Foils en L 2.0 – réflexions

1. Avant 2013

Avant 2013, lorsque la folle idée de réaliser un voilier à hydrofoil vous prenait, vous deviez rapidement faire un choix. A quelle obédience allez-vous adhérer au sein de la religion du foil ? Foil en V ou foil avec régulation automatique ? D’ailleurs avant 2013 le choix était si « simple » qu’en 2008, je « pondais » un article « Foil en T ou foil en V ? ».

C’était avant que le design team d’ETNZ n’invente le foil en L2.0, un artifice pour détourner la jauge des AC72. Avant 2013, le facteur jauge rentrait alors rarement en compte dans le choix du type de foils. Rares étaient ceux qui avaient l’idée de mettre des foils sur un bateau appartement à une jauge. Je sais, il y avait bien eu en Moth Brett Burvill et Mark Pavic en 2000 et même avant Frank Raisin en 1972.

En tant que concepteur votre choix était, et est toujours, fonction de l’analyse des avantages et inconvénients de chaque système.

  • capacité à stabiliser en vol
  • résistance
  • complexité
  • prix
  • autres paramètres comme l’encombrement…

Une fois votre choix fait entre le foil régulé ou non régulé – donc celui de votre système de stabilisation de la hauteur de vol – vous aviez déjà éliminé un certain nombre de formes.

Puisqu’il s’agit d’un choix fondamental, attardons nous sur les solutions qui s’offraient aux concepteurs de foils avant 2013 (du bricoleur au responsable de design team).

 

1. 1 Foils en V ou traversant

Broomstick l’engin de Doug Halsey en 2007 – photo DR

Broomstick l’engin de Doug Halsey en 2007 – photo DR

Dans le premier cas, appelé souvent « foils de première génération », c’est l’élévation du bateau qui est sensée réguler la portance par la modulation de la surface du foil, l’incidence est elle le plus souvent fixe.

Foil V - F Monsonnec 03-2011

1.2 Foils en « T » ou régulés

Osprey, dernière création de Sam Bradfield – photo DR

Osprey, dernière création de Sam Bradfield – photo DR

Pour ces foils et aussi ceux en L, U, O… la surface portante n’évolue pas, c’est l’incidence qui est modifiée. Incidence pilotée par un système le plus souvent mécanique. Sa mission est de mesurer la hauteur de vol et de produire l’action nécessaire au mouvement de tout ou partie du plan porteur. J’ai listés les principaux systèmes existants dans « Historique des systèmes mécaniques de régulation » (en 3 parties). Et comparé deux systèmes : celui développé par Greg Ketterman et celui de Sam Bradfield, dans l’article « Palper en avant ou en arrière ? ».

Foil T - F Monsonnec 03-2011

Il existe une variante de foil en T non régulée, les foils de kitefoils et windfoils. La régulation est alors manuelle ou humaine, le pilote régule l’incidence par la position de son corps.

2. Depuis 2013, le cadeau du team ETNZ

Groupama Class C et ses foils en S à LSA 2016 - photo JF Daron

Groupama Class C et ses foils en S à LSA 2016 – photo JF Daron

Depuis la dernière Cup, grâce au cabinet Melvin et Morelli, vous avez le choix de suivre une nouvelle voie, une nouvelle vision du foil, celle des foils en L 2.0…  (je préfère utiliser le nom de « L 2.0 » car les foils en L existaient avant la 34ème Cup puisque développés par G. Ketterman en 1983).

Pour ceux qui découvriraient l’existence de ces lettres, une petite révision de « l’Alphabet du foil » s’impose.

Glossaire réalisé pour l’Alphabet du foil – F Monsonnec 2014

Glossaire réalisé pour l’Alphabet du foil – F Monsonnec 2014

Cette nouvelle voie repose sur des foils pas vraiment en V (mais un petit peu tout de même !) et surtout sans régulation automatique.

