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Ministère de la Communauté Française Direction générale du Sport Centre nautique « Le Cierneau » Le Cierneau 4 à 6440 Froidchapelle Tél. : 071/641010 Fax: 071/64 10 12 Courriel: [email protected] Extrait du Brevet « A » de barreur THEORIE. Par Stéphane Wasterlain Créé en Janvier 86 - Revu en 2010 2 Table des matières Commentaires généraux ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1- La physique de la voile---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1 Le vent --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1.1 Direction et force. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1.2 Les différents vents.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 1.1.2.1 Le vent réel. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 1.1.2.2 Le vent de vitesse. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 6 1.1.2.3 Le vent apparent. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 1.1.3 Les variations. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7 1.1.4 Les explications théoriques.------------------------------------------------------------------------------------------------------10 1.1.4.1 Généralités. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10 1.1.4.2 Les actions du vent sur la voile.-------------------------------------------------------------------------------------------11 1.1.4.3 La force vélique. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 1.2 La coque -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------16 1.2.1 Les résistances à l’avancement. ------------------------------------------------------------------------------------------------16 1.2.2 Les stabilités. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------19 1.2.2.1 Les trois centres --------------------------------------------------------------------------------------------------------------19 1.2.2.2 Les stabilités dues à la forme. ---------------------------------------------------------------------------------------------19 1.2.2.3 Les stabilités dues au poids. -----------------------------------------------------------------------------------------------20 1.2.3 La dérive: -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------23 1.2.3.1 Existence. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------23 1.2.3.2 Sa situation. (où s'applique-t-elle ?)--------------------------------------------------------------------------------------23 1.2.3.3 Son intensité en fonction des allures.------------------------------------------------------------------------------------24 1.2.3.4 Ses critères d'efficacité. (comme la voile)-----------------------------------------------------------------------------24 1.3 L’équilibre sous voile. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------25 1.3.1 Les différentes possibilités -------------------------------------------------------------------------------------------------------25 1.3.2 Les réductions de voilure. --------------------------------------------------------------------------------------------------------27 1.4 La synthèse des différentes forces -----------------------------------------------------------------------------------------------28 2- Les techniques de la voile ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------30 2.1 Les allures et amures ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------30 2.2 La navigation aux allures montantes ---------------------------------------------------------------------------------------------31 2.3 La navigation aux allures portantes ----------------------------------------------------------------------------------------------32 2.4 La maîtrise---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------33 2.4.1 L'appareillage ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------33 2.4.2 L'accostage --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------34 2.4.3 Les amarrages ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------36 2.4.4 Les chavirages et ... leur redressement. --------------------------------------------------------------------------------------37 2.4.5 La sécurité - Consignes et matériel. -------------------------------------------------------------------------------------------39 3 Commentaires généraux Ce fascicule n'a pas la prétention d'être complet ou totalement exact. L'évolution de la science et de la pratique en voile modifiera et améliorera le contenu et la présentation de ce cours. Vous pouvez, certes, y participer en nous faisant part de vos remarques, sur lesquelles nous comptons beaucoup. Nous avons essayé de le présenter de la manière la plus claire possible, et espérons que vous en ferez bon usage. Nous remercions vivement toutes les personnes qui ont contribué à la bonne réalisation du présent ouvrage. Ce cours est complété par un fascicule qui reprend la terminologie de la voile et un autre sur la régate. l. LA DÉFINITION Le brevet A. atteste de la capacité à maîtriser un voilier par force 3 au moins (en surpuissance), sur toutes les allures, et de connaissances théoriques en rapport avec la voile. Ce brevet est ouvert à tous et doit être passé sous la direction d'un moniteur de niveau 2 en voile. 