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EXCLUSIF. America’s Cup. Les plans et évolutions de la deuxième version des monocoques volants AC75
Pour le deuxième bateau volant destiné à gagner la Coupe de l’America - évolution de la version 1 que nous vous avions présentée ici - tout le monde a retenu qu’il était indispensable de créer une fine coque sous la coque principale, pour amortir l’amerrissage et faciliter le décollage. Les quatre AC75 première version n’ont jamais régaté. Explications et plans.
Les AC75 : Patriot, Britannia 2, Luna Rossa 2 et Te Rehutai.
Les AC75 : Patriot, Britannia 2, Luna Rossa 2 et Te Rehutai. | FRANÇOIS CHEVALIER
François CHEVALIER. Publié le 05/02/2021 à 12h58
Les équipes de concepteurs sont de plus en plus composées d’ingénieurs en hydrodynamique et en aérodynamique, et la part de création qui reste aux architectes navals est de plus en plus réduite. Pour ma part, je n’ai jamais passé autant de temps pour arriver à comprendre et reproduire les formes de ces voiliers. Et je ne peux, comme d’habitude, me référer à la personnalité de l’architecte naval. Impossible de confondre un plan de William Fife avec un plan de Nathanael Herreshoff. Mais ici, les idées volent, autant que les bateaux, et chacun exploite une idée forte pour éviter de ralentir dans les manœuvres ou les changements de vent, et reprendre rapidement de la vitesse.
[Les 4 AC75 : Britannia 2, Patriot, Luna Rossa 2, Te Rehutai.]
Les 4 AC75 : Britannia 2, Patriot, Luna Rossa 2, Te Rehutai. | FRANÇOIS CHEVALIER
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Si les premiers vols ont semblé assez stationnaires et que certains vols par petit temps ont étonné, la maîtrise de ces monocoques est une affaire de spécialistes, qui avouent passer pas mal de temps sur les écrans. La Coupe de l’America s’est souvent disputée avec un large panel de compétences et des voiliers disparates. L’équipe gagnante sera celle qui aura su trouver le voilier le plus polyvalent, entre technologie et sens marin, afin de pouvoir exploiter tout le potentiel de ces monocoques du futur.
[AC75, monocoque à foils.]
AC75, monocoque à foils. | D.R.
BRITANNIA 2, La machine de Ben Ainslie
[L’AC75 anglais Britannia 2 (Ineos Team UK, Royal Yacht Squadron).]
L’AC75 anglais Britannia 2 (Ineos Team UK, Royal Yacht Squadron). | FRANÇOIS CHEVALIER
Le premier Britannia avait quelque chose d’un semi-remorque, avec un avant à casquette et des flans arrière qui pouvaient participer à la propulsion par vent de travers. Une autre trouvaille avait consisté à creuser un tunnel au centre, de façon à augmenter la surface de la partie basse de la grand-voile. De ce fait, le support du mât se trouvait rehausser sur une console. En effet, la jauge prévoit que le pied de mât doit être au moins à 1,50 mètre au-dessus de la flottaison de mesure de jauge, à la même hauteur que celle du livet. La jauge définit également la position longitudinale du pied de mât. En descendant la partie centrale du pont, il est possible de gagner plus de 2 mètres carrés de voilure. Cette solution présentait néanmoins quelques inconvénients, le voilier remportant le prix du plus grand développé de coque et, en général, ce n’est pas le but recherché. En termes d’aérodynamisme, la solution semi-remorque n’est pas la panacée. La coque, très large sur l’arrière, avec une carène assez ronde collait avant le décollage et tapait dans les amerrissages. Très vite, il est apparu évident d’ajouter une arête centrale pour adoucir la retombée de la coque dans l’eau.
Pour le second voilier, Britannia 2, le design team a revu entièrement sa copie. Exit le couloir de vent, mais une quille rapportée importante, à fond plat, assez profonde, qui commence sous le bout-dehors, s’élargit rapidement pour se terminer, en pointe, en avant du safran. La coque proprement dite est doublée d’une seconde coque, plus étroite, qui commence en avant des foils pour mourir sur l’arrière. Elle est destinée aux changements d’assiette. En fait, le voilier se compose de trois coques superposées. Britannia 2 se cambre en perdant de la hauteur. Cela permet d’éviter que la carène subisse une augmentation violente de surface mouillée.
