Les foils du Vendée Globe

20 novembre 2016

Le départ du 8ème Vendée Globe a été donné le 8 novembre. Pour ce tour du monde à la voile en solitaire, sans escale ni assistance qui se court tous les 4 ans, 29 marins s’affrontent sur des monocoques de 60 pieds IMOCA. Et pour la première fois, 7 bateaux sont équipés de foils:

Pour les amateurs de bateaux volants c’est assez surprenant de voir des foils ajoutés à des bateaux lestés par 3.1 tonnes de plomb et des ballasts, alors que jusqu’ici les foilers étaient ultra légers afin de soulever leur(s) coque(s) hors de l’eau.

En fait, comme l’expliquent bien la vidéo ci-dessous, le rôle principal des foils est de créer un couple de redressement du bateau :

En prime, la portance du « tip » du foil associée à celle de la quille inclinable génère une poussée verticale qui réduit notablement le déplacement du bateau. A 20 noeuds, cette poussée représente 60% du poids du bateau, et il décolle pratiquement dans les vagues

Ces foils remplissent encore un autre rôle. La quille inclinable n’est pas un plan anti-dérive très efficace. C’est pourquoi les 60 pieds IMOCA étaient jusqu’ici équipés de deux dérives-sabre, dont l’une est abaissée pour que le bateau « cape » mieux, notamment au près. Mais comme le Vendée Globe se court principalement au portant ces dérives sont avantageusement remplacées par des foils dont la partie plongeante (le « shaft ») fonctionne comme un petit plan anti-dérive*.  Selon Quentin Lucet, architecte au cabinet VPLP qui a conçu 6 des 7 foilers de la flotte, les foils de ces bateaux se distinguent justement par ce « shaft » plutôt que par le « tip » [1].

D’ailleurs on peut voir ces foils non comme une révolution, mais comme une évolution. Sur les IMOCA des éditions précédentes, les dérives-sabre étaient inclinées vers l’extérieur du bateau. Mais pour le Vendée Globe 2012-2013, le chantier VPLP a eu l’idée d’incliner les dérives de « Macif » et « Banque Populaire » plutôt vers l’intérieur pour qu’avec la gîte elles génèrent une force verticale comme des foils. Résultat : les deux bateaux ont remporté la course dans un mouchoir de poche (François Gabart arrivant 3h avant Armel Le Cléac’h après 78 jours de course!), laissant le 3ème à plus de deux jours.

Pour cette édition, « Banque Populaire » rebaptisé « Maitre Coq » a remplacé ses dérives par de vrais foils, et VPLP a conçu les 6 autres foilers tout neufs. Enfin presque, parce que la plupart ont déjà  pris le départ de la Transat Jacques-Vabre 2015. Mais un seul l’a terminée (« Banque Populaire VIII », à la 2ème place), tous les autres devant abandonner sur casse…

Car la grande inconnue est là : ces foils créent des forces énormes sur la structure, des accélérations et des chocs auxquels aucun bateau ni homme n’a été soumis pendant une si longue période. Les bateaux qui survivront à ces conditions extrêmes battront probablement le record de François Gabart en 78 jours. Dans ce cas nous verrons certainement des bateaux volants au Vendée Globe 2020.

Pour l’instant c’est bien parti : à l’heure où j’écris, les 3 bateaux en tête de la course sont des foilers (Hugo Boss, Banque Populaire VIII, Edmond de Rotschild) et les 4 autres sont 5,7,9 et 24èmes.

Reste un petit mystère que je n’ai pas éclairci : sur les sites et forums anglophones [4], les foils de ce type sont baptisés « DSS » comme « Dynamic Stability Systems » [5], le nom d’une entreprise fondée par Hugh Welbourn pour exploiter son brevet [6] qui me semble assez large. VPLP a-t-il acquis une licence de ce brevet ? Pourtant ils ne sont pas mentionnés dans les partenaires de DSS… Ou ont-ils déposé leur propre brevet, que je n’ai pas trouvé ? Ou jouent-ils sur l’antériorité du brevet de Rougier & Emig [7] aujourd’hui échu ?

