Fiche de révision : Aérodynamique de la voile

📋 Plan du Cours

1. Forces et décomposition vélique
2. Vent réel et vent apparent
3. Incidence et réglage des voiles
4. Composantes de la force aérodynamique
5. Profils et traînées de la voile
6. Principes de réglage dynamique

📖 1. Forces et décomposition vélique

🔑 Notions clés & Définitions

• Force : Se caractérise par son intensité et son point d’application.

★ À maîtriser

📌 La force vélique peut être décomposée en force propulsive, qui fait avancer le bateau, et en force de dérive, qui le fait dériver ; ces composantes sont des décompositions d’analyse et non des forces existant séparément.

Compléments

• Pour le poids d’un barreur, l’intensité est son poids en tenue et le point d’application est son centre de gravité.

• Pour la poussée d’Archimède, l’intensité correspond au poids du volume d’eau déplacé et le point d’application est le centre du volume immergé, appelé centre de carène.

📖 2. Vent réel et vent apparent

★ À maîtriser

📌 Le vent réel est mesuré à l’arrêt au bord de l’eau, tandis que le vent apparent est celui reçu par le bateau en mouvement et résulte du vent réel et du vent vitesse du bateau.

• Quand le voilier accélère, le vent vitesse augmente et modifie le vent apparent, qui peut alors se décaler vers l’axe du bateau.

Compléments

• Le réglage des voiles se fait en fonction du vent apparent reçu, et non de la seule allure du voilier.

💡 Astuce mémo

La vitesse du bateau dévie le vent reçu → le vent apparent change.

📖 3. Incidence et réglage des voiles

🔑 Notions clés & Définitions

• Force aérodynamique : Créée par l’écoulement de l’air autour d’un profil, qui est la voile sur un bateau.

• Angle d’incidence : Angle entre le vent et la voile, dont dépend principalement la force aérodynamique.

★ À maîtriser

• Du près au travers, et parfois jusqu’au grand largue selon le bateau, le navigateur cherche à conserver le même angle entre la voile et le vent apparent.

Compléments

📌 L’allure correspond à l’angle entre le bateau et le vent, tandis que l’angle d’incidence concerne l’angle entre la voile et le vent apparent.

• Le navigateur règle l’angle d’incidence avec l’écoute en observant le faseillement et les penons.

📖 4. Composantes de la force aérodynamique

★ À maîtriser

📌 La composante verticale de la force aérodynamique augmente la traînée hydrodynamique d’un quillard gîté, tandis qu’elle sustente un planchiste.

• Plus une voile est surbordée, plus la part de force aérodynamique associée à la portance diminue.

• La gîte d’un quillard oriente une partie de la force aérodynamique vers une composante qui augmente la traînée hydrodynamique.

Compléments

📌 Dans la décomposition horizontale présentée, la portance est dirigée dans l’axe du bateau et la traînée est perpendiculaire à sa marche ; au sens rigoureux, la portance est perpendiculaire à la direction du vent apparent et la traînée est parallèle à cette direction.

• Les dériveurs cherchent à naviguer le plus à plat possible afin que la force aérodynamique reste horizontale.

💡 Astuce mémo

La voile surbordée freine davantage ; le gréement à plat garde la force plus horizontale.

📖 5. Profils et traînées de la voile

★ À maîtriser

• Une voile doit être réversible parce que le vent vient alternativement d’un côté puis de l’autre, ce qui empêche d’utiliser un profil asymétrique.

• Le mât engendre de la traînée et des zones de recirculation d’air le long de l’intrados et de l’extrados ; des écoulements se produisent aussi le long du bord de fuite sur l’extrados lorsque l’incidence ou le creux de la voile est trop marqué.

• En trois dimensions, des particules d’air glissent des surpressions de l’intrados vers les dépressions de l’extrados et génèrent deux vortex marginaux, au niveau de la bôme et de la tête de mât.

Compléments

📌 Les écoulements tourbillonnaires de traînée induite sont moins importants sur les voiles d’élancement important.

• Une voile doit être amovible et/ou variable en taille, ce qui empêche d’utiliser un profil épais.

📖 6. Principes de réglage dynamique

★ À maîtriser

📌 Le navigateur doit respecter l’angle d’incidence entre le vent apparent et le profil de la voile pour éviter de créer un frein.

• Le centre de la voile est la partie qui génère le plus de portance.

• Les variations permanentes du vent apparent imposent un réglage et une conduite dynamiques du bateau.

Compléments

📌 Pour aller vite, il faut d’abord bien orienter la force aérodynamique avant de chercher à la faire varier.

💡 Astuce mémo

Orienter la force, respecter l’incidence, puis ajuster le réglage aux variations du vent apparent.