[Technique] La géométrie du Hâle-Bas

Pour ne pas pourrir le post du RS100, où l'on partait en débat sur les vertus relatives des systèmes de hâle-bas vs Barre d'écoute, je me permet d'ouvrir ce post.

Pour éviter aussi des affirmations lapidaires et partiellement fausses du style, "la géométrie n’empêche pas de développer des systèmes de HB puissants", et pour renseigner ceux qui veulent creuser le sujet, je pense qu'un post dédié est plus intéressant.

Dans le post sur le RS100, j'ai écris que la limite du système Hâle-Bas était justement les contraintes sur le gréement, et principalement le mat.

Bien sur, même avec un triangle (de hâle-bas) aplati, on peut mettre un vérin hydraulique (ou tout autre système de mule) et développer la force voulue sur la chute de GV, mais çà se traduit par une compression sur le vis de mulet et donc sur le mat.

La géométrie est justement le facteur limitant, quelque soit le bateau.
(Les skiffs planent, mais ne marchent pas sur l'eau )

Pour ceux que çà interessent, j'ai fais un petit crobart pour expliquer le problème :



Le but premier du Hâle Bas est de développer une force verticale pour mettre en forme la voile en créant une tension sur la chute (FChute sur le dessin).
Sur un skiff, on rencontre couramment des forces de chute de 30 à 50kg.

En fonction du point d'accroche du Hâle-Bas sur la bôme, il faudra créer au point d'attache une force beaucoup plus grande (Fv sur le dessin).
Par exemple sur un B14, qui a une bôme de 2m5, le Hâle-Bas est attaché à 80cm du vis de mulet. Si on veut générer 30kg de FChute, il faudra une force Fv=30*250/80= 94kg

Hors cette force Fv est la composante verticale de la tension exercée sur le Hâle-Bas et vaut donc Fv=HB*Sin(Alpha) où HB est la tension dans le Hâle-Bas et Alpha l'angle entre la Bôme et le Hâle-Bas.
Toujours pour notre B-14, cette angle vaut 47°, donc HB = Fv / Sin(47) = 94 / 0.73 = 128kg

Au même moment, celà génère une composante horizontale de Fh = HB * Cos(47) = 88kg qui est une compression sur le vis de Mulet et pousse le mat vers l'avant.

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Le débat est parti sur l'adoption sur le D-One comme sur le Finn ou l'Europe, du système de barre d'écoute, qui génère la force verticale Fv via l'écoute de GV et non via le Hâle-Bas.
Pourquoi ?
Parceque sur ces "solo rappel", si l'on veut garder une grande voile, et pouvoir "la tenir" avec un couple de rappel réduit, il faut garder le centre vélique le plus bas possible.
Ca ce traduit par :
> Une voile de faible allongement (longue bordure (bôme))
> Une bôme très basse (qui touche le caisson).

Le problème pour reprendre notre schéma du Hâle Bas, c'est que le hâle Bas n'est plus attaché à 1/3 de la bôme comme sur le B14 mais à 1/4 voir moins.
D'autre part, la distance pied de mat/bôme diminuant, le triangle du hâle-bas s’aplatit.



Si l'on prend le bateau ci-dessus et que l'on essaye de créer 30kg de tension de chute.
On a à priori un ration longueur de bôme, point d'application du H/B = 20%
Donc Fv = 30 / 20% = 150kg

L'angle du hâle bas est tombé à environ 30°, donc HB = 150 / Sin(30) = 300kg

Il faut donc une tension de Hâle-Bas plus du double de celle du B14.
Mais surtout, la force horizontale sur le vis-de-mulet et le mat sera de
Fh=300*Cos(30) = 260kg

On a triplé la force qui pousse le mat vers l'avant par rapport à l'exemple B-14.
Cette force horizontale va imposer de tenir le mat soit via un étambrai, soit via une béquille de mat, soit via un bas-haubannage. Celà va aussi imposer des mats solides, et générer des problèmes pour régler par ailleurs le cintre (pas toujours souhaitable si l'on veut de la puissance dans le clapot).

