L'hydrofoil, également appelé « foil », a révolutionné le monde des sports nautiques ces dernières années, transformant l'expérience de la glisse sur l'eau. Cette technologie, basée sur l'aileron portante, s'est imposée dans différentes disciplines et ouvre de nouvelles possibilités, offrant une sensation de vol au-dessus de la surface aquatique.
La Technologie de l'Hydrofoil : Le Principe du Vol sur l'Eau
Un hydrofoil est fondamentalement un système de portance sous-marin conçu pour être monté sous une planche de surf, un kiteboard, une planche à voile ou toute autre plateforme nautique. Son fonctionnement repose sur des principes hydrodynamiques précis. Dès que la planche atteint une vitesse suffisante dans l'eau, le foil génère une portance. Ce phénomène entraîne le soulèvement de la planche au-dessus de la surface de l'eau, réduisant ainsi considérablement la résistance de l'eau. Le principal avantage de cette technologie est justement cette réduction de la friction, permettant une glisse presque silencieuse, donnant l'impression de se déplacer dans les airs.
Pour comprendre le mécanisme, il est essentiel de rappeler ce qu’est un foil : les foils fonctionnent grâce à la pression de l’eau. Ils sont caractérisés par un profil très marqué d’un côté et un profil plus fin ou plat de l’autre. Sur le profil le plus marqué (au-dessus), les molécules d’eau sont accélérées pour arriver en même temps que les molécules d’eau qui se déplacent de l’autre côté (dessous). C’est ensuite une application directe de la physique, où le Théorème de Bernoulli stipule qu’à altitude égale, la pression d’un fluide diminue quand sa vitesse augmente et augmente quand sa vitesse diminue. Cette différence de pression entre la face supérieure et la face inférieure de l'aile avant du foil est ce qui génère la portance, soulevant la planche hors de l'eau. Le foil, généralement composé d’une aile avant et d’un stabilisateur arrière, crée cette différence de pression lorsqu’il est en mouvement dans l’eau, réduisant ainsi la friction et permettant au surfeur de glisser en douceur sur la surface.
Les sensations que cela procure sont uniques : elles donnent l’impression de voler au-dessus de l’eau. Plus de bruit, on accélère au ras de l’eau et la sensation de vitesse est démultipliée. Cette approche innovante permet non seulement de naviguer sur des vagues plus petites et moins puissantes, mais aussi de défier des vagues énormes et déferlantes. De plus, elle a ouvert de nouvelles perspectives en matière de freestyle, avec des riders réalisant des figures aériennes impressionnantes au-dessus de l’eau.
Les Racines Historiques de l'Hydrofoil
L'idée de l'hydrofoil n'est pas une nouveauté contemporaine. Dès le début du XXe siècle, des ingénieurs expérimentaient déjà des hydroptères. L'inventeur italien Enrico Forlanini a développé l'un des premiers hydroptères fonctionnels en 1906. Lors d’une sortie mémorable sur son Idroplano N°7, atteignant 75 km/h en 1911, ses passagers n'étaient autres qu'Alexander Graham Bell et Casey Baldwin, qui s'étaient intéressés aux hydrofoils depuis la parution en mars 1906 d’un article de William E. Meacham sur les plans porteurs. Ils allaient dès lors se lancer dans cette aventure. Après de nombreux essais, en 1919, leur HD-4 atteignit la vitesse remarquable de 114 km/h.
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L'histoire du surf foil, plus spécifiquement, remonte même aux années 1920, lorsque le pionnier hawaïen Alexander Hume Ford a commencé à expérimenter avec des hydrofoils attachés à des planches de surf traditionnelles. Bien avant ces applications modernes, les remous formés autour d’une aile furent étudiés dès l’été 1861 par Thomas Moy. Celui-ci expérimentait ce qu'il appelait le « vol dans l’eau » en équipant un canot de trois ailes horizontales qu’il faisait tracter par un cheval. Il rapporta alors que « le bateau a été soulevé tout à fait hors de l’eau, les plans porteurs se sont élevés jusqu’à la surface ». Il venait sans le vouloir d’inventer l’hydrofoil.