2.LA FINALITÉ Le détenteur du Brevet "A" dispose d’un bagage technique et théorique et à accès à la formation d’Initiateur Voile (17 ans Min.) et peut, à ce titre, travailler comme cadre sportif dans les centres nautiques de l'Adeps, après avoir passé deux semaines de stage pédagogique pratique sous la tutelle d'un moniteur de voile. 3.LES MODALITÉS D'INSCRIPTION Comment t'inscrire et où ? Adresse ta demande à un centre nautique, par écrit ou par téléphone, qui fixera ou te proposeront des dates possibles pour le passage de l'épreuve. Pratique et Théorie se passent le même jour. Le brevet peut être passé à : - Froidchapelle : Centre nautique "Le Cierneau" 071/64 10 10 - Péronnes : Centre nautique "Le Grand Large" 069/44.20.70 - Seneffe : Centre nautique "La MarIette" 064 / 54.90.89 - Mons : Centre nautique "le Grand Large" - Liège Monsin : Centre nautique de Monsin - Fédération francophone de yachting belge (FFYB). 081/304.979. Le droit d'inscription Le Cierneau, 4 à 6440 Froidchapelle Av. du Lac, 56 à 7645 Péronnes lez-Antoing. Pont du Blocus à 6198 Seneffe. Mons. Ile de Mosin à 4000 Liège. 90, av. du Parc d'Amée. 5100 Jambes 4 est fixé à 2,50 Euro, si tu passes le brevet au cours d'un stage normal A.D.E.P.S. est fixé à 5,00 Euro, si tu le passes en dehors (passage du brevet uniquement) à ta demande. La condition d'admission Savoir nager 100 mètres! (ou présenter le brevet préparatoire de nageur de la fédération de natation). 4.L'EXAMEN L'examen proprement dit comporte deux parties: 1. la partie pratique où l'on regarde: - Le matelotage : - Les nœuds ---------------------------------------------------------------------------------------------------5 points - La pagaie--------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 points - Le gréément et manutention -------------------------------------------------------------------------- 10 points - - La technique - Allures et coordination --------------------------------------------------------------------------------- 20 points - Le virement vent devant ------------------------------------------------------------------------------- 10 points - Le virement vent arrière -------------------------------------------------------------------------------- 10 points - La maîtrise : - Appareillage ------------------------------------------------------------------------------------------------5 points - Accostage ----------------------------------------------------------------------------------------------------5 points - Redressement -------------------------------------------------------------------------------------------- 10 points ---------------------- 85 points 2. la partie théorique : où l'on note tes connaissances sur: - la terminologie -------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 points - la théorie de la voile ------------------------------------------------------------------------------------------------------5 points - les règlements de régate.-----------------------------------------------------------------------------------------------5 points -------------15 points 50 % des points sont requis dans chaque rubrique. 75 % des points sont requis au total. Bien entendu, la natation est éliminatoire! La réussite est matérialisée par un brevet. 5 1- La physique de la voile 1.1 Le vent 1.1.1 Direction et force. Quel que soit l'endroit où vous vous trouvez à l'extérieur, vous êtes en contact avec un certain déplacement d'air. Il est caractérisé par: - une direction précise à un endroit donné, - une intensité, une certaine vitesse. La vitesse du vent s'exprime en mètre par seconde et/ou en kilomètre-heure et/ou en nœuds (un nœud égale un mile à l'heure ou 1.852 mètres à l'heure) et/ou en Beaufort dont voici l'échelle. Échelle de Beaufort Noeuds Km/h / / 1 Très légère brise 11- 3 2 Légère brise 0 Calme M/S État de la mer Lac remarques / plate !…..rien! 1-5 1.4 ridée, peu d'effort pour le pratiquant en planche 4- 6 6-11 3.1 petites vagues idem, très léger contre poids du corps 3 Petite brise 7-10 12-19 5.3 peu agitée, on commence à déjauger en planche 4 Jolie Brise 11-16 20-28 7.8 agitée, on déjauge facilement 5 Bonne brise 17-21 29-38 10.6 forte, grande vitesse, bonne technique nécessaire 6 Vent frais 22-27 39-49 13.6 très forte, technique indispensable 7 Grand frais 28-33 50-61 17.0 grosse mer, ... pour les champions! . 8 Coup de vent 34-40 62-74 20.6 très grosse, ...pour les hyper champions ...!! 9 Fort coup de vent 41-47 75-88 24.4 énorme. . . ! 10 à 12 Difficilement navigable ! On peut avoir une idée de la force du vent et de sa direction en observant l'état de la surface de l'eau, les arbres, les fumées, les drapeaux et ... les autres voiliers ! ... 