[Technique] L'Hydrodynamique des coques

Je viens de vous écrire un petit article ... (de 17 pages ) sur :

L'Hydrodynamique des Coques

de nos canotes.

Pour les non anglophiles, j'ai regroupé et synthétisé des informations que l'on trouve dans les deux livres de Bethwaite (HPS-1 et HPS-2), et je les ai enrichies et complétées avec des notions que l'on retrouve dans le monde aéronautique (une autre de mes passions).

J'espère que vous trouverez la lecture facile (c'est le but premier), et distrayante en ces long mois d'hiver.
Bien sur si vous relevez des erreurs, ou si certains points vous semblent devoir être complétés ou précisés, n'hésitez pas.

Une fois muri et enrichi, nous pourrons le poster définitivement sur le site (BenoitF, faudra que tu m'expliques )
Et si des étudiants veulent approfondir, ou tenter des expériences, ou campagne de mesure, n'hésitez pas thumbsup;

Pour finir, je souhaiterais compléter une base de donnée des caractéristiques de tous nos skiffs afin de calculer certains ratio de performance.
A ce titre, je contacterai les différentes classes pour effectuer quelques mesures.
(Comme par exemple, le poids ? , qui peut apporter un peson au Der )

Bonne lecture à tous
Rémi

Merci Rémi. Impec

Trés bon article, je ne m'y connait pas du tout en hydrodynamique et j'ai réussi à suivre jusqu'au bout thumbsup;

Je me demandait si c'est moi s'il n'y a pas deux "petites" erreurs page 7.

Lorsque l'on atteint la vitesse de carène, le sommet de la deuxième vague se trouve donc juste sous la
[strike]proue[/strike]poupe. Le bateau est toujours à plat (image du milieu).
Au dessus de la vitesse de carène, le sommet de la 2eme vague se trouve derrière le bateau.
La [strike]proue[/strike]poupe va donc s'enfoncer et se trouver plus basse que l'étrave. (image du bas).
Le bateau cabré va donc être ralenti

Si c'étais juste j'ai besoin d'éclaircissement, car ça voudrait dire qu'un truc m'as échappé.

Et une erreur , une ;embarassed;
En effet, (avec quelques fautes de frappe, je corrige ce point ce PM)

Merci thumbsup;

Version v5, mise en ligne.
Correction de l'erreur mentionnée par Pj47000, + quelques modifications de tournures de phrases, et ajout de commentaires sur la coque de Ranger

Lien du premier post modifié vers la v5

Selon la formule : Vc = 2,39 * ?Lm un bateau de 4.50m atteint sa vitesse de carène à 5.07 Knts.

Voici mes intérrogations de néophyte :

Vitesse < 5.07 = mode de navigation en déplacement
Vitesse > 5.07 = début de la navigation forcée... jusqu'à quelle vitesse ?
Planning à partir de quelle vitesse? De quels paramètre ce seuil de vitesse dépend il? Forme de la coque? As t'on une idée de ce seuil? par exemple à 6 Knts le bateau est il au planning ou toujours en navigation forcée ?

pj47000 wrote: Selon la formule : Vc = 2,39 * ?Lm un bateau de 4.50m atteint sa vitesse de carène à 5.07 Knts.

Voici mes intérrogations de néophyte :

Vitesse < 5.07 = mode de navigation en déplacement
Vitesse > 5.07 = début de la navigation forcée... jusqu'à quelle vitesse ?

Exact thumbsup;

> Mode forcé jusqu'au planning

> Certains bateaux ne planeront jamais (gros quillard , catamaran)
Si leur déplacement est important, et leur surface projetée également, la trainée de création de vague rapidement les limiter en augmentant avec V puissance 4.
C'est le cas des quillards par exemple.
Si leur déplacement est faible, leur formes très fines, (relatif à la longueur), la trainée de création de vague peut ne pas être le facteur limitant.
Par exemple pour le catamaran, c'est la trainée de friction qui reste prédominante f(V²).
Mais comme il ne plane pas, sa surface mouillée ne diminue plus (une fois la 2eme coque levée)

> Pour les dériveurs, certains planent à toutes les allures (skiff), d'autres uniquement au portant (tradi), certains tradi plus puissant, peuvent planer au près dans certaines circonstances (5O5, FD).

> Suivant la forme de coque, lorsque l'on regarde la courbe trainée/vitesse, la bosse de résistance du mode forcée est plus ou moins importante.
La "révolution Skiff", est due aux formes de carène plate à l'arrière qui permettent de ne pas créer de bosse de résistance. Ainsi les skiffs passent du mode déplacement au mode planning d'une façon continue. Ce qui n'est pas le cas des "anciens" dériveurs traditionnels.

Dans tous les cas pour planer, il faudra suffisamment de puissance vélique pour "grimper" sur sa vague d'étrave et déclencher le planning.
Mais cette puissance vélique, est limitée par le couple de rappel de l'équipage (surtout au près ou 80% de la puissance vélique fait giter et non avancer).
Cette puissance nécessaire minimum doit être supérieur à 27% du poids total du bateau.
Le 5O5, FD sont à 26-27%; le B14à 35% et le 49er à 45%.
A bateau égal, un équipage (bateau) léger partira au planning plus tôt, et gardera son avantage de vitesse pendant tout le planning (jusqu'à devenir limité par le couple de rappel).

Pour résumer pour planer les facteurs :
1> Forme de coque limitant la bosse du mode forcé
2> Poids faible
3> Puissance vélique admissible élevée

Trois caractéristiques que nos skiffs ont combinés grâce au design des coques (A la Bethwaite depuis le Tasar, Gibbly), Coques larges à échelle ou trap (pour un couple de rappel maxi), surface de voile importante, utilisation des matériaux composites pour un poids mini.

Si tu veux faire le calcul pour ton PaperJet, (je vais publier une feuille de calcul) il faut connaitre :
Le poids de l'équipage
Le bras de levier (largeur bateau, taille équipage, mode de rappel ou trap)
La hauteur du point d'application de la force vélique (hauteur du mat, du vis-de-mulet, forme voile)
La profondeur du point d'application de la force de dérive (longueur dérive, forme)
Le poids total du bateau.

Par exemple si bateau = 70kg, barreur au trap = 70kg , largeur bateau 1m80
Bras de levier = 1m80/2 + 1m (CG d'un homme au dessus de ses pieds) = 1m90
Couple de rappel = 70 * 1,90 = 133kg*m

Si Centre Vélique = 2m70
Si centre dérive = -0,5m
Levier vélique = 2,7+0,5=3,2m

Force Vélique maxi = 133kg*m / 3,2 = 41,6 kg force
FVM/Poids = 41,6 / 140kg = 29.6% le bateau devrait planer au près


Cependant ça veut dire que dès que la force du vent dans ta voile sera supérieur à 42daN (42kg force), tu ne tiendras plus ton bateau.
Si au près tu navigue à 25° du vent apparent, 42daN de composante de gite correspond à
42 * Tan(25) = 42*0,466 = 19,6 daN de force propulsive, c'est vraiment pas énorme
Pour un skiff de 14 pieds, çà correspond à la trainée pour une vitesse de 7tks.
Donc au près tu devrais marcher à environ 7kts.

Par contre si tu abats et marche avec un vent relatif à 45° par exemple.
42daN * Tan(45) = 42daN ... et là ta vitesse grimpe à env. 12kts

Pour illustrer les formules ci-dessus, le schema de forces pour calculer la force vélique maximale admissible.