Le monde de la course au large, et particulièrement celui de la classe IMOCA, est un terrain d'innovation incessante où chaque décision technique peut s'avérer déterminante. Au cœur de ces évolutions, le débat autour des foils a marqué plusieurs cycles du Vendée Globe, transformant profondément l'architecture navale et les stratégies de course. L'histoire du monocoque PRB, emblématique de cette quête de performance et de fiabilité, offre un éclairage singulier sur les enjeux liés à cette technologie et aux compromis qu'elle impose. Des choix de conception initiaux aux renforcements structurels, en passant par les réflexions stratégiques des skippers face à l'intégration de ces appendices porteurs, le parcours du PRB est jalonné d'événements qui ont nourri les interrogations sur la robustesse et l'efficacité des IMOCA modernes.
Les interrogations vont bon train depuis le naufrage de Kevin Escoffier à 400 milles dans le sud-ouest de l’Afrique du Sud. Si l’histoire du sauvetage est belle, celle de PRB coupé en deux est par contre franchement inquiétante. Cet incident dramatique a relancé le débat sur les limites des designs actuels et la capacité des structures des bateaux à encaisser les contraintes extrêmes des mers du Sud, en particulier pour les "néofoilers".
Les Fondations du PRB : Ingénierie et Fiabilité à l'Épreuve
La conception d'un IMOCA est une équation complexe où le gain de performance se mesure au gramme près, influençant directement les choix de matériaux et les techniques de construction. Les navires de cette classe sont poussés à leurs limites, et chaque élément, de la coque aux appendices, est le fruit d'une recherche approfondie de légèreté et de résistance. Cependant, cette quête de l'ultime peut parfois mener à des compromis délicats, dont les conséquences se révèlent dans les conditions les plus exigeantes.
Un Choix de Construction Axé sur la Légèreté et Ses Conséquences
Le gain de poids - ce qui sous-entend mettre le moins de carbone possible - est devenu le leitmotiv du chantier. Ce principe directeur s'est traduit par des architectures spécifiques, comme celle de PRB, où la coque était composée de différentes sections avec des techniques de construction variées pour optimiser la masse. Ainsi, la section avant du bateau a été réalisée en monolithique carbone avec lisse, tandis que la partie arrière était en sandwich carbone nid-d’abeilles avec cloisons structurelles. Cette approche, visant à alléger au maximum la structure tout en conservant une rigidité suffisante, a été l'objet de nombreuses discussions parmi les experts.
Le choix de ces matériaux et méthodes de construction est crucial. Le carbone monolithique, bien que léger et rigide, peut être moins résilient aux chocs localisés ou aux contraintes de cisaillement intenses que des structures en sandwich. Le sandwich carbone nid-d’abeilles, réputé pour son excellent rapport poids/rigidité, est utilisé pour des éléments moins directement exposés aux impacts frontaux mais nécessitant une grande légèreté et une bonne tenue en compression. Les cloisons structurelles jouent un rôle essentiel dans la répartition des efforts et la rigidification de l'ensemble de la coque, mais elles sont aussi des points de concentration de contraintes.
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Ce choix de construction explique peut-être les avaries survenues dès les premières courses océaniques. Des fissures ou des délaminations peuvent apparaître lorsque les limites de ces matériaux sont atteintes sous des contraintes répétées ou exceptionnelles. Un exemple marquant a été observé en 2011 sur la Transat Jacques Vabre, où Vincent Riou a été obligé de jeter l’éponge suite à la fissure de la cloison structurelle située sous le rail de GV. Un tel incident met en lumière la fragilité potentielle de certaines zones, même sur des bateaux de haute technologie, lorsque les forces exercées dépassent les prévisions de conception ou que des défauts de fabrication, même minimes, sont présents. Ces premières expériences ont souligné la nécessité d'une vigilance constante et d'une adaptation continue des structures pour garantir la fiabilité dans l'environnement hostile de la course au large.