6 1.1.2 Les différents vents. 1.1.2.1 Le vent réel. VR : le vent réel ou atmosphérique, cité précédemment . Il est caractérisé par : - un sens, une direction, une intensité à un endroit donné. Vent réel Se visualise en direction et intensité par le faseillement d'un drapeau (au sol !), une fumée d'usine, les arbres qui bougent,... 1.1.2.2 Le vent de vitesse. V V : Il est produit par le déplacement du bateau. Il est proportionnel à la vitesse du bateau, dans la même direction, mais dans le sens opposé. 1.1.2.3 Le vent apparent. V À Il est la résultante de la combinaison de VR et de VV. C'est d'après le vent apparent (VA) que l'on règle sa(ses) voile(s). C'est le vent ressenti à vélo, en voiture, ... en bateau! 7 1.1.3 Les variations. Toute modification de l'un, l'autre ou des deux paramètres (VR et VV) amènent une modification du vent apparent (en direction et en intensité) qui peut être avantageuse (adonnante) ou désavantageuse (refusante). a- Le vent réel augmente. Avant que la vitesse n'augmente (et donc que VV augmente), on constate que le VA vient plus favorablement par rapport au bateau. On constate que le vent: - adonne, et augmente On peut dans ce cas: - choquer sa voile, et/ou - lofer. On dit dans ce cas que l'on subit une adonnante À remarquer que si la vitesse diminue (vagues, voiles mal réglées) et donc que VV diminue également, alors le VA adonne également, mais diminue en intensité. b- Le vent réel diminue. Si le VR diminue et avant que la vitesse et donc VV ne diminue lui aussi, on constate une diminution du VA ainsi qu'une moins bonne orientation de celui-ci. Le vent apparent (VA) : - refuse et diminue. on peut dans ce cas: - abattre et/ou - border. On dit dans ce cas que l'on subit une refusante. À remarquer que si la vitesse augmente (VV augmente. Ex : descente de vague), alors le VA refuse et augmente. 8 c- La risée et son évolution La risée est en fait une élévation de la vitesse du vent qui peut se traduire non seulement en intensité, mais également en direction. On ne considère dans le cas présent que l'augmentation d'intensité. 1- AVANT LA RISEE: VR constant VV constant 2- LA RISEE ARRIVE: VR augmente VV constant VA augmente, adonne, et devient VA1, on peut donc: - lofer et/ou - choquer 3- LE BATEAU ACCELERE : VV augmente VR constant 4- LA RISEE SE TERMINE VR diminue VV constant : VA1 augmente encore, mais refuse et devient VA2. On peut donc: - abattre et/ou - border. VA2 diminue, refuse et devient VA3. On peut donc: - abattre et/ou - border On se trouve alors en plein dans la risée et l'on navigue ainsi tant qu'elle dure !... Puis ... 5- LA VITESSE DIMINUE : VV constant et VR constant. VA3 diminue encore et adonne, devenant VA4, on peut alors: - lofer et/ou - choquer. 9 Il faut noter que les différentes phases sont imbriquées les unes dans les autres tout en suivant l'ordre indiqué. Route réalisée par un bateau « A » (trait plein) qui lofe dans la risée. Il privilégie le cap (la remontée au vent maxi).. Route réalisée par un bateau « B » qui n'a pas lofé dans la risée et qui a choisi, lui, la vitesse. On remarque que la solution adoptée par le bateau (le bateau A) qui lofe dans la risée lui permet de gagner du terrain au vent par rapport à l'autre (b) qui ne le fait pas. Cependant, en fin de risée, le bateau qui a fait le choix de la vitesse est en avance par rapport au premier cité. (mais plus bas que lui par rapport au vent). Il va plus vite, mais il perd le gain au vent. 10 1.1.4 Les explications théoriques. 1.1.4.1 Généralités. Ce paragraphe s'applique à tous les fluides (air et eau dans notre cas). Que ce soit une voile qui se déplace et forme obstacle au flux d'air ou une dérive qui fend l'eau, ce sont les mêmes principes qui permettent d'expliquer l'apparition de certaines forces. a- Lorsqu'un fluide est en mouvement s'il ne rencontre pas d'obstacles, ses particules s'écoulent en filets parallèles, à vitesse constante. b- Si l'on place un objet quelconque sur le passage du fluide, il se produit une force dans la même direction que le fluide que l'on nomme fardage (dans l'air) et résistance à l'avancement dans l'eau. Par exemple: un bouchon placé sur l'eau subit une force de la part du vent qui le pousse (le fardage !) : il se déplace dans le sens du vent. Mais son déplacement est lui-même freiné par l'eau qui résiste à son déplacement, par friction (résistance à l'avancement). c- La force qu'exerce un fluide en mouvement sur une surface lui faisant obstacle est toujours dirigée perpendiculairement à cette surface, et ce, quel que soit l'angle d'incidence entre l'écoulement du fluide et l'axe de la surface. La force est perpendiculaire à chaque point de celle-ci. 11 1.1.4.2 Les actions du vent sur la voile. a- Une voile placée dans la direction du vent se comporte comme un drapeau. Le frottement de l'air sur la voile la fera