Dynamique des fluides Équilibre sous voilesbugul.free.fr/CoursNav/...sous_voiles...21_03_2008.pdf · Réglage des voiles • Régler, c'est trouver un compromis entre : –Puissance

Scouts amp Guides de France - Cours de navigation pour le Brevet de Patron drsquoEmbarcation - NH2008

Dynamique des fluidesEacutequilibre sous voiles

Notions de reacuteglage

Maman les ptits bateaux

qui vont sur leau

ont-ils des jambes


Principes fondamentaux

bull Quelques notions de meacutecanique des fluidesndash Fluide incompressible

bull Un fluide incompressible laquo transmet raquo la pression

bull Leacutecoulement des veacutehicules sur un autoroute est compressible ccedila creacutee mecircme des bouchons

ndash Eacutecoulement laminairebull Le contraire de laminaire est turbulent

bull Il ny a pas de tourbillons

Avec votre eacutevier vous pouvez eacutegalement visualiser les deux types deacutecoulement

- laminaire le lavabo coule doucement le jet est transparent- turbulent en augmentant le deacutebit le jet devient blanc



bull Loi de conservation du deacutebitndash Hypothegravese lair est un fluide incompressible

ndash Le deacutebit est deacutefini comme une Vitesse x SurfaceQ = VS

ndash Lorsquun eacutecoulement voit sa section diminuer sil y a conservation du deacutebitalors il y a augmentation de la vitesse

V1

V2

Si le fluide est incompressible alors V

2 gt V

1



bull La pressionndash Rapport dune force sur une surface ( F S )

ndash Uniteacute le Pascal (Pa) 1 Pa = 1Nm2

ndash 1 Pascal = 100gr poseacutes sur une feuille de 1 m2

ndash La pression atmospheacuterique caracteacuterise le poids de toute la colonne dair au-dessus du sol

ndash Pression Atmospheacuterique Patm = 1013hPa

Pression P1

Pression P2 lt P

1



bull Principe de Bernoulli (1739)ndash Hypothegraveses fluide parfait laminaire non visqueux

ndash Principe simplifieacuteOn considegravere que laltitude la masse volumique la pesanteur sont des constantes

ndash On obtient une formule du type v2+αP = cste

ndash Autrement dit si la vitesse augmente alors la pression diminue


Effet Venturi

bull Application du principe de Bernoulli

V1

P1

V2 P

2

Supposons le fluide incompressible non visqueuxsi leacutecoulement est laminaire

alors V2 gt V

1

et P2 lt P

1

Il y a creacuteation dune deacutepression locale


Application agrave une voile

bull La voile incurve et resserre les lignes de courant

Reacutetreacutecissement leacutegerdes lignes de courantZone de deacutepression

Plus le creux est importantplus les lignes de courant

sont deacutevieacutees

Cest le creux qui fait avancer

Mais attention agrave la traicircneacutee une voile trop creuse est

aussi un obstacle qui freine

Force

daspiratio

n


Reacuteglage des voiles

bull Voile trop bordeacutee (route trop abattue)ndash Les lignes de courant se deacutecollent de la voile

ndash Les penons extrados faseyent



bull Voile trop choqueacuteendash Les penons intrados faseyent

ndash La voile finit par faseyer complegravetement(en drapeau)



bull Le creux de la voile creacutee une deacutepression ndash Au pregraves le voilier est aspireacute par le vent

ndash on symbolisera la somme des forces de deacutepression par une unique force appliqueacutee au barycentre de la voile

bull Leacutecoulement doit ecirctre laminaire ndash on visualise leacutecoulement avec les penons

ndash pour reacutegler la voile les penons doiventflotter horizontalement

ndash la voile ne doit pas faseyer


Anatomie dune voile

bull Un peu de vocabulaire

chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile

bull Chaque voile possegravede trois points ndash Point de Drisse

ndash Point dAmurebull en bas il deacutetermine lamure du voilier (Tribord amures le vent vient de tribord le point damure est agrave tribord)

ndash Point deacutecoute on y fixe leacutecoute

bull Les trois cocircteacutes de la voilendash Le Guindant le bord dattaque de la voile

ndash La Chute le bord de fuite de la voile

ndash La Bordure en bas



bull Reacutegler cest trouver un compromis entre ndash Puissance (creux des voiles)

ndash Eacutequilibrage du voilier (eacutequilibre Foc GV)bull Voilier ardent (barre laquo dure raquo) mou

ndash Vitesse

ndash Cap

ndash Toleacuterance aux variations du ventbull Mer calme vent stable

bull Mer agiteacutee vent variable en direction

ndash Gicircte stabiliteacute de caregravene


Agir sur la forme des voiles

bull Voile eacutetarqueacutee drisse tenduendash Guindant de foc tendu

bull diminution du creux la voile saplatit

bull Bonne peacuteneacutetration dans leacutecoulement =gt agrave utiliser dans le vent fort

