Le Foiler Artélio

Par Jean-Marie Clech

Le modélisme radiocommandé que je pratique depuis gamin ne donne pas autant d’adrénaline que les grands modèles mais présentent certains avantages comme le coût réduit ou la mise en œuvre rapide. J’admire profondément ceux qui construisent un voilier pour monter dessus ! Et encore plus si c’est un foiler. Mon ambition se borne aux modèles réduits mais le challenge de la conception et la construction de mon foiler “Artélio” m’ont passionné et beaucoup appris. Il navigue en région parisienne depuis 2012. En voici une vidéo et des commentaires, en espérant que cela puisse aider d’autres constructeurs.

Les sources d’inspiration

J’avais d’abord été séduit par la conception très élégante et moderne du trifoiler Ketterman (1983). C’était en théorie la plus performante, avec sa régulation automatique de l’incidence des foils par palpeurs. J’ai pensé que ce système génial serait trop fragile et d’un réglage difficile en réduction mais j’en gardais le principe des flotteurs rotatif.

Proto RC du Trifoiler – photo Greg Ketterman

Proto RC du Trifoiler – photo Greg Ketterman

Beaucoup de foilers grandeur tirent leur puissance de la largeur et du lest mobile (équipage et/ou ballast). Ils ne sont pas directement déclinables en modèle réduit car le lest mobile donne trop de complications. Parmi les conceptions sans lest mobile qui pouvaient constituer une base à une réduction radiocommandée, j’avais repéré le proto “IUT de la Rochelle” d’Éric Tabarly (1976) et la maquette au tiers de l’Hydroptère d’Alain Thébault (1988).

Proto hydrofoil pour E Tabarly - photo B deguy 1976

Proto hydrofoil pour E Tabarly – photo B deguy 1976

Proto de l’Hydroptère – photo DR

Proto de l’Hydroptère – photo DR

C’est finalement le “Foiler jaune du Bois de Boulogne” découvert sur Youtube en 2009, qui m’a semblé le plus convaincant et m’a incité à me lancer. Conçu dans les années 80 par F. Roussel puis repris par B. Dumas, c’est une configuration qui reste efficace, avec foils en “V” assez avancés et beaucoup de largeur.
Il restait à le copier, d’après quelques photos.

Foiler Dumas 2007 – photo F. Chevrier

Foiler Dumas 2007 – photo F. Chevrier

Les prérequis

Une expérience préalable dans la construction d’avions ou de planeurs me semble plus utile que dans la construction de voiliers. Il s’agit de construire léger mais aussi rigide. Faire voler un voilier nécessite d’aller titiller les limites de la résistance des matériaux. J’ai beaucoup utilisé de structures triangulées, comme les vieux fuselages d’avion.

L’usage de la résine époxy + fibre est incontournable et des notions de moulage sont un plus pour les foils. En dehors de l’électronique, il n’y a aucune pièce achetée. Il faut donc se préparer à tout réaliser soi-même avec astuce car l’accastillage commercialisé convient mal. Par exemple, je fixe la poutre sur la coque avec une lanière en chambre à air (gratuit, incassable, ultra-léger et couleur carbone !).

Les difficultés

Je croyais que l’incidence des fois était stratégique et n’étais pas sur des valeurs à utiliser. Craignant qu’une erreur dans ces paramètres soit rédhibitoire, j’ai choisi de pouvoir régler toutes les incidences à terre, même si cela alourdis et fait perdre de la fiabilité (j’y reviendrais). Je repense en vrac à divers autres mini-challenges rencontrés dans cette construction, comme : puis-je encore alléger cette pièce sans qu’elle ne casse ? Cette vis ou pièce métallique va-t-elle rouiller ? Faut-il accepter une complication à des fins esthétiques ? Et si la coque n’est pas étanche…
Durant la phase de réalisation, l’espoir du succès donne du piquant au projet.

