expliquer la portance à partir de « KJ » ou « JH », c’est déjà partir de conditions définies : imposer le fait que la ligne de décollement se situe sur le bord de fuite. Pour se faire, il faut rajouter un élément : circulation ou tourbillons perpendiculaires à l’aile. Pour appuyer le fait que ces théories sont « simplificatrices » (modélisation d’une plage réduite de conditions), il suffit de spécifier que dans le cas d’un profil se déplaçant dans un fluide très visqueux, à très bas nombre de Reynolds, il y a contournement du bord de fuite par le fluide ! Dans la majorité des cas, nous sommes rarement dans une situation parfaite, il y a un minimum de décollement du flux. Décollement dont l’amorce remonte, suivant les conditions (incidences, vitesse…), sur l’extrados. Après discussion avec Daniel Charles, il semble qu’il n’existe réellement que deux grandes théories basées sur les travaux de Bernoulli et celle de Newton ! Comme vu plus haut, les « théories » de la circulation (Kutta Jukowski) et celle d’Hoffman & Johnson ne seraient, que des solutions pour expliquer un point particulier : pourquoi la ligne de recollement des flux sur l’extrados recule sur le bord de fuite. Le vrai débat est en fin de compte le suivant : la portance est elle liée à la sous vitesse sur l’intrados ou la sur vitesse sur l’extrados (Bernoulli) ou au fait que le flux est dévié par le foil (3ème loi de Newton, action/réaction) !

Nous l’avons vu, les « Oui mais » de la théorie basée sur le théorème de Bernoulli (voir : II – L’explication populaire) sont suffisamment importants pour que cette théorie soit écartée. Il nous reste donc la « théorie de l’écope ». J’avais aussi placé des « Oui mais » pour cette dernière. Il reste donc quelques zones d’ombres que j’aurai bien voulu éclaircir, comme pourquoi le fluide va plus vite sur l’extrados… ?

XII – Portance « sur l’eau »

Les moteurs de nos engins sont pour la grande majorité des bouts de tissus qui prennent la forme de l’extrados d’une aile et génère de la portance alors que l’intrados a la même forme. Nous sommes bien souvent éloignés du profil « théorique » d’une aile et pourtant cela fonctionne ! Nous l’avons vu, une aile plate fonctionne aussi ! Le fait d’avoir une aile courbe, sans « définition spécifique » de la forme de l’intrados, permet déjà d’améliorer la force de portance. Sous la surface nos engins sont aussi équipés d’ailes qui génèrent des portances ô combien importantes alors qu’ils ont un profil le plus souvent symétrique avec un très petit angle d’attaque. Sans eux nous dériverions dans l’axe du vent ou presque.

Lors de cette « étude », j’ai surtout découvert des informations liées à la portance des ailes aériennes. Beaucoup moins sur les possibles théories de la portance appliquées aux voiles et appendices d’engins évoluant sur l’eau. C’est vrai qu’il y a déjà beaucoup à faire dans l’étude des interactions entre voiles ou de celles entre appendices et voiles. L’étude de la portance sur un engin nautique, mériterait un article ou plutôt des articles !

Petit état des lieux des théories avancées dans la littérature spécialisée « voile » :

  • Je pensais en me replongeant dans le livre « Aérodynamique du voilier et l’art de gagner des régates » écrit en 1925 par Manfred Curry alors qu’il n’avait que 18 ans, que j’allais trouver une explication de la portance. Mais que nenni !
  • Dans the « 40 knots Sailboat », en 1963, Bernard Smith élude la question !
  • Il semble qu’il faille attendre les travaux d’Arvel Gentry de 1969 à 1971 pour que la théorie basée sur le temps de transit équivalent (explication populaire basée sur le théorème de Bernoulli) soit remise en question. Arvel Gentry, qui se basait sur les travaux de Kutta-Jukowski, est un spécialiste en aérodynamique qui a travaillé 40 ans à la NACA, chez Lockheed, McDonnell Douglas, Boeing, ainsi que pour plusieurs campagnes américaine de l’America’s cup. Même si la théorie de Kutta Jukowski sur laquelle se base les nombreux travaux et articles d’Arvel Gentry est remise en questions par Johnson et Hoffman, il est indubitable que ses recherches ont fait avancer la compréhension des phénomènes qui entoure les voiles et profils des appendices des voiliers.
  • 1973, parait Design for Fast Sailing, de Edmond Bruce et Henry A. Morss, les auteurs étudies de façon très poussée les facteurs influents sur la vitesse mais sans aborder l’origine de la portance
  • En 1979, le célèbre « Aero-Hydrodynamics of Sailing » de CA Marchaj utilisait, avec de superbes illustrations, la théorie de Kutta et Zoukowski. Les chapitres consacrés à la portance étaient, semble t’il, en lien avec les travaux réalisés par A Gentry
  • En 1979, Pierre Gutelle dans son « Architecture du voilier tome 1 » (qui pour moi à un peu trop lu le livre de Marchaj), optait lui aussi pour la théorie de la circulation
  • 1979 toujours, dans « High speed sailing », Joseph Norwood aborde de nombreux points très intéressants sur les paramètres influents sur la vitesse, mais rien sur l’origine de la portance !
  • En 1998, Dominique Paulet et Dominique Presles ne s’étendent pas sur la question dans « Architecture navale – Connaissance et pratique » mais évoques des notions plus proches de la théorie de théorie du temps de transit équivalent ou théorie populaire que de la circulation ou d’une autre théorie…
  • 2003, Bryon D. Anderson édite The Physics of Sailing, dans lequel il développe la théorie basée sur le 3ème loi de Newton (voir, entre autre, schéma via article « Physics Sailing » paragraphe VII)
  • En 2008, Claes Johnson et Johan Hoffman publient « The secret of Flight » et vous avez vu ou lu ce qu’ils pensent de l’origine de la portance.
  • Un an plus tard en 2009, CJ et JH écrivent « The secret of sailing »…
  •  En 2010 Ray Vellinga opte pour la théorie de l’écope dans son livre « Hydrofoils, design, Build, Fly » et fait aussi référence à la théorie la « Ugly theory » !
  • Toujours en 2010, dans le livre « Physics of sailing », John Kimball base toujours ses explications sur Kutta Jukowski
  • Bref, que ce soit, sur ou sous l’eau, ce n’est pas plus clair que dans les airs !