Le problème est également renforcé sur les voiles modernes à fort rond de chute, qui nécessite de forte tension de chute (>45kg sur un 49er, et bien plus sur un 18ft)

C'est d'ailleurs pour cette raison que sur les cata, ou les gros voiliers) qui ont de telles voiles, on ne tend plus les chutes via H/B mais grâce au chariot d'écoute (qui est en réalité une barre d'écoute déportée à l'arrière).

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Je ne dis pas que les skiffs y viendrons, mais dans le cas d'un skiff solo à mat non haubané, la solution du gréement du D-One (voile basse + barre d'écoute) n'est pas si ringard ou passéiste que certain veulent bien le dire

Et pourquoi pas une pantoire arrière sur chariot d'écoute? :-*

Tu ne crois pas si bien dire Gilles.

J'étais d'ailleurs en train de réfléchir à un système pour régler la pantoire du B14 en marche (qui soit dans la jauge).

En effet à Agde par médium clapot, j'ai observé que si je voulais bien tenir ma chute, la voile était assez rapidement aplatie par le cintre du mat.

Alain a des petites cales mais je me demandais si en choquant la pantoire au vent et reprise sous le vent, on ne pourrait pas border la voile avec une force verticale accrue.
(En fait déporter la pantoire sous le vent).
Ainsi on tiendrait la chute avec moins de H/B.

Réglage inverse pour le petit temps border en vrillant les chutes.

Notre pantoire est réglable en hauteur, mais à terre ... (et perso je n'ai encore jamais joué avec ce réglage) ... à méditer ...
Alain des idées
Medium clapot (de mémoire de mondial 87 Fire à Val-André), çà pourrait arriver en Aout dans la région

Rémi P wrote:
J'étais d'ailleurs en train de réfléchir à un système pour régler la pantoire du B14 en marche (qui soit dans la jauge).

Là clairement cela ne sert à rien... C'est à l'opposé de la philosophie des skiffs et même de l'évolution de ce que me semble être la nav en voile légère.
La révolution des skiffs c'est justement d'être à l'opposé de ce qu'avait été la navi en Fireball en 505 etc Faire simple, limiter les réglages, prendre la tension et naviguer. Je caricature mais c'est clairement cela. Le changement de trois millimètre de réglage ou je ne sais quoi, ne changera rien et sera contreproductif si les maneouvres ne marchent pas, si le coup de rein, si le physique ne suit pas. Et dans sa courbe de progression, même à notre niveau se focaliser sur les réglages particulièrement ceux en nav est une grosse connerie à mon avis.

En 18 je pense qu'on va bientot voir des bateau avec un chariot d'ecoute et plus de halebas ...vu les tensions qu'on doit mettre dans la chute, ce sera plus sain qu'avec un halebas ... Ca evitera aussi de devoir utiliser des bomes de maxi ...

pchanez wrote: En 18 je pense qu'on va bientot voir des bateau avec un chariot d'ecoute et plus de halebas ...vu les tensions qu'on doit mettre dans la chute, ce sera plus sain qu'avec un halebas ... Ca evitera aussi de devoir utiliser des bomes de maxi ...

En même temps, ergonomiquement parlant tu les mets où le chariot ? Au milieu du cockpit ? A l'arrière entre les échelles ? ;rolleyes; Plus les contraintes techniques liées à la forme des ponts de 18" non ? Et ce que tu vas perdre en ergonomie aura de sérieuses conséquences sur le boat handling, les déplacements, donc la performance.

Cédric F wrote:

Rémi P wrote:
J'étais d'ailleurs en train de réfléchir à un système pour régler la pantoire du B14 en marche (qui soit dans la jauge).

Là clairement cela ne sert à rien... C'est à l'opposé de la philosophie des skiffs et même de l'évolution de ce que me semble être la nav en voile légère.
La révolution des skiffs c'est justement d'être à l'opposé de ce qu'avait été la navi en Fireball en 505 etc Faire simple, limiter les réglages, prendre la tension et naviguer. Je caricature mais c'est clairement cela. Le changement de trois millimètre de réglage ou je ne sais quoi, ne changera rien et sera contreproductif si les maneouvres ne marchent pas, si le coup de rein, si le physique ne suit pas. Et dans sa courbe de progression, même à notre niveau se focaliser sur les réglages particulièrement ceux en nav est une grosse connerie à mon avis.