faseyer. Ceci crée un ensemble de petites forces, qui, additionnées, engendreront une force de fardage citée plus haut. La direction du flux d'air n'est pas modifiée de façon régulière et il n'apparaît pas de force vélique utile à la progression. b- En bordant la voile, on remarque qu'elle se gonfle progressivement en commençant par l'arrière. Dans ce cas, seule la partie arrière de cette dernière peut servir à la propulsion, mais la force vélique est alors fort décalée vers l'arrière (de par son point d'application et sa direction qui est mal orientée). . c- En bordant plus encore, on arrive à la "remplir !" de l'arrière à l'avant, en étant ainsi à la limite du faseyement. L'angle d'incidence entre le vent apparent et l'axe de la voile est alors de 18° à 22°. L'écoulement est dit laminaire, car il reste régulier sur les deux faces de la voile. . B L'air au vent de la voile (a) est compressé et ralenti, ce qui provoque un effet de POUSSEE. L'air sous le vent (b) de la voile est décompressé et accéléré, ce qui provoque un effet de SUCCION." L'effet de la force de succion (sous le vent) est de deux à trois fois plus important que la pression). Une voile est donc plus tirée que poussée !... A 12 On appelle FORCE VELIQUE l'effet conjugué des forces de poussée et de succion de la voile. L'intensité de la décompression est en général deux à trois fois plus importante que la pression. En écoulement laminaire, bien sûr .!.. Pour une navigation en finesse, un angle de plus ou moins 20° permet un écoulement régulier qui s'étend sur toute la surface de la voile (l'écoulement est donc laminaire )-. Quelques turbulences peuvent cependant apparaître à la chute de la voile. d- En bordant encore plus la voile, l'angle entre le vent apparent et la voile augmente. Tant que l'on ne passe pas en écoulement tourbillonnant, la force vélique augmente. Cela ne joue cependant que pour quelques degrés, car très vite la voile décroche ….. et ainsi... e- Si l'angle entre l'axe de la voile et le vent apparent dépasse la valeur critique (qui peut varier suivant le type de voile, le creux, la vitesse du vent, ...), il y a DÉCROCHAGE GÉNÉRAL. L'écoulement passe brutalement du laminaire au tourbillonnant. La force de succion sous le vent est fortement diminuée. Le rapport entre la pression et la dépression revient à une valeur de 1. La force vélique totale est donc moins importante qu'en écoulement laminaire. 13 f- En pratique: - le meilleur rendement d'une voile est obtenu en écoulement laminaire, à la limite du faseyement. Il faut donc veiller à toujours naviguer le plus choqué possible, mais toujours à la limite du faseyement, bien sûr !... - lors d'une abattée, Il est très important de toujours chercher a conserver un écoulement régulier en ouvrant le plan de voilure (choquer). ' Inversement lors du lof! ! - En cas de décrochage, le seul moyen de recréer un écoulement régulier est d'ouvrir l'angle voile/vent (choquer) en deçà de la limite de faseyement pour permettre de décrocher ... tous les tourbillons, puis de reborder convenablement pour se remettre en écoulement laminaire. - bien évidemment, lors de la navigation aux allures portantes (grand largue, vent arrière), on est condamné à n'obtenir qu'un écoulement tourbillonnant. Le meilleur rendement, en ce cas, est d'exposer le plus de surface de voile au vent. 1.1.4.3 La force vélique. 1.1.4.3.1 Répartition sur la voile a- En écoulement laminaire: La courbure de la voile provoque une plus grande déflexion d'air vers l'avant. C'est ce qui explique (entre autres) le meilleur rendement du guindant. C'est également la raison pour laquelle la force vélique est plus orientée vers l'avant. b- En écoulement tourbillonnant: la répartition de la force vélique est toute différente étant donné le grand angle d'incidence. Le rendement est plus homogène sur la surface. 14 1.1.4.3.2 Le centre vélique est le point d'application de la force vélique totale. - au vent arrière, il est situé au centre géométrique de la voile (pour les raisons citées ci-avant). - en écoulement laminaire, le centre vélique est en avant du centre géométrique. En réalité, le centre vélique n'occupe pas une position stable, il varie en fonction du vent dans la voile (ou des voiles), du mât, des réglages, etc ... En écoulement laminaire En écoulement tourbillonnant 15 1.1.4.3.3 Les facteurs d'influence. a- La force vélique est proportionnelle au carré à la vitesse du vent. Si la vitesse double, la force quadruple. b- La forme de la voile est également déterminante. Une voile triangulaire, type laser, plus haute que large, fonctionne bien au près et moins bien au largue et vent arrière. Une voile carrée, type optimist, fonctionne mal au près et mieux au largue. c- L'angle d'incidence entre le vent apparent et l'axe de la voile détermine la qualité de l'écoulement et par là l'intensité de la force vélique. La force vélique est d'autant plus grande que l'on parvient