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Rubrique voile et catamaran :

1 Accueil2 Notions élémentaires3 Virement de bord
4 Empannage5 Marche arrière, départs et arrivées6 Arrêt à la cape, homme à la mer
7 Louvoyage8 Vent réel, apparent, vitesse9 Aérodynamique
10 Réglage des voiles11 Forces de translation12 Couples de rotation
13 Bases météorologiques14 Marées15 Balisage en mer
16 Règles de priorité17 Sécurité en mer18 Naviguer en solo
19 Installer un spi20 Naviguer sous spi21 Exemple de test théorique
22 Préparer un stage de voile23 Divers points matériels24 Conseils d'achat
25 Restaurer une plateforme26 Documentation HC1727 Bears, mises à l'eau
28 Barre de redressement29 Construire des wings

Remontée au vent, descente sous le vent

Préambule : vitesse en fonction de la direction

Imaginons que plusieurs bateaux partent en même temps d'un point fixé, en ligne droite dans plusieurs directions. Au bout d'un temps donné, on interrompt la course pour regarder à quel point sont les bateaux, et on relie ces points pour constituer un graphique. On obtient un graphique tel le graphique ci-dessous. Plus formellement, il s'agit d'un graphique polaire dans lequel la vitesse du bateau est représentée en distance, et le cap est représenté en angle. Ainsi par exemple, le graphique ci-dessous présente la vitesse d'un Hobie Cat 20 selon les allures, par un vent de 10 miles par heure (8,7 noeuds ou 16,9 km/h).

Ce graphique apporte plusieurs enseignements :

  1. comme nous le savions, il est impossible d'avancer face au vent, il faudra donc tirer des bords de près, c'est-à-dire louvoyer.
  2. dans cette optique, la vitesse au près sera variable selon le cap choisi. Il faut donc rechercher un compromis entre le cap et la vitesse, c'est la notion de gain au vent.
  3. contrairement à la sensation perçue à bord, le travers est plus rapide que le près. De manière générale, entre le près serré et le travers, plus on abat, plus on va vite. Plusieurs éléments expliquent cela :
  4. le vent arrière est très peu performant, et il est préférable de tirer deux bords de largue ! Cette piètre performance s'explique ainsi :
  5. en conséquence, la vitesse au largue sera variable selon le cap choisi. Il faut donc rechercher un compromis entre le cap et la vitesse, c'est la notion de gain sous le vent.

Louvoyage, gain au vent

Utilité

Elle est ubiquitaire, il est impossible de se déplacer où on le souhaite sans savoir louvoyer correctement, pour peu que le vent soit de face.

Quel cap choisir ?

Il faut choisir un cap suffisamment serré, sans pour autant trop affecter la vitesse. On admet couramment qu'il faut naviguer à 45-50° du vent (selon les catamarans...).

Sur le schéma ci-dessous, nous avons représenté le trajet parcouru par des catamarans. Une flèche correspond à une unité de temps imparti. La trajectoire verte est idéale. Le catamaran qui suit la trajectoire rouge fait un près trop serré : certes son cap est meilleur, mais il n'avance plus assez vite. A contrario, la trajectoire bleue est trop large. Certes ce bateau avance plus vite, mais son cap n'est pas bon.

Quand virer ?

Le but est de virer au bon moment. Si on admet des trajectoires à 45° du vent, cela signifie qu'il existe un angle de 90° entre chaque bord. On admet qu'il faut virer de bord lorsque le barreur aperçoit sa cible par dessus son épaule arrière.

Sur ce schéma, les équipages réalisent un parcours en temps libre pour atteindre la bouée jaune. Ils ont tous choisi la trajectoire idéale. Seul l'équipage vert vire de bord au bon moment. L'équipage rouge vire de bord trop tôt, ce qui l'oblige à tirer deux bords de près supplémentaires. L'équipage bleu vire de bord trop tard, si bien que son second bord est du près bon plein : il réalise une perte de temps inutile.

Notion de cadre de navigation en gain au vent

Principe

Le cadre de navigation est un rectangle dont deux angles opposés sont la position actuelle et la cible, et dont les côtés forment un angle de 45° avec l'axe du vent. (NB : cela est valable si on suppose que l'angle de remontée au vent est 45°, sinon il ne s'agirait que d'un parallélogramme). On peut emprunter n'importe quel côté de ce cadre pour atteindre la cible. On peut même se promener à l'intérieur, sous réserve de naviguer parallèlement aux côtés : on sera ainsi sûr de ne pas faire de distance inutile.

Avec du courant

L'idée à retenir est qu'il faut toujours partir contre le courant. En détail : le courant déforme le cadre de navigation : le catamaran naviguera en crabe et, bien qu'ayant le même cap que sans courant, il décrira la trajectoire rouge. Le problème ne dépend pas tant de la trajectoire elle-même, car il s'agît à nouveau d'un rectangle, et donc les deux chemins sont de longueur égale. Cependant, rappelons que les catamarans avancent en crabe (comme dessiné ci-dessous), les barreurs risquent donc de se tromper lorsqu'ils choisiront à quel moment virer de bord car ils voudront virer perpendiculairement au cap et non à la trajectoire réelle !
L'équipage parti à droite ci-dessous va virer beaucoup trop tard, en B au lieu de A : il sort du cadre de navigation.
L'équipage parti contre le courant va virer trop tôt, en D au lieu de C, ce qui n'est pas grave car il reste ainsi dans le cadre : il lui suffira de tirer d'autres bords ultérieurement.

