Cinq ans, +17 noeuds. Et après ?

12 décembre 2012

Ce blog a été créé il y a un peu plus de 5 ans. Fin 2007, les records de vitesse à la voile homologués sur 500 m dans les différentes catégories étaient les suivants:

  • 48.14 noeuds par Simon Mckeon sur « Yellow Pages » (Classe C: voile de 21.84 à 27.88m2) en Australie en 1993
  • 47.92 noeuds par Alexandre Caizergues sur kitesurf en Namibie en 2007
  • 46.82 noeuds par Finian Maynard sur windsurf avec voile de 10m2, France, 2004
  • 44.81 noeuds par Alain Thebault et l’équipage de « l’Hydroptère » (Classe D : voile de plus de 27.88m2), France, 2007
  • 44.65 noeuds par Simon Mckeon sur « Yellow Pages » (classe B : voile de 13.94 à 21.84m2), Australie, 1993
  • 43.55 noeuds par Russell Long sur « Longshot » (classe A : voile de 10 à 13.94m2), Espagne, 1992

Quelle que soit la voile, aile rigide ou gonflable et quel que soit l’engin, la planche ou la coque, les records ne s’écartaient guère plus de 10%, mais tenaient parfois plus de 10 ans. A l’époque on s’interrogeait : avait-on atteint des limites physiques, notamment celles liées à la cavitation ? Allait-on pouvoir franchir un jour le mur des 50 noeuds à la voile ?

Quelle meilleure réponse que le tableau actuel des records:

  • 65.45 noeuds par Paul Larsen sur « Vestas Sailrocket 2″ (classe B) Namibie, le 24 novembre 2012 !

  • 55.65 noeuds par Rob Douglas USA Luderitz sur kitesurf en Namibie en 2010
  • 51.36 noeuds par Alain Thebault sur « l’Hydroptère » en France en 2010
  • 50.07 noeuds par Simon Mckeon sur « MacQuarie Innovation » (classe C), Australie 2009

Depuis le premier franchissement des 50 noeuds par Sebastien Cattellan sur son kitesurf en 2008, 12 autres records à plus de 50 noeuds ont été homologués, mais le tout récent run de Vestas Sailrocket 2 à plus de 65 noeuds  laisse pantois, pour ne pas dire « sur le cul ». Presque 10 noeuds de plus que le kitesurf le plus rapide ! 17 noeuds de plus que le record absolu en 2007 ! Il faut le voir pour le croire :

Pour ma part j’en suis convaincu même si je n’ai pas de « preuve » à vous apporter : Sailrocket a trouvé une solution à la cavitation des foils, y compris le safran. Je suis prêt à parier un truc qui me tient particulièrement à coeur, disons un biscuit, que leurs foils ne créent pas de portance avec un extrados convexe (je suis prudent, pour ne pas trop risquer de perdre mon biscuit…).

Mais où va-t-il donc si vite ?

Alors que va-t-il se passer, disons dans les 5 prochaines années? Mon pronostic:

  • Sailrocket va se dépêcher de battre aussi le record en classe C en s’ajoutant un petit bout de « voile » comme l’avait fait « Yellow Pages » à l’époque.
  • Même si l’équipe de l’Hydroptère a annoncé ne plus viser la vitesse absolue, l’Hydroptère 2 ne se privera pas d’ajouter un record en classe D si l’occasion se présente.
  • Un génial bricoleur pulvérisera enfin  le record en classe A qui n’attend que ça attend depuis 20 ans.
  • Les kiters ne vont pas s’avouer vaincus, leur matériel évoluant toujours. Je vois d’ici des ailerons en coin et des trous dans la planche pour la ventilation …
  • Mais tout ce petit monde passera beaucoup de temps sur les quelques bons spots de la planète à attendre que le vent souffle à la bonne vitesse et sous le bon angle par rapport à la plage.

Car pour dépasser 50 noeuds, et à plus forte raison 60, il faut des conditions idéales, rares. Selon le très dynamique et intéressant blog de l’équipe de Sailrocket, le vent était bien régulier, entre 27 et 28 noeuds pendant le run. Des conditions qu’ils n’ont pas eu pendant les semaines précédentes.

Pourquoi pas des records relatifs, et polaires ?

Sailrocket a réalisé la performance d’aller 2.4 fois plus vite que le vent. Les kites atteignent 1.8 fois la vitesse du vent environ. Ne serait-ce pas un progrès d’arriver à augmenter ce facteur plutôt que la vitesse absolue ? Le record (inofficiel) actuel me semble être celui de USA 17 aka BOR 90 aka BMW Oracle qui a atteint 27 noeuds dans 6 noeuds de vent : facteur 4.5. Peut-on faire mieux pour moins cher ? Puis-je rêver d’un « Hobie Cat » du futur atteignant 50 noeuds dans 10 ou 15 noeuds de vent ?