Note* : outre les problèmes de construction, la jauge IMOCA limite à 5 le nombre d’appendices mobiles. Avec la quille inclinable et deux safrans, il faut chosir : dérives ou foils, car utiliser des foils ou dérives fixes serait trop handicapant dans le petit temps.

Sources:

  1. Raphaël Bonamy, « Vendée Globe. Les foils ? Ça marche comme ça…« , 04/11/2016, sur Ouest-France
  2. « Vendée Globe : des machines volantes vont s’affronter sur l’eau« , 4/11/2016, Sciences et Avenir
  3. Chloé Lottret « Un voilier du Vendée Globe 2016 expliqué« ,06-11-2016, Bateaux
  4. « DSS foils to revolutionise IMOCA 60 fleet« , 22 October 2014, The Daily Sail
  5. « Dynamic Stability Systems – Technology«
  6. Hugh Burkewood Welbourn « Hydrofoil system for mono-hull sailboats », 2007, brevet WO 2007116318 A3
  7. Francois Paul Louis Co Rougier, Marc Emig « Disposition architecturale permettant d’augmenter de la stabilite des voiliers de type monocoque par des foils », 2004, brevet FR2877311B3

(article aussi publié sur Dr.Goulu.com)


Le premier foiler autonome monté sur 2 T-foils et développé par des étudiants de l’EPFL

7 novembre 2016

Par le « Team HydroContest EPFL 2015-2016 »

Bifoiler en cours de test - photo Adrian Breitenmoser

Bifoiler en cours de test – photo Adrian Breitenmoser

Le prototype construit par les étudiants de l’EPFL a participé à l’HydroContest, un concours étudiant dédié à l’efficience énergétique dans le domaine maritime. Un moteur et une batterie sont imposés aux équipes. Les dimensions des bateaux sont également contraintes, ceux-ci devant rentrer dans une boite de 2.5×2.5x2m et transporter 20kg de lest.  La propulsion est donc identique pour toutes les équipes mais le design est libre.

1 – Un design efficient mais instable par nature

Afin de réduire la trainée, l’équipe s’inspire du Moth Foiler et fait le choix d’un bateau volant sur deux T foils avec une régulation électronique de l’altitude et du roulis (gite).

Le bateau est composé de seulement 2 appendices - photo Adrian Breitenmoser

Le bateau est composé de seulement 2 appendices – photo Adrian Breitenmoser

Cette configuration est instable, comment parvenir à contrôler l’assiette du bateau ?

1.1 – Régulation du roulis par les flaps avant

Sur un Moth Foiler, c’est le barreur qui régule l’assiette du bateau en déplaçant sa masse. Sur un bateau motorisé sans pilote, cette solution n’est pas envisageable. L’équipe se procure des foils de Moth (Mach2) et sectionne le foil avant afin de rendre indépendant les flaps bâbord et tribord. Les flaps sont actués depuis le pont par une tringle reliés à des servo-moteurs.

Séparation des flaps au centre du foil avant – photo Adrian Breitenmoser

Séparation des flaps au centre du foil avant – photo Adrian Breitenmoser

1.2 – Régulation électronique du Roulis

Les drones possèdent un régulateur intégré qui rend le vol stable malgré les perturbations extérieures. Notre bateau rencontre la même problématique : voler alors que le vent, les vagues et les forces inertielles dues au pilotage le déstabilisent.

L’équipe choisit d’utiliser un Pixhawk. Il s’agit d’un contrôleur de drone open-source comprenant des senseurs inertiels, des gyroscopes, et une interface avec le GPS.

Ainsi, le contrôleur détecte la gîte et corrige l’erreur en agissant sur les flaps à une vitesse qui dépend du degré de gite.

Le pilote explique : « Pour prendre des virages j’ordonne au bateau de prendre entre 0 et 10° de gite, alors qu’en ligne droite, il maintient automatiquement son assiette à plat ».

1.3 – Régulation électronique de l’altitude

Palpeur électronique à faible inertie - photo Adrian Breitenmoser

Palpeur électronique à faible inertie – photo Adrian Breitenmoser

Le capteur d’altitude est basé sur le même principe que celui des Moths. Un palpeur est situé à l’avant du bateau, mais ici il est électronique et non mécanique.

