QCM : Aérodynamique de la voile (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pour décrire une force exercée sur un bateau, quelles deux caractéristiques faut-il préciser ?

Son intensité et son point d’application
Son intensité et sa direction
Son point d’application et sa vitesse
Sa direction et son effet sur le bateau

Son intensité et son point d’application

Explication

Une force se caractérise par son intensité et son point d’application. La direction et l’effet décrivent d’autres aspects, tandis que la vitesse n’est pas une caractéristique de la force.

2. Lorsqu’on analyse l’action du vent sur les voiles, comment faut-il interpréter les forces propulsive et de dérive ?

Comme deux forces physiques indépendantes produites par le vent
Comme deux composantes d’analyse de la force vélique
Comme deux noms pour la force qui fait avancer le bateau
Comme deux forces qui remplacent l’action du vent sur la voile

Comme deux composantes d’analyse de la force vélique

Explication

La force propulsive et la force de dérive décomposent la force vélique pour en analyser les effets ; elles n’existent pas séparément. Les traiter comme des forces indépendantes ou les confondre avec la force vélique constitue l’erreur.

3. Un voilier est immobile au bord de l’eau, puis s’élance. Quel vent correspond respectivement à la mesure à l’arrêt et au vent reçu une fois le bateau en mouvement ?

L’allure, puis le vent réel
Le vent réel, puis le seul vent vitesse
Le vent réel, puis le vent apparent
Le vent apparent, puis le vent réel

Le vent réel, puis le vent apparent

Explication

À l’arrêt, la mesure correspond au vent réel ; en mouvement, le bateau reçoit un vent apparent résultant du vent réel et du vent vitesse. Inverser ces deux termes ou assimiler le vent apparent au seul vent vitesse méconnaît cette distinction.

4. Un voilier accélère et son vent apparent se décale vers l’axe du bateau. Quelle évolution du vent vitesse explique ce changement ?

Le vent réel augmente
Le vent vitesse diminue
Le vent vitesse augmente
Le vent réel s’annule

Le vent vitesse augmente

Explication

L’accélération du voilier augmente le vent vitesse et modifie le vent apparent, qui peut se décaler vers l’axe du bateau. La baisse du vent vitesse inverse le mécanisme, tandis que l’évolution décrite ne découle pas d’une annulation du vent réel.

5. Sur un voilier, quel phénomène crée la force aérodynamique exercée sur la voile ?

L’écoulement de l’air autour de la voile, qui joue le rôle de profil
Le déplacement de l’eau autour de la coque, qui joue le rôle de profil
La pression du vent sur le bateau, indépendamment de son écoulement
La tension du gréement autour du mât, qui joue le rôle de profil

L’écoulement de l’air autour de la voile, qui joue le rôle de profil

Explication

La force aérodynamique est créée par l’écoulement de l’air autour d’un profil, lequel est la voile sur un bateau. L’écoulement de l’eau relève de l’interaction hydrodynamique, la pression seule omet le rôle de l’écoulement et le gréement n’est pas le profil visé.

6. Pour évaluer le facteur principal dont dépend la force aérodynamique d’une voile, quel angle faut-il considérer ?

L’angle entre la voile et le vent
L’angle entre le bateau et le vent réel
L’angle entre la voile et l’axe du bateau
L’angle entre le bateau et le vent

L’angle entre la voile et le vent

Explication

L’angle d’incidence est celui formé entre la voile et le vent, et la force aérodynamique dépend principalement de cet angle. L’angle bateau-vent définit l’allure, tandis que les deux autres choix substituent à l’incidence un angle avec l’axe du bateau.

7. En passant du près au travers, un navigateur cherche à maintenir le réglage d’incidence ; quel angle doit-il conserver, parfois jusqu’au grand largue selon le bateau ?

L’angle entre le bateau et le vent apparent
L’angle entre la voile et le vent réel
L’angle entre la voile et le vent apparent
L’angle entre la voile et le bateau

L’angle entre la voile et le vent apparent

Explication

Du près au travers, et parfois jusqu’au grand largue selon le bateau, le navigateur cherche à conserver l’angle entre la voile et le vent apparent. L’angle bateau-vent correspond à l’allure, l’angle voile-bateau n’est pas l’incidence et le vent réel n’est pas le vent de référence pour ce réglage.

8. Un équipage borde davantage sa voile, qui devient surbordée ; quelle évolution cela entraîne-t-il dans la décomposition de la force aérodynamique ?

La part associée à la portance augmente
La part associée à la portance diminue
La répartition de la force reste inchangée
La part associée à la traînée diminue

La part associée à la portance diminue

Explication

Plus une voile est surbordée, plus la part de force aérodynamique associée à la portance diminue. L’augmentation de portance inverse cet effet, la diminution de traînée n’est pas le fait établi, et le surbordage modifie bien la répartition.

9. Un quillard prend de la gîte sous l’action de la force aérodynamique ; quelle conséquence cette orientation de la force peut-elle avoir ?

