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Architecture navale

Gordon Kay présente ses foils pour monocoques IMOCA

"Ces foils vont permettre aux IMOCA 60s de rester à la pointe de la technologie"

mercredi 22 octobre 2014Redaction SSS [Source RP]

Dynamic Stability Systems se réjouit de la décision d’IMOCA de ne pas ajouter de restrictions à sa classe. Cela permettra aux six nouveaux IMOCA 60 actuellement en construction, ainsi qu’à la flotte existante d’être pourvus des foils latéraux promus par DSS depuis une décennie. Les foils ont déjà été installés sur des voiliers de performance d’Infiniti à Quant, et ont aussi aidé le maxi Wild Oats XI à sa victoire l’an dernier lors de la course Rolex Sydney Hobart.

« Ces foils vont permettre aux IMOCA 60s de rester à la pointe de la technologie mais aussi de fournir une performance améliorée aussi importante que les quilles basculantes déjà promues par IMOCA dans les années 1990’s » explique Gordon Kay, le fondateur de Dynamic Stability Systems.

Comment fonctionne la technologie DSS ?

Tous les bateaux ont besoin d’un couple de « redressement » pour contrer l’effet gîte des voiles. Historiquement, les IMOCA 60 ont utilisé ceci au maximum, gagnant le plus de redressement possible grâce à leur larges coques et les quilles basculantes. Le système de stabilité dynamique (DSS) créé par le gagnant de la Coupe AMERICA, Hugh Welbourn, cherche à remplacer ces fonctionnalités par un foil rétractable, saillant latéralement du coté sous le vent de la coque, comme une aile d’avion. Ce foil produit une poussée verticale positive et ainsi le couple de redressement. En réalité, il fonctionne à l’opposé de la quille basculante.

L’avantage clé du DSS est qu’il produit un couple de redressement évolutif en fonction du besoin. La vitesse du bateau augmente la portance (et donc l’effet contre-gîte) lorsque le foil est déployé, et à l’inverse lorsqu’il n’est pas nécessaire, il peut simplement être rentré dans la coque. Les foils DSS ont déjà aidé le maxi Wild Oats XI à la victoire lors de la course Rolex Sydney Hobart et de nombreuses équipes IMOCA intègrent désormais les foils DSS dans la conception de leurs nouveaux bateaux.

L’installation de DSS sur un IMOCA 60 typique est compliquée par les règles de la classe limitant le nombre maximum d’appendices mobiles à cinq : Généralement constituées de deux safrans, une quille et deux dérives asymétriques.

Les dérives sont nécessaires lorsque la quille est inclinée : sur les IMOCA 60 récents, ils ont une double fonction car inclinés dans la coque d’une certaine manière (i.e. légèrement oblique) ils créent une certaine levée. Cette levée permet de réduire la trainée, mais comme elle n’opère pas du côté sous le vent de la coque, il lui manque cet effet de levier et ainsi une importante contribution au couple de redressement du foil DSS. Alors que les dérives des IMOCA actuels offrent peu de contribution au couple de redressement, leurs nouvelles équipes enquêtent sur l’utilisation de foils en forme de L plus efficaces. Un coté de ces foils réduit la dérive tandis que l’autre créé une levée sous le vent et ainsi booste le couple de redressement.

Les équipes étudient deux types de configurations pour ces ’foils DSS- L’ :
- Extrémité vers le haut  : Similaire à une dérive classique, à la seule différence que son axe principal est à la verticale dans l’eau lorsque que le bateau est gîté, alors que son extrémité est presque horizontale dans l’eau pour produire une levée.
- Extrémité vers le bas  : Plus similaire à l’agencement d’un foil classique ou l’axe principal saillit horizontalement , alors que son extrémité pointe vers le bas pour réduire la dérive.