Le palpeur est relié à un encodeur rotatif qui détecte les variations d’angle avec une précision de 0.3°. En fonction de l’altitude de vol désirée, le contrôleur va augmenter ou diminuer l’angle d’incidence (et donc la portance) des deux flaps simultanément en plus de corriger la gite.

Une régulation électronique a l’avantage d’être bien plus réactive : la position des servomoteurs est actualisée 100 fois par seconde. De plus, l’utilisation d’un régulateur PID permet de tenir compte du « présent », du « futur » ainsi que du « passé ». C’est plus performant qu’un système mécanique qui, lui, ne prend en compte que l’erreur « présente ».

Cela nécessite évidemment de trouver les bons paramètres afin que l’erreur entre la consigne et le comportement du bateau soit la plus faible possible. Ci-dessous un GIF présentant un planté durant la phase de « tuning » (recherche) des bons paramètres (aussi visible ICI) :

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2 – Electronique et pilotage

Le bateau est propulsé par un moteur, une batterie et un variateur électronique fournis par l’organisation de la course, il développe une puissance théorique de 1.5 kW. Les vitesses maximales obtenues sont de 15 nœuds, pour un poids total de 45Kg.

A cette vitesse, le pilotage nécessite d’être fin sur les gaz. Pour mieux visualiser le comportement du bateau, l’équipe a installé une caméra sur le pont. Elle permet de piloter à distance avec une vue à la première personne.

L'écran qui permet le pilotage à la première personne - photo Adrian Breitenmoser

L’écran qui permet le pilotage à la première personne – photo Adrian Breitenmoser

3 – Fabrication

L’objectif : Fabriquer un bateau léger, rapidement, en minimisant l’impact environnemental

Différents cas de charge sont étudiés : crash en planté, crash latéral et diverses erreurs de pilotage sont simulés. Ces simulations donnent les contraintes que le bateau devra supporter. Si celles-ci sont trop importantes, l’arrangement des plis de carbone (stacking) est modifié et une nouvelle simulation est lancée.

Cas de charge : Crash latéral - simulation Abaqus par Xavier Lepercq

Cas de charge : Crash latéral – simulation Abaqus par Xavier Lepercq

Estimation de la masse de différentes combinaisons - Maxime Burgonse

Estimation de la masse de différentes combinaisons – Maxime Burgonse

L’équipe choisit la combinaison la plus légère et utilise alors du pré-imprégné fourni par NTPT, des powerRibs  (un maillage de fibre de lin tressées) fournies par Bcomp.

De plus, l’équipe étudie l’impact énergétique des matériaux choisis et montre qu’il est faible comparé à d’autres solutions pour ce cas de charge.

Impact énergétique de chaque solution - Maxime Burguonse

Impact énergétique de chaque solution – Maxime Burguonse

Coque avant cuisson avec les PowerRibs - photo Adrian Breitenmoser

Coque avant cuisson avec les PowerRibs – photo Adrian Breitenmoser

Cette vidéo présente les étapes de la construction du bateau.

4 – Le futur

L’HydroContest a lieu chaque année et une nouvelle équipe travaille déjà pour participer à la prochaine édition. Nous vous invitons à suivre l’avancement de la préparation du bateau pour la campagne2017 sur la page Facebook de l’équipe ou sur Twitter.

Note du « metteur en page » 15/11/16

Vous avez aimé l’article « Question/réponse 6 : Possible modélisation de la ventilation » de Robinson Bassy et Grégoire Archambeaud, il y a un complément d’info…

 

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Ptites News 38

15 octobre 2016

Entre deux Ptites News je collecte pas mal d’informations. Lors de la mise en ligne, je fais un tri. La somme des liens reste assez importante, vous découvrirez peut être quelques choses que vous n’aviez pas trouvé. Dans cette sélection, je vous conseil les parties intitulées : « Petite bombe » et « Maquettes » dont le nouveau bateau de Julien Bultheel…

A – Voile

1 – « Petite taille »

Bamboo boat

Banboo boat est un bateau volant réalisé à partir de matériaux naturels. C’est Daniel Charles qui m’a parlé de ce projet mené par des anciens de ses élèves de Nantes. Belle idée…

Bamboo boat en vol

Bamboo boat en vol

Flo 1

Nouveau venu dans le monde des engins de série à foils, voici un beau dériveur de 4 m 25 pour 45 kg équipé de foils DSS.

