Qu'est-ce que la force propulsive hydrodynamique d'un voilier ?

Le vent sur les voiles produit une force aérodynamique, pendant que l’eau produit sur la partie immergée du voilier une force hydrodynamique. La résultante de ces deux forces est la force propulsive c’est-à-dire celle qui fait avancer le voilier.

Par soucis de clarté nous allons développer ici la force hydrodynamique et vous pourrez découvrir la force aérodynamique dans l’article "Les allures en voile : quels réglages ?".

• Sur un voilier, on distingue les « œuvres mortes » (partie hors de l’eau) et les « œuvres vives » toutes les parties mouillées du bateau. Il s’agit en détail de : la carène, la quille ou la dérive, et le safran. L’architecte de votre voilier a conçu ses œuvres vives comme un véritable « plan antidérive ». Lorsque vous naviguez au prés par exemple, c’est grâce au plan antidérive que votre voilier avance en ligne droite au lieu de déraper sur l’eau. C’est ce plan antidérive qui fournit la force hydrodynamique. Elle se décompose en deux forces : la « portance » et « la trainée ».
• Cette force hydro-dynamique ne peut se produire qu’à partir d’une certaine vitesse. Selon les bateaux, en dessous de plus ou moins 1 nœud, vous aurez beau actionner le gouvernail, il ne se produira rien. Le bateau est dit « non manœuvrant » car les filets d’eau en mouvement le long du plan anti-dérive ont décroché, et le bateau « sans erre » est à la dérive. On retrouve ce même phénomène de décrochage pour une voile mal réglée qui faseille.
• Les œuvres vives d’un bateau sont conçues pour qu’il se déplace à une vitesse donnée. Si par exemple votre bateau est conçu pour marcher à 7 nœuds, inutile de le sur-toiler, il sera capable d’accélérer encore un peu : 8 ou 9 nœuds, mais ses œuvres vives vont « frotter » exagérément dans l’eau car elles ne sont pas conçues pour aller si vite. En conséquence, c’est le gréement qui va vieillir prématurément.

• Un dériveur se distingue d’un quillard par le fait que le dériveur peut relever sa dérive. Lorsque le dériveur est au vent arrière, il a l’avantage de pouvoir relever sa dérive pour limiter les frottements sous l’eau : « trainée ». De ce fait il gagnera de la vitesse par rapport à un quillard. Par contre le quillard aura tendance à mieux remonter au vent grâce à son voile de quille plus puissant et donc produisant plus de « portance ».
• Un catamaran présente moins de « trainée » qu’un monocoque, car il ne dispose pas de quille. C’est un avantage au portant, mais cela limite sa capacité à remonter au vent car son plan anti-dérive est très limité.
• On dit d’un bateau ardent, un bateau dont la quille est positionnée assez en arrière du mat, ce qui le pousse à lofer avec vivacité. A l’inverse un bateau est mou lorsqu’il a tendance à abattre. C’est le cas si sa quille est placée très en avant du plan anti-dérive.
• Le courant peut jouer les troubles fêtes dans vos sensations à la barre. En effet, le courant participe de manière dynamique à la constitution de la force hydro-dynamique.

• Ne pas oublier de procéder à un bon carénage une fois par an. Cela augmentera l’efficacité de la force hydro-dynamique.
• Avant de manœuvrer, prenez suffisamment d’erre (inertie, vitesse) pour rester toujours manœuvrant. A faible vitesse le safran va « décrocher » et ne répondra plus à vos sollicitations.

Lorsque vous agissez à la barre, pensez que :

• Si vous donnez trop d’angle pour virer à basse vitesse, le safran va décrocher. Soyez progressif dans vos sollicitations à la barre.
• Pendant une navigation, soyez doux dans vos actions à la barre pour ne pas créer de perturbations dans l’écoulement des filets d’eau le long du safran. Vous y gagnerez en vitesse et en équilibre.

• Sur certains bateaux de course, on ajoute des « appendices sous-marins » tels que les « hydrofoils » par exemple car la vitesse d’un voilier se joue sous l’eau.