Ces essais initiaux ont été suivis par d'autres pionniers tels que Farcot, Thornycroft, Phillips, Lambert et les frères Meacham. Beaucoup de ces concepteurs travaillaient sur les « plus lourds que l’air », une expression inventée par le photographe et écrivain Félix Tournachon (Nadar) pour différencier les aéroplanes des ballons, et la plupart de leurs projets utilisaient des hélices aériennes. Entre temps, d’autres grands noms comme Richardson, Crocco, Ricaldoni, Guidoni, les frères Wright (Orville et Wilbur Wright n’ont pas uniquement fait voler le premier avion dans un champ de Kitti Hawk), Hewitt et Santos-Dumont ont également survolé les flots avec leurs propres expérimentations. En 1927, le baron Hanns von Schertel a commencé ses travaux sur les hydrofoils, qu’il a poursuivis pendant la Seconde Guerre mondiale. Après-guerre, aux USA, en Italie, en Russie et dans d'autres pays, de très nombreux bateaux militaires et civils équipés d'hydrofoils ont vu le jour. En France, en 1966, plusieurs entreprises de pointe, dont la SNIAS (future Aérospatiale), ont démarré un projet d’hydroptère équipé d’hydrofoils immergés, le H-890.
L'Avènement du Foil dans les Sports Nautiques
Dans le domaine des sports nautiques, il a fallu attendre les années 1990 pour que les foils suscitent un intérêt notable. Ils ont d'abord été utilisés dans la voile, notamment dans des compétitions prestigieuses comme la Coupe de l'America, où la recherche de la vitesse et de la performance est primordiale. Ce n’est que dans les années 2000 que le surf foil a commencé à gagner en popularité grâce aux progrès technologiques. Laird Hamilton, une légende du surf de grosses vagues, est souvent crédité comme l’un des premiers à avoir utilisé le surf foil de manière significative. Il a travaillé en étroite collaboration avec des ingénieurs pour développer des foils plus avancés, capables de soulever la planche au-dessus de l’eau avec une plus grande efficacité. Au fil des ans, d’autres surfeurs passionnés ont rejoint le mouvement, apportant leurs propres innovations et styles à cette discipline en constante évolution.
Les hydrofoils ont profondément bouleversé le surf et d'autres sports de glisse, ouvrant la voie à de nouvelles disciplines :
- Kitefoiling : L'hydrofoil a ouvert de toutes nouvelles possibilités dans le domaine du kitesurf. Lorsque le vent est faible et que les planches de kitesurf traditionnelles sont difficilement maniables, une planche à foil peut être utilisée avec une traction réduite, permettant ainsi de naviguer dans des conditions de vent minimales. Les sensations en kitefoiling, surtout au début, permettaient de naviguer avec très peu de vent. Un pratiquant a même réussi à descendre à 4 nœuds avec une aile à caisson de 19 m. Mais, au-delà de cette capacité par vent faible, l'évolution du foil a montré son potentiel extraordinaire en matière de vitesse, dans toutes les conditions.
- Surf foiling : Dans le surf foiling, le foil est monté sous une planche de surf. Le surfeur pagaie comme dans le surf traditionnel, mais dès qu'il prend une vague, la planche se soulève hors de l'eau. Le foil permet de glisser très longtemps sur une petite vague, car la planche ne subit pratiquement aucune perte de friction. Cette capacité à exploiter des vagues que l'on ne pourrait pas surfer avec une planche classique est une révolution. On voit des surfeurs comme Kai Lenny utiliser une planche de Race Naish recoupée sur l’arrière, le boîtier du foil étant placé à environ 40 cm à l’arrière de la poignée. Pour relancer le foil et le stabiliser, il « pompe », utilisant son corps pour osciller d’avant en arrière : quand l’appui est sur la jambe arrière, le foil monte et quand il est devant, il redescend.
- SUP-foiling : Le foil a également fait son apparition dans le stand-up-paddle. Ce sont surtout les pagayeurs expérimentés qui profitent de cette technique lorsqu'ils surfent sur de petites vagues ou lorsqu'ils naviguent sous le vent. Le foil SUP est accessible à de bons pratiquants. Un autre pionnier en France, Bruno André, s’est avant tout concentré sur le windsurf. Son foil, très porteur, était facilement transposable sur un SUP en adaptant le boîtier, bien qu'il manquait de vitesse. La pratique du SUP foil est toutefois limitée, pour l'instant, à des vagues molles avec du fond, ou en downwind comme l’a prouvé Kai Lenny. La question demeure de savoir pourquoi une planche de race ne pourrait pas monter sur le foil sur du plat ; cela nécessitera encore quelques années de développement pour le SUP.
- Wing-foiling : Le wing-foiling est l'une des disciplines les plus récentes dans le domaine des sports de foil. Elle consiste à tenir dans les mains une aile gonflable, semblable à un kite mais sans lignes. Le rider se tient debout sur une planche de foil et utilise le vent pour se déplacer sur l'eau, combinant des éléments du windsurf, du kitesurf et du surf foil.