La coque

La finalité de la coque centrale étant de ne plus toucher l’eau, je ne me suis pas attardé sur son hydrodynamisme. Le profil présente peu de creux, comme en Moth, pour être rapidement hors de l’eau. La structure doit être rigide en torsion à cause des efforts latéraux sur le bas du safran. Mon choix d’une construction en couples jetables et longerons bois imposait des bouchains. Une coque moulée en fibre ou en mousse sculptée serait également possible. Je ne pense pas qu’une coque en carbone serait plus légère.

Coque centrale avant / après coffrage – photo « Artelio »

Coque centrale avant / après coffrage – photo « Artelio »

Renforts du puis de mat – photo « Artelio »

Renforts du puis de mat – photo « Artelio »

Les flotteurs “surf”

C’est la principale originalité de ce foiler que je vais tenter de justifier. Les flotteurs classiques (archimédiens) sont très efficaces en charge et à base vitesse, les carènes planantes sont optimums à vitesse intermédiaires et les foils sont extra aux grandes vitesses. L’association d’un flotteur archimédien et d’un foil me semble peu efficace en phase critique de décollage car la petite portion de carène encore immergée sustente peu avec beaucoup de trainée. Avec un flotteur plantant, j’accepte une performance médiocre par vent faible mais je pense décoller plus vite.

Une fois en vol, il peut survenir des décrochages. Un flotteur archimédien qui va plonger avec une vitesse plus élevée que sa vitesse de carène va générer un frein énorme et provoquer la pirouette. Un flotteur planant qui percute l’eau à grande vitesse est bien préférable (à condition que ce soit avec une bonne assiette…). Ma pratique du funboard m’en a convaincu : lorsque l’on navigue dans le clapot et que le flotteur frappe l’eau avec vitesse, la spatule redresse si besoin la carène, l’enfoncement dans l’eau et le frein sont faibles. Pour retrouver cette liberté angulaire du flotteur qui existe en funboard, je l’ai fixé sur la poutre avec une liaison pivot juste freinée par des élastiques.
Le plus spectaculaire exemple du potentiel d’une coque planante est le ricochet d’un galet !

Le dernier avantage est la légèreté d’assemblage flotteur/poutre qui n’a pas à encaisser les efforts de torsion. Le foil est solidaire de l’extrémité de la poutre, ses efforts ne passent pas par le flotteur.

Les flotteurs “surf” - photo « Artelio »

Les flotteurs “surf” – photo « Artelio »

Le balestron intégral

N’ayant qu’une poutre transversale assez avancée, il était difficile de maintenir le mât sur l’arrière avec des haubans ou un pataras (qui limite en plus la surface de grande voile). J’ai donc opté pour le balestron intégral qui est beaucoup utilisé en compétition modèle réduit. Cela offre aussi l’avantage d’un effort réduit sur l’écoute car le foc compense la grande voile. Le treuil et la batterie se voient ainsi allégés.

Les réglages

En voile grandeur comme en réduction, les réglages peuvent aussi se dérégler et ils fragilisent. J’ai tout de même pris l’option de rendre réglable l’incidence des foils pour ne pas avoir à casser si je ne tombais pas juste du premier coup ou pour explorer d’autres réglages. L’ensemble poutre avant + foils pivote via une sorte de bras d’arthur (comme sur un mât de cata). La valeur de l’incidence que j’avais trouvée dans mes recherches était de +2 et c’est effectivement le réglage que je conserve.
Le mécanisme est un peu plus délicat pour le réglage d’incidence du foil arrière. Avec le recul, je le ferais fixe car je ne change jamais le réglage de +0,5°.
La position avant/arrière du centre de gravité, que je pensais décisive comme en avion, ne donne finalement pas lieu à ajustement.

La dérive

En avoir ou pas ? Le schéma théorique des efforts sur un foiler vu de face montre que la dérive est inutile mais après avoir navigué avec et sans, je préfère avec. La dérive améliore la manœuvrabilité. Comme elle prend en charge une partie de l’effet antidérive, cela soulage le foil sous le vent. Il me semble que cela évite certains décrochages. La capacité à voler en remontant au vent est aussi meilleure. J’ai ajouté des winglets en bout de foils qui aident à donner un coup de lof pour soulager dans la risée. Sans ça, le petit bout de foil encore dans l’eau dérapait.