Remarque
J’ai lu que la théorie de la circulation, qui met en évidence ce qui se passe sur le bord de fuite, permettrait d’expliquer le fait qu’il y ait un temps de réponse entre une modification de vitesse ou d’incidence et la création de la portance. Des tests réalisés en conditions instables (changement de l’angle d’attaque), ont montrés qu’il faut 6 fois la longueur de la corde d’un profil, avant que la portance maximale ne soit regagnée. Cela explique pourquoi un bateau avec un gouvernail à faible allongement (donc une forte corde) répond moins vite qu’un second de même surface avec un fort allongement. Idem pour les voiles avec plus ou moins d’allongement ! Mais cette remarque ne s’applique pas seulement à cette théorie. Celle de Claes Johnson et Johan Hoffman peut aussi expliquer pourquoi il faut un certain temps pour que l’équilibre se mette en place. D’ailleurs celle de l’écope ou de Newton, qui cherche plus à donner une explication globale plutôt qu’à définir ce qui se passe en un point particulier du plan, n’exclut pas ce fait, elle ne l’explique pas, c’est tout !

XIII – Conclusions

Je vous laisse faire votre propre choix dans cette collection de théories… Vous avez peut être deviné celle qui me satisfait le plus ?

Eteignez vos appareils électroniques et conservez votre ceinture attachée jusqu’à l’arrêt complet de l’appareil. Le commandant de bord et tout l’équipage de ce vol « Foilers Airline » ont été heureux de vous accueillir à bord de ce blog volant et espère vous revoir très bientôt.

Pour ceux qui ne connaîtraient pas bien « Foilers ! », ce blog est là pour échanger et si besoin compléter ou critiquer les articles, en tout cas les miens (je rappel que le mot critiquer peut aussi être utilisé pour exprimer des avis positifs !). Donc n’hésitez pas à intervenir…
L’hôtesse « Frédérica » vous attends aux pieds de la passerelle et essayera de répondre à toutes vos questions et remarques (j’ai bien dit, elle essayera !!)…

Remerciements

Philippe Guglielmetti
Xavier  Labaume
Claes Johnson
Johan Hoffman
Damien Lafforgue
Rémy Laval Jeantet
Yann Roux
Daniel Charles

55 commentaires pour Portance 3/3

  1. Jean-Marie Clech dit :

    Des « ailes » dans l’eau, cela date en gros du moment où l’on a voulu remonter au vent, et l’article pointu nous montre qu’il y a encore beaucoup à découvrir. Bravo pour cette recherche.

    Nous pouvons remarquer la spécialisation de plus en plus poussée des appendices des voiliers de régate. Sur les classe J il y a 100 ans, il n’y avait qu’une quille avec gouvernail en bord de fuite. Sur un 60 pied actuel, il y a 5 « ailes » : voile de quille + 2 dérives asymétrique + 2 safrans. Sur un trimaran, c’est 6.

    La multiplication des « organes de portance dans l’eau » va t-elle continuer ? Y a t il des recherches pour retourner à une seule « aile » dans l’eau dont l’épaisseur; la courbure, la surface et l’incidence évolueraient en fonction de la vitesse et de la portance désirée.

    …Il faut rêver…

    • Bonjour Jean Marie,
      Merci beaucoup pour ces très intelligentes remarques (pas à propos de l’article, mais du nombre d’appendices !).
      En effet, cette multiplication semble un peu excessive pour les amoureux du « simple, du logique ». Mais c’est un très bon moyen d’obtenir quelque chose d’ajustable et répondant a plusieurs impératifs. Un poisson a t’il autant de nageoires, ma fois oui pour certains. Et les oiseaux autant d’ailes, non pas autant. Mais c’est vrai que nos engins sont mis poisson – mi oiseau.
      Comme NF2de Sam Bradfield (Neither fish, no fowl) !
      Fred

    • xavierlabaume dit :

      « Y a t il des recherches pour retourner à une seule “aile” dans l’eau »
      Oh que oui..chercher « aile d’eau » ou « paravane » dans foilers

      Sur le moth, on au aussi assisté (poussé au départ par une contrtainte de jauge) à la diminution des apendices (configuraation trimaran -> bi foiler). Il y a eu gain de performance au prix de la stabilitté.