L’AC75 n’a pas besoin de largeur à la flottaison à l’arrêt. Les bras et les foils font office de stabilisateurs. C’est une notion qui avait été peu prise en compte dans la première génération, mais que tous ont intégrée depuis. Un gros travail d’aérodynamique a été entrepris, pour une bonne pénétration dans l’air. Cependant, la priorité semble avoir été donnée à un meilleur passage des embruns, avec un livet plongeant bien en dessous du bout-dehors. La forme de l’étrave semble générer moins de portance que chez ses concurrents au moment de se hisser sur ses foils, notamment dans les petits airs. Obligés d’augmenter l’angle des volets de foils, ils perdent de la vitesse, particulièrement dans les virements de bord. Pour faire voler cet ensemble, de larges foils ont été retenus, avec dans un premier temps des ailes à la Stuka, favorisant l’auto-stabilité, puis de larges ailes en « V », avec un becquet aux extrémités. Le lest est placé dans la partie centrale des ailes, sans former de protubérance.
[Les plans de L’AC75 Britannia 2.]
Les plans de L’AC75 Britannia 2. | FRANÇOIS CHEVALIER
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PATRIOT, L’arme fatale du New York Yacht Club
[L’AC75 américain Patriot (American Magic, New York Yacht Club).]
L’AC75 américain Patriot (American Magic, New York Yacht Club). | FRANÇOIS CHEVALIER
La première version de l’AC75 du défi new-yorkais avait privilégié la question aérodynamique. Un « gros savon usé » pour passer les limites de la jauge dans une forme ayant la moindre résistance. La première réaction de Bruno Troublé lorsqu’il a appris que les prochains monocoques voleraient m’avait surpris, il était persuadé que seuls les foils compteraient, un adieu aux architectes navals ! Or, il n’est pas si simple de rester stable et en l’air, la mer et le vent sont par définition instables. Depuis que j’ai vu deux Class America sous spi en baie d’Auckland naviguer en sens inverse, lors des sélections de la Louis Vuitton Cup 2000, je sais que rien n’est évident sur l’eau.
Pour leur second voilier, Patriot, les Américains ont choisi d’affiner énormément les formes avant, tout en conservant un large pont, en restant en dessous de la largeur autorisée. Il n’y a pas un seul endroit de la coque ou la carène plan. Toutes les surfaces sont arrondies à souhait. Les sections avant sont en « V » très ouvert, créant une forme propice à la portance dès le début des accélérations. La quille fine commence sous le bout-dehors et plonge presque rectiligne jusqu’aux bras des foils, puis elle remonte sous la carène au quart arrière. Le pont est légèrement creusé pour un gain de surface de voilure afin de favoriser l’accélération du vent dans la partie basse des voiles, et augmenter l’effet de plaque en diminuant sa pente. Cela permet également de descendre le centre de gravité.
Les AC75 ont tendance à basculer sur l’avant dans les virements de bord, en perdant de la vitesse, passant de 40 nœuds à 30 nœuds, à 25 nœuds si la coque touche l’eau, et à 18 si elle s’enfonce un peu plus. Sur les trois vues du plan de forme, la coque est représentée en position de jauge du bateau, c’est-à-dire à l’arrêt. Dans cette position, le mât est incliné sur l’arrière de 5 degrés. Or, en vol, l’assiette longitudinale change et les voiliers s’inclinent sur l’avant, en général d’environ 1,5 degré. Il arrive que l’angle atteigne 5 degrés, mais cela ne dure pas. Seul Luna Rossa 2 bascule un peu moins. En fait, le voilier est dans son assiette lorsque les bandes de repère sur les voiles sont horizontales. En revanche, tous les plans de voilure sont représentés dans la position de vol maximum. Mais cette différence de représentation n’est pas un problème pour les designers qui travaillent uniquement sur programme informatique. Sur les lignes d’eau de Patriot, sur la vue en plan, on distingue bien l’étroitesse de la flottaison, donc sa finesse, avec des entrées d’eau particulièrement pincées. Les foils sont en large « V », fins, avec un obus au centre et deux petits becquets rabattus à chaque extrémité.
[Les plans de l’AC75 Patriot.]
Les plans de l’AC75 Patriot. | FRANÇOIS CHEVALIER
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LUNA ROSSA 2, Le premier des challengers
[L’AC75 italien Luna Rossa 2 (Luna Rossa Prada Pirelli Team, Circolo della Vela Sicilia Yacht Club).]