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Petite bombe ?

Quelques info. ICI

Easy to Fly

Il est à l’eau, il sera peut être facile à faire voler… moins à se procurer, 150 000€. A découvrir ICI.

Lokefoil

L’aventure continue pour Loïg Peigné et Kevin Festocq qui investissent dans de nouveaux outillages pour leurs foils de windfoil.

Moth

Juste pour le plaisir de re-visionner cette vidéo qui a de très nombreux mois, Anthony Rezzoug et Benoit Marie sur le Lac de garde.

Rave V

Des nouvelles (pas très fraiches) de ce projet de renouveau du Windrider Rave

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Weta

En 2013, le team Weta à travaillé sur le développement de foils. Mais entre le coût de ce type d’appendices et les dangers liés à la pratique du foil, qui n’était pas en adéquation avec le programme du Weta, le projet a été abandonné (échanges avec Roger Kitchen du Design Team).

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2 – « Gros »

Banque Pop IX

Il arrive le monstre, quelques articles sur le sujet, ICI et LA. Assemblage prévu à Lorient fin 2016. Avec des foils, bien sur. Les teams des nouveaux ultims ont ils découverts la solution pour réguler sans système de régulation ?

Maserati

De belles images de l’ancien MOD70 Gitana, sur le site du trimaran Maserati.

Class 50 à foils

Evolution chez les 50 pieds multi, ils pourraient être équipés de foils en 2017.

Mini

Des foils sur Arkema le nouveau 6.5 du team et d’autres innovations.

Martin Fisher / la Cup

Toujours intéressant de lire un article où Martin Fisher donne son avis sur les foils.

3 – Vendée Globe

Avec ou sans foils, neufs, anciens ?

Article paru il y a plusieurs mois, sur le Vendée Globe il y aura la bataille avec ou sans foils mais aussi celle avec foils sur bateau neuf ou foils greffés sur bateaux « anciens ».

Tour de l’Ile de Groix

De bien belles images de 60′ sur le site de V&V.

St Michel / Virbac

Nouveaux foils et jolis petits schémas de l’évolution des foils de ce bateau sur Adonnante.

Safran

Pas récente mais une belle vidéo de Safran en nav. sur cette page.

VLP

Un point foils avec VLP de MVPVLP

4 – Maquettes

Julien Butheel News

Vous aviez aimé son tripode RC dans l’article qu’il avait proposé sur foiler, vous aimerez son trimaran. J’échange avec Julien depuis quelques mois sur sont retour aux ailes sous marines. Son superbe nouveau tri navigue avec deux gréements, rigide et souple, et deux types de foils, en V et asservis ! Julien à enregistré une pointe de vitesse à 23.5 km/h avec le gréement classique et, pour le premier essai de la voile rigide, 18.3 km/h ! A suivre…

Papara

Beau tri réalisé par « Yann S » qui navigue à Papara (Polynésie Française).

Régulés

Foils régulés avec palpeurs trainés, essais d’une maquette tractée (2012)

Z

Tri de 1 m avec foils en « Z »

5 – Sécurité

Surf

Après l’accident de Franck Cammas en GC32, voici un article sur un accident de surf à foils

FP

A voir, autant pour se rendre compte des dangers que pour la qualité de la cascade en Flying Phantom…

B – Sans voile

A rames

Je connaissais le vol de yole à foils à un rameur en voici une yole à foils pour 4 rameurs !

SUP

Qui a réussi à passer à coté du matraquage sur le stand up paddle à foils de Kai Lenny ?

Un article, un second, un troisième

Sea Bubbles

Elles verront ou ne verront pas le jour ces bulles ?

Design

Régulièrement, des designers imaginent des engins à foils plus ou moins réalisables. En voici un nouveau petit frère de la pyramide du Louvre.