      « dont l’épaisseur; la courbure, la surface et l’incidence évolueraient en fonction de la vitesse et de la portance désirée »

      Mhh ca fait bien un an que j’ai dans en préparation un article sur les profils à géométrie variable. Ca existe déjà sur l’eau en version « mécanique » (bords de fuite articulés) et dans les labos en version déformable (déformation continue sans articulation).

  2. Optipag dit :

    Si l’on regarde USA 17, on revient effectivement à une simplification : 2 foils+2 safrans sur les flotteurs et c’est tout… Si on parvient à faire des foils courbes relevables dans le flotteur et à incidence réglable, je pense que la dérive centrale devrait disparaître : son efficacité diminue très rapidement dés que la coque centrale sort de l’eau et elle doit être sujette à la cavitation. Quand au safran central, si on augment la taille de ceux des flotteurs, pourquoi ne pas le supprimer (sauf sur les foilers purs où il joue un rôle de régulateur d’assiette) ? Mais sur les dessins des nouveaux trimarans océaniques en construction (Prince de Bretagne 2,…), on reste sur un shéma classique. Pourquoi ?

  3. xavierlabaume dit :

    Sur USA17, il n’y a même que 2 appendices dans l’eau, le reste sur le côté au vent n’étant pas censé toucher l’eau.

  4. Bonsoir à tous,

    Une petite réflexion suite aux articles de F.M. sur la portance.

    A l’exception des profils supersoniques, transsoniques ou supercritiques (et peut-être quelques cas très particuliers), les profils encore utilisés aujourd’hui pour de nombreux aéronefs ont été créés dans les années 30. Il existe bien sûr des profils plus récents mais qui ne sont jamais que des dérivés des premiers.
    On peut expliquer cette constatation par le fait qu’à l’époque le savoir aéronautique était très « sensible » (en particulier au niveau militaire) et donc les grands états avait mis le paquet au niveau de la matière grise pour être au sommet de la connaissance dans ce domaine.

    Il y avait en particulier deux organismes à la pointe du progrès :
    Le NACA aux Etats-Unis et le centre de recherches aéronautiques de Göttingen en Allemagne (créé par une certain Ludwig Prandtl qui ne vous est pas inconnu si vous avez bien lu le dernier article d’un certain Frédéric M.)
    Les principaux outils de recherche étaient expérimentaux, de la soufflerie à l’analyse des qualités de vol des avions déjà conçus en relation avec les profils utilisés, même si la théorie avait aussi sa place (théorie de la couche limite entre autres)

    Aujourd’hui, d’assez nombreuses avancées théoriques (comme nous l’a brillamment montré notre cher Fred ) permettent de mieux comprendre le fonctionnement aérodynamique des plans porteurs.
    … et pourtant ces progrès incontestables ne semblent pas avoir « accouché » de nouveaux profils aux caractéristiques révolutionnaires.

    Est-ce vrai ? (si ça se trouve ces profils existent et je ne les connais pas)
    Qu’en pensez-vous ?

    GG

    • Bonjour GG,

      Un grand merci pour ces très judicieuses remarques (je ne parle pas des passages un peu cirage de pompes !).

      Je me demande si aujourd’hui, le possible résultat de ces potentielles recherches (!) n’est pas gardé plus précieusement secret que par le passé.
      Je me plante peut être, mais en 1930, la seconde guerre mondiale n’avait pas eu lieu (non sans blague) et l’importance de l’aviation et de la qualité des profils, n’était peut être pas encore démontrées.
      Sauf aux yeux de ceux qui travaillaient sur le sujet (le Spitfire n’existait pas encore). Maintenant que nous savons combien la qualité du profil peut être important sur les performances (vitesse, puissance, évolutivité, économie, résistance…), est ce que ces travaux ne sont pas gardés précieusement ?
      Qui a eu l’occasion de lire une étude détaillée sur les avancées réalisées par l’équipe de l’Hydroptère, par exemple ?
      Mais je dis tout cela « à froid » sans avoir pu essayer de confirmer ce sentiment…

      Je pense que Xavier, grand passionné d’aviation ou Gurval, pourraient peut être avoir un avis sur la question…

      Fred

  5. xavierlabaume dit :

    Mon avis est que comme l’a dit Gérard Delerme, l’exploration systématique expérimentale pré-50’s fait qu’il n’y a plus grand chose côté profils à découvrir.
    Les progrès des moteurs (voir un F-104 : un gros moteur, de minuscules ailes…) avec en plus depuis 1980 (Sukhoi, F-15..) des rapports poids/puissance inférieurs à 1, ont dû enfoncer le clou.

    Pour avoir visité l’usine Rafale à Argenteuil avec un bon guide, les technos de pointe sont maintenant (depuis 1980….tiens tiens) dans le contrôle/ commande.
    Un rafale a toujours une aile delta, comme un mirage d’il y a 50ans…Côté aérodynamique pure, on peut même dire que le Rafale est moins bon, car si on lui coupe ses asservissements électroniques, il est incapable de voler. Mais son bilan aéro (charge utile, finesse, vol aux forts angles,…) est bien meilleur.