Cette nouvelle approche repose sur un mix :

  • diminution de la surface de foil par le décollage de l’engin (idem foil en V),
  • régulation par l’humain qui peut jouer sur l’assiette du bateau, et potentiellement sur la portance du foil par son incidence (rake) et la direction de la résultante de la portance (inclinaison/cant).
  • augmentation de la dérive par diminution de la surface immergée de la partie antidérive (shaft) et donc baisse de l’angle d’incidence (la direction n’étant pas celle de l’axe du bateau).

 

Foil L 2.0 - F Monsonnec 05-2016

3. Avantages / Inconvénients

Puisque les choses évolues, voici en bon « blue » dans le schéma « HBDI circle » (classement théorique de votre « caractère ») un nouveau récapitulatif des principaux avantages et inconvénients de chaque solution.

3.1 Foils en V (non régulés)

L'alphabet du foil - foils en V Hydrofoil - F Monsonnec 08-2014Avantages

  • Système « éprouvé »
  • Autorégulation théorique

Inconvénients

  • La résultante se déplace sur le foil en fonction de l’enfoncement
  • Risques de ventilation
  • Importants efforts (jambes de force le plus souvent)
  • Mécanisme de rétraction compliqué
  • Le centre de poussé doit passer par le centre de voilure, nécessité de grands bras et déséquilibre lors de la réduction de la voilure

 

3.2 Foils en T/L… (régulés)

L'alphabet du foil - foils en T Hydrofoil - F Monsonnec 08-2014Avantages

  • Régulation de la portance « automatique » (dans une certaine mesure)
  • Suivant le type, la résultante peut passer par la jambe de force (T)
  • Plan porteur immergé, moins soumis à la ventilation
  • Moins d’interférences avec les mouvements des particules
  • Voler avec ces foils oblige à la conception d’un système « savant »

Inconvénients

  • Régulation obligatoire
  • Fragilité des systèmes de régulation
  • Rétraction complète difficile
  • Trainée du nœud si liaison jambe de force / plan porteur

 

3.3 Foils en J, S, L 2.0… (non régulés automatiquement)

L'alphabet du foil - foils en L 2.0 Hydrofoil - F Monsonnec 08-2014Avantages

  • Permettent une sorte d’autorégulation
  • Permettent de contourner certaines jauges
  • La nécessité de réguler « artificiellement » oblige un haut niveau de compétence qui peu satisfaire les compétiteurs acharnés

Inconvénients

  • Foils complexes à réaliser
  • Instables en pilonnement
  • Fragilité des foils et des puits
  • Régulation tributaire de l’humain (moins simple que les « T ou V »)
  • Régulation moins souple et limitée
  • Système dangereux car instable
  • Equipage au rappel donc risque de chutes et de chocs
  • Nécessite un long apprentissage
  • Elitiste…

4. Bien et alors ?

Très intéressé par les foils régulés, sans être allergiques aux foils en V et aux derniers nés, je suis intrigué par le développement des foils en L 2.0 sur des engins non limités par une jauge.

Cette dernière solution semble attirer beaucoup de fidèles. Effet de mode ? Pourtant il faut se rappeler l’origine de sa création : une jauge, l’interdiction de réguler et une largeur limitée.

J’ai l’impression que certains ont découvert les foils avec la Cup et partent du principe que la solution des AC72 est LA solution.

Ce concept est une très belle innovation pour les classes limitées par leur jauge mais il reste, pour moi, inférieur au système de foils régulés (désolé Phil !).

De plus, il demande une régulation humaine exigeante qui ne peut être à la portée de monsieur tout le monde, d’autant plus sur une longue période ou au large.

Surtout, alors que l’on met de plus en plus en avant la sécurité, il est étonnant que l’on puisse aller vers une solution moins sécurisante.

Mes échanges foilesques à LSA 2016, m’ont renforcés dans l’idée que quelque chose cloche ! Je retiens la « sortie » de mon ami François Lys à propos du danger de la navigation sur certains engins au foils non régulés : « On n’a rien à faire au trapèze à 30 nœuds et ce sont des bateaux de série ! »

Et celle de Maurice Gahagnon : « Multiplier la vitesse par 2 multiplie l’énergie par 4, sans que la sécurité ne suive. »

Peut-être qu’il faut avoir navigué à plus de 30 nœuds en Trifoiler – à plat, au milieu de la coque centrale, sans avoir à faire de réglage et de rappel – pour comprendre ? Une telle expérience ferait sûrement changer d’avis un accro. du foil en L2.0 et autre foils détourneurs de jauge.