à dévier le vent, sans décrocher. Au-delà du décrochage, la force vélique est plus petite et reste plus ou moins constante pour des angles plus importants. d- Le creux de la voile: - plus la voile est creuse, plus elle est puissante. - plus la voile est creuse et plus l'angle minimum d'incidence doit être important. Si c'est un handicap pour le près (pour l'angle de la remontée), c'est par contre un avantage pour le largue (la voile est plus puissante et l'on va plus vite !) - le creux a intérêt à être avancé au -maximum, car il oriente la force vélique vers l'avant. Il est possible d'intervenir sur les réglages pour obtenir le creux souhaité, mais dans les limites du gréement et ... de la coupe de voile. e- La surface de la voile est proportionnelle à l'unité. Si l'on double la surface de voile, la force vélique est doublée aussi. f- L'effet du foc : c'est l'effet de cheminée. L'air qui passe entre les deux voiles est accéléré encore plus grâce au foc. Cela crée une meilleure dépression sous la grand voile. La force vélique de la grande voile est augmentée. Attention: le réglage est difficile. * à cela, il faut ajouter la force vélique du foc. 16 1.2 La coque 1.2.1 Les résistances à l’avancement. a- Résistances dues aux vagues créées par le bateau. Un bateau qui avance écarte et pousse l'eau sur son passage. Donc, formation d'un système de vagues. b- La vitesse critique (maximum théorie) est égale à Vc = 2,4 longueurs (varie également avec le poids, la forme, etc ...). Si le bateau accélère, la première vague s'enfle, s'allonge. La vitesse critique est atteinte quand le bateau est "entre 2 vagues". Si le bateau est lourd, il "bute" sur sa première vague, sa vitesse n'augmente plus, même s'il ajoute de la puissance. Si le bateau est léger, plat, court, il atteint vite sa vitesse critique et de par sa légèreté et sa puissance, il "dépasse" sa première vague et .,'. Plane !! On dit qu'il fait du « planning ». C- Résistances dues aux forces de frottement. Lorsqu'un bateau avance, chaque partie immergée "frotte" sur l'eau et freine. Donc, existence de forces de résistance opposées à la route suivie par le bateau. Résistance appelée CR soit "composante de résistance" dans notre schématisation. Pour plus de facilité, la CR sera dans l'axe du bateau pour la suite des schémas. Pour diminuer les résistances, on a avantage à avoir une coque lisse et propre. La couche limite = espace entre la coque et l'eau qui s'écoule. En effet, il existe une pellicule d'eau qui "accompagne" le bateau. Il faut essayer de rendre celle-ci la plus fine possible mais non nulle. (en nettoyant le bateau, en le ponçant ...)- C CA 17 d- Résistances dues à la gîte Le bateau est à plat. Les formes immergées sont alors régulières Le centre de résistance (CR) reste centré. Donc : le bateau va droit. Lorsque le bateau est gîté, Les formes immergées sont irrégulières. Le CR est décentré. La résistance R ne passe pas par le centre de dérive Cela forme un couple de force qui le fait tourner e- Résistances longitudinales Traîne de l’eau = frein Bateau à plat = idéal Bateau qui pique du nez : qui enfourne = frein … ! 18 f- Résistances dues à la forme de la coque. - coques en forme (rondes) = moins de résistance. - coques effilées â l'avant = coupe l'eau - coques â bouchains (avec des angles) = plus de résistance L'idéal pour un dériveur classique, c'est d'avoir : • • l'avant en étrave étroite (type 420) pour pouvoir jouer avec l'assiette, le lof ou l'abattée et un arrière plat ... pour planer...au largue.!!!... Les gros bateaux ont avantage à être les plus longs possible pour diminuer leur système de vagues et donc avoir une vitesse critique élevée. Exemple: Le "Cote d'Or, un maxi, pour la course en haute mer. Le Paquebot "France" qui filait 34 nœuds,... en croisière! grâce à sa longueur (+de 300 mètres!). 19 1.2.2 Les stabilités. 1.2.2.1 Les trois centres a- Centre de gravité: centre des masses du bateau ... et de l'équipage. En son point d'application s'applique le poids! b- Centre de carène: centre du volume du liquide (l'eau !) déplacé. En son point d'application s'applique la force d'Archimède. Existence également d'une force verticale hydrodynamique due à la vitesse du bateau. Elle est très élevée lors du planning où elle peut représenter plus de 60 % de la force de sustentation. c- Centre de dérive: point qui représente le centre géométrique immergé du plan anti dérive. En son point d'application s'applique la force anti dérive. 1.2.2.2 Les stabilités dues à la forme. - latérale: bateau plat: stable CG au-dessus de CC la forme déplace CC latéralement donc couple de force C'est le couple de redressement Le bateau tend à se redresser. SI CG dépasse CC latéralement alors couple de force C'est le couple de chavirage. et ... Le bateau chavire !! 