L’univers de la navigation moderne connaît une mutation profonde. En début d’année 2025, nous avons pris une décision importante : choisir pour notre bateau une technologie vélique très récente, alors que pendant toute la phase de conception, nous nous étions projetés sur un gréement plus classique avec des voiles triangulaires. Cette transition vers des systèmes plus sophistiqués reflète une quête permanente de performance, portée par une compréhension accrue de la dynamique des fluides.
La physique au service de la propulsion : De Bernoulli à l'aile rigide
Si on peut imaginer que ça marche quand le vent souffle dans la bonne direction, ce qu’on appelle un “vent portant”, comment faire dans les cas où le vent nous pousse en arrière ? On a tous entendu parler de la technique qui consiste à “tirer des bords” pour “remonter le vent”, c’est-à-dire à zigzaguer pour ne pas avoir le vent de face. C’est là qu’intervient une loi physique dont j’avais entendu parler, mais à laquelle je n’avais jamais pris le temps de m’intéresser pour en comprendre les bases. Il s’agit de l’effet Venturi, basé sur le théorème de Bernouilli, du nom de deux physiciens du XVIIIe siècle qui ont théorisé ces phénomènes fondateurs de la dynamique des fluides.
Ils décrivent des propriétés de tous types de fluides, aussi bien gazeux que liquides, quand ils sont en mouvement. Et parmi ces propriétés, il y en a une qui permet à la fois de faire voler les avions et de faire avancer les voiliers : la densité d’un fluide diminue quand il accélère ! Du fait de sa forme légèrement asymétrique, le chemin que doit parcourir une particule d’air est plus long en passant par le haut (la partie un peu bombée qu’on appelle l’extrado) que par le bas (l’intrado). Comme la nature a horreur du vide, la seule solution pour celle qui prend le chemin du haut est d’accélérer, pour retrouver sa petite camarade à temps à la fin de l’aile. Comme il accélère, il est moins dense. Et c’est comme ça que les oiseaux et les avions parviennent à voler : ils ne sont pas vraiment « portés » par l’air qui se trouve sous leurs ailes, mais plutôt « aspirés » par l’air qui se trouve au-dessus de leurs ailes.
Eh bien pour un voilier, c’est la même chose, sauf qu’au lieu d’avoir une aile rigide, comme sur un avion, nous avons une voile souple. Ce qui est assez génial avec ça, c’est qu’au final, si par vent arrière un bateau ne peut jamais aller plus vite que le vent, si le vent vient de côté, ce qu’on appelle le “vent de travers”, on va pouvoir aller plus vite, car on condense toute l’énergie du vent dans une direction.
La voile rigide : Vers l'optimisation du profil
Dans la pratique, une voile doit pouvoir utiliser les deux types de puissance : la poussée arrière (écoulement décroché pour les intimes) et l’aspiration (appelée portance ou écoulement attaché). Pour la poussée arrière, c’est la surface qui compte. C’est à ça que servent les spinnakers, plus communément appelés “spis”. C’est aussi pour ça que les gros voiliers du 19e siècle, les “3 mâts barque”, dont les célèbres cap-horniers avaient autant de surface de voile. Mais dans la plupart des autres mers, comme la Méditerranée, le vent change sans arrêt de direction, ce qui fait qu’on a forcément le vent de face sur une partie du voyage.
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Tout le jeu consiste à augmenter la portance sans augmenter la traînée. Le ratio entre les deux s’appelle la finesse. Améliorer la finesse dépend de plein de paramètres très compliqués. Ce que j’ai réussi à comprendre, c’est que cette finesse dépend énormément du profil de la voile. Il faut maximiser le différentiel de distance parcourue par l’air entre les 2 faces de la voile, tout en limitant au maximum la traînée. Sur un voilier classique, il existe plusieurs réglages pour tendre et pivoter la voile, mais le seul moyen d’atteindre le profil idéal, c’est la voile rigide.
L’idée est remise au goût du jour par un architecte naval français, Marc Van Peteghem, fondateur de VPLP, qui imagine une aile en deux parties articulées pour l’incurver dans un sens ou dans l’autre. En tendant d’abord une toile sur une structure, et plus tard en remplaçant carrément la toile par de la fibre de carbone, on peut créer une forme rigide, spécialement optimisée pour maximiser la finesse. Ça coûte plus cher qu’une voile en nylon, mais comme la finesse est meilleure, on peut se permettre de diminuer la surface.
L'essor des foils : L'art de s'élever au-dessus de l'eau
Les foils ont radicalement transformé le monde des bateaux en permettant à divers types de navires de naviguer à des vitesses incroyables. En réduisant la traînée et en augmentant l'efficacité, les foils permettent aux bateaux de s'élever au-dessus de la surface de l'eau, offrant une navigation plus fluide et rapide. Un foil est un appendice immergé et fixé sous la coque d'un bateau. Lorsqu'un bateau atteint une certaine vitesse, les foils, grâce à leur profil semblable à une aile d’avion, créent une portance suffisante pour soulever la coque hors de l'eau, réduisant ainsi la surface de contact avec l’eau.
Le fonctionnement des foils repose sur les principes de l'hydrodynamique. Lorsque le bateau accélère, l'eau s'écoule sur le profil incurvé du foil, générant une portance. Cette portance soulève le bateau, réduisant le contact avec l'eau et donc la résistance. Les foils sont particulièrement efficaces sur les hydoptères et les voiliers, permettant à ces bateaux d'atteindre des vitesses élevées tout en maintenant une stabilité optimale. Le développement de ces accessoires a également stimulé des innovations dans des disciplines comme le wingfoil, l’efoil et le kitefoil.
Le Wingfoil : Une discipline en pleine effervescence
Le wingfoil est une nouvelle discipline de glisse nautique qui a connu un véritable essor ces dernières années. Cette activité mélange le kitesurf, la planche à voile et le surf en utilisant une planche de surf ou de SUP équipée d’un foil et d’une voile gonflable. Face à cette croissance, de nombreuses marques ont décidé de se lancer sur ce marché en proposant des planches, des foils et des ailes spécialement conçus pour cette discipline.
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Le choix du matériel est crucial. Pour bien choisir son aile de wingfoil, il est essentiel de définir son programme : freeride, surf, race ou freestyle. Les matériaux avancés surpassent désormais le spi et le Dacron classiques. Par exemple, le MOD3 utilisé par Duotone offre une résistance à l’élongation bien supérieure, tandis que des matériaux comme l'Allula pour les bords d'attaque permettent des gains de poids et de rigidité considérables.
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