La voile est l'un des moyens les plus anciens et les plus élégants de se déplacer sur l'eau. Une voile est une pièce de tissu, dont la taille peut varier de quelques mètres carrés à plusieurs centaines de mètres carrés, qui, grâce à l'action du vent, sert à faire avancer un véhicule. Chacune des extrémités de la voile reçoit un renfort constitué de plusieurs épaisseurs de tissus cousues ensembles parfois renforcées par une structure rigide. La têtière est la partie renforcée de l'extrémité supérieure de la voile. La bordure est le côté de la voile parallèle au pont : c'est le bas de la voile lorsque celle-ci est hissée. La chute de grand-voile est arrondie : c'est le rond de chute qui est raidi par 3 à 4 lattes. Le guindant de la grand-voile est rendu solidaire du mât soit grâce à des coulisseaux fixés à la voile et passés dans la gorge du mât soit grâce à une ralingue.
Principes physiques de la propulsion vélique
Lorsque le navire remonte par rapport au vent, l'écoulement du vent le long de la voile crée une différence de pression entre le côté au vent (intrados) et le côté sous le vent (extrados). En fait, une dépression se forme sur l'extrados, ce qui " tire " le navire, et lui permet de remonter au vent. De même qu'en aéronautique, lorsque les écoulements autour de l'aile décrochent, la voilure perd de son efficacité. La force exercée par le vent sur la voile est à peu près perpendiculaire à la corde du plan de voilure. La composante de cette force qui est parallèle à l'axe du navire est la force propulsive.
Dans un écoulement turbulent, les particules sont désorganisées et n’ont plus une direction linéaire. Sur la carène d’un bateau, avançant dans l’eau ou sur le profil de la voile avançant dans l’air, les particules situées dans la couche limite ralentissent et freinent aussi les particules adjacentes. Le théorème de Bernoulli stipule que, dans le cas d’un écoulement fluide horizontal, lorsque la vitesse d’écoulement augmente, la pression diminue. Sur le profil d’une aile d’avion ou d'une voile, le fluide passant sur l'extrados se retrouve dans une situation d'accélération. Cette différence de pression entre le dessus de l’aile et le dessous crée une force appelée portance. Sur le profil d’une voile, plus souple, on peut régler cette courbe en jouant sur la bordure et la drisse pour creuser ou aplatir le profil en fonction de la puissance recherchée. Trop creux, les filets d’air décrochent : c’est le décollement.
La densité de l’eau est plus importante que celle de l’air. C’est pour cela qu’un dériveur possède une dérive proportionnellement plus petite que la voile, car les forces qui s’y appliquent sous l’eau sont plus importantes. La surface mouillée du bateau, la carène, procure une résistance à l’avancement appelée Force de résistance de carène. C’est pour cela que Tabarly avait commencé à penser aux Foils pour sortir la carène de l’eau et ainsi éliminer cette force.
Typologie des voiles sur un voilier moderne
La plupart des voiliers sont gréés en sloop, composés de deux voiles triangulaires : la grand-voile, à l'arrière du mât, et la voile d’avant. La grand-voile est attachée au mât et à la bôme. Il existe 4 variétés pour la composition des grands-voiles : les fibres, les tissés, les laminés et les membranes, contenant des fils de carbone, du polyester ou des fibres de nylon.
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Les voiles d'avant se choisissent selon le type de voilier, le contexte d'utilisation et le niveau de navigation. Le génois est une voile trapézoïdale de près, avec un taux de recouvrement supérieur à 100 %. Le foc est une voile plus légère et plus petite que le génois, idéale pour une navigation de croisière. Le solent est une voile intermédiaire, plus raide, souvent utilisée en régate. Le tourmentin est une petite voile, semblable à un foc, constituée de tissu épais et conçue pour être très résistante en cas de tempête. Enfin, les spinnakers ou " focs ballons " sont des très grandes voiles légères utilisées aux allures portantes. Le spi symétrique, généralement en nylon, est idéal pour naviguer aux allures grand-largue et par vent d’arrière, tandis que l’asymétrique, en polyester, est moins creux et réservé au grand-largue ou aux vents de travers.
Histoire et évolution des gréements
C'est au IXe siècle que l'introduction de la voile latine amorce le déclin de la voile carrée en Méditerranée. En Atlantique, la voile carrée perdure au-delà même du Moyen-âge, des Drakkars des Vikings au Kogs Hanséatiques. La voile au tiers, type de voile le plus ancien en Europe, connut ses heures de gloire dans la marine fluviale et la pêche côtière du XIXe siècle, comme avec le sinagot du Morbihan ou la chaloupe sardinière. Évolution de la voile au tiers, la voile aurique augmente les performances en ramenant toute la surface en arrière du mât. Ce mode de gréement précède le type " Marconi ", actuellement la voile la plus répandue en plaisance du fait de son excellence et de l’aisance que l’on a à la manier.
La maîtrise des allures : naviguer avec le vent
Naviguer à la voile ne consiste pas simplement à laisser le vent pousser le bateau. Toute progression repose sur l'angle formé entre la trajectoire du voilier et la direction du vent. On distingue sept allures principales : le près serré, le bon plein, le petit largue, le travers, le largue, le grand largue et le vent arrière.
La " zone interdite " est un secteur mort, d’environ 45 degrés de part et d’autre du vent, où les voiles ne peuvent pas propulser le bateau. Lorsqu'on pointe le nez dans cette direction, les voiles se mettent à faseyer. Pour rejoindre un point situé face au vent, il faut " tirer des bords " ou " louvoyer ". Au près, la gîte est marquée, et le vent exerce une poussée latérale importante. Le bon plein permet d’accroître sensiblement la vitesse par rapport au près. Au travers, le vent arrive perpendiculairement ; c'est l'une des allures les plus stables et les plus rapides. Au vent arrière, le voilier progresse quasiment dans l’axe du vent. Contrairement à l'intuition, cette allure n'est pas la plus rapide, car il n'est pas possible d'aller plus vite que le vent réel. Aux allures portantes, la force du vent à tendance à enfoncer l'avant du bateau, ce qui peut provoquer un enfournement, particulièrement sur les multicoques.
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