Le Renforcement Continu : Une Course Contre la Montre
Face aux défis rencontrés et aux exigences croissantes des courses autour du monde, les équipes techniques n'ont eu de cesse d'améliorer la robustesse de leurs bateaux. Kevin Escoffier a dirigé lui-même les travaux de renforcement de PRB, conscient des contraintes extrêmes qu'un tour du monde impose à la structure d'un IMOCA. Plus de 210 kg de carbone ont été rajoutés en vue du Vendée Globe 2020. Cette quantité substantielle de matériau supplémentaire témoigne de l'ampleur des modifications apportées et de la volonté d'accroître significativement la résistance de la coque.
Ces renforcements ont ciblé des zones identifiées comme particulièrement vulnérables. Si les fonds de coque, points faibles de ces néofoilers, ont subi des modifications visant à les rendre plus solides, d'autres éléments structurels ont également été renforcés pour mieux supporter les efforts dynamiques. Les fonds de coque sont en effet les premiers à subir les impacts violents du clapot et les contraintes liées au "slaming" ou au "reverse load", surtout lorsque le bateau vole sur ses foils et retombe brusquement. L'ajout de matière et le réaménagement des stratifiés sont des opérations délicates qui nécessitent une expertise poussée pour ne pas compromettre l'équilibre structurel ni alourdir excessivement le bateau, ce qui aurait un impact négatif sur ses performances. Ces travaux sont une course contre la montre constante, où chaque gain de poids pour la structure doit être compensé par une meilleure performance ou une fiabilité accrue.
Le Scénario Inquiétant du "Reverse Load" et Autres Phénomènes Mécaniques
Au-delà des questions de construction et de renforcement, d'autres facteurs techniques peuvent expliquer le crash de PRB. Notamment le scénario du « reverse load », évoqué par Kevin lui-même juste après son sauvetage. Ce phénomène, encore mal compris dans toutes ses implications, est particulièrement redoutable pour les IMOCA équipés de foils.
Quèsaco ? Le "reverse load" peut se produire dans certaines conditions, et notamment au surf - comme lors du naufrage de PRB. Quand il dévale la vague, le bateau peut piquer du nez au point de rendre négative l’incidence du foil. Normalement, un foil est conçu pour générer une portance vers le haut, soulevant la coque hors de l'eau et réduisant la traînée. Cependant, si l'angle d'attaque du foil par rapport à l'eau devient négatif, la portance s’inverse, plaquant le bateau dans la mer au lieu de le soulever.
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La séquence des événements dans un tel scénario est d'une violence inouïe. Si dans l’instant qui suit l’étrave tape dans la vague suivante, ou dans le creux, on vous laisse imaginer la puissance de l’effet de cisaillement sur la structure du bateau. L'énergie cinétique du bateau est alors brusquement dissipée par un impact frontal massif, générant des contraintes structurelles qui peuvent dépasser la capacité de résistance des matériaux et de l'assemblage. Les foils, conçus pour soulever, deviennent des leviers qui, en s'inversant, exercent des forces de compression et de cisaillement extrêmes sur la coque. Ces forces sont d'autant plus importantes que les bateaux atteignent des vitesses stratosphériques sur leurs longues moustaches, augmentant l'énergie à absorber lors d'un choc.
Par ailleurs, les foils actuels, souvent des formats XXL, ont été très peu voire jamais éprouvés dans la grande houle du Grand Sud dans ces configurations extrêmes. Leur comportement face à des vagues scélérates ou des chocs répétés dans des mers formées reste un sujet d'étude crucial. Ce n’est sans doute pas un hasard si Charlie Dalin, le skipper d’Apivia, alors en tête de la course, a préféré s’élancer avec sa première version de foils qu’il trouvait plus raisonnable, suggérant une prudence face à la démesure des appendices les plus récents.
