Le safran d'un bateau, organe vital de la direction, transforme la pression de l'eau en une trajectoire précise. C'est cette pièce plate et verticale qui, en pivotant, dévie le flux d'eau pour permettre au navire de changer de cap. Historiquement, les doubles safrans étaient presque exclusivement visibles sur certains yachts de régate ou autres constructions spéciales, mais on les trouve désormais aussi dans la production en série. Des petits yachts sportifs comme Seascape ou SQ 25 sur les yachts de croisière d'entrée de gamme comme Dufour 310 ou Elan 350 jusqu'aux produits phares comme Bavaria Cruiser 56, la palette est large.
La physique derrière les systèmes de gouvernail
L'angle et la surface avec lesquels un safran glisse dans l'eau varient en fonction de la gîte. En général, un safran est plus efficace lorsqu'il se trouve à l'arrière de la coque ; la capacité à tenir le cap, entre autres, est alors améliorée. Cependant, plus un yacht est large, surtout à l'arrière, plus il se tord en cas de gîte. En raison de la forme plate des membrures, le côté au vent sort de l'eau et, pour simplifier, le yacht tombe sur le nez. L'assiette s'accompagne d'une forte inclinaison au vent, à laquelle le barreur doit réagir en donnant un coup de barre significatif. De grandes différences de pression apparaissent alors autour du safran. L'amarrage sur le nez a également pour effet de soulever la poupe. Un safran individuel installé au milieu du bateau peut alors sortir de l'eau dans sa partie supérieure - plus il se trouve à l'arrière, plus il a de chances de sortir de l'eau. Il manque ainsi, pour parler vulgairement, le couvercle sur le système. La dépression au niveau du gouvernail peut trouver un équilibre en aspirant de l'air par le haut. Il en résulte un décrochage et une perte de contrôle.
Une alternative consiste à utiliser un safran de taille correspondante et surtout très profond. Aujourd'hui, la plupart des constructeurs ont recours à cette variante. Ce qui paraît étonnant au premier abord, c'est qu'il existe une possibilité apparemment bien meilleure : le double safran. Il ne fait pas levier, au contraire, il est d'autant plus efficace que le bateau est gîté, car il s'enfonce alors complètement. Les bateaux équipés d'un double safran sont donc normalement toujours très faciles à maintenir sur le cap, même lorsqu'ils sont très inclinés et que les autres yachts produisent déjà des coups de soleil. L'énorme gain de contrôle apporté par un double safran est si prononcé que l'on se demande involontairement pourquoi tous les yachts de croisière modernes et larges ne sont pas équipés de la sorte. "Un double safran, c'est aussi deux fois plus de possibilités de faire des bêtises", explique Matthias Bröker, constructeur chez Judel/Vrolijk & Co à Bremerhaven.
Dynamique des courants et performance
Un yacht n'est pas soumis à un courant parallèle, mais à un courant de contournement. Plus le courant est éloigné de la ligne médiane du bateau, plus il est dévié. Pour être correctement dans le courant, le gouvernail sous le vent devrait donc avoir un autre angle que celui au vent. Mais cela augmenterait la résistance. Un autre effet est le flottement du safran au vent, qui se produit lorsque celui-ci n'est que très légèrement immergé. La solution à ce problème est à nouveau une légère inclinaison vers l'avant. La comparaison entre l'inclinaison du gouvernail et l'inclinaison de l'aile montre à quel point ces effets peuvent s'additionner de manière négative.
Sur des modèles comme le Dufour 310 et le Beneteau Oceanis 31, les pales ont, selon leur concepteur italien Umberto Felci, toujours environ 30 % de surface mouillée en moins qu'un safran simple sur ce bateau. Néanmoins, et c'est un aspect très important, les doubles safrans ne sont avantagés que lorsque le safran au vent vole, c'est-à-dire lorsqu'il sort de l'eau. C'est pourquoi Felci a maintenu les pales si courtes que cet effet se produit à partir d'une position de 25 degrés. Par vent faible ou par vent inférieur à la moitié, une telle gîte est plutôt rare. On voit donc à quel point la plage de navigation de croisière dans laquelle un double safran peut prendre l'avantage en termes de vitesse est étroite. Il en va tout autrement en course. Sur les Open 60, les safrans peuvent être relevés individuellement grâce à des mécanismes sophistiqués. Cela permet d'éliminer les effets négatifs et d'obtenir un net avantage en termes de vitesse.
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Avantages structurels et manœuvrabilité
En croisière, les avantages, outre un meilleur contrôle, se situent dans d'autres domaines. Ainsi, un double safran réduit considérablement le tirant d'eau, ce qui, en combinaison avec une quille adaptée, permet d'utiliser le yacht dans des zones de navigation moins profondes. Conçus en conséquence, les deux safrans peuvent également servir de supports de watts, et un tel yacht permet de tomber à sec en position verticale. En outre, les doubles safrans permettent de libérer la poupe d'un axe au milieu, ce qui est également utilisé pour les grands yachts en tant que garage à choses. La question de savoir si un double safran représente un gain de sécurité sur un yacht de croisière est controversée. Certes, un seul safran est mieux protégé des collisions par la quille que deux safrans individuels exposés, mais en revanche, deux safrans peuvent constituer une sorte de système de redondance. Mais cela n'est possible que si l'installation de commande est conçue de manière redondante.