La Révolution Électrique : L'eFoil et le Foil Assist
La technologie du foil ne cesse d'évoluer, et l'une des avancées les plus marquantes est l'introduction des eFoils, marquant une véritable révolution électrique. Qu'est-ce qu'un eFoil ? Les eFoils sont des planches de surf électriques équipées d'un hydrofoil intégré et d'un moteur électrique sans émissions. L'eFoil est contrôlé à l'aide d'une télécommande sans fil tenue dans la main, offrant une expérience de glisse fluide et contrôlée. L'autonomie des batteries des eFoils modernes est d'environ 60 à 90 minutes, avec un temps de recharge variant de 1,5 à 3 heures selon le modèle. Ces engins peuvent atteindre des vitesses allant jusqu'à 50 km/h, offrant des sensations de vitesse uniques. Les planches sont généralement fabriquées en fibre de carbone ou dans d'autres matériaux légers, garantissant performance et durabilité.
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Le premier eFoil commercial a été lancé en 2018 par la société Lift Foils, rapidement suivie par Fliteboard en 2019. En 2022, Aerofoils a marqué une nouvelle étape en révolutionnant le marché de l'eFoil avec le premier Jetfoil, une innovation qui continue de repousser les limites de la technologie. Sur le plan environnemental, les eFoils sont pratiquement sans émissions et silencieux, contribuant à une pratique des sports nautiques plus respectueuse de l'environnement. Une manipulation sûre des composants électroniques est particulièrement importante pour ces dispositifs.
Parallèlement aux eFoils complets, l'innovation hybride Foil Assist représente une nouvelle technologie qui se situe entre le foiling pur et l'eFoiling. Il s'agit d'un petit système électrique d'assistance qui aide le rider au démarrage ou dans des conditions difficiles. Cette technologie est particulièrement intéressante pour les surfeurs qui souhaitent pratiquer le foiling dans des conditions plus exigeantes, sans pour autant opter pour un eFoil complet.
Eric Tabarly et la Quête de la Performance : Un Visionnaire du Foiler
L'histoire des hydrofoils est également jalonnée par des figures emblématiques et leur quête incessante de performance. En France, Eric Tabarly a été un des initiateurs de ce mouvement. Loin d'une épiphanie soudaine, son intérêt pour les hydrofoils s'inscrit dans une longue carrière dédiée à l'optimisation de la performance de ses voiliers. Dès 1952, Eric Tabarly s’engage dans l’aéronavale. Il suit une formation de pilote à St-Mandrier, suivie d’une spécialisation multimoteur au Maroc. Pour Tabarly, l’aéronavale n’est pas seulement le moyen de gagner de l’argent pour remettre Pen Duick en état. Comme il se confie dans "Tabarly Une vie d’homme libre" de Gilles Pernet : « j’adorais l’aviation, piloter c’est un peu comme barrer » et « j’avais envie de faire carrière aux commandes d’un avion ». À Lanvéoc-Poulmic, il étudie la portance, la viscosité des fluides, la charge alaire. Il obtient la note de 14,03 en « Aéronavale », l’une de ses meilleures moyennes sur les 23 spécialités enseignées. À 25 ans, il dispose d’un sérieux bagage théorique et pratique, avec plus de 1 000 heures de vol. Pour l’Ostar 1964, il installera un astrodôme d’hydravion sur Pen-Duick II pour faciliter la veille, ses heures de formation et de pratique lui ayant permis d’acquérir une vision tridimensionnelle de la météo quand ses concurrents avaient alors, pour la plupart, une vision bidimensionnelle.
L'intérêt d'Eric Tabarly pour les foils est documenté. En 1974, il réfléchit à une évolution de Pen Duick IV équipée de foils. D’après ce qu’il écrit dans "Du tour du monde à la Transat", c’est un an plus tard, au cours de l’hiver 1975, qu’il décide de franchir le pas et choisit la voie des plans porteurs. Il planchait alors sur la monture adéquate pour courir la Transat en solitaire de 1976 et estimait que les multicoques étaient arrivés à leur maturité. Pour battre ceux qui avaient choisi de construire de très grandes unités, comme Terlain et Colas, il existait une autre voie que le gigantisme : le foiler. Ce nom, "foiler", est une invention de Gérald Holtom pour différencier les hydrofoils, engins volants, des foilers qui utilisent la portance des foils pour assurer leur stabilité.