    On a aussi surement des technos sympas dans le domaine de la modification du profil (changement de forme par déformation, aspiration de la couche limite, ionisations plasma créant un bord d’attaque virtuel,..) afin de passer d’un profil bien connu à un autre bien connu.

    Les profils ont été importants lors de la 2nde GM ( P-51 : première aile laminaire, premier monomoteur capable d’accompagner les bombardiers), les commandes de vol électronique ont été le domaine de pointe à maîtriser pour faire des avions de chasse ces 20 dernières années (et ce sont des technos qui commencent à être applicables par un bon bricoleur aux foilers, avec la démocratisation de l’informatique), les profils variables et ailes aéroélastiques sont peut-être ce qui préoccupe les labos actuellement!

  6. xavierlabaume dit :

    Ah si quand GG parlait de cas particuliers, actuellement pour les micro-drones le vol des insectes est très étudié, et vu les Reynolds et effets de viscosités, ca doit déboucher sur des profils biens particuliers!

  7. gurval dit :

    Je ne dirai pas mieux que xavier. En effet il n’as pas fallu réinventer la roue pour faire des F1, juste apporter les améliorations necessaires au nouvelles contraintes. D’ailleurs je profite de cette analogie pour vous faire remarquer que l’expression « inventer la roue » est fausse. Ce n’est pas la roue qu’as inventer l’homme mais l’axe. Quand les premiers constructeur faisaient rouler leurs ouvrages sur des rondins de bois, on a tendance à dire que c’est parcequ’ils n’avaient pas encore inventer la roue, mais à l’évidence, ils connaissaient déjà le roullement. Il manquait juste un axe. D’ailleur les quelques innovation dans ce domaine conserne justement l’axe avec ce qu’on appelle, à tord, des roue sans axe.Si vous pensez que je m’égare…Po du tout!
    Les 3 articles sur la portance (encore merci fred) sont très bien fait car ils parlent d’aile et non juste de profil. Je me rappelle avoir lu, il y a longtemps, un article dans le magazine Aérial sur les profils. La conclusion était que parlé de profil sans parlé aile revenait un peu a parlé roue sans parler axe et vis versus. Chercher la portance d’un profil seul ne rime à rien si on ne prend pas en compte l’aile dont il n’est qu’un parramêtre.
    En ce qui conserne les recherche et les éventuelles secrets, je me rappelle un autre truc, un passage d’une vidéo sur la perception des forces qui nous entourent. Durant quelques minutes il y avait un simple comparatif entre gravité et éléctromagnétisme faible. On peut tous se rendre compte de la puissance de la gravité en sautant de son balcon au 25 ème étage. En quelques seconde votre vitesse touche les 180km/h et le sol arrive très vite. On peut imaginer que même avec les poches remplie de ferraille, un énorme éléctro-aimant au sol n’arriverait pas à nous arrèter dans notre chute. D’où la conclusion que l’électro magnétisme est bien plus faible que la gravité. Mais le sol qui vas vous faire si mal quand vous allez vous écraser dessus n’est qu’un amas de minuscules particules chargées et accrochées entre elle par des forces éléctromagnétiques,et souvent très faibles (tout le monde à déjà frotté une règles en plastique sur de la laine, facile d’arracher quelques electron, non?). A l’heure où pour un simple film d’animation numérique, des calculateurs sont capablent d’animer 1 a 1 chaques poils de la fourrure d’un nounours pour avoir un rendu aussi vrai que le vrai; je pense que changer d’échelle en ce qui conserne les fluide n’est pas un vision de science fiction. Et la aussi je rejoint xavier, car aujourd’hui c’est une vision éléctromagnétique qui vas peut être augmenter les performance. Et pourquoi pas faire ressortir des cartons de vieux profils qu’on avait trop vite classer « sans interet ». On sait tous que le progrès est un danseur de valse.

    • Gurval,
      Tu tournes à quoi ?
      Trêve de plaisanterie, bravo pour toutes ces remarques plus intéressantes les unes que les autres (surtout celle où tu dis que j’ai fait du bon boulot !).
      Mais moi je dit que le gars qui a écrit ça devrait écrire plus souvent sur Foilers, car ce gars là, à des idées !
      En tout cas, je retiens, si j’ai bien compris, qu’il n’y a rien de bien nouveau en ce qui concerne les profils (et ce n’est pas particulièrement lié au désir de garder ces recherches secrètes) mais qu’on pourrait bien voir de nouveautés dans un futur proche…
      Fred

      PS : je te laisse faire l’essai du 25ème étage, ce n’est pas que cela me fait peur, c’est juste que ma maison n’a pas 25 étages…

    • Popov dit :

      Salut Gurval!

      « D’où la conclusion que l’électro magnétisme est bien plus faible que la gravité. »

      Il me semble que parmi les interactions fondamentales l’électromagnétisme est bien plus forte que la gravité (après vérif: 10E-36 moins puissante)?
      Mais je comprends peut-être mal cette partie de ton commentaire: vu que je suis largement d’accord avec le fait que l’on peut se tourner vers l’électromagnétisme pour améliorer les performances….Vu que c’est une grande force finalement laissée de côté.