Jetfoiler

Quand il n’y a ni vent, ni vague le Jetfoiler

Monaco Solar Boat Challenge

Des news de cette rencontre d’engins solaires.

Foiler 41

Premiers Motor Yacht à foils ? Dérivé du HY 41 présenté dans la Ptites News 37 et mis au point par Hydros et JMK concept, le Foiler 41 doit être réalisé par Enata situé à Dubaï. Hydros appartient d’ailleurs désormais à Enata.

 

C – Construction

Profilés

Je crois que j’ai oublié d’en parler, voici pour ceux qui souhaitent se lancer, une bonne méthode pour réaliser des foils !

DIY

Une belle série de vidéos sur la réalisation d’un foil de windfoil. Les autres épisodes sur Youtube.

 

D – Autre chose

Kite

Gurval poursuit ses expérimentations, dont celle de sa Keystone

Char

Pour le plaisir, une belle nav. sur une mer de neige

Avions

Intéressant projet d’avion à « aile rotative » sur le très bon site L’Avionnaire

Encore mieux, pas d’hélice, décollage presque vertical Xplorair….

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Physalia, 9 mois après le premier essai

24 septembre 2016

logo-physalia-f-monsonnec-03-05-2016

En 2015, en 48 jours, nous sommes passés d’une idée et d’un premier schéma de voile gonflable à la réalisation d’un produit complexe. Où sommes-nous environ 270 jours plus tard ?

Pour ceux qui ne connaissent pas Physalia, une étape s’impose : la lecture du premier article sur cette bestiole « Physalia, voile aile gonflable » : la genèse, les buts, avantages/inconvénients…

Alors que le plus gros a été réalisé, la conception et la réalisation, fin 2015 Physalia méritait d’être testée dans différentes conditions mais aussi améliorée. D’où un investissement moins important de FM et encore plus de travail pour Armand Torre le pro. de la couture et de la conception de kites.

Le 20 décembre Physalia avait connu à Argeles son baptême de l’air sur un class A à gréement inclinable. Le vent n’était pas trop fort, de bonnes conditions pour un premier essai (6/8 nœuds maxi). Malgré la faiblesse du vent, Armand avait pu vérifier la réversibilité du profil. Restait à tester Physalia  dans des vents  beaucoup plus forts pour vérifier son potentiel. De nombreuses questions avaient alors été soulevées et l’aspect de la voile n’était pas très satisfaisant.

La partie de ping pong, avec des e-mails en guise de balle, a recommencée : « peut-être faut-il modifier la forme des boudins, mettre des lattes plus rigides… ? ». Mails une nouvelle fois accompagnés de schémas, photos et vidéos.

1 – Quelques défauts présents lors des premiers essais

Profil déformé entre les lattes, les peaux collent aux boudins

Peaux « pas assez tendues » - photo A torre 03-2016

Peaux « pas assez tendues » – photo A torre 03-2016

Déformations au niveau des extrémités des goussets de lattes

Déformation voile sans camber - photo A torre 03-2016

Déformation voile sans camber – photo A torre 03-2016

Plis au point d’écoute

Plis sur point d’écoute – photo A torre 03-2016

Plis sur point d’écoute – photo A torre 03-2016

2 – Les points positifs

  • Réversibilité du profil même par vent faible
  • Très bon cap du cata pourtant face à un dériveur affuté
  • Belle allure de la voile
  • Montage facile…

3 – Les modifications

Autant nous avions avancé vite entre le premier coup de crayon (de souris) et d’aiguille, autant d’un commun accord nous avons estimé qu’il fallait ralentir un peu pour « laisser le temps à nos idées de murir » !

Au final, Armand a :

  • augmenté le nombre de lattes,
  • augmenté leur rigidité,
  • allongé les lattes jusqu’au mat et les a équipées de cambers,
  • renforcé le point d’écoute pour éviter les plis,
  • supprimé la bôme,
  • rajouté un zip qui permet de hisser et d’affaler la voile sur le mat à la verticale,
  • abandonné de la possibilité d’incliner le gréement (gréement qui peut être intéressant pour voler, la haute compétition… mais autant sur le papier cela peut être performant autant pour du « loisir sportif » et l’essai d’un nouveau type de voile, cela rend les choses plus complexes…).