Eric Tabarly a toujours été à l’affût de nouvelles solutions pour améliorer les performances de ses voiliers, et donc leur stabilisation. En 1964, la construction en contreplaqué de Pen Duick II lui confère un excellent rapport déplacement/lest. Le III est construit en alliage léger, équipé d’une quille à bulbe et d’un wishbone qui lui permet de porter un maximum de toile. Le IV, premier grand multicoque de course, est pourvu, à son lancement, de mâts ailes. Le V dispose de ballasts, de redans et d’une fine quille à bulbe. Enfin, le VI est, lors de sa mise à l’eau, équipé d’une quille en uranium appauvri. L’utilisation d’hydrofoils est pour Eric Tabarly une étape supplémentaire dans sa longue quête de la performance.
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Démarrée en 1975, la gestation du projet de foiler « Pen Duick VII » a fait l’objet de nombreux écrits. Pourtant, ce qui a fait germer cette idée n’apparaît, semble-t-il, dans aucun document. Eric Tabarly a toujours su s’entourer pour exploiter ses idées ou celles sous-exploitées. Un moment clé fut sans doute l'été 1982, alors qu'il feuilletait le livre de Gérard Pesty, "Le monde des multicoques". Sur une photo du cahier central, on le voit assis sur une coque de Tornado transformée en trimaran à hydrofoils, volant au-dessus du pertuis rochelais. C’est la couverture médiatique de cet essai en 1976 qui a laissé penser, en France, que le premier voilier à hydrofoils venait de naître.
Un autre épisode significatif fut sa rencontre avec le Williwaw de David Keiper. Au retour de la course San Francisco-Tokyo, remportée avec 10 jours d’avance sur le second à bord de Pen Duick V, Eric Tabarly prenait part à bord de Pen Duick IV à la course Los Angeles-Honolulu. Dans la baie de San Francisco, en route pour « L.A. », Pen Duick IV croisa Williwaw. Dessiné et construit par l’Américain David Keiper, Williwaw est un trimaran en contreplaqué muni de quatre foils en échelle. À son bord, Keiper effectua deux longues croisières à travers le Pacifique (20 000 milles). Selon Eric Tabarly, Pen Duick IV allait plus vite que Williwaw : « Avec une bonne brise et sur les eaux plates de la baie, Pen Duick IV allait très vite, sans doute pas loin de 20 nœuds, nous avons laissé Williwaw sur place… ». Bien que David Keiper ait rapporté une différence moins flagrante, Eric Tabarly a sans aucun doute analysé la situation et pris en compte les différences entre les deux bateaux, notamment la taille et la conception.
Eric Tabarly a également été invité à un "Special AYRS Meeting" à Londres, via l’ambassade d’Angleterre, pour discuter de la vitesse sous voile. Malgré une réticence initiale due à sa maîtrise de l'anglais, il a finalement été convaincu par une seconde invitation accompagnée d’un mot du Prince Philip, Duc d’Édimbourg, grand passionné de voile. Il s’y rendit en spencer d’officier de marine et en revint enchanté, d’autant plus que le Prince lui parla en français pendant toute la réunion. L’assistance visionna un film tourné lors de la première semaine de vitesse de Weymouth de 1972. Eric Tabarly, dont l’intervention fut traduite par le président de l’AYRS, prit la parole pour évoquer ses projets et expliquer pourquoi il préférait les trimarans aux catamarans. David Alan Keiper, concepteur de Williwaw, évoqua sa transpacifique sur hydrofoils. Gerald Holtom, inventeur du nom « foiler », qui en avait déposé le concept en 1972, était également présent.
L’historien Daniel Charles a bien résumé la démarche de Tabarly : « Je doute fort qu’Eric ait eu une épiphanie, un moment « Eurêka ! », un réveil au milieu de la nuit en criant « L’hydrofoil, bien sûr ! ». Eric a acquis les connaissances techniques nécessaires pour comprendre le vol et a piloté de nombreux modèles d’avions. Passionné d’architecture navale, il a toujours été en quête d’idées permettant d’améliorer les performances. Un exemple de son approche pragmatique est donné par un incident survenu en 1975 avec le Pen Duick 600 : la barre vibrait. Après des discussions sans issue entre l’équipe, Eric, qui lisait une revue dans un coin, finit par lever la tête et dire de sa voix si particulière : « Yaka faire un méplat sur le bord d’attaque ». Puis il se replongea dans sa lecture, démontrant sa compréhension intuitive et profonde des principes hydrodynamiques. Eric Tabarly s’est toujours intéressé au patrimoine maritime et à l’architecture navale, dévorant tous les livres sur ces sujets. Il a sûrement lu avec beaucoup d’attention des articles sur les appendices porteurs, car bien avant les années 70, la presse publiait des articles sur des engins volants.