  8. gurval dit :

    Salut fred.
    Je m’étonne moi même de faire des commentaires aussi long. Certainement du à ce sujet passionnant aussi clairement exposé;)
    Salut popov.
    Tu as biensur raison, j’ai du mal m’exprimer. C’était une démonstration par l’absurde. La plupart des gens concluraient à la supériorité de la gravité car la chute peut « se voir à l’oeil nu », mais le sol gagne toujours. Sans vouloir dire que « l’avenir de l’aviation c’est la MHD », il ne me semble pas trop farfelue de penser que la portance pourrait se comprendre sous l’angle des phénomènes d’attraction/répultion élèctromagnétiques entre toutes ces petites particules qui forment l’air. SI le flue accélère sur l’extrados, c’est a cause de ça, si la couche limite colle sur la surface c’est identique, si en compressant ou étirant de l’air dans une seringue le piston reviens toujours à sa position d’équilibre, si un fluide est plus ou moins liquide, si la patte à crêpe coule mais ne laisse pas passer un coup de point …
    Aujourd’hui on fait des micro-robot avec juste 3 lignes de code dans le cerveau pour voir la comportement d’une masse de 1000000 d’individus. Je pense qu’il est possible que les soft de mécanique des fluides et la compréhension de ces mouvement suivent le même chemin.
    En conclusion, une sitation de très haut vole de A.jacquard:
    Dans la nature les choses font ce qu’elles ne peuvent pas ne pas faire.

  9. Nicolas dit :

    Bonjour,

    Je ne sais pas si cela a déja été mentionné sur Foilers, mais après le Magnum de David Raison, la classe Mini continue de bouger avec un Mini en préparation par Dominique Pédron basé sur système DDS (Dynamic Stability System). Intéréssant comme concept pour soutenir les discussions des monocoques avec mono-apendice adaptatif.

    Plus d’informations ici: http://chroniquesmarines.wordpress.com/2012/01/10/devolutions-en-revolution/ et ici: http://www.classemini.com/modules/kameleon/upload/Bateaux_Magazine_january_2012.pdf.

    Nicolas

  10. Guy Capra dit :

    Salut bande de poètes !

    Merci Fred pour ce travail fantastique de compilation – et d’abnégation il faut bien le dire.

    À n’en pas douter cette série d’articles feront référence.

  11. Nicolas dit :

    Des foils sur les AC45 après une extension de l’aile rigide🙂 Très intéréssant, mais il reste à savoir si c’est un travail préparatoire pour le futur AC72 ou une optimisation de l’AC45 qui profitera à l’ensemble des équipes?
    Merci pour le partage.

    Nicolas

  12. Optipag dit :

    Les AC45 ont l’air d’être ceux qui servent à Oracle dans les ACWS, mais à mon avis ils ne feront ps profiter tout le monde de leurs recherches sur les foils, d’autant plus que la ils sont clairement en ohase de « tests » : si on regarde bien, les étraves et le « tableau arrière » sont gradués. A mon avis ils avaient déjà les nouveaux foils ici : http://www.pressure-drop.us/forums/content.php?2220-The-Boys-Are-Back-In-Town. Si quelqu’un a d’autres infos…

  13. Optipag dit :

    Nouvelles photos des foils en « L » d’oracle : http://surfcityracing.smugmug.com/photos/i-z9tTwg5/0/XL/i-z9tTwg5-XL.jpg, ils ont l’air d’avoir une corde plus importante que les dérives classiques. Plusieurs photos ici : http://www.kmov.com/news/slideshows/Boat-racers-practice-for–139950343.html?gallery=y&c=y&ref=%2F#/news/slideshows/Boat-racers-practice-for–139950343.html?gallery=y&c=y&ref=%2F&img=3&c=y, mais toujours pas sur le site officiel d’Oracle.

  14. FH dit :

    Article intéressant : y en aurait-t-il une version pdf ?

    FH

  15. Serma dit :

    Bonjour et merci pour cet article très complet !

    Je voudrais signaler 2 sites bien faits sur la question :

    http://www.figer.com/Publications/betisier.htm#avion qui prêche de façon convaincante pour la 3ème loi de Newton, du moins au premier ordre.

    http://images.math.cnrs.fr/Quand-les-maths-donnent-des-ailes.html

    Il y a aussi une BD en ligne : http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/Francais/ASPIRISOUFFLE.pdf

    • Bonjour « Serma »,
      Merci pour ces liens, le premier, je l’avais trouvé, mais je ne savais pas où le mettre !
      Le troisième est extraordinaire ! J’avais trouvé des dessins de cet auteur sur un blog (qui doit faire partie de ceux en lien) mais pas ce document ? Après on adhère ou pas avec cette théorie, mais le travail est vraiment très très bon.
      Merci et à bientôt sur Foilers
      Fred

  16. gurval dit :

    +1 pour cette loi de newton. Merci de me l’avoir fait découvrir.
    D’abord parceque mon instinct me dit que c’est le genre de évidente simplicité qu’aime le nature (c’est important l’instinct, non?). Ensuite c’est la seule thèorie qui est capable d’expliquer le vol d’une mouche ( avec les vidéo hispeed on a pu voir que les mouche nagaient plus qu’elles ne volaient dans l’air). Enfin elle est très facilement missible dans l’eau😉

  17. claude dit :

    La portance … c’est quand meme pas difficile : c’est du aux chocs des molécules sur l’aile.