De plus, tous ces engins de vitesse fonctionnent bien au grand largue, mais au près serré ou au vent arrière, peu de bateaux atteignent la vitesse du vent. A ces allures, tout régatier le sait, c’est la VMG qui fait la différence. Alors pourquoi ne mesurerait-on pas des records de vitesse (relative) de remontée au vent ou de vent arrière ?

En fin de compte, un voilier « parfait » devrait avoir une courbe des vitesses polaires parfaitement circulaire révélant sa capacité à naviguer à un certain facteur de la vitesse du vent quelle que soit la direction relative du vent. Ne devrait-on pas définir les records par rapport à cet idéal, par exemple en mesurant la « surface dans la polaire relative » ?

un diagramme polaire « typique » des vitesses d’un bateau au hasard

J’entends déjà ceux qui se disent « ce Dr. Goulu n’a jamais navigué, sinon il saurait que vent debout les voiles faseyent et qu’on ne peut pas aller plus vite que le vent au vent arrière ». En fait je me dis surtout que, n’en déplaise à Planet Solar, le premier tour du monde à l’énergie renouvelable date d’il y a presque  500 ans, et que là maintenant il y en a au moins 13 en cours, et qui passent par les 3 caps, les 40 èmes rugissants, et en solitaire en prime. Le seul tout petit avantage des bateaux à moteur, écolos ou pas, c’est leur insolente capacité à remonter pile face aux airs, et il faut aujourd’hui admettre que les voiles traditionnelles ont leur limites et innover dans ce domaine.

Une idée serait par exemple de faire des bateaux à éoliennes. D’ailleurs je ne sais pas si vous avez réalisé mais le « Vestas » de « Vestas Sailrocket » est un des principaux fournisseurs d’éoliennes. Une éolienne orientable face au vent apparent qui entraîne une hélice et hop!, voilà un bateau à vent qui remonte le vent. En fait il y a plusieurs modèles réduits, de petits engins monoplaces et même un catamaran de 36 pieds propulsés par des éoliennes.

Sur terre, il existe un concours de véhicule éoliens « vent debout » : la compétition Aeolus. Elle a été remportée cette année par Chinook, un engin canadien qui a remonté le vent à 58.5% de la vitesse du vent réel, soit tout près de la limite de Betz qui est (?) la limite théorique. A combien arriverait-on sur l’eau ?

Et puis il y a quelque chose que j’ai lu cet été et que je n’ai pas cru. Pourtant c’est paru dans « Pour la Science », journal sérieux, et publié par des gens sérieux puisqu’ils sont membres du C@fé des Sciences Mais même comme ça j’ai eu de la peine à l’admettre.  Dans « Plus vite que le vent« , Jean-Michel Courty et Édouard Kierlik prétendent qu’il est possible d’aller…

Plus vite que le vent au vent arrière

avec un véhicule éolien. Et pourtant c’est vrai ! Cette video montre différentes étapes, notamment (à partir de 1:22) un modèle réduit qui atteint 10 noeuds avec 7 noeuds de vent réel arrière.

(Note du 16/12/12 l’explication qui suit n’est pas correcte, je m’en suis aperçu en rédigeant « encore plus vite que le vent » sur mon blog)

L’idée est que le véhicule est propulsé d’abord par un vent apparent venant de l’arrière, puis de l’avant lorsqu’il dépasse la vitesse du vent réel. Evidemment, le franchissement de cette limite est délicat : il faut que le véhicule stocke un peu d’énergie pour continuer à accelérer lorsque le vent apparent est nul. Il semblerait que l’inertie de l’éolienne suffise pour qu’elle soit ensuite entraînée par le vent venant de l’avant. Ce char qui fait le vent nécessaire à sa propulsion sent un peu le mouvement perpétuel...

(voici donc une interprétation plus correcte (je crois…))

Dans leur article, Jean-Michel Courty et Édouard Kierlik utilisent l’analogie du yoyo : quand un yoyo est posé au sol et qu’on tire doucement sur la ficelle, il se rapproche en enroulant la ficelle autour de son axe, donc plus vite que le déplacement de la ficelle. Ce comportement ne se produit cependant que si certaines relations entre le rapport de transmission (le rapport entre le périmètre de l’axe et le périmètre du yoyo) entre le coefficient de frottement du yoyo au sol sont satisfaites.

Sur « Blackbird », c’est le vent réel arrière qui joue le rôle de la ficelle et l’hélice celui de l’axe. Avec un rapport de transmission entre le périmètre des roues et le pas de l’hélice bien choisi et des coefficients de frottement avec la route et avec l’air suffisants, le véhicule exploite avec une sorte de bras de levier la différence de vitesse relative entre les deux milieux, différence qui reste d’amplitude et de direction constante lorsque le véhicule accélère.

Le 3 juillet 2010, le « char à éolienne » Blackbird a atteint ainsi 2.8 x la vitesse du vent au vent arrière (video ici).

Et sur l’eau ? Qui arrivera à naviguer plus vite que le vent au vent arrière ?

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