Pionniers et Innovateurs Divers dans le Monde du Foil
Au-delà de ces figures centrales, l'histoire du foil est riche de nombreux pionniers qui ont contribué à son développement et sa démocratisation.
En 1912, Alexander G. Bell demanda à son associé Casey Baldwin si des foils ne pourraient pas améliorer les performances d’un voilier. Après plusieurs essais, le 29 août 1913, leur maquette Nancy décolla, mue par la seule force du vent. Un an plus tard, ils lancèrent Jaboticaba, un dériveur qui décollait tracté mais malheureusement jamais sous voile.
En 1913, année du vol de Nancy, naît Robert Rowe Gilruth, l’homme qui allait diriger les programmes Mercury, Gemini et Apollo de la NASA. En 1938, Robert, alors âgé de 25 ans, naviguait sur un petit voilier dont il n’était pas satisfait des performances lorsqu'il ne planchait pas sur la stabilité des avions. Il se souvint des essais d’A.G. Bell et décida de concevoir un catamaran à hydrofoils. Avec son épouse, il testa des maquettes dans leur baignoire, puis réalisa Catafoil dans leur appartement situé au second étage. En 1941, dans la baie de Chesapeake, Robert tira sur le manche qui pilotait les foils de Catafoil. Si la courte histoire de Catafoil reste méconnue, celle de Monitor, développé par Gordon Baker, a fait les beaux jours de la presse. Même en pleine guerre froide, le numéro de septembre 1967 de la revue russe Katera I Yahty fit écho des vols de Monitor. C’est en naviguant sur un E-Scow, long dériveur à fond plat des lacs américains, que Gordon Baker eut l’idée d’utiliser des foils. En 1950, il testa un premier engin équipé de foils en V, puis démarra le projet Monitor. Ce dernier était équipé de quatre plans porteurs en échelle, et sa régulation en altitude était pilotée par les efforts exercés par le gréement. Étai, pataras et écoutes étaient connectés au foil arrière par une sorte d’ordinateur mécanique dissimulé à l’intérieur. Monitor décolla pour la première fois en 1955 sur le lac Mendota et réalisa des pointes à 30 nœuds.
À l’instar des engins à moteur, à partir des années 50, de très nombreux hydrofoils et foilers à voile virent le jour. En 1954, Edmond Bruce et Sam Catt créèrent un canoë équipé de foils en T. En 1956, le Dr Robertson développa un trimaran à foils. Ces passionnés étaient souvent membres de l’Amateur Yacht Research Society (AYRS), regroupant des "fous de vitesse". En 1962, Dick Newick équipa son trimaran de croisière Lark de plans porteurs. Entre 1963 et 1973, R.R. Outrigger fut le foiler de R.R. Gilruth. En 1970, David Chinery mit à l’eau le foiler Mantis IV pour la Round Britain Race. Long de 10,40 m, il n’avait pas de flotteur mais des foils très épais. En France aussi, on innovait. Dès 1962, Roland Tiercelin réalisa de nombreux engins dont le Triplane, dont la version sans foil sera utilisée pour le film "Le petit baigneur".
Des pionniers notables incluent : Nancy d’A.G. Bell & C. Baldwin (Canada, 1913), Catafoil de R.R. Gilruth (USA, 1941), Monitor de G.J. Baker (USA, 1955), Véliplane de C. Tisserand (France, 1964), et Triplane de R. Tiercelin.
Dans le monde du kitesurf, l'apparition du foil en carbone, notamment sous l'impulsion de Mango, un Hawaïen alors inconnu, fut une étape décisive. Un entrepreneur, à la suite de sa rencontre avec Mango, devint l’importateur pour la France et créa en parallèle de son shop FreeRide Attitude, la société Taaroa. Rapidement, il fut compris que le foil Carafino était limité, car les profils n’avaient pas vraiment été étudiés. Franck Adam, un ami avec d’énormes connaissances et qui bricole beaucoup, a continué à faire évoluer le foil et à aider de nombreuses marques, même après que Mango eut livré des produits défectueux et se fut retiré. Ce travail de développement s'est poursuivi, notamment avec le projet d'adaptation d’un foil pour le downwind en SUP, persuadé que cela pourrait marcher et ayant identifié les caractéristiques de foil nécessaires.