4 – Les principales modifications

Changement lattes et cambers

Les lattes, équipées de camber « maison »,  viennent maintenant en buté sur le mat, ce qui a pour effet de supprimer tous les plis disgracieux.

Armand a réalisé un premier jeu de cambers avec une liaison souple sur l’axe de manière à obtenir des pièces solides tout en étant flexibles. De l’autre côté de la France, le compère d’Armand (moi) découvre en photo et vidéo les cambers munis d’une partie souple. Cette liaison souple lui rappel une discussion qu’il a eu en 1992 avec le concepteur des chars à voile SeagullJean Philippe Krischer lui expliquait  son rêve de pouvoir partir d’un morceau de matériaux résistant et de le modifier sur une partie seulement pour la rendre souple…

Mais même si l’idée était bonne, le résultat n’était pas parfait. Ces cambers rendaient la voile plus rigide mais il restait encore des plis. Avec les nouveaux cambers fabriqués avec des sangles, et qui prennent appui sur le mat, la voile est parfaite.

Projet cambers V2 – dessin A Torre 03-2016

Projet cambers V2 – dessin A Torre 03-2016

Cambers V2 – photo A Torre 03-2016

Cambers V2 – photo A Torre 03-2016

Aspect voile avec cambers – photo A Torre 04-2016

Aspect voile avec cambers – photo A Torre 04-2016

Guindant avec fermeture

Le zip permet de hisser et d’affaler la voile sur le mat monté et on peut maintenant utiliser n’importe mat qui si prête.

 

L’avant du mat et la fermeture de la voile – photo A Torre 04-2016

L’avant du mat et la fermeture de la voile – photo A Torre 04-2016

Mise en place zip et essais avec vidéo – A Torre 04-2016

Mise en place zip et essais avec vidéo – A Torre 04-2016

Point d’écoute

Le renforcement à permis de supprimer des plis et d’améliorer l’utilisation sans bôme. L’absence de bôme permet de gagner en poids, de limiter les chocs, de simplifier le montage…

Le point d’écoute modifié extrait vidéo – A Torre 04-2016

Le point d’écoute modifié extrait vidéo – A Torre 04-2016

5 – Nouveaux essais en mer 1, vent faible

Ces nouveaux essais se sont déroulés le 15 avril et le résultat est très très satisfaisant (alors qu’Armand testait Physalia, Fred était à La semaine affoilante où ce foil aérien aurait eu fier allure). Voici les commentaires d’Armand une fois la combinaison rangée :

L’aile montée et à terre comme en navigation est très belle.

Les peaux sont tendues on voit nettement moins les boudins.

Le régale c’est de voir la voile qui ne faseille pas lorsque  le bateau est au bord de l’eau sur la plage, c’est flagrant, la voile du Moth de mon copain faseillait un max et la mienne rigide qui ne bougeait pas.

C’est vraiment un concept idéal pour une  voile de vent fort.

Sur l’eau je manquais un peu de puissance : voile trop petite….

Un bilan très positif.

 

6 – Nouveaux essais en mer 2, vent fort

Nouveaux essais le 23 avril, cette fois par vent fort, et nouveau compte rendu :

… je commence d’abord à faire un petit tour de reconnaissance en voiture, c’est faisable les copains naviguent en planche avec des 4.2 m il y a des rafales mais aussi beaucoup de molles, je tente le coup et vais chercher le bateau, mais au retour je ne vois plus les molles !!!

Bon je décide quand même de gréer la voile histoire de voir juste dans du vent très fort si c’est facile, oui c’est facile avec de grosses rafales même si le bateau gréé sur la plage bouge beaucoup la voile rigide ne faseille pas du tout sauf un peu en tête de mât…

Je regarde le plan d’eau, le bateau étant préparé, je me dis « tu voulais un bateau pour pouvoir naviguer dans ces conditions, tu l’as, maintenant il faut y aller ! ». Là je ne suis pas fier, du monde en plus me regarde. Et puis zut, je tente le coup, au pire je casse et me retourne mais le vent va me rabattre du bon côté. Je saute dans le bateau, après un petit coup de fouet je m’aperçois que je peux ralentir le bateau, ça me rassure.