5. Conclusion

Est-ce que l’avenir des foils en haute mer, et pour le plus grand nombre, passe par l’amélioration et de le développement des foils en J, L2.0… ? Je ne le pense pas, ce serait même pour moi faire fausse route !

Je suis donc heureux du développement des Ifly 15, Stunt, Whisper et j’espère que d’autres projets de ce type vont voir le jour…

Alors peut être que ce point de vu est celle d’une personne qui ne croit qu’en des systèmes éprouvés et non en la capacité de l’homme à améliorer les foils en L2.0 ?! L’avenir nous le dira…

De toute façon, si le futur montre que j’ai tort, c’est que les concepteurs auront réussi à rendre le foil L2.0 (et ses petits frères) accessibles et sûrs et ce sera tant mieux ! Après, reste aussi à savoir comment…

6. Annexe, quels foils sur quels engins ?

Quelques bateaux plutôt récents et non spécialisés pour la vitesse

Foils en V (non régulés)

F2 = 1/2ρ x V² SC2 – 2014 – V (jusqu’à mi 2016 !)

L’Hydroptère – 1994 – V

Foils en T/L… (régulés)

Osprey – 2012 – T régulés par palpeurs trainés

Trifoiler – 1992 – L régulé palpeurs en avant

Windrider Rave – 1995 – T régulé palpeurs trainés

Whisper – 2014 – T régulés par palpeurs trainées

Stunt – 2014 – T régulés palpeurs trainés

UK M20 foiler – 2014 – T régulé palpeurs trainés

Kite foil Don Montague – 2008 – L

Moths – 2002 – T

Ifly 15 – 2016 – T

Foiler F1 – T régulé électroniquement

Foils en J, S, L 2.0… (non régulés automatiquement)

Easy to fly – 2016 – S

AC 45 – 2011 – L

AC 72 – 2013

Flying Phantom – 2014 – L

Nacra F20 – 2014 – S / L 2.0

Gunboat G4 – 2015 – L

Gitana, ex Mod 70 – 2016 – L

Autre ?

Quant 23 – 2015 – DSS (V ?)

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17 commentaires pour Foils en L 2.0 – réflexions

  1. Poseidius dit :

    Superbe synthèse. Je vous invite à regarder les dernières photos de TNZ naviguant à Auckland: http://www.chriscameron.co.nz/cc/emirates-team-new-zealand-testing-in-auckland/ je pense que l’on a maintenant aussi du TNZ 3.0😉
    Nicolas

  2. philippe DE BRAECKELAER dit :

    Comme toujours, Fred, un article très pédagogique ! dans quelques jours pour ce qui me concerne, le passage du V au T sera effectif, mais je confirme que l’adoption de la régulation impose quelques artifices de construction pas nécessairement simples….quant aux foils en L, c’est hors de ma portée de constructeur amateur….à mon niveau, je ne peux juger de la sûreté / non sûreté des L, mais en tous cas, ils sont clairement moins accessibles.

  3. Salut Phil, et oui, je savais que tu allais faire ton coming out : oui, je passe aux foils en T.
    Ce n’est pas grave, bien au contraire !!!
    Fred

  4. CURTI Norbert dit :

    Salut, En effet je suis assez d’accord avec tout ce qui est écris. Les foils en L 2.0 n’ont aucun intérêt hors problème de jauge.
    Après il faut peut être aussi regarder les choses un peu autrement. Aujourd’hui, dans le monde, la régulation n’est que très rarement confiée a un système mécanique. L’avenir des foilers sera peut être avec un passage par l’électronique pour la régulation. Dans ce cas les foils en L retrouverait leur intérêt car ce système est plus simple a réaliser qu’un volet de foil (type moth).
    Créer un système d’accéléromètre avec 2 actionneurs sur les foils avants pour la variation d’incidence parait tout a fait accessible techniquement. Et les foilers pourront comme le trifoiler naviguer a 20cm de l’eau sans risques. Je foile en kite depuis pas mal de temps maintenant, et une aide au pilotage serait vraiment la bien venu