En vol

Après 3 ans de construction, le moment de vérité du premier essai tracté arrive. Pour simuler correctement la poussée des voiles et estimer la vitesse de décollage, il faut attacher le fil à une hauteur réaliste dans le mât et tirer en biais. Tirer dans l’axe et au niveau du pont n’a aucun sens. L’instant où les coques s’élèvent et la tension dans le fil baisse est magique.

Le plan d’eau urbain où je navigue est petit et le vent y est instable. Le poids très réduit du modèle me permet de voler dans du vent modéré, qui est le plus fréquent.
J’ai plusieurs jeux de voile et la possibilité de lester pour les vents plus forts. Une fois en vol, la stabilité est confortable. Je ne connais pas la vitesse maximale mais elle est bien supérieure à celle de la vidéo.

Artelio en vol – photo « Artelio »

Artelio en vol – photo « Artelio »

Le bilan

Un voilier est toujours le plus rapide lorsqu’il est seul ! Je me suis donc confronté en régate avec d’autres trimarans : le bilan est sans appel vu que je suis systématiquement arrivé dernier sur des parcours avec du près et du vent arrière. Un multi foiler semble donc pour l’instant inférieur à un trimaran classique car moins polyvalent. Il faudrait peut-être développer des parcours plus propices à ce genre d’engin car la compétition reste le meilleur moyen de faire progresser le sujet.

Je termine avec un autre avantage amusant et instructif lorsque l’on pilote son jouet depuis la berge plutôt qu’au large sur son vrai.
Je profite de tous les commentaires des enfants, des mamies, des experts… Beaucoup de Béotiens sont convaincus que les voiliers sont lents par nature et ils ne peuvent croire qu’une telle vitesse soit possible sans hélice ! Des petits demandent le même pour Noël. Les prévoyants s’inquiètent des dessalages qui constituent le clou du spectacle. Mon regret est de ne pas pouvoir confier les manettes car le pilotage reste ardu et les berges jamais loin…

Le plan !

Si vous avez lu jusqu’ici, c’est que le sujet vous aura intéressé et peut-être même que certains souhaiteront tenter l’aventure du foil en modèle réduit. Je diffuse gratuitement le plan du foilerArtélio. C’est un fichier PDF à l’échelle 1 avec la géométrie générale.
Demandez-moi le plan ou un fichier DXF sur artelio«at»wanadoo.fr et lancez-vous (remplacer le «at» par @)!

Jean-Marie Clech

 

 

Arteliodesign_157

 

11 commentaires pour Le Foiler Artélio

  1. dumontier dit :

    Super,que dire d’autre cordialement a vous Pierre

  2. Je confirme : super !
    Le modélisme est peut être de moins en moins pratiqué : dommage. C’est une activité, passionnante (création, réalisation, navigation…) qui est aussi un très bon outil avant de passer à l’échelle 1.
    D’autres modèles ont été réalisés à partir des plans, à quand une classe ?
    Je rajoute une vidéo que m’a envoyé JM :

    Fred

  3. Hulet Louis dit :

    Très beau travail, ça donne plein d’idées !
    Le parallèle avec le windsurf pour le mode de navigation au planning est très intéressant : entre le mode de navigation archimédien et le vol sur foil il y a le planning et ça peut être un gros plus pour gagner la vitesse nécessaire au décollage.
    Penses-tu que ce système de flotteurs planant sur pivot est transposable à plus grande échelle ? et si non quelles en sont les limitations ?