En plus du "reverse load", les efforts de torsion imposés à la poutre longitudinale du navire sont énormes pendant les surfs, tandis que le mât travaille à la compression à chaque arrête buffet. L’association de ces contraintes et leur répétition aurait pu engendrer de tels dégâts, surtout avec un IMOCA lancé à une vitesse phénoménale. L'ensemble de la structure, y compris les cloisons, les membrures et les fonds de coque, est soumis à un stress cyclique intense.
Ajoutons que le « slaming », quand le bateau décroche de ses foils avant de retomber brutalement sur la mer, a des conséquences encore mal connues sur les composites. Ces impacts répétés, où le bateau "tape" sur la surface de l'eau avec une force considérable, génèrent des ondes de choc qui se propagent dans toute la structure. L'effet cumulatif de ces slams, combiné aux contraintes de torsion et de compression, peut entraîner une fatigue prématurée des matériaux et des jonctions, affaiblissant progressivement le bateau jusqu'à la rupture. La compréhension de ces phénomènes complexes est essentielle pour la sécurité des marins et la conception des futurs IMOCA.
Le Dilemme des Foils : Stratégies et Performances sur les IMOCA
La question de l'adoption des foils a été l'un des débats majeurs dans la conception des IMOCA. Pour remporter le prochain Vendée Globe, faudra-t-il être équipé de "foils" ? Cette interrogation a longtemps divisé les architectes, les équipes techniques et les skippers. L'avantage évident des foils - moins de frottement, donc gain de vitesse - est de la pure science physique : les bateaux équipés de foils vont plus vite dans certaines configurations de vent et de mer. Cependant, cet avantage n'est pas sans contreparties, et l'équipe PRB, notamment sous la direction de Vincent Riou, a mené une réflexion approfondie avant de prendre une décision qui a marqué une époque.
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L'Ère Pré-Foil : Le Pari Stratégique de Vincent Riou
Pour Vincent Riou, vainqueur de l'édition 2004-2005 du Vendée Globe, la décision concernant les foils pour son PRB a été l'aboutissement d'un processus de réflexion intense. "On a beaucoup réfléchi", a-t-il souligné, exprimant l'ampleur des études menées par son équipe. Le skipper, l'équipe technique et les calculs des différents bureaux d'études avaient privilégié pour ce bateau de ne pas installer de "foils", ces appendices qui permettent aux bateaux de "voler" ou au moins de décoller un peu leurs carènes de l'eau.
Les études et les calculs mis en œuvre par l'équipe PRB n'étaient pas du tout catégoriques sur la supériorité des foils. "C'est du 50/50. D'après ce que l'on a traduit en chiffres et en calculs théoriques, les bateaux à foils ont autant de chances que nous de gagner le Vendée Globe", expliquait Vincent Riou. Il reconnaissait néanmoins avoir fait un pari risqué : "Maintenant, on sait que la prise de risque est de notre côté". Ce positionnement révèle une profonde compréhension que le Vendée Globe n'est pas qu'une course de vitesse pure, mais aussi un défi de fiabilité, de gestion du risque et d'adaptation aux conditions météorologiques.
Le Vendée Globe est un défi technologique, mais aussi un pari météorologique. Personne ne sait aujourd'hui ce que donnera le prochain Vendée Globe côté météo. Cependant, si la balance penche plus d'un côté que de l'autre (portant fort ou près et petit temps), alors une famille de bateau sera clairement beaucoup plus avantagée. C'est dans cette incertitude que la stratégie sans foils du PRB trouvait sa justification. L'équipe disposait d'outils et d'une base de calculs assez remarquables. Ils ont pu faire tourner des modèles et des routages théoriques pendant un bon moment, avec plusieurs configurations, plusieurs types de météo. Et pour Vincent Riou et son équipe, le résultat le plus fiable était qu'actuellement, il n'y avait pas de gain énorme avec les foils. Pour eux, "ça se joue dans l'épaisseur de trait", signifiant que l'avantage des foils n'était pas assez significatif pour justifier les risques et les inconvénients associés.