  5. Bonjour Norbert,

    Merci pour ta visite et ton message.
    Par contre, je ne partage pas ton enthousiasme pour la régulation électronique sur un engin mu par le vent.
    Jusqu’à présent (et encore), c’est l’architecte, le constructeur et enfin le marin qui font la différence. Pas la science de positionner et d’analyser les données d’un capteur.
    Ou alors, on fait pareil en char à voile, en skate, en vélo, à cheval…
    Que resterait il alors de l’humain qui utilise, en faisant de la voile, une des forces de la nature?
    L’avenir nous le dira.
    Et comme je m’attendais à cette proposition (!), c’est pour cela que j’ai noté en conclusion : « … si le futur montre que j’ai tort, c’est que les concepteurs auront réussi à rendre le foil L2.0 accessibles… Après, reste aussi à savoir comment… »

    A suivre
    Fred

  6. xavierlabaume dit :

    Je parage ton point de vue Fred sur le fait qu’une régulation active soit nécessaire.
    Ceci dit, par esprit de contradiction, on peut aussi voir le L2.0 comme un L classique, mais avec de l’autorégulation. Là où je veux en venir, c’est qu’un L2.0 avec dispositif de régulation pourrait peut être être plus perfo qu’un V, et aussi plus qu’un L ou T régulé.
    Ceci car le L ou T garde toujours la même surface immergée, donc incidences très faibles et trop grande surface mouillée à haute vitesse.
    Enfin, un L2.0 régulé aurait l’avantage de posséder un mode dégradé, une possibilité de naviguer à allure réduite si la régulation est HS…

    Là ou par contre je ne te suis pas Fred, c’est sur la place de l’homme.
    Je pense qu’avec un V (ou l’architecte/ingé a tout définit, le constructeur appliqué, et le marin ne fout rien ou quelques réglages d’incidence ponctuels), un T asservi mécaniquement (idem, l’architecte/ingé définit le système, le constructeur le fabrique, le marin est passif sauf réglage au port des renvois méca) et un foil asservi par électronique (l’architecte/ingé conçoit le tout, le constructeur fabrique/assemble, le marin peut modifier les courbes de réponse en temps réel pour par exemple modifier les curseurs risques/perfos); hé bien la place des hommes et leurs rôles sont à peu près les mêmes.
    Le seul truc ou la place de l’homme est modifiée, c’est en kitefoil/windfoil ou il est actif à 100%, et l’on est alors dans le cadre du « char à voile, skate, vélo, cheval ». Et comme tu le dit toi même, ce n’est pas possible pour de la course au large.

    Bref, tel que je le voit : un L2.0 dont la remontée/descente et l’ incidence sont réglés par l’ humain, et avec volet piloté par électronique.

    • Bonjour Xavier,

      J’ai beaucoup apprécié ton commentaire.

      Absolument d’accord avec toi sur le fait que ce L est un L avec une part d’autorégulation.
      Et aussi avec le fait que ce L permet une diminution de surface (dans mes avantages : « Permettent une sorte d’autorégulation »).
      Et aussi en effet que cette part, empruntée aux foils en V permet une sorte de mode dégradé en cas de casse, je n’y avais pas pensé.

      Je trouve aussi très très intéressante ta vision de la place de l’homme. Et je suis bien content d’avoir des réactions critiques et construites. Tu as raison pour les T et les V, l’homme n’a pas grand-chose à faire sur l’eau !
      Et pour les L tel que nous les connaissons, il est incontournable.