    • Dr. Goulu dit :

      votre théorie s’appelle « l’effet ricochet » et Fred en cause dans le premier article https://foils.wordpress.com/2011/12/07/portance-13/ :

      Cette explication ne prend en compte que l’interaction du fluide avec la surface inférieure de l’aile. Elle suppose que toute la portance est générée par l’intrados, ce qui est totalement erroné. Il a été démontré qu’environ 75% de la portance est liée à l’extrados (pourcentage bien entendu fonction de nombreux éléments comme la forme du profil).

  18. claude dit :

    Oui, il m’avait bien semblé. Il n’empêche que la seule cause physique de la portance est le choc des molécules sur l’intrados comme sur l’extrados.

    La portance de l’extrados est due tout simplement à la baisse de pression provoquée par le mouvement de fuite de l’aile.

    C’est d’ailleurs cette baisse de pression par dérobement qui génère le phénomène de cavitation dans l’eau.

    ET si la théorie de l’effet ricochet n’en tient pas compte c’est qu’elle est incomplète et mal développée.

  19. Bonjour Claude,
    Je ne comprends pas trop vos explications, c’est soit le choc des molécules, (chocs que je veux bien admettre sur l’intrados, moins sur l’extrados, contacts oui, chocs non), soit ce que vous appelez le dérobement et qui doit se rapprocher de l’effet d’écope.
    Puisque la théorie de l’effet ricochet pourrait être incomplète et mal développée, c’est avec plaisir que nous lirons les explications complémentaires que vous pouvez apporter.
    Il est même possible de vous ouvrir la possibilité d’éditer un article sur le sujet.
    Vous nous envoyez un doc Word avec images et dessins si besoin et nous l’éditerons pour vous…
    A bientôt
    Frédéric

  20. claude dit :

    C’est gentil de bien vouloir m’éditer, mais depuis 100 ans qu’on fait voler des avions je pensais que tout avait été dit sur le sujet et je ne voudrais pas ré-inventer la roue.

    En fait j’avais établis une formule pour calculer grosso modo la puissance nécessaire à un hélicoptère pour se maintenir en l’air avec la méthode des chocs (donc des quantités de mouvement), formule qui donne des résultats à peu près cohérents avec les modèles réels .

    Comme la formule donnait des résultats qui me satisfaisaient, j’ai voulu faire la même chose avec le vol plané et suis arrivé sur une formule quasi identique à un facteur 2 et un sinus de l’angle d’incidence près mais en défaveur du vol plané. C’est à dire qu’il fallait plus de puissance pour maintenir en l’air un avion qu’un hélicoptère … cela me paraissait contraire à l’expérience. J’ai donc voulu en savoir plus sur la portance et c’est comme ça que je suis arrivé ici.

    Alors je viens de rejeter un oeil sur la théorie de l’écope et effectivement je m’y retrouve.
    J’ajouterais que pour bien la comprendre il faut voir que dans une masse d’air immobile les molécules, elles, sont en mouvement, que ces mouvements provoquent des chocs sur les parois des objets et que de ces chocs résulte la pression atmosphérique.

    Lorsque l’aile se déplace, l’aile va à la rencontre des molécules vers l’avant, et donc on a une augmentation du nombre de chocs qui sont d’une plus grande violence ce qui se traduit par une augmentation de pression (par rapport au repos) tandis qu’on a le contraire vers l’arrière puisque coté extra dos l’aile fuit, donc moins de chocs et des chocs de moindre violence, d’où une diminution de pression.

    Pour quantifier cette dépression, en première approximation on peut imaginer en supposant l’air immobile le trou d’air laissé dans le sillage de l’aile. Or on sait qu’il n’y aucun trou d’air. On imagine donc ce trou comblé par un jet d’air de même dimension et même vitesse que l’aile.
    Dès lors on pense au jet d’eau qui sort d’un tonneau percé et on se dit que la dépression est égale à la moitié de la masse volumique multipliée par le carré de la vitesse.

    En fait on s’attend à ce que l’expérience ne donne pas tout à fait le même résultat car le jet d’air n’a pas la forme régulière imaginée puisque le comblement du trou se fait par effondrement des bords et on se doute que là va intervenir le profil de l’aile.

    • Bonjour Claude,

       » Pour quantifier cette dépression, en première approximation on peut imaginer en supposant l’air immobile le trou d’air laissé dans le sillage de l’aile. Or on sait qu’il n’y aucun trou d’air. On imagine donc ce trou comblé par un jet d’air de même dimension et même vitesse que l’aile.
      Dès lors on pense au jet d’eau qui sort d’un tonneau percé et on se dit que la dépression est égale à la moitié de la masse volumique multipliée par le carré de la vitesse.  »

      Je ne pense pas que tu puisses « quantifier » cette dépression. Rien ne dit que la masse d’air en question aura la même vitesse (au sens vectoriel du terme) que l’aile.
      N’oublions pas que nous cherchons la portance, c’est à dire une force verticale dirigée vers le haut.