Concernant la manœuvrabilité dans un espace restreint avec un double safran, on suppose souvent qu'elle est nettement moins bonne. Mais ce n'est que partiellement vrai. Avec un double safran, un effet très important disparaît : l'écoulement direct du jet de l'hélice sur le safran. Celui-ci rend possible des impulsions de rotation à partir de l'arrêt avec des safrans simples. Mais comme les yachts équipés d'un double safran sont généralement des constructions modernes à quille courte, ce défaut est largement compensé. Avec les deux yachts, il est possible de faire des cercles aussi serrés qu'avec un safran simple, même à faible vitesse. Cependant, l'impulsion initiale manque dans certaines manœuvres, par exemple lors de la mise à l'eau en long avec une amarre arrière placée à l'extérieur de la poupe. Si l'on respecte ce comportement, on n'aura guère de problèmes.
Systèmes de contrôle et transmission
Pour la transmission des forces de l'installation de commande à l'installation de gouverne, on utilise aujourd'hui principalement trois systèmes. Pour des raisons de coûts, les yachts de série sont généralement équipés d'installations à fil. Les câbles de commande doubles sont préférables : chaque roue a son câble de commande, ce qui garantit qu'en cas de rupture de matériel, il est possible de continuer à piloter avec l'autre roue. Le système redondant est un peu plus cher à fabriquer, car il nécessite plus de travail d'installation et un quadrant plus complexe avec deux rainures de guidage. À l'inverse, un câble de commande continu reliant les roues et le quadrant est plus fragile : un seul câble d'acier, parfois très long, doit transmettre les ordres de commande de chacune des deux roues au quadrant. Pour ce faire, il doit être fortement tendu afin de parcourir sans fléchir les distances généralement longues entre les points de renvoi.
L'innovation des foils et appendices porteurs
C’est la grande innovation des IMOCA 60’ de dernière génération. Premier monocoque doté de foils à être mis à l’eau, le Safran de Morgan Lagravière a ouvert la voie. Mais à quoi servent ces appendices porteurs, spécialement conçus dans la perspective du Vendée Globe ? « Pour aller vite, un bateau doit concilier légèreté et puissance. Ces deux notions, souvent antinomiques, peuvent être associées grâce aux foils. Les plans porteurs permettent en effet de créer de la puissance dynamique et alléger ainsi le bateau. Bien que sustenté, un IMOCA équipé de foils ne vole pas à proprement parler, et n’est pas plus puissant, mais il navigue de manière plus aérienne, avec moins de surface mouillée et donc moins de traînée.
Du fait de la limitation à cinq du nombre d’appendices sur les IMOCA (deux safrans, une quille, deux dérives / foils), tout l’enjeu a été d’imaginer une solution géométrique permettant de réaliser un seul appendice pour à la fois soutenir le bateau aux allures portantes et créer une force antidérive au près. « C’est aux allures portantes, et surtout au reaching, que le gain théorique est le plus important, explique Vincent Lauriot-Prévost. Les vents forts sont également favorables : plus le bateau va vite, plus la quille et les foils portent et plus il s’allège. » A l’issue d’une navigation de 24 heures à bord de Safran, Guillaume Verdier confirme : « Au portant, j’ai aussi été frappé par le comportement du bateau qui est plus sain. Grâce à l’effet des appendices porteurs, il tape moins et les efforts sur la structure sont amortis. »
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Définitions techniques et maintenance
Le safran pour bateau désigne la partie immergée du gouvernail. La mèche constitue l’axe de rotation vertical. La pale est la surface plate principale. La crapaudine équipe les modèles non suspendus ; elle sert de point de pivot inférieur. On utilise aussi des aiguillots et fémelots. Le safran suspendu est la norme sur nos voiliers actuels. Il apporte une finesse de barre incroyable. C’est l’atout des performances pures sous voiles. À l’inverse, le montage sur aileron ou talon de quille sécurise l’ensemble. Cette structure enveloppe la mèche contre les débris flottants.
La compensation répartit la surface de part et d’autre de l’axe, ce qui réduit l’effort nécessaire à la barre. On gagne en souplesse. Aujourd’hui, la fibre de verre s’impose comme le standard, bien que le bois et l’inox soient encore présents. Les pros cherchent sans cesse à gagner du poids. Surveillez régulièrement les jeux dans la mèche et contrôlez aussi l’état des bagues avec soin. Le safran, c’est un peu le chef d’orchestre de votre direction sous l’eau. C’est cette pièce plate et verticale qui, en pivotant, dévie le flux d’eau pour permettre à votre navire de changer de cap. Il est souvent situé juste derrière l’hélice pour profiter d’un courant d’eau plus fort, ce qui rend vos manœuvres bien plus réactives.
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