Pièce en mouvement et soumise à d’importants efforts, le safran est à surveiller de près… Car de sa solidité dépend la sécurité du bateau. Et de son dessin et de sa qualité de réalisation découlent des sensations de barre, plus ou moins agréables. En complément des articles consacrés, ce mois-ci et dans les deux prochains numéros du magazine Voiles et Voiliers, à la réparation d'un safran, voici quelques éléments pour conserver la direction des opérations !
Comprendre le rôle hydrodynamique du safran
Contrairement à une idée reçue, la performance de votre voilier ne dépend pas que de vos voiles. Pour de nombreux navigateurs, qu’ils soient propriétaires de longue date ou régatiers occasionnels, la vie sous la ligne de flottaison reste un mystère. La quille est perçue comme un simple poids garantissant la stabilité, et le safran comme un volant permettant de tourner. Cette vision, bien que fonctionnellement juste, occulte une vérité fondamentale et passionnante : ces deux appendices sont en réalité des ailes. Ils fonctionnent sur les mêmes principes hydrodynamiques que les ailes d’un avion dans l’air.
Tout comme la quille, le safran est une aile hydrodynamique, mais son rôle est celui du contrôle directionnel. Le barreur ne tourne pas simplement un volant : il modifie l’angle d’incidence de cette aile pour créer une portance latérale qui fait pivoter l’arrière du bateau. Cette nuance est cruciale. La recherche de la performance passe par une utilisation minimale de la barre. Un voilier bien équilibré, où les forces du plan de voilure et du plan anti-dérive s’harmonisent, navigue quasiment tout seul. Le rôle du barreur est alors d’apporter de micro-corrections pour maintenir le cap optimal et sentir les réactions du bateau. Le toucher de barre fait la différence entre les grands barreurs.
Analyse structurelle et compromis de conception
Pièce stratégique, mais résultat d'un compromis entre de multiples paramètres, le safran est à l'image du reste du voilier. Sa qualité dépend de sa conception mais aussi du soin et de l'attention qu'on lui porte. Prolongement de la quille longue sur les unités classiques, le safran a pris petit à petit son indépendance pour rejoindre l'extrémité arrière de la voûte, ou carrément le tableau. Sur un plan structurel, il est rassurant d'avoir ce petit aileron stratifié d'une seule pièce avec la coque, qui tient une bonne partie de la pelle. D'un point de vue économique, c'est plus complexe et cher à fabriquer.
Il est couramment admis que la surface minimale d'un safran doit être au moins égale à 1% de la voilure au près du bateau. La surface minimale d'une pale doit représenter environ 1% de la surface de voilure au près, avec une tendance moderne vers 1,5% sur les voiliers à coque large pour compenser la gîte importante. Pourquoi alors ne pas avancer plus encore le safran sous la voûte, me direz-vous ? Ne reste plus alors qu'à augmenter surface et, surtout, allongement du safran. Le coût de réalisation de la pelle augmente alors indéniablement, puisque la mèche doit être plus échantillonnée… Et qui dit augmentation du diamètre de la mèche, dit accroissement de l'épaisseur maximale du safran, ce qui n'est pas exactement le but recherché au départ.
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La gestion de la compensation et de la surface
La compensation d'un safran désigne le pourcentage de sa surface qui se trouve en avant de son axe de rotation. Pas assez compensé, un safran est dur et impose une barre à roue, au-delà d'une certaine taille. Le bon pourcentage se situe entre 15 et 20% sur les habitables. Sur le schéma technique, on voit que le safran sur skeg est partiellement compensé (partie basse seulement), celui sur aileron qui court de haut en bas et protège le safran ne l'est pas du tout. Coûteuses à fabriquer, ces solutions tombent en désuétude. Le safran suspendu s'impose, pour le plaisir du barreur et la rationalisation de la construction.