20 - longitudinale: - plus le bateau est large et plat, plus il est stable et forcément, la stabilité de forme longitudinale est très efficace. Attention: - regardez ce schéma Ce système est en équilibre. Ce système est aussi en équilibre .!!.. Très stable = catamaran ou, bateau en ... cloche! *** Cette stabilité est donc uniquement due à la forme de la coque *** 1.2.2.3 Les stabilités dues au poids. Les 3 équilibres: * indifférent: quelle que soit la position, il y a équilibre. Ex : Le ballon! Le CC est toujours en dessous du CG. Donc équilibre ...indifférent ! (attention: le CG doit être au centre du ballon) 21 * stable: retrouve toujours SA position d'équilibre. Cette stabilité tend à mettre le CG le plus bas possible. Ex .: le quillard * instable: est stable sur une infime partie de son placement. Il suffit que la balle tourne un rien pour qu'elle revienne en équilibre stable ... poids en bas !!!... ex : le cabinier en cloche. avec une légère inclinaison latérale, et il se redresse, brutalement! Cas du dériveur Le couple Force d'Archimède et Poids total tend à redresser le bateau (stabilité due au. poids) = couple de redressement. Le couple FV et Force anti dérive tend à faire chavirer le bateau = couple de chavirage. Si les 2 s'annulent, on a un équilibre! note: si le bateau gîte (un peu) et que l'équipage est au rappel: alors les 2 stabilités entrent en compte - celle: - due à la forme (gîte!) - due au poids (équipage au rappel) 22 NB : stabilité due au poids longitudinal. Regardez le schéma ci-dessous: Peut-il être en équilibre'? Pourquoi? 23 1.2.3 La dérive: 1.2.3.1 Existence. Soit : - Force hydrodynamique totale - Force Vélique - Composante d'avancement - Composante de dérive - Force de résistance - Force anti-dérive Du fait que la FV pousse latéralement (par CD), le bateau ne se déplace pas sur son axe préférentiel (l'axe longitudinal) mais "dérape" latéralement suivant un angle i. Il est à noter qu’à l'équilibre, les forces et composantes s'équilibrent deux à deux. 1.2.3.2 Sa situation. (Où s'applique-t-elle ?) Au centre des oeuvres vives sur son plan vertical longitudinal. 24 1.2.3.3 Son intensité en fonction des allures. Préliminaires: on considère que : - la vitesse est constante, le vent réel est constant, le rendement des voiles est constant. On constate: - - que la CD de dérive et donc la FAD est maximum au près et diminue ensuite en fonction de l'allure pour être nulle au vent arrière. que l'utilité de la dérive est nécessaire au près et peut être relevée ou enlevée au vent arrière les autres allurés étant intermédiaires. 1.2.3.4 Ses critères d'efficacité. (comme la voile) a- Vitesse du fluide - donc vitesse du bateau. Si la vitesse double, l'efficacité quadruple. Rendement au carré de la vitesse. Conséquences: pour remonter au près -- vitesse. b- Angle entre l'écoulement de l'eau et l'axe du bateau. Voir écoulement laminaire et tourbillonnant (voile). Mais, tant que 'l'écoulement est laminaire, au plus l'angle augmente au plus la FAD augmente. c- Surface de la dérive. Si dérive doublée, efficacité doublée. d- Qualités de la dérive. * profil * allongement = rapport entre longueur et largeur (voir planeur) * surface, rugosité * rigidité ( attention: vrillage !) * forme générale: bord arrière et inférieur avec arêtes vives. e- "creux" de la dérive: voir qualités 25 1.3 L’équilibre sous voile. 1.3.1 Les différentes possibilités * bateau équilibré Dessin traditionnel -- incorrect Les deux forces sont dans l'axe l'une de l'autre * bateau ardent Déséquilibre entre le couple de force FHyT et FV. Le bateau lofe donc naturellement. * bateau mou Déséquilibre entre le couple de Force FHyT et FV. Le bateau abat. 26 *** Que faire pour rendre un bateau plus ardent ? *** a- au point de vue de la force vélique (FV) : - reculer centre vélique. foc plus petit ou enlever retirer la prise de ris mettre une plus grande voile - choquer le Cunningham étarquer le hâle bas mettre les lattes ! choquer le inhaul - reculer le mat. emplanture reculée hauban retendu mât plus souple augmenter la quête ! b- au point de vue de la force aérodynamique (FAD) : - avancer le CD en avançant dans le bateau - en enfonçant toute la dérive c- au point de vue équilibre: - avancer dans le bateau gîter (effet de coque plus effet vélique entre CA et FR) *** Que faire pour le rendre plus mou ? *** l'inverse !!! 27 1.3.2 Les réductions de voilure. a- Les Focs : - 1 génois -- grand foc recouvrant la grande voile 2 Foc n° 1 3 Foc n° 2 4 Foc n° 3 - puis trinquette …………enrouleur de foc (... permet de mettre la grandeur de foc désirée (sic! ) et de le ranger facilement!) b- Grand voile: - tour de bôme: la bôme "enroule" la grande voile. Système par : o rouleau de gui o racagnac Problème de fixation de l'écoute: soit à l'arrière de la bôme, soit grâce à un croissant de bôme. - prise de ris : la voile se dépose sur la bôme. On dit "une" ou "deux prises de ris". - tour de mât: le mât enroule la grand voile en pivotant (laser, X4). Mais cela est mauvais pour la voile (existe sur cabinier... de personnes fortunées..!). 