Analyse Approfondie et Modélisation : Le PRB Sans Foils Face à la Concurrence
Vincent Riou a tranché : pas de foils sur PRB cette fois-ci. Sa conviction n'était pas une réticence à l'innovation, bien au contraire. "J'adore le Foil, j'en fais et j'en fais d'ailleurs très souvent, peut-être même cet après-midi si je peux. Je suis convaincu que le futur du monocoque se joue avec des foils, mais pas cette fois, pas pour PRB", affirmait-il. Cette distinction entre l'avenir de la discipline et l'impératif du "futur proche" qu'est le Vendée Globe, reflète une approche pragmatique et stratégique. L'avantage d'avoir beaucoup travaillé avec ce projet et ces études, c'est qu'on a engrangé beaucoup d'infos et beaucoup d'idées, a ajouté Riou, le sourire malicieux, sachant qu'il avait, malgré tout, fait un vrai travail de fond.
Pour parvenir à cette décision, l'équipe PRB a collaboré avec des experts extérieurs. Vincent Riou ne pouvait pas aller voir l’architecte de son bateau car il faisait des bateaux à tous ses concurrents et en plus, il avait signé une exclusivité concernant le développement des foils. Il fallait donc trouver quelqu’un qui proposait un outil d’évaluation fiable. C'est ainsi qu'ils se sont tournés vers Juan Kouyoumdjian, un architecte de renom. Juan a une autre ouverture sur les monocoques et une grande expérience, notamment au travers de son travail sur la Coupe et sur la Volvo. Il était l’un des seuls à avoir eu les moyens de développer ses outils d’évaluation et pouvait leur apporter la finesse nécessaire. C’est primordial quand on fait monter le niveau technologique. Il a beaucoup navigué sur PRB et, en tant qu'ancien régatier de haut niveau, il a beaucoup de sensations, ce qui lui a permis de donner de nombreux conseils super éclairés pour faire avancer le bateau plus vite avant même qu'il ne soit question d'architecture.
Au début de leurs investigations, l'équipe ne savait pas ce que faisaient les concurrents, même si elle imaginait un peu les choses. Ils sont partis des polaires de vitesse de PRB, qui décrivent la performance théorique du bateau en fonction de la vitesse du vent et de l'angle. Après, ils ont fait toute l’étude sur les foils. Ils ont fouillé dans tous les sens, essayé plein de choses. Rapidement, Vincent Riou et Juan Kouyoumdjian ont eu l’intime conviction que cela allait être compliqué de mettre des foils sur PRB, que le gain en performance n’était pas une évidence. Mais ils ont voulu aller jusqu’au bout des études. Après avoir balayé tous les types de foils possibles, toutes les conditions, ils ne voyaient pas de solutions avec les foils pour PRB. Ils ont donc décidé de stopper les études et d’attendre de voir les nouveaux bateaux en navigation.
Quand ils ont vu les foilers naviguer, les résultats étaient en deçà de leurs prévisions initiales. Avec le temps, ils ont vu qu’ils progressaient, mais à aucun moment ils n'ont trouvé qu’ils allaient mieux que ce que l’on imaginait en termes de vitesse. Ce n'est qu'au départ de la Transat Jacques Vabre que les foilers avaient vraiment passé une étape et atteint les performances que l'équipe PRB pensait réalisables. Une nouvelle fois, ils ont dit stand-by pour attendre la confrontation sur l’eau. Avant le départ, les conditions du début de la Transat Jacques Vabre étaient plutôt favorables aux foilers. Finalement, PRB a réussi à gagner malgré ces conditions, restant ainsi dans les clous de ce que l’équipe avait prévu.
Suite à cette course, en interne, l'équipe a traité les traces et les fichiers d’analyses (fichiers avec la vraie météo) de leurs concurrents, et ils ont vu que leur polaire était bonne au final. Le dernier stade, c’était d’appliquer ces données à un tour du monde, ce qu'ils ont fait entre décembre et janvier.