Donc, pour toi le skiff idéal c'est le 29er, ou une planche à voile amélioré?
J'aime beaucoup le plan de pont du Musto!!!
Ne serait-il pas envisageable d'avoir une coque type "Musto" avec un gréement 29er, mais pour des gabarit plus lourd sans arriver à la difficulté du 49er et ou le barreur resterait au rappel?

Il serait intéressant de voir un D-ONE sur épreuve BSP!!!

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cadre wrote: je pense aussi, Rémi, que tu fait fausse route en cherchant comme en tradi le petit réglage qui t'apportera un plus. tu a beaucoup plus a gagner actuellement en travaillant la régulation avec une bonne cohésion d'équipage.
essayes d'abord, de savoir faire comme les autres. tu a la chance d'etre sur un B14 ou il a y beaucoup a apprendre rien qu'avec l'écoute de GV.

C'est sur, et je pense que Rémi le sait aussi, mais ca n'empêche pas de se poser des questions.

pchanez wrote: En 18 je pense qu'on va bientot voir des bateau avec un chariot d'ecoute et plus de halebas ...vu les tensions qu'on doit mettre dans la chute, ce sera plus sain qu'avec un halebas ... Ca evitera aussi de devoir utiliser des bomes de maxi ...

C'est exactement mon propos thumbsup; , j'avais lu ton post sur ton nouveau gréement et je pense que l'on commence à atteindre les limites su système malgré l'apport des matériaux nouveaux.

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Pour le reste ce post fait suite au débat sur les systèmes utilisé sur RS100, D-One.
Je ne prétend pas remplacer la navigation et le boat handling par un focus sur les réglages.
Il n'y a dans mon esprit aucune opposition entre les deux aspects.

Ceci dit Cedric, vous avez par rapport à moi, une expérience incomparable du skiff.
Mais vous ne me convaincrez pas que sur ces bateaux, il suffit de mettre le mat et la tension et de naviguer comme s'ils étaient insensibles aux réglages.

Quand je vois sur le B comme 5mm de hauteur sur le point d'amure su foc, ou 1cm de bordée d'écoute change la forme de la voile et ses performances ...
Quand je vois les différences de vitesse testée en entrainement en fonction d'un changement de 10cm dans le positionnement en assiette longitudinale ...
Le principal problème (en Med) est réellement le manque de sparing partner pour savoir si on avance ou pas, et le jour de la régate il est trop tard.

@Alain, je ne sais pas si j'ai "la chance d'être sur un B-14", à l'heure qui l'est l'organisation commerciale Europe me cloue à la maison au lieu de pouvoir naviguer
Après faut pas s'étonner si je lorgne vers d'autre bateaux.

ggc wrote: Il serait intéressant de voir un D-ONE sur épreuve BSP!!!

Ca pourrait arriver , mais il faudrait que certains se préoccupent de lui donner un rating ... il en a un en Suisse = 953 ce qui le rapproche des Fire, 470, RS500 ... ce qui est cohérent avec mon calcul de couple de rappel (P*140cm) effectué sur le post du RS100.

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Ok, là je comprends et off-course je suis d'accord thumbsup;

C'est chiant ces WE sans naviguer ... çà donne trop le temps de réfléchir
J'espère que Baptiste aura réparé son 4000 pour Dimanche sinon je vais devenir fou

Rail en arc, pris sur les supports d'echelles arrieres et sur le support de safran.

Apres faut trouver le systeme de renvoi approprie et voir comment ca marche. A mon avis faut essayer

Rémi P wrote: Medium clapot (de mémoire de mondial 87 Fire à Val-André), çà pourrait arriver en Aout dans la région

F 11344 ?

Rémi P wrote: Bien sur, même avec un triangle (de hâle-bas) aplati, on peut mettre un vérin hydraulique (ou tout autre système de mule) et développer la force voulue sur la chute de GV, mais çà se traduit par une compression sur le vis de mulet et donc sur le mat.

La compression sur le mât entre le vit de mulet et le pied de mât est à mon avis sans importance, et de toute façon faible par rapport à la compression apportée par le gréement.