28 1.4 La synthèse des différentes forces La synthèse consiste en l'observation des forces externes s'exerçant sur le système constituer du bateau, du gréément ainsi que de l'équipage. 1- L’air : l'action de l'air se traduit par: 1.1 L'apparition d'une force vélique (FV) et du fardage (F) (s'exerçant surtout le système), l'ensemble donnant la force aérodynamique totale (FaéT). 2.2 La poussée aérostatique (PaéSt) ou poussée d'Archimède. Cette dernière est négligeable dans l'air. 2- La pesanteur. Le poids de chaque élément s'additionne pour donner le poids total (PT). Il se déplace grâce au déplacement de l'équipage (ainsi qu'en cas de gîte). 3- L'eau. L'action de l'eau se traduit par : 3-1 La poussée d'Archimède (PArch), dirigée de bas en haut. 3-2 La poussée hydrodynamique (PHyDy), dirigée de bas en haut, soulève la coque d'une manière dynamique. Exemple: le planning. À vitesse constante, PArch + Phydy = 29 3-3 La résistance (R) opposée au déplacement. 3-4 La force anti-dérive (FAD), perpendiculaire à l'axe du bateau. L'addition vectorielle de R et FAD donne la force hydrodynamique totale (FHyT) (qui est la réaction de la force aérodynamique totale). Le bateau ne se déplace que parce qu'il évolue à la limite de deux milieux: l'air et l'eau. Il se sert de l'un (l'air !) pour évoluer dans l'autre (l'eau !). En ce sens, la voile est vraiment unique !!! Les forces internes au système ne sont pas utiles au présent fascicule. Elles seront développées au cours aidemoniteur voile. 30 2- Les techniques de la voile 2.1 Les allures et amures Auloffée : - barre sous le vent, on borde la voile - rappel de plus en plus conséquent abattée : - barre au vent, on choque la voile - rappel de moins en moins conséquent Barreur toujours au vent, face à la voile. fonction du vent, de l'allure, du barreur. L'équipier équilibre en fonction du vent, de l’allure, du barreur. 31 2.2 La navigation aux allures montantes Elle représente celle effectuée : - au près, - au près bon plein, - au travers, ainsi que le virement de bord vent devant. Le près est l'allure la plus indiquée pour remonter le vent(sic). La majorité de voiliers remonte à +/- 45° par rapport au vent réel. L'équipage assure l'équilibre en maintenant le bateau plat par un déplacement latéral (en se plaçant en trapèze si nécessaire). L'équipage est regroupé et centré sur le plan longitudinal. Le foc est en général bordé pour les formes de la grand voile. La bôme de la grande voile se situe à proximité du coin du tableau arrière! épouser Le virement de bord, quant à lui, doit être: - le plus rapide possible, en perdant le moins de vitesse possible, en faseyant le moins possible. Des techniques peuvent lui être adjointes pour améliorer son rendement: - le pumping qui permet la création d'un vent artificiel par l'oscillation du gréement. Le barreur et l'équipage doivent garder le contrôle de leur engin (par l'intermédiaire de la barre, des écoutes, de la coque) pour que le mouvement s'effectue d'une manière coulée. 32 2.3 La navigation aux allures portantes Le changement d'amure s'effectue par une manœuvre appelée " empannage" . Dans ces allures (largue), -la vitesse est privilégiée. Le réglage des voiles doit donc être optimum et le bateau rigoureusement plat. Le spinnaker, sur les dériveurs en sloop, s'ajoute comme voile d'avant. Il augmente la vitesse et stabilise le bateau. L'empannage, lui, se concrétise par le passage de la bôme d'un côté à l'autre. Les techniques diffèrent d'un bateau à l'autre. Quelques remarques: - Il est d'autant plus facile que la vitesse est grande, - Relever la dérive des 3/4 aide grandement lors du passage de la bôme (évite le croche-pied !). - Le bateau doit rester plat - sauf en cas de vent faible (ou moyen) où l'addition d'une technique de pompage permet d'accélérer et de faciliter la manœuvre. Sur les bateaux à deux voiles, le foc passe en général le premier (empannage vent arrière à vent arrière). 33 2.4 La maîtrise 2.4.1 L'appareillage L'appareillage peut se faire de différents endroits - d'une bouée - d'une plage - d'un ponton - d'un quai La séquence de gréement tient compte de la logique et se résume comme suit: 1° 2° 3° 4° 5° 6° Placer dérive et safran Placer la grande voile et le foc sur leurs Hisser la grande voile, ranger la drisse Hisser le foc, ranger la drisse Mettre la barre Démarrer Sur certains bateaux, la draille du foc demande que celui-ci soit hissé avant la grande voile, pour assurer la tension du gréement. La préparation du bateau, à sec, est aussi possible et souvent plus, facile (voir point 2). L'appareillage proprement dit: * d'une bouée: t - fixation du bateau par une bosse à l'avant, - gréer (point 1 à 5,), - larguer l'amarre, placer le foc à contre du côté opposé à la direction souhaitée, la barre parallèle à ce dernier. Le bateau recule et pivote. - lorsqu'il est au travers, mettre la barre au neutre et... partir. * d'une plage: ici se pose le problème de la direction du vent. 1- Vent de mer 1° Gréer à sec, 2° Mettre le bateau, à l'eau, voiles fasseyantes. 