      En revanche, l’équation aux unités que tu donnes pour la dépression (ou pression) : p = 1/2 * m/L3 * V2 semble homogène.
      Une pression a bien pour unité m*L-1*T-2

      Il y a donc de bonnes chances que la formule soit juste mais certains éléments (vitesse en particulier) ne sont pas complètement connus)

      Merci d’avoir relancer ce thème sur ce blog et à plus,

      Gérard

  21. gurval dit :

    La pression atmosphérique n’est pas du au mouvement des molécules d’air…? Mais à leur simple poids. Sinon dans cela voudrais dire qu’il n y a pas de pression dans volume stable.

  22. gurval dit :

    Oups Pardon, j’ai dérapé sur mon clavier…

  23. Fred de Nancy dit :

    « Foiled » un monocoque Infinity à foil avec un plan de sustentation latéral et horizontal a participé à la course Palerme – Monte Carlo en août 2012

  24. Bonsoir😉
    Je suis en Maths sup, je suis passionné d’aéronautique, et plus particulièrement d’aérodynamique, je suis tombé par hasard sur votre blog, je m’étais fait une idée assez précise sur la question de la portance, mais à la lecture de cette article, j’avoue que je me remet en question…😉
    La richesse et la diversités des théories sur un même sujet rendent les sciences toujours plus passionnantes😉
    bravo pour cet article,
    et merci !

    PS : à tout hasard, je serai interessé par d’autres liens, articles, ou autres sources sur le sujet de la portance …😉

    • @Errol juste pour info l’état de l’art sur la portance pour la voile est ici: http://sco.lt/597nKj😉

    • Bonjour Errol,
      Merci de ta visite.
      Si au cours de tes recherches sur le net tu trouves des informations intéressantes, n’hésite pas à proposer des corrections à ces articles…
      J’avoue que je pensais avoir placé déjà pas mal de liens !
      Je n’en pas d’autres à te proposer, mais le net est toujours en mouvement comme l’océan, depuis la mise en place de ce sujet, d’autres pages doivent avoir été crées.
      A bientôt sur Foilers
      Fred

  25. Popov dit :

    Bonjour Fred,

    Je viens de relire avec grand plaisir ta série sur la portance.
    Toujours aussi intéressant et pédagogique.
    Encore merci!!

    Popov

  26. Gaston dit :

    Grand Merci pour ces analyses, mais trop theoriques pour moi, la conclusion des pratiques des profils qui marchent le mieux manque cruellement.
    Je pense à faire un foil pour lever le nez de mon voilier, et là je ne peux rien en deduire de concret.
    .
    Sinon je rajouterais 2 points à cette synthese des theories :
    -1 La theorie du couteau sur la motte de beurre : je tourne le couteau vers le haut, et le couteau monte dans la direction choisi quelque soit le bord de fuite. Bref la portance peut etre donnée uniquement par l’incidence quelquesoit la forme du profil.
    .
    2- L’effet bord de fuite mou : On l’a vu il y a 20ans avec les voiles de planche pour passer la barre des 25/30nds : Avoir une chute molle, qui se met en forme pour equilibrer les pressions, permet aux filets d’air de se recoller sans turbulence.
    Dans l’eau il faudrait des bord de fuite mous genre guimauve ( amortis) pour eviter les circulations et les decalages des filets d’eau intrados-extrados.
    En tous cas bravo pour ce blog !
    Cordialement

    • Bonjour Gaston,

      Merci pour ton message et pour tes deux remarques, théorie du couteau sur la motte de beurre et du bord de fuite mou.
      C’est vrai qu’il manque un article sur les profils mais c’est un sujet sur lequel les designers ne s’expriment pas beaucoup et les utilisations sont aussi très différentes et donc les recommandations difficiles à faire.

      A bientôt sur le blog…
      Fred

  27. valf dit :

    bonjour.
    Excusez moi du « déterrage » mais je suis en classe de première et fais un TPE sur les foils et j’ aurais quelques questions à poser
    tout d’abord: le reserement des flux sur l’ extrados de l’ aile portante n’est-il-pas une surpression?
    et si le « courant » de l’extrados arrive avant celui de l’intrados pourquoi place-t’on la ligne de séparation des flux plus haut que le bord de fuite du profil (concernant la théorie de kutta…)?
    Par ailleurs (pour Fred Monsonnec) me permettriez vous d’utiliser vos illustrations pour mon TPE si je n’arrive pas à faire les miennes?
    merci d’avance
    cordialement

  28. valf dit :

    Excusez moi du « déterrage » mais je suis en première et je fais mon TPE sur les foils.
    je me demandais si le reserrement des flux sur l’extrados ne pouvait pas être assimilé à une surpression et si non pourquoi?
    Par ailleurs (pour Fred Monsonnec) pourrais-je utiliser vos illustrations pour mon TPE si je n’arrive pas à faire les miennes?
    Merci d’avance
    cordialement

  29. valf dit :

    pardon… fausse manip!

  30. Bonjour « Valf »,

    Bienvenu sur Foilers.
    Le déterrage, c’est le fait de déterrer un sujet ?
    Si c’est cela, très bonne analyse, j’ai du mal à me remettre dans ce que j’ai pourtant pondu!