Cette force horizontale va imposer de tenir le mat soit via un étambrai, soit via une béquille de mat, soit via un bas-haubannage. Celà va aussi imposer des mats solides, et générer des problèmes pour régler par ailleurs le cintre (pas toujours souhaitable si l'on veut de la puissance dans le clapot).

Si les efforts sont repris bien en face du vit de mulet (béquille ou bas haubans), ça n'a aucune incidence sur le cintrage du mât.
Ce qui compte pour le cintrage, c'est le moment (force projetée x distance), pas la force seule. Le mât d'Europe ne cintrera pas beaucoup car la bome est 20 cm au dessus de l'ancrage de hale-bas.
Sinon je suis d'accord pour dire que le réglage de la tension de chute se fait à l'écoute sur les catas et les gros bateaux, mais les contraintes et les modes de fonctionnement sont assez différents de ce qu'on a sur nos bateaux.

Sur le premier point, Fred, je me suis apparemment mal expliqué quand je parlais de compression sur le vis de mulet.
Je ne parlais pas de compression verticale sur le mat mais de la force horizontale qui pousse le mat vers l'avant (Fh sur mon dessin).


Comme tu le dis, on peut contrer via un étambrai haut ou une béquille, ou des bas hauban
Mais souvent sur les skiffs, d'une part, souvent il n'y a plus d'étambrai mais des bas hauban (non réglables en nav.).
D'autre part la distance pied de mat bôme (la distance du moment de cette force horizontale du H/B dont tu parles) est souvent proche d'un mètre justement pour ouvrir le triangle du Hâle-bas et avoir une efficacité de ce HB.
Donc les HB induisent des couples de cintrage (comme tu le dis fort justement) non négligeables.
(Comme sur le "Fire" de mémoire, je ne sais pas où vous en êtes maintenant mais pendant un moment, on a vu apparaitre de sacré béquille)

Avec des mats plutôt hauts, des voiles puissantes, des coques pas très large (les cadènes sont installées sur la coque centrale et non sur les ailes) il nous faut déjà des tensions de gréement élevées. Mais si l'on veut tenir en plus le bas du mat (au niveau du vis de mulet), pour éviter le cintrage, via des bas-hauban çà va encore rajouter de la tension.

Déjà que les coques sont "ouvertes" à faible franc bord, même avec les composites carbone epoxy, on a pas les caissons et le V de l'étambrai pour "reprendre" les efforts des cadènes de hauban, qui tendent à "refermer" la coque.

Mon propos donc est de souligner que les deux axes de développement (poids léger + voile puissantes à rond de chute ou corne) induisent déjà des tensions de gréement élevées, mais avec la "solution" Hâle-Bas, on en rajoute une couche.
Tout celà a ses limites.
A la fin, on commence à voir les espars augmenter en taille, ce qui va finir par nuire à l'objectif de légèreté.

Mais le post est parti d'une discussion sur les skiffs solo rappel (RS100, D-One).
Le D-One reprend les solutions Europe/Finn/Yole (caisson, étambrai élevé, barre d'écoute).
Personnellement sur un mat non haubané je ne pense pas que ces solutions soient forcément "has been".
Il me semble même possible que de telles solutions puissent apparaitre dans le futur sur des skiffs plus gros (chariot d'écoute)

Rémi P wrote: Sur le premier point, Fred, je me suis apparemment mal expliqué quand je parlais de compression sur le vis de mulet.
Je ne parlais pas de compression verticale sur le mat mais de la force horizontale qui pousse le mat vers l'avant (Fh sur mon dessin).

Vu du mât ce n'est pas un effort de compression mais de flexion.

A partir du moment où cet effort est compensé par une béquille ou des bas-haubans (à proximité du vit de mulet), il n'a aucune incidence sur le cintre du mât.

Il y a toujours des béquilles en Fireball, même si certains anglais l'ont supprimée. Elles appuient entre 10 et 30 cm sous le vit de mulet.

Dans cette configuration (béquille ou bas-haubans), la distance à prendre en compte pour le moment de flexion sur le mât est la distance entre le vit-de mulet et ce dispositif.