3° Le barreur grimpe à place dérive safran barre e t prépare le au départ. 4° L'équipier place le bateau au près, il grimpe à bord, et... c'est parti.!... C'est possible s'il y a peu de rouleaux, sinon il faut partir au large à la pagaie et hisser en étant éloigné de la plage. 34 2- Vent latéral : - idem que vent de mer. - toujours garder le bateau face au vent lors du transport 3- Vent - de terre : idem que point 1, toujours face au vent. mettre à l'eau, l'équipier tenant le bateau par l'avant. partir comme d'une bouée. * d'un ponton ou d'un quai: 1- Vent - de "terre" placer le bateau face au vent fixé par la bosse avant, réaliser les 5 points du gréement, partir comme d'une bouée. 2- Vent latéral - idem point ci-dessus - l'équipier « pousse l’avant » et monte à bord … et c’est parti. .. ! 3- Vent de "mer" - le départ est impossible. Il faut soit – appareiller d'une bouée (pagaie) - - partir à en hissant au milieu du plan d'eau. 2.4.2 L'accostage * La prise de coffre à une bouée : - être sous le vent, à 3 longueurs, sous le vent, virer pour se placer face au vent glisser sur son erre... et s'arrêter à la bouée s'amarrer,... dégréer. 35 * Accostage à une plage: 1- Vent de mer: - se mettre face au vent, affaler la grande voile, venir sous foc seul vers la plage, penser à relever dérive et safran ! 2- Vent de terre: - venir au près, - tenir compte du fond et s'arrêter en choquant les voiles, - l'équipier saute à l'eau, maintient le bateau en tenant l'amarre. Le barreur dégrée. - attention à la dérive et au safran ! * Accostage d'un quai, d'un ponton 1- Vent de terre: - venir au près, sous le vent, à 3 longueurs, venir bout au vent et freiner de manière à s'arrêter à ras du ponton, dégréer. 2- Vent latéral: - venir au près, sous le vent, - ralentir en choquant et venir face au vent, s'arrêter contre le ponton, s'amarrer, dégréer. 3- Vent de "mer" : S'il n'y a pas d'autre accès: dégréer sur l'eau et se laisser dériver. 36 2.4.3 Les amarrages 37 2.4.4 Les chavirages et ... leur redressement. *** Seul *** Barreur sur la coque. 1° Voile sous le vent. Facile, car le vent prend dans la voile et freine le redressement. Attention à la dérive. 2° Voile au vent de la coque. Plus difficile, car l e vent va prendre sous la voile et accélérer le mouvement.. Rentrer vite et bloquer le mouvement sinon on chavire à contre (retour au 1°). 3° en cloche Le vent pousse sur la coque, la fait dériver et crée de ce fait une force hydrodynamique (!) sur ... la voile! (sic) qui tend à redresser la voile et le bateau !... Le barreur se met sur le liston sous le vent. Il enfonce la coque et tire sur la dérive. Lorsque le bateau se redresse, il grimpe et arrive en position 2°. Si difficulté, on peut attraper l'écoute du foc ou de grande voile (pas oublier de choquer quand ça se redresse). 38 Barreur dans l'eau - en cloche --- grimper sur la coque cas n03 - bateau couché --- Le redresser en tirant sur la dérive: deux cas peuvent se présenter: Voile sous le vent : Maintenir le liston, et grimper par le côté au vent. Pas de problème. Voile au vent: Maintenir le bout de la dérive, passer sous la coque en maintenant le liston qui était sous l'eau. En se redressant, ce côté devient le côté au vent, ... et l'on revient au cas précédent: on grimpe sur le liston au vent! _*** Par deux *** 1° Tous les deux sur le liston : idem 1° et 2° mais être plus rapide. Seul le barreur est sur la dérive. L'équipier est à califourchon et... aide! _2° Un équipier est dans l'eau. L'équipier se met à l'avant et oriente le bateau face au vent. Quand le bateau est redressé et rangé, il rentre par l'arrière (ou ailleurs !!). Si chavirage au vent, l'équipier met ses pieds dans les sangles et sans s'appuyer sur le bateau et se laisser "remonter" par celui qui est sur la dérive (comme point 2°). 39 En cloche : 2 Équipiers sur le liston (sous le vent). Quand le bateau se redresse, le barreur grimpe sur la dérive. On revient alors au cas précédent. 3° Les deux équipiers dans l'eau! On tient le bateau face au vent, l'autre redresse. Voir cas précédents... ! 2.4.5 La sécurité - Consignes et matériel. - bateau en bon état, vérifié et entretenu. - bonne connaissance de son matériel. - connaissance de son niveau technique - ne pas prendre de risque. - avoir à bord le matériel de sécurité requis, amarré! Ancre, filin de 15 m de remorquage, seau, gilet de sauvetage, fusée de détresse. - connaître le coin ou se renseigner auprès des autochtones ( récifs, courants ...). - connaître la météo générale et la météo locale. - s'équiper correctement contre: - le soleil: - crème solaire adéquate - lunettes solaires - la chaleur ou le froid: T-shirt, pulls, chaussures et pantalons adéquats. - l'eau: - combinaisons sèches (étanche), - bottes. - ne jamais naviguer seul et essayer d'avoir, à terre, une personne qui connaît vos projets.