Si le vent tourne

Retenez qu'il faut partir du côté où le vent risque de tourner. Cela suppose que ce côté soit prévisible (cf. genèse des vents, phénomènes thermiques) et le bord suffisamment long. Imaginons que le vent tourne, de {1} devienne {2}. L'ancien cadre de navigation est représenté en vert.
Le bateau de gauche acquiert un nouveau cadre, représenté en rose. Il est pénalisé car tout ce passe comme s'il venait de tirer un bord de petit largue.
Le bateau parti vers la droite doit maintenant suivre le cadre rouge. Il est ainsi avantagé car c'est comme si le bord qu'il vient de parcourir avait été mené quasiment bout au vent !

Gain sous le vent

Utilité

Le problème est moins crucial que celui du gain au vent : le but ici est simplement d'aller plus vite que si on suivait un bord de vent arrière. Aussi n'est-il pas indispensable de maîtriser cette notion pour un usage "en bon père de famille", si ce n'est pour éviter la difficulté du vent arrière (empannages inopportuns). De plus, dans certaines circonstances, le vent arrière peut rester plus performant : sur des catamarans de débutant (bateaux peu performants aux coques en nylon) ou par vent faible, même en catamaran de sport. Il est alors d'usage de naviguer "en ciseaux", c'est-à-dire en vent arrière strict, avec le foc gonflé sur l'amure opposée à la grand'voile.

Quel cap choisir, quand empanner

Le choix de la trajectoire et du moment de l'empannage dépend énormément du bateau, des conditions météorologiques. Le choix du moment auquel empanner dépend de la trajectoire suivie. Nous montrerons quand même par l'exemple ci-dessous quel est l'intérêt de bien choisir, mais ceci n'est qu'un exemple !

Dans le schéma ci-dessous, les flèches correspondent à des unités de temps imparti. L'équipage rouge a fait le choix du vent arrière, il est distancé par les autres. L'équipage vert réalise une trajectoire idéale de largue (en général entre 0° et 45° du vent, selon les circonstances). L'équipage bleu navigue trop près du vent : il ne va pas plus vite que le vert, et réalise un très mauvais cap.

Notion de cadre de navigation en gain sous le vent

Principe

Le cadre de navigation est un rectangle dont deux angles opposés sont la position actuelle et la cible, et dont les côtés forment un angle de 45° avec l'axe du vent. (NB : cela est valable si on suppose que l'angle choisi pour un largue optimal est 45°, sinon il ne s'agirait que d'un parallélogramme). On peut emprunter n'importe quels côtés de ce cadre pour atteindre la cible. On peut même se promener à l'intérieur, sous réserve de naviguer parallèlement aux côtés : on sera ainsi sûr de ne pas faire de distance inutile.

Avec du courant

L'idée à retenir est qu'il faut toujours partir contre le courant. En détail : le courant déforme le cadre de navigation : le catamaran naviguera en crabe et, bien qu'ayant le même cap que sans courant, il décrira la trajectoire rouge. Le problème ne dépend pas tant de la trajectoire elle-même, car il s'agit à nouveau d'un rectangle, et donc les deux chemins sont de longueur égale. Cependant, comme précédemment, rappelons que les catamarans avancent en crabe, les barreurs vont donc se tromper dans leur choix du moment auquel empanner.
L'équipage parti contre le courant empannera trop tôt, erreur qu'il lui sera facile de compenser.
L'autre équipage empannera trop tard et aura perdu du temps.

Si le vent tourne

Retenez qu'il faut partir du côté où le vent risque de tourner LORSQU'ON LE REGARDE DE FACE. Cela suppose que ce côté soit prévisible (cf. genèse des vents, phénomènes thermiques) et le bord suffisamment long. Imaginons que le vent tourne, de {1} devienne {2}. L'ancien cadre de navigation est représenté en vert.
Le bateau parti vers la droite doit maintenant suivre le cadre rouge. Il est pénalisé car tout ce passe comme s'il venait de tirer un bord de travers.
Le bateau de gauche acquiert un nouveau cadre, représenté en rose. Il est ainsi avantagé car c'est comme si le bord qu'il vient de parcourir avait été mené quasiment en vent arrière !

Mesures adjuvantes

Il peut être particulièrement intéressant de relever le safran au vent et de relever les dérives le cas échéant :

  1. car le safran sous le vent est suffisant au largue, et que le mouvement de dérive n'est pas gênant
  2. afin de réduire la traînée
  3. et surtout en espérant que le bateau dérivera plus ! Point théorique Idéalement, on souhaiterait réaliser un cap au largue (et donc profiter de la performance d'une grand' voile au largue) avec beaucoup de dérive, afin de réaliser une trajectoire "en crabe" au vent arrière et faire ainsi l'économie d'un bord supplémentaire.

Dans le schéma ci-dessous, les flèches correspondent à une unité de temps imparti. L'équipage vert réalise un gain sous le vent classiquement idéal. Mais l'équipage rouge est plus malin : son barreur vise bien le même cap que l'équipage vert, mais, en relevant un safran et ses dérives, il fait dériver son bateau, qui avance en crabe. Ainsi, son cap (= l'orientation du bateau) et sa trajectoire (=parcours réel) diffèrent réellement. Or la propulsion imposée au bateau est la même que pour l'équipage vert car elle dépend du cap. L'équipage rouge avance donc aussi vite, mais dans une trajectoire plus favorable.

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