Welbourn qui travaille actuellement avec les équipes IMOCA sur l’évolution de cette technologie, dit que les systèmes DSS sont en cours de validation par la classe (comme les quilles basculantes dans les années 1990). Les premiers modèles à incorporer les foils DSS-L seront des options traditionnelles, tout en conservant les caractéristiques typiques des IMOCA 60. Il soutient donc que cela permettra à la largeur maximum des nouveaux IMOCA 60 équipés des foils DSS-L de baisser de 5.85m à une largeur comprise entre 4.8 et 5.2m.

Coût

Les foils DSS-L et leurs puits remplacent tout simplement les dérives conventionnelles et leurs puits, donc le seul coût additionnel vient de la complexité de construction des foils DSS-L au lieu d’une dérive toute droite. Heureusement, en parallèle du travail de conception du DSS pendant ces dix dernières années, son ingénierie et sa construction ont aussi progressé et le développement du foil a été travaillé pour les catamarans AC72 utilisés pendant la dernière coupe AMERICA.

Le coût supplémentaire des foils est récupéré par le fait que les bateaux équipés en DSS seront plus étroits et nécessiteront donc moins de matériaux de construction.

‘L’Ultime’ IMOCA 60 DSS

Selon Hugh Welbourn, en s’appuyant plus sur son foil DSS pour le couple de redressement, un IMOCA 60 pourrait être d’une toute nouvelle génération mais contrairement à la plupart des innovations, pourrait aussi induire une réduction de coût pour la classe. La quille basculante – ainsi que son poids et sa complexité – pourrait être retirées en faveur d’une quille plus simple. Il n’y aurait dons plus besoin de dérives supplémentaires puisque le foil-quille pourrait réduire la marge (comme il le fait sur la plupart des yachts). La performance au vent pourrait être améliorée en adaptant un trim-tab à la quille – permit par la règlementation IMOCA pour les quilles fixes. Ceci permettrait aussi l’installation de foils plus conventionnels et plus efficaces en ayant pour seule fonction de créer de la levée.

L’appui supplémentaire sur les foils DSS entrainerait aussi une diminution du besoin de stabilité de forme des coques larges, Welbourn prévoit également une largeur maximale de l’Ultime IMOCA 60 DSS aussi basse que 4.2m. La seule contrainte est le point de tire du design à un mât récemment introduit, qui a une taille et un poids déterminé.

Une forme de coque spécialement conçue pour DSS ne nécessiterait plus une large étrave comme la plupart des voiliers de course moderne pour éviter de plonger en avant lors de la navigation contre le vent.

« Quand vous commencez à soutenir la plupart du déplacement du bateau sur le foil au lieu de la coque, ce dont vous avez besoin est quelque chose qui pénètre les vagues facilement en grande vitesse, et non une étrave imposante. Un type de bateau plus mince sera parfait » déclare Welbourn.

Le résultat final pèsera environ six tonnes, soit deux tonnes de moins que les IMOCA 60 les plus légers à ce jour. Sensiblement plus étroits et légers, les IMOCA 60 avec une quille fixe plutôt que basculante ; un foil droit au lieu d’une forme en L seront les éléments qui permettront la production de bateaux moins cher.

Retrofit des IMOCA 60 avec DSS

Les foils DSS-L peuvent aussi améliorer la performance des IMOCA 60 d’ancienne génération. Le retrofit pour ce type de bateau couterait de l’ordre de 50 000 £, soutient Welbourn. Cependant, comme le démontre les simulations, ces foils pourraient écourter un tour du monde de cinq jours par rapport au même bateau sans foils.

Welbourn conclut : « En fin de compte, le DSS est un moyen de produire des bateaux plus adaptés , plus sécurisés et sensiblement plus rapides tout en entrainant une réduction potentielle des coûts. Presque toutes les dérives jamais montées sur des IMOCA 60 fournissent un certain degré de levée en fonction de leur inclinaison dans le bateau et du degré de gîte ; d’où l’effet une pierre deux coups ».


Voir en ligne : Info presse www.dynamicstabilitysystems.com



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