Dans un grand nombre de cas, les analyses montraient que le PRB sans foils était gagnant. Ils ont essayé de savoir de combien devaient progresser les foilers pour réussir à gagner au moins 50% du temps. Là, ils sont arrivés à des pourcentages élevés proches des gains en performance entre deux générations de bateaux. Sur les éditions précédentes du Vendée Globe, la jauge était plus libre, donc on faisait à chaque fois des bateaux plus puissants et plus légers. Cette fois, les foilers sont plus puissants et plus légers dans certaines conditions. C’est là qu’ils vont plus vite que le PRB. Mais par contre, il y a tellement d’autres conditions qui leur sont défavorables. Dans les mers du Sud, les foilers seront a priori avantagés, mais ça dépend des passages de front. Ce sera une histoire de timing.
Très clairement, à ce moment-là, l'équipe n'avait pas trouvé de raison d’équiper PRB de foils car ils n’avaient pas plus de chances de gagner avec des foils que de gagner sans foil. Ça ne voulait pas dire que ce n’était pas un foiler qui allait gagner. Vincent Riou était clair : après les analyses menées, il faudrait que les foilers progressent énormément pour avoir plus de chances de gagner le Vendée Globe que PRB. Il ne voyait pas comment ils pouvaient y arriver en si peu de temps et ne voyait surtout pas comment il aurait pu installer des foils et combler la différence avec les foilers en un temps si court.
Le skipper était confiant : "Exactement, je sais que je peux gagner le Vendée Globe avec mon bateau. Ce qui nous donne, de notre point de vue, le plus de chances de remporter ce Tour du Monde, c’est de rester comme nous sommes. C’est mathématique et en dehors de toute considération de fiabilité, de prise de risques techniques." Si en milieu d’année précédente, ils avaient trouvé des raisons de penser qu’il y avait des solutions pour PRB avec les foils, ils se seraient très vite mis en ordre de marche. Mais à aucun moment les analyses qu'ils avaient faites ne leur avaient apporté de raisons de mener ce chantier.
Vincent Riou se présentait alors comme un skipper heureux. Ils avaient fait des choix tranchés car, parmi les prétendants à la victoire, avec Yann Eliès qui était un peu en dessous en termes de performance, ils étaient les seuls à rester avec des dérives. Autour, ça ne faisait que foiler. Mais ça ne l'empêchait pas de penser que l’avenir se déroulerait avec des foils. D’ailleurs, il avait plein d’idées pour faire des foils sur les monocoques, mais ce sont des idées qui n’étaient pas simples à réaliser avec son bateau actuel. Ce sont des idées différentes de ce que VPLP avait imaginé. Ce ne serait pas une copie des foils qui venaient de sortir. Il gardait ces idées pour plus tard.
Foils : L'Avenir du Monocoque, Mais Pas pour Tous les Défis Immédiats
L'exemple de Vincent Riou et du PRB est éloquent : si l'avenir à long terme de la course au large monocoque semble indissociable des foils, leur intégration à un instant "T" pour une compétition donnée, comme le Vendée Globe, est une décision hautement stratégique. Les calculs complexes, les simulations météorologiques et les retours d'expérience en mer sont autant de paramètres qui pèsent dans la balance. La fiabilité, la capacité du bateau à encaisser des conditions extrêmes sur une longue durée, et la polyvalence face à une météo imprévisible, sont des critères qui peuvent parfois prendre le pas sur la simple vitesse pure dans certaines conditions. La prudence de skippers comme Vincent Riou face aux foils de première génération a prouvé qu'une approche non-foiler pouvait encore être compétitive, voire victorieuse, dans des environnements où la robustesse et la maîtrise de la machine priment.
L'Évolution du PRB avec les Foils : Adaptations et Perspectives Futures
L'histoire du bateau PRB ne s'est pas arrêtée aux choix de Vincent Riou. Les cycles de compétition, l'évolution rapide des designs et l'impératif de rester compétitif ont conduit le célèbre monocoque à s'adapter et, finalement, à embrasser pleinement la technologie des foils. Cette transition marque une étape significative dans la vie du bateau et reflète la tendance générale de la classe IMOCA.