Pour dessiner les safrans, beaucoup d'architectes continuent d'utiliser les profils NACA, issus de l'aviation. Ce catalogue donne pour chaque profil les coordonnées géométriques x/y correspondant à un demi safran vu en coupe. Le chiffre 63 désigne la famille de profil, avec ici un creux maximum assez avancé, au quart de la longueur environ. Le chiffre 12 indique quant à lui l'épaisseur maximale du profil en pourcentage de la corde (largeur). Visuellement, on peut être tenté d'affiner au maximum l'arrière d'un safran. Néanmoins, terminer un profil "en pointe" serait une erreur, car le bord de fuite sera trop fragile à l'usage. De même, une terminaison arrondie est à proscrire : elle génère des tourbillons en partie arrière du profil, là où les filets d'eau des deux côtés du safran se rejoignent.
Modifications et allongement du safran : retours d'expérience
Certains propriétaires, notamment sur des voiliers comme le Feeling 1040 ou 1090, constatent que leur bateau "passe sur sa barre" et part au lof par vent fort. Dans ces cas, une modification visant à allonger le safran peut être envisagée. Thierry, par exemple, a décidé de rallonger son safran en restant raisonnable, puisqu'avec un Petit Tirant d'Eau (PTE), le safran ne doit tout de même pas toucher avant la quille. Le shape de la rallonge, réalisé en fibre composite, est maintenu dans l'axe avec des cales. On enlève du gelcoat du safran pour stratifier sans surépaisseur, idéalement avec du carbone bi-axial pour la rigidité.
Conor a également modifié son safran en l'allongeant sur les conseils d'un régatier. La méthode fut simple : une extension d'environ 20 cm en bas du safran, en continuant ses lignes d'attaque et de fuite à l'aide d'un morceau de mousse à cellules fermées. Cette extension est efficace en cas de choc, car elle s'arracherait potentiellement en protégeant le safran d'origine. Sur le plan des performances, ces modifications permettent une barre légèrement plus dure, un meilleur contrôle et moins d'angle de barre pour maintenir le cap, ainsi qu'une meilleure efficacité en marche arrière.
Diagnostics et entretien préventif
La barre qui devient progressivement lourde sans raison météorologique est presque toujours un problème de bagues ou de compensation insuffisante. Les vibrations en descente de vague signalent un jeu mécanique dans la mèche qui va s'aggraver. Un safran avec du jeu dans la mèche génère également des vibrations perceptibles. Il est crucial d'inspecter le jeu latéral de la pale à chaque mise au sec : une tolérance maximale de 3 à 4 mm est recommandée. Un son creux lors de l'inspection peut révéler un délaminage ou une poche d'eau dans la structure composite.
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L'osmose reste le danger principal des pales en résine polyester. Si le gelcoat est fissuré ou poreux, l'eau pénètre et forme des cloques. Un primaire époxy de qualité appliqué à chaque carénage annuel est la meilleure prévention. Pour les safrans en bois, un vernissage annuel avec un vernis époxy de qualité est impératif pour éviter l'absorption d'humidité, particulièrement autour de la mèche où les coefficients de dilatation des matériaux divergent. La crapaudine, palier de pivot inférieur sur les safrans non suspendus, doit aussi être vérifiée : un jeu vertical de plus de 3 mm signale une nécessité de remplacement immédiat.
La double lame : une réponse structurelle à la largeur de carène
Sur un voilier à petit tirant d'eau ou lorsque la carène est très large, la solution du double safran s'impose. Cette configuration permet, lorsque le bateau gîte, d'avoir toujours un safran travaillant de manière quasi verticale dans l'eau, donc avec une efficacité maximale. Des analyses montrent que les doubles safrans offrent une meilleure efficacité qui peut atteindre 30% à la gîte par rapport à un safran unique qui sortirait partiellement de l'eau. C'est aussi une redondance utile en cas de choc avec un OFNI : si l'une des pales est arrachée, l'autre permet de rentrer au port. Il faut toutefois noter que le flux d'hélice ne frappe pas directement les pales comme sur un monocoque axial, ce qui demande un temps d'adaptation pour les manœuvres de port.
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