      En effet, on peut aussi trouver de l’humain dans le fait que ce pourrait être au skipper de faire les bons choix dans l’utilisation des « filtres ».
      Mais cette place de l’humain n’existerait, pour moi, que temporairement lors de la phase de mise au point de cette technologie.
      Déjà par ce qu’il me semble difficile (mais je peux me tromper) de faire cohabiter un système gérer par l’humain et de l’électronique (« …remontée/descente et l’incidence sont réglés par l’humain, et avec volet piloté par électronique »).
      Ensuite, un outil de ce type n’aurait pas pour vocation d’être modifié ou alors que très rarement. Rapidement, l’objectif sera de matérialisé l’état de la mer, de tenir compte d’un ensemble de paramètres, assiette bateau, vitesse, force du gréement…. Et de les exploiter dans un outil qui gérera la portance à la place de l’homme. L’objectif final étant de gagner en qualité de mesure, analyse, réaction et de libérer du temps pour d’autres actions. Celles pour lesquelles l’homme doit encore intervenir !

      Mais je me rends bien compte que je dois passer pour un dinosaure avec ce type d’analyse qui peut aller à contre-courant du « mainstream »… Je vais chasser le Patagonykus.
      Grouarrrr

  7. Olivier dit :

    Je vais vous faire un article sur ma journée de Flying Phantom et on en reparle. Olivier tout courbaturé et HEUREUX.

  8. gurval dit :

    Fred tu exagère ton age ou alors je suis aussi un dinosaure😉
    Je dit cela car mon analyse est peut être un peu trop reptilienne. Ma question de gros lézard est: En augmentant les système de régulation ou d’aide à l’action, comment fournir l’énergie au nécéssaire? Le marin M2.0 ne deviendrat-il pas un simple grinder juste bon à faire tourner un générateur ou maintenir la pression du circuit hydrolique comme on voit sur les AC?
    Pour être plus optimiste il est vrai que quelque soit les outils mécanique ou éléctronique, l’homme garde/trouve toujours une place très importante. J’ai assisté dernièrement à une conférence sur la recherche des nouveaux systèmes avec, en toile de fond, le domaine du transport aérien , c’était un très bonne exemple.
    Mais quand j’écoute le champs des étoiles et contemple le ciel immense et calme… je me demande si les gens sont esclave de leur Iphone ou du chargeur de leur Iphone.

    • Gurval,

      Est ce que tes interrogations ne te font pas pencher du coté obscur ? Du coté des vieux chnocks non progressistes ? Plus de régulation = plus d’énergie. C’est absolument vrai, j’ai abordé ce point dans un précédent article «  »Quel futur pour a régulation ? »
      https://foils.wordpress.com/2015/05/06/quel-futur-pour-la-regulation/

      J’en profite pour répondre à ton second message. je suis très branché Inter (ah oui, vraiment vieux le mec) mais je ne pas toujours écouter la tête au carré. Pouvoir l’écouter est un des points positifs lorsque je pars sur la route pour le boulot !
      Je vais essayer de trouver le temps….

      Fred

  9. xavierlabaume dit :

    je vais vous faire hurler et force le trait:

    plus de régulation = plus de performance = on peut perdre un demi noeud avec un hydrogénérateur.

    pendant ce temps, au lieu de grinder au fond de sa grotte, le marin peut contempler la mer, changer les paramètres pour choisir plus de perfos (et de risques) ou plus de confort, discuter avec son routeur s’il est en course, se prendre un ti punch s’il est en croisière…

  10. gurval dit :

    Po du tout, du tout😉. Je ne suis pas en train de sombrer du côté vermeille de la force (bien que j’utilise toujours des accents circonflexe). Bien au contraire, j’essaie de voir le plus loin possible, d’où ma réflexion. Xavier nous l’a mis en équation, mais nous ne sommes pas dans la loi de Moore mais sur une courbe de Gauss. Tant qu’on est sur la pente ascensionnelle on peut conclure à une progression proportionnelle et linéaire mais arrive un jour ou ça ne marche plus. C’est de ce jour là et de ceux d’après dont je parlait, pardon d’avoir été un peu confus, mais vous savez…à mon age:)

  11. robinsonbassy dit :

    Bonjour ! Je cherche à poser une question sur ce forum, ou à contacter des gens s’y connaissant en foil dans le cadre d’un projet expérimental étudiant autour de la ventilation et des fences! Je n’ai pas trouvé d’autres endroits où le faire désolé, merci de votre aide !!
    Mon mail XXXXXX

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