bull Drisse mollie ndash la voile fait des petites fronces sur le guindant

ndash Le creux augmente on obtient plus de puissancebull Risque de deacutecollement (eacutecoulement turbulent)

bull Mais augmentation de la traicircneacutee=gt uniquement dans le petit temps



bull Rocircle du patarasndash Il relie larriegravere du voilier au haut du mat

ndash Pataras tendu Au pregraves ou par vent fortbull Le mat se cintre vers larriegravere

ndash Leacutetai se tend la chute de foc souvre

ndash La grand-voile est plieacutee vers larriegravere la chute de GV souvre

bull Meilleur eacutecoulement du vent en sortie des voiles diminution de la traicircneacutee

ndash Pataras mou bull Allures portantes augmenter le creux

bull Par vent faible pour maintenir les voiles gonfleacutees


Reacuteglages de foc

bull Rail deacutecouteAvanceacute Reculeacute

Chute tendue Bordure tendueBordure relacirccheacutee Chute relacirccheacuteeVoile ouverte en bas Voile ouverte en haut

On peut changerla position du creux



bull Position du rail deacutecoutendash Avanceacute permet daugmenter le creux donc la puissance de la voile =gt Petit tempsMais Attention au deacutecollement des filets dair et agrave la traicircneacutee

ndash Reculeacute Permet de vriller la voile de louvrir en haut Reacuteglage toleacuterant aux variations du vent bull Le bas de la voile est alors plus bordeacute que le haut

bull Lorsque le vent varie une partie de la voile est efficace=gt A utiliser par vent instable ou fort mer formeacutee


Reacuteglages de GV

bull Reacuteglage de bordure augmenter le creux

bull Hale-bas aplatir la voile fermer la chute

bull Ecoute modifier le braquage

bull Rail deacutecoute Permet le vrillage(mecircmes consideacuterations que le foc)

Bocircme


Reacuteglages de GV

bull Petit temps Augmenter le creuxndash Choquer la drisse la bordure le hale-bas

bull Gros temps Aplatir la voilendash Etarquer border le hale-bas

bull Besoin de toleacuterancendash Par vent fort mer agiteacutee

ndash Vriller la voile en agissant sur Ecoute + Rail deacutecoute


Conclusion

bull Reacutegler les voiles demande ndash Une connaissance fine de son voilier

ndash Une grande attention aux voiles agrave chaque instant

ndash Dinterpreacuteter les sensations agrave la barre pour ressentir leacutequilibrage du bateau

ndash Beaucoup de modestie et pas mal dexpeacuterimentation

Bon vent



bull Quelques notions de meacutecanique des fluidesndash Fluide incompressible

bull Un fluide incompressible laquo transmet raquo la pression

bull Leacutecoulement des veacutehicules sur un autoroute est compressible ccedila creacutee mecircme des bouchons

ndash Eacutecoulement laminairebull Le contraire de laminaire est turbulent

bull Il ny a pas de tourbillons

Avec votre eacutevier vous pouvez eacutegalement visualiser les deux types deacutecoulement

- laminaire le lavabo coule doucement le jet est transparent- turbulent en augmentant le deacutebit le jet devient blanc






V1

V2


2 gt V

1








Pression P1

Pression P2 lt P

1








Effet Venturi


V1

P1

V2 P

2


alors V2 gt V

1

et P2 lt P

1











Force

daspiratio

n

















Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent






V1

V2


2 gt V

1








Pression P1

Pression P2 lt P

1








Effet Venturi


V1

P1

V2 P

2


alors V2 gt V

1

et P2 lt P

1











Force

daspiratio

n

















Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent








Pression P1

Pression P2 lt P

1








Effet Venturi


V1

P1

V2 P

2


alors V2 gt V

1

et P2 lt P

1











Force

daspiratio

n

















Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent








Effet Venturi


V1

P1

V2 P

2


alors V2 gt V

1

et P2 lt P

1











Force

daspiratio

n

















Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent


Effet Venturi


V1

P1

V2 P

2


alors V2 gt V

1

et P2 lt P

1











Force

daspiratio

n

















Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent










Force

daspiratio

n

















Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent

















Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent













Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent









Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent


Anatomie dune voile


chute

chute

guindant

guindan

t

bordure bordure

point de drisse

pointdamure

pointdamure

point deacutecoute

point deacutecoute

point de drisse


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent


Anatomie dune voile











ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent





ndash Vitesse

ndash Cap
































Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent





























Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent





















Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent












Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent







Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent


Reacuteglages de GV





Bocircme


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent


Reacuteglages de GV






Conclusion





Bon vent


Conclusion





Bon vent

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