Le foil: Futur de la planche !, A la recherche de fous-furieux !!

[pierrouf]

Le bijour,
à mon avis, sur le point de vue théorique, une solution de planche avec foil a un potentiel vitesse plus grand qu'une planche sans.
Pourquoi?
Eh bien il faut savoir que tout engin en contact de l'eau est freiné par celle-ci suivant 2 phénomènes:
le frottement visqueux
le déplacement d'eau induit

Si tout le monde se représente assez bien ce qu'est que le frottement,
par contre la résistance à l'avancement du fait du déplacement d'eau est moins intuitif.
(pour ceux à qui la théorie donne des boutons, sauter le paragraphe suivant)
En fait tout corps ayant une vitesse par rapport à l'eau doit en qu'elle que sorte se frayer une chemin dans l'eau, c'est à dire écarter l'eau à l'avant (donc création d'une surpression) et subir l'effet de la depression à l'arrière qui "l'aspire" vers l'arrière. Il existe même une loi qui donne la vitesse max atteignable par un bateau qui ne déjauge pas (non décolé et donc avec un comportement totalement archimédien) Vmax= cste*racine carrée de la longueur
C'est pourquoi pour nos ancêtres ont construit des bateaux de plus en plus longs.
Ceci étant il existe d'autres moyens de limiter la résistance à l'avancement.
Par exemple on peut faire déjauger (c'est à dire planer) le bateau.
Cela a 2 conséquences:
d'une part il y a moins de surface mouillée donc moins de frottements
d'autre part le bateau n'est plus soumis à la loi qui limite ca vitesse
(en fait il se détache de sa vague d'étrave, et ne traine pas tout le paquet d'eau)
C'est le cas pour les dériveurs les catas sportifs, certains bateaux de courses et bien sur les planches.
Que reste-t-il qui ralenti le bateau quand il plane?
le frottement de la partie qui reste immergée
et la résistance à l'avancement due au déplacement d'eau rémanent
En effet pour planer, le bateau s'appuie sur l'eau, et donc déplace de l'eau, et ca coûte donc de l'énergie. Le sillage et le champ de vagues que l'on voit derrière une planche est l'expression même de l'énergie perdue.
(d'ailleurs on voit bien que lorsqu'on passe d'une navigation sans planing à navigation avec planing l'eau trainée derière la planche diminue d'un coup)
Une dernière solution pour réduire au max la résistance à l'avancement c'est de sustenter complètement la coque hors de l'eau au moyen d'un hydrofoil.
Le principe c'est d'avoir une aile dans l'eau qui porte le bateau hors d'atteinte.
Du coup la résistance à l'avancement est uniquement due à ce foil.
Hors il se trouve qu'a portance égale, un foil entièrement dans l'eau a une trainée bien inférieure à celle d'un plan porteur à la surface de l'eau.
(le calcul et l'expérience l'ont prouvé).
En gros, pour faire schématique, vu que le foil est entièrement sous l'eau, il ne perd pas d'énergie a faire des vagues (dans l'hypothèse où il est suffisament profond).

Du coup, ca prouve bien que du point de vue théorique qu'une planche sur foil a moins de résistance à l'avancement qu'une planche en planing pur.

Bon, ceci étant dit, dans le cas très particulier de la planche, il y a beaucoup de chose qui font que cette théorie ne suit pas pour l'instant la réalité pratique.

Le facteur le plus pénalisant est qu'en fait la planche a très peu de masse à porter vu que c'est le vent qui porte à plus de 70 % le planchiste.
Si sur les 30% qui restent on enlève aussi la portance aérodynamique (bien que le vent relatif axial soit vraiment faible en condition de run de vitesse) eh bien ca en fait pas beaucoup à porter par l'eau. Et c'est d'ailleurs pour ca que la planche à voile va aussi vite, et que c'est l'engin le plus simple et épuré qui arrive à atteindre ces vitesses sur l'eau.

D'autre part, vu que la planche est un engin à voile il y a une force transverale vélique contrecarrée par l'aileron. Le problème c'est que si l'on surélève le pied de mat par rapport au centre de poussée de l'aileron (qui est donc sous l'eau) et bien il se créé un moment qui fait prendre de la gite (c'est d'ailleur pour ca qu'on trouve très peu de monocoque sur foil). Ce qui compense cette force c'est le poid du planchiste sur l'extérieur de la planche, mais une solution à foil peut risquer d'augmenter ce couple basculant, et là c'est tout pour les chevilles...
Il faudrait peut-être élargir la planche à l'arrière???
La solution de 2 foil en v marche (c'est ce qu'il y a sur l'hydroptère), mais il faut que les 2 branches du v soit écartées. Pas forcément évident sur une planche, mais bon, il faudrait calculer...

En revanche le problème de la stabilité de tangage est à mon sens pas insurmontable. Il existe déjà beaucoup de solutions qui marchent (un v à l'avant, une sorte de senseur mécanique qui règle l'incidence du foil avant...).

Donc en résumé, une planche sur foil c'est possible (puisque ca existe), mais pour arriver à avoir des performances comparables à celles de planches classique (sur eau plate), ca demandera beaucoup de petits réglages très fins (donc plein de vautres à pleine vitesse si le but c'est de faire un record de vitesse).
Par contre je pense qu'il y a vraiment moyen de faire un engin qui soit performant pour passer à travers la vague.

Comme je m'interesse un peu aux hydrofoils, si quelqu'un a une question, qu'il (ou elle) n'hésite pas.

[pierrouf]

QUOTE(Maria Chapdelaine @ 5 Feb 2006, 04:09 AM)

Quelqu'un a déjà vu cet engin ?

ICI !
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voir le site: http://www.pumpabike.com

[pierrouf]

QUOTE(PierreBellemare @ 13 Jan 2006, 11:14 PM)

Pour ajouter du grain à moudre, je vous recommande le site de la international moth association avec des vidéos incroyables de bateaux qui déjaugent entièrement !!! Et j'ai vu le même systême sur des...kayaks, mais apparemment faut bien ramer !! 

Le site de la moth:

http://www.int-moth.org.uk/

Le site avec les kayaks qui volent:

http://www.foilkayak.com/
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je pense que tu parles du decavitator
http://lancet.mit.edu/decavitator/