Les Nouvelles Générations de Foils : Quête de Performance et de Tolérance
Des années après les premières hésitations, le team Holcim-PRB a réuni ses forces à Port-La-Forêt pour la remise à l’eau de l’IMOCA que mènera Nicolas Lunven. Après deux transatlantiques en course et un chantier d’un mois et demi, le 60’ vert et bleu a retrouvé son élément. L’équipe technique menée par Sébastien Col a ensuite pu mettre en place l’un des nouveaux foils avec lesquels le skipper d’Holcim-PRB fera une navigation d’entraînement au large pendant environ trois jours. Le deuxième devait être installé le lendemain.
Ces nouveaux foils incarnent une génération plus avancée, fruit de l'expérience accumulée et des progrès en matière de conception hydrodynamique et de matériaux composites. Équipé de ces nouveaux appendices, l’IMOCA devait profiter d’un gain en performance. Toute l’attention était portée sur eux lors des prochaines sorties au large, comme l’expliquait Nicolas Lunven. « Nous espérons de cette nouvelle paire de foils une amélioration globale des performances d’Holcim-PRB et donc plus de vitesse. » La recherche constante de la vitesse reste le moteur principal de ces innovations.
Cependant, au-delà de la vitesse pure, les concepteurs et les marins cherchent également à améliorer d'autres aspects cruciaux de la navigation. Nicolas Lunven a souligné que ces nouveaux foils apporteraient « plus de tolérance au niveau de la navigation car ils sont plus souples que les précédents ». Cette notion de tolérance est fondamentale pour les skippers qui doivent manœuvrer des machines puissantes dans des conditions extrêmes. Des foils plus souples peuvent mieux absorber les chocs et les contraintes, réduisant ainsi le stress sur la structure du bateau et offrant une navigation plus "douce" pour le marin. Cela devrait également générer « plus d’autorégulation », facilitant la tenue de cap et réduisant la nécessité d'interventions constantes du pilote automatique ou du skipper.
Sur le plan de la forme, ces foils présentaient des caractéristiques spécifiques : « un tip plus rectiligne mais aussi plus horizontal avec un rayon de courbure du coude plus petit ». Ces modifications géométriques ne sont pas anodines ; elles sont le résultat de simulations complexes visant à optimiser la portance, la traînée et la stabilité du bateau, en particulier lors des phases de vol. Un tip plus rectiligne et horizontal peut augmenter la surface portante effective à certaines vitesses et angles d'incidence, tandis qu'un rayon de courbure réduit au niveau du coude peut influencer la distribution des pressions et la tenue du foil dans l'eau agitée. Nicolas Lunven exprimait son impatience : « J’ai vraiment hâte d’aller naviguer pour les tester. S’ils nous donnent pleine satisfaction, je ferai le Vendée Globe avec cette paire de foils, si nous avons le moindre doute, je naviguerai avec les anciens que nous connaissons bien désormais ». Cette prudence est typique de la course au large, où la fiabilité doit toujours primer sur la performance brute.
Du côté de l’équipe, les sourires affleuraient en fin de journée après une mise à l’eau et une implantation du premier foil rapidement menées. Pour Sébastien Col, team manager, cette fin de chantier était une vraie satisfaction alors que se profilait la dernière ligne droite vers le Vendée Globe. « Je suis impressionné par l’implication de chacun des membres de l’équipe. C’était un chantier important, le dernier avant le tour du monde et tout le monde a donné le meilleur pour respecter le timing et permettre à Nicolas de retrouver la navigation au plus vite ». Rosalin Kuiper, qui prendra la barre de l’IMOCA après le Vendée Globe, a participé à l’ensemble des opérations de cette remise à l’eau, témoignant de l'engagement collectif dans l'évolution continue du bateau.
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