Chronique 242
Essai en bassin de carène : Une aide indispensable au dessin architectural
Par Dominique Wavre
Les essais en bassin de carène donnent à croire qu’ils font partie d’une époque désuète de l’architecture navale.
Tests en soufflerie |
Al’heure des puissants et efficaces logiciels de simulation de performance des voiliers et de dessins en trois dimensions, l’essai en bassin de carène – ou tirer une maquette dans une
piscine – apparaît comme un moyen de calcul archaïque.
Et pourtant tous les projets high-tech de compétition ont recours à un moment donné à ces tests. Ils pourraient laisser croire que les chercheurs ne sont pas sûrs de leurs calculs et qu’ils ont besoin de les valider en piscine, mais cela est inexact. Autant les logiciels de calcul savent procéder à la mise en assiette d’une carène de bateau immobile dans l’eau, autant il est difficile d’appréhender les interactions des fluides sur un objet en déplacement quand celui-ci se balade entre des fluides aussi différents que ce sont l’eau et l’air.
La création de la vague de déplacement d’une carène dans l’eau évolue en fonction d’un nombre de paramètres impressionnants. Leur modélisation fait partie des calculs les plus complexes qui soient. Ajouter des vagues à tout cela, et les ordinateurs se mettent à fumer… Ou plutôt les résultats deviennent moins fiables… que ceux des essais en mer! Ouf, heureusement pour notre sport, dame nature se refuse aux équations les plus compliquées et ne rentre pas (encore) dans le cadre rigide des algorithmes de calculs
des logiciels de nos architectes.
Les pieds au frais et la tête en ébullition
En vue de la construction d’un prochain monocoque de 60 pieds, nous nous retrouvons dans les sous-sols de l’université de Southampton, à suivre une maquette de 2 mètres 60 de long accrochée à un portique monté sur des roues de train. A 20 noeuds, la maquette fait le bruit d’une rame de métro à pleine vitesse.nt les budgets sont très importants.
Un professeur Tournesol anglais passionné tente de nous expliquer les paramètres de calculs qui rentrent en équation pour fournir des résultats utilisables. Et la complexité extrême de cette simulation apparaît. Il y a des centaines d’essais à faire, à toutes les gîtes, toutes les vitesses,toutes les configurations du bateau, léger ou lourd, toutes les assiettes, avant et arrières, avec et sans appendices…
La température et la salinité de l’eau sont vérifiées au préalable, et rentrées dans les calculs. L’expérience se révèle beaucoup plus longue et fastidieuse que l’on ne l’imagine au départ, beaucoup plus complexe également.
Essais en bassin de carène |
Avec un mal de tête garanti si vous n’avez pas l’esprit scientifique, et froid aux pieds si vous n’avez pas de grosses chaussures (il fait humide autour du bassin!). L’architecte a su nous persuader de l’intérêt de la démarche, dont les résultats doivent encore être validés par le Velocity Prediction Programme (VPP), un programme informatique complexe qui intègre tous les paramètres du bateau pour en déduire la vitesse théorique à toutes les allures et par toutes les conditions. C’est ce que l’on connaît tous sous forme de polaires de vitesse. Ces données de plus en plus précises sont utilisées systématiquement par les régatiers pour vérifier s’ils sont bien réglés et proches de la vitesse cible pour les conditions de vent du moment. Une fois ce programme adapté aux statistiques des vents attendus pendant le Vendée Globe, vous avez théoriquement le bateau le plus rapide de la course!
Essais en tout genre
Il existe aussi des essais possibles en soufflerie pour valider les gréements, les voiles et leurs combinaisons. En ce
qui nous concerne, notre architecte possède déjà des données exploitables dans ce domaine. Les appendices peuvent aussi être testés en soufflerie. Ils sont complétés par des calculs hydrodynamiques complexes qui déterminent les profils des safrans et des
quilles pour leur efficacité par tous les temps. Ainsi la création d’un voilier de course au large procède d’une démarche scientifique menée par des ingénieurs de haut vol. Il n’y plus beaucoup de place pour les rêveurs ou les artistes… qui se consoleront devant la beauté épurée et l’efficacité des bateaux. Heureusement qu’il reste le rêve à l’origine de tout projet…