Je commence mon premier bord, finalement je me dis c’est possible et arrive le moment du virement de bord. Aie je n’y arrive pas,  le vent est trop fort et je n’ai pas l’habitude, seul solution faire un empannage  je le lance, pas fier du tout, ça passe !!!

Un autre bord et ainsi de suite, finalement je trouve le coup pour virer de bord et là c’est ENORME le bateau accélère sans prendre de gite. Je sens une aile « no limit », j’attends les claques avec impatience tu ne peux pas t’imaginer même dans ces conditions je me sens en sécurité.

L’aile ne se déforme pas c’est fabuleux quand les claques arrivent je sens une accélération comme lorsque ce bateau était équipé en kiteboat…

Lors de mes navigations en cata, lorsque le vent montait et que j’arrivais toujours à contrôler le bateau, la gite augmentait proportionnellement ce qui demandait, soit de se mettre au rappel, soit de bien faire attention en régulant la puissance. Là c’est diffèrent la puissance est directement transmise au bateau, ce qui permet des accélérations avec une prise de gite très limité. Si dans des conditions plus faibles, c’est frustrant de ne pas voir la coque au vent se soulever, là au contraire c’est très sécurisant. On borde un peu et le bateau accélère.

Maintenant, est-ce lié à la petite surface, la petite hauteur de mat (position basse du CV) ou d’autres trucs et non au fait que c’est une voile épaisse ? En tout cas j’ai trouvé mon arme pour naviguer dans des conditions extrême et je peux te dire qu’au milieu des planchistes je n’étais pas du tout ridicule !!!

Bon, un mat légèrement tordu, une petite entorse à la main survenue lors du premier empannage en voulant accompagner la voile j’ai pris un coup avec la grosse poulie  Mais un bilan très satisfaisant.

Relevé force vent 23/04/2016 La Franqui

Relevé force vent 23/04/2016 La Franqui

7 – La suite de la suite

Les nouvelles sorties ont permis de déceler de nouveaux petits « trucs » à améliorer …

Mais la vie réservant à tous son lot de surprise…, il va falloir un certain nombre de mois avant de poursuivre les essais de Physalia. D’où ce récapitulatif des derniers essais, les prochains n’étant pas pour tout de suite. Mais ce temps de « repos » va mettre mis à profit pour faire tourner nos neurones… Nous ne sommes pas pressé, jusqu’à présent, plus des modifications sont réalisées, plus la voile s’améliore. Et  pourtant Armand et parti d’une aile de kite pour réaliser Physalia…

8 – Conclusions

La bête à du potentiel !

Rendez-vous en 2017 pour un nouveau point…

Bien sur certains regrettent sûrement l’absence de photos de détails, de vidéos de meilleure qualité… Physalia est timide et cela apporte une petite dose de suspens !

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Question/réponse 6 : Possible modélisation de la ventilation

7 septembre 2016

Par Robinson Bassy et Grégoire Archambeaud

schema-ventilation-foil-en-v-f-monsonnec-02-2016

Nous sommes deux étudiants en deuxième année de prépa scientifique (option PC). Nous réalisons un TIPE autour de la problématique suivante : Comment améliorer les performances d’un bateau à foil en limitant le phénomène de ventilation grâce à des fences ?.

Notre démarche scientifique serait la suivante

1) Modéliser informatiquement deux profils de foils, un avec fences et l’autre sans et modéliser leur performances grâce à Héliciel par exemple.

2) Imprimer ces profils par imprimante 3D

3) Les tester en canal hydraulique, pour essayer de mettre en évidence l’apport des fences point de vue ventilation, notamment par rapport à la vitesse d’apparition de la bulle d’air, qui devrait être plus élevée pour le foil avec fences. Il semble difficile d’installer des capteurs de force en canal hydraulique et donc de tracer deux courbes de finesse, donc l’expérience risque d’être simplement basée sur cette vitesse d’apparition. Notre but est de valider (ou pas) la modélisation théorique informatique.