    • jm clech dit :

      Bonjour Louis. Je me suis inspiré du Trifoiler Ketterman mais je ne connais pas d’autre exemple en grandeur de flotteur planant sur pivot. La tentative de cata Orma 60 pieds Médiatis par Yves Parlier, avec des flotteurs planants type hydravion, n’a pas été couronnée de succès.
      La navigation dans le clapot sur une carène plate de windsurf n’est supportable que parce que les jambes amortissent énormément. Je pense que sur un grand voilier et en mer ouverte, la période transitoire planante avant le confort du vol serait affreuse.

      • « La tentative de cata Orma 60 pieds Médiatis par Yves Parlier, avec des flotteurs planants type hydravion, n’a pas été couronnée de succès.
        La navigation dans le clapot sur une carène plate de windsurf n’est supportable que parce que les jambes amortissent énormément. »

        Bonjour Jean-Marie,

        Je ne suis pas un expert de l’Hydraplaneur de Parlier mais j’ai suivi un peu l’aventure. Effectivement, d’après Parlier, l’absence de confort était tel qu’il avait rembourré le poste de pilotage et que tous les équipiers avait des casques. C’est un des éléments qui ont limité les performances de la bête (qui naviguait néanmoins à près de 40 noeuds).

        Il est a remarquer également que les derniers flotteurs (actuels) de l’Hydroptère ont une carène du même type.

        Bravo pour ta réalisation,

        GG

  4. xavierlabaume dit :

    superbe bateau et excellent article, merci!

    à 3’15 » c’est juste un bateau à moteur elec sans radio?

    pour des réglages qui ne se dérèglent pas : une tige filetée avec écrou/contre écrou qui pilote l’incidence via un bras de levier.

    prochaine étape : une voile rigide?

    • jm clech dit :

      Bonjour Xavier et merci.
      Ah oui, les multicoques chavirent. Le mien en moyenne 1 fois par sortie car le plan d’eau est mal exposé. Durant la construction, je ne m’étais pas soucié de ce « détail » et j’ai vite compris que la baignade ou la canne à pêche ne conviendraient pas.

      Le principe de ma vedette « snsm » est une coque étroite avec une remorque attachée sur l’arrière gauche et un safran qui fait tourner à droite. Suivant que je laisse filer ou que je freine, il tourne à droite ou à gauche. Ça marche bien jusqu’à 40 mètres car au-delà, le fil freine trop et le moteur de jouet en 4,5 volts manque de puissance.

      En vrai, je navigue en dériveur. Je n’ai pas souhaité passer au catamaran car je serais trop gringalet pour le remettre à l’endroit si d’aventure il fallait un jour le faire seul et je ne souhaite pas déranger la snsm (sans fil !)

      La voile rigide non. C’est impossible de la régler au bon angle en étant si loin (proportionnellement) et sans feed back.

  5. Merci pour cet article très pertinent. Etant un fan inconditionnel des foiliers moi aussi, j’aimerai essayer le foilier Artélio. Ce qui m’a séduit chez ces petits bijoux, c’est surtout leur grande mobilité et la facilité avec laquelle on peut les manier. Mais je pense que cela me prendra un temps fou pour en construire un. Mais merci quand même pour vos indications.

  6. Feron dit :

    Bonjour,
    D’abord bravo pour la conception de l’Artélio.
    Je suis en classe Prepa filière PC et je souhaite faire des mesures sur une maquette. Je pensais, délai oblige, utiliser un modèle déjà existant de bateau à moteur et lui rajouter différents types de foils.
    Cela vous semble t-il réalisable sachant que le bateau pèse environ 1kg (batterie et moteur compris).
    Je pensais tester un foil en échelle, en L et en T.
    Merci d’avance.
    Julien Feron

    • Bonjour « Feron »,
      Artelio pèse 1,13 kg, donc si tes ajouts ne sont pas trop lourds, cela me semble jouable. Le blog est là pour échanger si besoin. Quelques questions auxquelles tu peux ne pas répondre ! Tu comptes comparer des foils différents mais de même surface, profil, incidence ? Comment comptes tu faire tes mesures ? Ton hélice sera toujours immergée malgré le décollage ?
      A bientôt
      Fred

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