Mon propos donc est de souligner que les deux axes de développement (poids léger + voile puissantes à rond de chute ou corne) induisent déjà des tensions de gréement élevées, mais avec la "solution" Hâle-Bas, on en rajoute une couche.

Regarde les tensions de gréement sur le B14, la tension induite par le hâle-bas ne doit pas représenter 10% de la tension due au gréement.

Mais le post est parti d'une discussion sur les skiffs solo rappel (RS100, D-One).
Le D-One reprend les solutions Europe/Finn/Yole (caisson, étambrai élevé, barre d'écoute).
Personnellement sur un mat non haubané je ne pense pas que ces solutions soient forcément "has been".
Il me semble même possible que de telles solutions puissent apparaitre dans le futur sur des skiffs plus gros (chariot d'écoute)

A mon avis les solutions sont déjà apparues : pousse-bas et bas-haubans, comme sur le 49er. Mécaniquement c'est élégant et en plus ça dégage le cockpit.
Un chariot d'écoute pose plein d'autres problèmes. D'abord c'est lourd, bien plus que ce qu'il faudrait comme renforts sur un mât, en supposant qu'on doive le renforcer à cause du hâle-bas. Ensuite c'est encombrant, il faut des supports, donc encore du poids. C'est compliqué, car il faut un circuit de réglage du chariot et un pour l'écoute. Ce qui fonctionne sur un IMOCA n'est pas forcément viable sur un skiff solo ou double.

Fred, je suis plutôt d'accord avec toi.

Juste 2 remarques :

Quand je parlais de tension additionnelle, je me plaçais dans la solution bas hauban :

Mais si l'on veut tenir en plus le bas du mat (au niveau du vis de mulet), pour éviter le cintrage, via des bas-hauban çà va encore rajouter de la tension.

Sur le B14, on a un étambrai assez haut donc pas de problème.

Pour les pousses bas çà dégage effectivement le cockpit, mais à l'inverse çà déplace le point d'application (de la force de cintrage) vers le haut, si je ne me trompe pas.
Sur un solo non haubanné, çà ne va pas être top.

Je suis d'accord sur la complexité (et le poids) engendrée par le chariot d'écoute, mais ce poids est centré et bas.
A l'inverse les "uber hales-bas" induisent des bômes énormes (voir 18ft, ou même les RS600-800-49er).
Si pour un double, qui est déjà haubané, le delta poids et la simplicité est probablement en faveur du H/B, pour le cas spécifique du solo rappel, à voile (bôme) basse, on peut virer tout haubanage, y compris les bas-hauban.

Cedric me dira que sans haubanage le portant avec spi est très pénalisé ... mais je pense que de toute façon le mat a juste à "tenir" la force vélique admissible qui reste limité puisqu'on a peu de couple de rappel. Je demande à voir, mais si je peux me passer des haubans et des barres de flèche et tout le tralala et avoir un mat à gorge intégré qui tourne... tant mieux.

Finalement, j'ai hâte de tester les deux bateaux et de comparer les deux systèmes.

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Pour ta question sur le 11344 ... c'est bien possible, je ne suis plus sur ... c'était il y a 25ans , mais j'ai encore la voile (quasi neuve) à la cave chez mes parents, faut que je regarde, jeudi

Oui l'absence de hauban sous spi est un vrai problème. Pour cela que la solution du RS100 avec ses barres de flèche qui pivotent pour qu'il en soit de même avec le mât est une vraie bonne solution à mon sens et la raison pour laquelle le RS100 est une vraie réussite au portant tout en ayant les avantages du gréement autoporté au près.
Encore une fois le RS100 avec la même largeur que le D-one aurait juste été parfait.

Après, je reste persuadé qu'au delà des considérations techniques et des solutions choisies, la manière de naviguer a tellement changé pour évoluer vers plus de physique et de kinetics qu'un bon coup de rein sera toujours plus performant qu'une barre d'écoute ou qu'une pantoire, qu'un vang ou qu'un gnav... Quoique le GNAV est justement une des très bonnes innovations des 20 dernières années en dériveur, non pas tant techniquement que sur les effets induits sur l'ergonomie et donc la capacité à donner les bons coups de rein.