Nous nous inspirons grandement de cette vidéo :

Les problèmes que nous rencontrons sont les suivants

  • Nous n’arrivons pas à savoir si des logiciels tels que Héliciel prennent en compte le phénomène de ventilation, et s’ils peuvent comme nous l’espérons nous fournir à l’avance une vitesse d’apparition du phénomène ou au moins son impact sur la portance. Il faut bien sûr que nous en soyons sûrs avant de demander à nos profs d’acheter le logiciel en question. Qu’en pensez-vous ?
  • Nous n’avons quasiment aucune info sur la faisabilité de nos expériences en canal hydraulique. En effet, nous ne savons pas à quelle vitesse va apparaître le phénomène et donc si le canal que nous comptons utiliser (celui de l’Ecole Centrale de Lyon) pourra atteindre des vitesses suffisantes. Avant de continuer notre projet, il nous faut donc impérativement savoir si dans l’idée notre expérience est « plausible » et réalisable avec un foil « imprimé » peu résistant. Auriez-vous connaissance d’éléments théoriques simples, d’une modélisation nous permettant d’approximer cette vitesse ?
  • Nous n’arrivons pas à déterminer de manière certaine si le phénomène sera plus intéressant à observer sur un foil en V ou un en T, même si nous penchons fortement pour le foil en V, car la surface d’apparition de la bulle serait plus grande. Qu’en pensez-vous ?

D’avance merci pour vos conseils !

« Complément d’info. et nouvelles questions » 15/11/16

Il y a quelques jours nous avons effectué nos premiers tests en canal hydraulique, avec un foil en V, à peu près à 45° (angle diédral) et une vitesse d’écoulement de 1m/s. Nous avons, pour un certain angle d’incidence, observé clairement la création d’une bulle d’air le long du profil (nous pouvions presque glisser notre doigt sans être mouillé jusqu’à une profondeur importante). Pourtant nous n’arrivons pas à savoir si la bulle d’air est de la ventilation ou simplement un effet du décrochage. En effet, elle se crée à un angle d’incidence important et l’eau semble « sauter » au dessus de la paroi au lieu de s’y coller. De plus, les forces exercées par le foil semblent changer brusquement d’orientation à ce moment précis, comme lors du décrochage. Il s’avère donc que nous avons un crucial problème d’interprétation : peut-on parler de « ventilation dûe au décrochage » ? Le décrochage est-il induit et/ou aggravé par la ventilation ou est-ce l’inverse ?

Il semble en effet important de savoir si il faut distinguer ce type de ventilation d’une ventilation naturelle, apparaissant sans décrochage simplement à cause d’une dépression suffisante sur l’extrados. C’est dans tout les cas une piste intéressante pour nous d’étudier le lien entre les deux phénomènes.

Merci pour votre aide

Robinson Bassy et Grégoire Archambeaud

Tests en canal hydraulique - Robinson Bassy et Grégoire Archambeaud 11-2016

Tests en canal hydraulique – Robinson Bassy et Grégoire Archambeaud 11-2016

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Le Trifoiler #64 est à vendre !

24 août 2016

Envie de vous envoler en sécurité ? François Lys met en vente son bolide.

Le Trifoiler 64 – photo P. Juhel ENVSN

Le Trifoiler 64 – photo P. Juhel ENVSN

François roi des runs à LSA 2016 – photo P. Juhel ENVSN

François roi des runs à LSA 2016 – photo P. Juhel ENVSN

Engin de série le plus rapide au monde à la voile, ce Trifoiler recordman de vitesse de La Semaine Affoilante 2016 (30,2 noeuds sur 500m, Vmax 34 noeuds) est en vente complet, prêt à courir sur sa remorque route et mise à l’eau.
François a réalisé de nombreuses améliorations sur son bateau : gréement rigidifié, nouvelles voiles full carbon, dérive centrale… et la bête à encore du potentiel !

Ci-dessous une navigation en double en vidéo.

Vous êtes intéressé, vous pouvez contacter François via l’annonce Le bon coin ou laisser un message ci dessous sur Foilers.

Perspect Trifoiler 64 voiles noires - F Monsonnec 02-05-2016

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Foils en L 2.0 – réflexions

19 juillet 2016

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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