En windsurf, comme en funboard, ou même en voilier, nous avançons grâce à la même force, celle du vent. Mais comment le vent exerce-t-il cette force dans la voile ? Cet article va servir à expliquer pourquoi et comment nous avançons grâce à une voile, mais aussi à contredire certains préjugés et qui permettra d’optimiser vos réglages pour aller plus vite ! Alors que vous êtes planchiste, voileux ou même kitesurfer, cet article pourra toujours vous apprendre quelque chose !
Comment avance une embarcation à voile ?
Pour faire tourner son moteur, une voiture a besoin de carburant. De la même manière, un voilier a besoin de vent pour pouvoir gonfler ses voiles.
Le vent exerce (comme tout fluide qui rencontre un plan) une force perpendiculaire à la voile appelée poussée vélique, ceci quel que soit l’angle avec lequel le vent arrive sur la voile.
D’où vient cette force ?
L’air arrive sur la voile et se sépare en deux :
– Une partie s’engouffre à l’intérieur de la voile (sur l’intrados), cet air ralentit et exerce une surpression.
– l’autre partie passe de l’autre côté (sur l’extrados). Au passage, cet air accélère et crée une dépression (phénomène de la feuille de papier sur laquelle on souffle).
On a une dépression d’un côté et une poussée de l’autre, ce qui génère une force perpendiculaire à la voile et fait avancer le bateau.
Pour corriger un premier préjugé, le côté le plus important de la voile est bien l’extrados (côté extérieur de la voile) et non l’intrados.
Si, maintenant, on décompose la poussée vélique, on constate qu’elle se décompose en deux autres forces, l’une dirigée dans l’axe du bateau appelée la force propulsive et l’autre perpendiculaire à ce même axe, appelée force de dérive.
Une dérive, pas seulement pour ne pas dériver!
Afin d’éviter que le bateau avance en crabe, on immerge un aileron et/ou une dérive, pour ceux qui en ont, qui agit comme une voile, mais cette fois l’eau remplace l’air. Quand le bateau avance, l’eau vient buter contre la dérive exerçant une surpression. Et, comme l’air, l’eau passe de l’autre côté et accélère créant une dépression. Pression d’un côté, dépression de l’autre, la présence de cet obstacle engendre une force dite d’antidérive.
Si on fait le compte, on voit que cette force perpendiculaire et la force d’antidérive se compensent. Du coup, il ne reste que la force propulsive dans l’axe du bateau qui le fait avancer. Grâce à la dérive, le bateau ne dérape plus, les forces s’annulent, mais un couple de « gîte » est créé.
Les différents vents
En navigation, on peut distinguer différents types de vent. D’abord, il y a le vent qui souffle sur la mer, c’est le vent réel. Lorsqu’il se déplace, le bateau crée son propre vent (comme celui que l’on peut sentir sur nos joues en vélo), c’est le vent vitesse. D’autre part, le vent qui fait avancer le bateau est composé du vent vitesse et du vent réel, c‘est le vent apparent.
Ainsi, lorsque le bateau est vent arrière, on comprend facilement qu’il ne puisse atteindre sa vitesse maximale. À cette allure, le vent réel et le vent vitesse s’opposent, le vent apparent est donc plus faible que le vent réel.
On pourrait croire que, pour aller plus vite, il suffit de remonter le plus possible au vent et de naviguer au près. Quand le bateau lofe, le vent vitesse et le vent réel ne s’opposent plus, par conséquent, le vent apparent augmente. En fait, c’est quand le bateau est au près que le vent apparent atteint sa vitesse maximum.
Néanmoins, une grande partie de cette force fait dériver le bateau. Certes, la dérive engendre une force antidérive, mais il ne reste plus grand-chose pour faire avancer le bateau (sur le schéma, la composante dans l’axe du bateau est beaucoup plus petite que la composante perpendiculaire à l’axe du bateau). Un vent apparent important n’est pas toujours synonyme de vitesse. Les allures les plus efficaces se trouvent entre le largue et le travers.
Les angles d’incidence
Aux faibles angles d’incidence, l’écoulement de l’air est laminaire ; l’air s’écoule régulièrement le long des deux faces de la voile. Si l’on borde trop les voiles, l’écoulement devient turbulent et le bateau avance moins vite. Au vent arrière, où l’angle d’incidence est très défavorable, l’écoulement est extrêmement turbulent.
En fonction de son angle par rapport au vent, et de la force du vent, il existe une configuration de voile optimale.
Bon à savoir pour les planchistes en particulier : Si on suit le raisonnement, plus on va vite, plus le vent apparent vient de face, puisque le vent vitesse augmente lui aussi. Donc, plus on a de vitesse et plus il faut border la voile.
J’espère que cet article vous aidera dans vos futurs réglages et vous fera progresser et, bien sûr, j’espère aussi que vous avez appris ou compris de nouvelles choses ! ENJOY et bon ride à tous !