L’AC75 italien Luna Rossa 2 (Luna Rossa Prada Pirelli Team, Circolo della Vela Sicilia Yacht Club). | FRANÇOIS CHEVALIER
Les Italiens avaient opté dès le départ pour une quille longue et une silhouette symétrique, le point de jauge de franc-bord culminant au pied du mât. Les lignes d’eau étaient quasiment symétriques sous la flottaison. Le fait que les cockpits soient latéraux vient des habitudes prises sur les multicoques où la partie centrale est devenue la plaque indispensable de pied de grand-voile, suivant la théorie que la plaque idéale reflète parfaitement la voile qui est au-dessus, comme un miroir, avec toute sa puissance.
La version numéro 2 ne présente pas un changement radical, mais la quille, toujours en « V », est plus profonde, et la découpe du livet sur l’avant est plus marquée. Les lignes d’eau avant sont plus pincées. La grand-voile double est maintenue par des lattes, sans une vraie bôme à son pied. Les foils restent en « V » inversé, d’assez grande surface, et le lest est intégré aux bras et aux foils, qui sont équipés de becquets en bout d’aile, avec un bord de fuite presque rectiligne. On sait que ces winglets diminuent les tourbillons d’air ou d’eau aux extrémités. Sur les avions de ligne, le gain de carburant est de l’ordre de 3,5 %.
[Les plans de l’AC75 Luna Rossa 2.]
Les plans de l’AC75 Luna Rossa 2. | FRANÇOIS CHEVALIER
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TE REHUTAI, Le pari néo-zélandais
[L’AC 75 néo-zélandais Te Rehutai (Emirates Team New Zealand, Royal New Zealand Yacht Squadron).]
L’AC 75 néo-zélandais Te Rehutai (Emirates Team New Zealand, Royal New Zealand Yacht Squadron). | FRANÇOIS CHEVALIER
Le parti pris du premier voilier de la défense, Te Aihe, nous avait surpris : étrave de multicoque inversée, une coque canoë sous une coque de TP52 allégé, des foils en aile larges, sans bulbe. Leur audace avait frappé les esprits. Avec Te Rehutai, la surprise est encore totale. Une large galette sur l’avant, aux bords arrondis, une quille qui débute dans l’axe du bout-dehors, s’évase jusqu’à l’horizontale, alors qu’une vraie quille, arrondie, vient se coller dessous, pour mourir au tableau arrière en forme de moule à gâteau inversé. Cela met en évidence les deux fonctions de la coque : maîtriser le vent au niveau du pont et, pour la carène, gérer les changements d’assiette et de hauteur de la coque. On peut ajouter également que la problématique aérodynamique est primordiale, et que la forme de l’étrave et de l’ensemble de l’avant peut jouer un rôle important dans sa capacité à s’élever dans l’air. Ces formes seraient encore simples sur Te Rehutai si sur le pont, le canal ne débutait si tôt, dès le point d’amure du solent, élément obligé de la jauge, au point que le support officiel du mât est supporté par un pylône de 60 centimètres de haut. De ce fait, la surface du foc et de la grand-voile se trouve augmentée, et la pente de la plaque est diminuée. En dessous, la carène plate s’évase sur l’arrière pour terminer en « V » très ouvert au tableau arrière. Ce qui est sûr, c’est que tous les ingrédients qui paraissaient donner un plus sur les premiers bateaux mis à l’eau se sont retrouvés sur cet engin, dont les formes sont pour le moins innovantes. Comme sur Britannia 2, deux barres horizontales en « V », en tête de mât, supportent des caméras pour mieux surveiller les profils de la double voile. Les bras des foils présentent une excroissance sur l’arrière, avant la partie laissée libre à chaque concurrent, ce qui augmente la flottabilité des bras, et donc la stabilité du voilier. Les foils ont un bulbe proéminent, plat, avec des ailes plates, fines, et en forme de hachoir, avec winglets.
[Les plans de l’AC75 Te Rehutai.]
Les plans de l’AC75 Te Rehutai. | FRANÇOIS CHEVALIER
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[Le face-à-face de NYYC American Magic et Luna Rossa Prada Pirelli à Auckland.]
Le face-à-face de NYYC American Magic et Luna Rossa Prada Pirelli à Auckland. | GILLES MARTIN-RAGET
[L’AC75 du challenger britannique Ineos Team UK.]
L’AC75 du challenger britannique Ineos Team UK. | GILLES MARTIN-RAGET
Przeszlo z obrazkami?
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Naziole, w pysk wam mówię litość moje ( prawie Wyspianski)
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