    Je ne sais pas dans quelle partie de ce très long article tu as trouvé « resserrement des flux ». Si je te demande cela, c’est que comme j’ai présenté des explications bancals, il faut que je m’y replonge pour ne pas dire de bêtises.

    Si c’est dans la partie 1/3, l’effet Venturi, cette solution étant plus que douteuse, difficile d’en tenir compte.
    Si tu veux seulement savoir s’il y a bien surpression sur l’extrados, sauf si je me plante complètement (c’est possible), la sur vitesse sur l’extrados a été prouvée, qui dit sur vitesse, dit dépression et donc « aspiration » et non surpression…

    Pour la ligne de séparation dans l’explication Kutta, cette ligne se trouve au dessus du bord de fuite dans la situation 1, soit la situation à l’arrêt ou a vitesse 0,0000….1 noeuds. Il y aurait ensuite une réorganisation du flux qui décalerait le flux sur le bord de fuite puisque cette position en amont du bord de fuite n’est pas possible (voir paradoxe d’Alembert).

    En ce qui concerne les schémas et le texte, puisque tout est signé de ma petite mimine, tu peux les utiliser mais sans retirer mon nom ! Et oui, on analysera cela comme on voudra, mais vu le temps passé pour faire cet article et les dessins (plus d’un an), j’y tiens !

    N’hésite pas à revenir vers moi, j’essayerai de répondre à tes questions dans la limite de mes connaissances et de ma disponibilité. Garde à l’esprit que je ne suis pas un spécialiste du domaine, un passionné, un vulgarisateur avec tout les risques que cela comporte…

    Fred

  31. valf dit :

    Merci pour cette réponse rapide.
    C’est en effet sur le shéma de la partie sur venturi que j’ai vu le reserrement des flux.
    je comprends parfaitement qu’ après un tel travail tu tiennes à avoir ton nom mentionné et je respecterai ta demande.
    Le déterrage est en effet le fait de revenir à un ancien sujet.
    cordialement

  32. valf dit :

    bonjour: c’est encore moi!
    Cela pourra paraitre stupide et prétentieux mais il m’ est venue une idée auquel je n’ai personnellement pas trouvé d’ objections et j’aimerai avoir un avis plus avisé.
    le fait que le fluide aille plus vite sur l’extrados ne pourrait-il-pas être dû au passage dans une couche limite turbulente qui créerait des microtourbillons parallèles au profil et sur lesquels « glisseraient » la couche supérieure de fluide qui serait donc étirée et accélérée.
    par ailleurs du fait de cette même couche limite,le fluide serait ralenti sur l’intrados.
    cela provoquerait donc une dépression et une surpression (Bernoulli) qui ferait voler nos ptis navions!
    voilà j’attends avec impatience vos réponses et au cas ou laissez moi vous rappeler cette citation d’Oscar wilde:
    « expérience:nom dont les hommes baptisent leurs erreurs »
    Cordialement

    • Bonjour Valf,
      Tu as raison imaginer, s’il y a bien un endroit où on a le droit de faire ce que l’on veut,, c’est dans sa tête !
      Idée séduisante!
      Mais attention :
      – je ne suis pas un spécialiste, juste un « vulgarisateur » dans le cas de cet article, donc mon avis…
      – je me dis que si les couches glissaient sur un tapis de tourbillons, c’est tourbillons auraient été observés ou recréés entre autre par Johnson et Hoffman…
      Mais comme noté plus haut, je ne suis pas un spécialiste…
      Fred

    • Bonsoir Valf,

      Je ne comprends pas pourquoi cette couche limite turbulente accélérerait le flux d’un coté et le ralentirait de l’autre coté.

      Peut-être pourrais-tu nous faire une petit croquis explicatif ?

      Gérard (qui n’est pas non plus un spécialiste)

  33. valf dit :

    voilà une image mais en fait le ralentissement sur l’extrados serait simplement dû à l’incidence du profil.
    En fait par rapport a CJ et JH les tourbillons seraient parallèles et non perpendiculaires.

    file:///home/vianney/port.JPEG.png

    en fait cette idée m’ est venue ar j’ai lu dans un livre de Bertrand Cheret que des micro-tourbillons pouvaient faciliter l’écoulement

    • valf dit :

      bon cela ne marche pas …
      Comment peut-on mettre une image???

    • Bonjour Valf,

      « en fait cette idée m’ est venue ar j’ai lu dans un livre de Bertrand Cheret que des micro-tourbillons pouvaient faciliter l’écoulement »

      Je suppose que tu parles là de l’effet appelé « peau de requin » qui consiste à équiper les carènes d’une surface micro-striée (stries perpendiculaire au déplacement) qui génère des micro-tourbillons et ainsi diminue la trainée de la dite carène.

      Cet effet est très faible et ne semble pas concerner la portance. D’autre part il demande un très gros entretien, le moindre développement d’algues ou de coquillages microscopique annule rapidement cet effet.

      Je n’ai pas entendu parler que ce phénomène soit employé sur les foils ou autres safrans.

      Bonne journée et à bientôt,

      Gérard (GG)

  34. valf dit :

    OK merci beaucoup pour ces réponses avisées
    Valf

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