Une partie de la force augmente la propulsion vers l’avant
Une partie de la force réduit la traînée hydrodynamique
Une partie de la force augmente la traînée hydrodynamique
Une partie de la force sustente le bateau comme une planche

Une partie de la force augmente la traînée hydrodynamique

Explication

La gîte d’un quillard oriente une partie de la force aérodynamique de façon à augmenter la traînée hydrodynamique. La sustentation caractérise ici le planchiste, tandis que la propulsion vers l’avant et la réduction de traînée ne décrivent pas l’effet indiqué.

10. Une équipe compare un quillard gîté et un planchiste soumis à une composante verticale de force aérodynamique ; quelle comparaison est correcte ?

Elle accroît la propulsion du quillard et sustente le planchiste
Elle sustente le quillard et accroît la traînée hydrodynamique du planchiste
Elle accroît la traînée hydrodynamique du quillard et sustente le planchiste
Elle réduit la traînée du quillard et freine le planchiste

Elle accroît la traînée hydrodynamique du quillard et sustente le planchiste

Explication

Sur un quillard gîté, la composante verticale augmente la traînée hydrodynamique, tandis qu’elle sustente un planchiste. Inverser ces effets confond les deux engins ; la propulsion horizontale et la réduction de traînée ne correspondent pas à cette distinction.

11. Pourquoi une voile doit-elle pouvoir fonctionner avec le vent venant alternativement de chaque côté ?

Pour réduire les vortex aux extrémités
Pour supprimer la traînée du mât
Pour éviter un profil asymétrique
Pour pouvoir modifier sa taille

Pour éviter un profil asymétrique

Explication

Le vent venant alternativement de chaque côté exige une voile réversible, ce qui exclut un profil asymétrique. La variation de taille concerne une autre contrainte technique, tandis que la traînée du mât et les vortex marginaux sont des phénomènes aérodynamiques distincts.

12. Sur un bateau, le creux de la voile devient très marqué : quel phénomène supplémentaire peut apparaître le long du bord de fuite ?

Un profil asymétrique qui s’inverse
Une recirculation limitée à l’intrados
Des écoulements sur l’extrados
Deux vortex à la bôme et à la tête de mât

Des écoulements sur l’extrados

Explication

Un creux trop marqué peut provoquer des écoulements le long du bord de fuite sur l’extrados. Les vortex à la bôme et à la tête de mât relèvent de la traînée induite, tandis que les recirculations dues au mât apparaissent le long de ses deux côtés.

13. Sur une voile observée en trois dimensions, quel mécanisme explique la formation de deux vortex marginaux ?

L’air glisse de l’intrados en surpression vers l’extrados en dépression
L’air recircule le long du mât, sur l’intrados et l’extrados
L’air quitte le bord de fuite sur l’extrados lorsque le creux est excessif
L’air glisse de l’extrados en dépression vers l’intrados en surpression

L’air glisse de l’intrados en surpression vers l’extrados en dépression

Explication

En trois dimensions, les particules passent des surpressions de l’intrados aux dépressions de l’extrados et ce glissement génère les vortex marginaux. La recirculation le long du mât et les écoulements dus à un creux excessif sont d’autres phénomènes; le sens inverse du transfert est erroné.

14. Un navigateur cherche quelle zone de sa voile contribue le plus à la portance : quelle partie doit-il considérer ?

La tête de mât
Le bord de fuite
La bôme
Le centre de la voile

Le centre de la voile

Explication

La partie centrale de la voile génère le plus de portance. La tête de mât et la bôme sont notamment associées aux vortex marginaux, et le bord de fuite n’est pas la zone indiquée comme produisant le plus de portance.

15. Le vent apparent change par rapport au profil de la voile : que doit faire le navigateur pour éviter de créer un frein ?

Concentrer le réglage sur le centre pour maximiser la portance
Respecter l’angle d’incidence entre le vent apparent et le profil
Augmenter le creux pour maintenir la forme du profil
Orienter la force aérodynamique avant de la faire varier

Respecter l’angle d’incidence entre le vent apparent et le profil

Explication

Respecter l’angle entre le vent apparent et le profil de la voile permet d’éviter de créer un frein. L’orientation de la force aérodynamique est un principe de performance distinct; augmenter le creux ou viser la portance centrale ne remplace pas le réglage de l’incidence.

16. Pendant une sortie, le vent apparent varie continuellement : quelle conséquence cela a-t-il sur la conduite du bateau ?

Le réglage et la conduite doivent être dynamiques
La conduite peut rester fixe puisque le vent réel est constant
Le réglage se fait au départ, puis la conduite reste stable
La force aérodynamique doit varier sans ajustement de conduite

Le réglage et la conduite doivent être dynamiques

Explication

Les variations permanentes du vent apparent imposent d’adapter le réglage et la conduite du bateau de façon dynamique. Un réglage initial fixe ne tient pas compte de ces changements, et la variation de la force aérodynamique ne remplace pas l’ajustement de la conduite.

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Quelles caractéristiques définissent une force ?

Son intensité et son point d’application.

Quelles sont les deux composantes de la force vélique ?

La force propulsive et la force de dérive.

Quel est l’effet de la force propulsive sur le bateau ?

Elle le fait avancer.

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