Le développement des sports de glisse a connu une révolution majeure avec l'avènement des hydrofoils. Comprendre la dynamique de ces engins, qu'il s'agisse d'une pratique passive comme le wingfoil, d'une pratique active comme le SUP foil, ou d'une version motorisée avec l'e-foil, est une étape fondamentale avant de se lancer dans la création ou l'adaptation d'un support. L'hydrofoil ou hydroptère est un type de bateau dont la coque s’élève et se maintient en équilibre hors de l’eau à partir d’une certaine vitesse grâce à la portance de plans porteurs immergés ou foils, fonctionnant selon le même principe qu’une aile d’avion.
Fondamentaux physiques et historiques de l'hydrofoil
Les foils fonctionnent grâce à la pression de l’eau : on a un profil très marqué d’un côté et un profil plus fin ou plat de l’autre. Sur le profil le plus marqué, au-dessus, les molécules d’eau sont accélérées pour arriver en même temps que les molécules d’eau qui sont de l’autre côté, en dessous. C’est de la physique, le théorème de Bernoulli dit qu’à altitude égale la pression d’un fluide diminue quand sa vitesse augmente et augmente quand sa vitesse diminue.
L’histoire de cette discipline remonte à loin : à partir de 1894, l'américain William E. Meacham explore le concept d'hydrofoil. En 1898, le professeur italien Enrico Forlanini invente ce qui sera appelé l'hydroptère. En 1905, il conçoit et construit le premier véritable hydroptère et le teste en 1906 sur le lac Majeur, atteignant 38 nœuds avec un moteur de 75 ch. Des décennies plus tard, en 1956, le Supramar PT 20 est le premier hydroptère ayant effectué un service régulier, entre l'Italie et la Sicile. Le foil est de plus en plus utilisé en kitesurf depuis que Marc Blanc a inauguré son usage en course en 2009.
La pratique du Wingfoil en conditions légères
Le wingfoil en light wind offre une expérience unique. Il requiert une compréhension fine de l’équilibre et de la dynamique de vol. L’objectif est de maximiser l’efficacité du foil et de l’aile dans des conditions de vent minimal. L’équipement joue un rôle crucial : il est conseillé d’utiliser une planche avec plus de volume pour faciliter le décollage et un foil avec une grande surface pour une meilleure portance à basse vitesse. Les ailes plus grandes avec une bonne plage basse sont également recommandées pour tirer le meilleur parti des vents légers. Le pompage est essentiel pour maintenir la vitesse et rester en l’air. En lightwind, les riders doivent pomper de manière plus prononcée et synchronisée, tant avec l’aile qu’avec le foil, pour créer une dynamique permettant de rester en vol. C’est une discipline qui attire les riders cherchant à élargir leurs compétences et à profiter d’une expérience de glisse plus subtile et épurée.
Conception et fabrication artisanale d'un foil
La stratification de quelques couches de fibres, entre 2 et 10 couches à mon avis, modifie le ou les profils du foil. Si le cœur est assez tendre, il y aura des risques d’écrasements de ce cœur au niveau de la jonction du ou des supports avec le foil. Personnellement, je pense que même si le but est de réaliser un seul exemplaire de foil, il est préférable d’utiliser une méthode mettant en œuvre un moule. La plupart des coques de bateaux de compétition sont réalisées en utilisant un moule qui ne servira très souvent qu’une fois. Il est possible de réaliser ou faire réaliser un moule en deux parties (extrados et intrados) à partir d’une plaque assez épaisse en métal ou « médium » constitué d’un polymère chargé. Ces plaques seront usinées à l’aide d’une fraiseuse numérique.
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La phase la plus délicate est la réalisation de la maquette du foil. Entre deux guides en matériaux durs (bois ou plaque plastique), on peut façonner du plâtre fin à modeler. La forme des guides est imprimée à l’échelle 1. Il faudra fixer chaque demi-maquette sur une surface parfaitement plane et rigide avant de commencer la stratification du moule. Il faut impérativement se pencher sérieusement sur le problème de l’agent de démoulage. J’ai acheté de la cire de démoulage et j’ai suivi rigoureusement le mode d’emploi. Il existe aussi un produit de démoulage très performant, l’alcool polyvinylique. La réalisation du moule se fera de préférence avec deux matières : d’abord un enduit chargé qui constituera la matière de l’intérieur du moule, ou un gel-coat, puis la stratification elle-même constituée de fibres enduites de résine. Il faut que ce moule soit particulièrement rigide et renforcé afin d’éviter à tout prix qu’il ne se vrille. Ceci est particulièrement vrai pour la résine polyester qui a nettement tendance à se rétracter pendant la polymérisation.
Intégration de la motorisation : l'univers de l'E-Foil
Avant de se lancer dans un projet DIY d'e-foil, il est important de comprendre les bases. Il est essentiel de définir tes objectifs dès le départ. L'assistance est une excellente option pour ceux qui souhaitent électrifier leurs foils existants. Il se caractérise par un coût et une complexité de construction moindres, puisqu'un petit boîtier électronique est monté sur le foilboard. Sur un e-foilboard à part entière, tous les composants sont intégrés dans un compartiment étanche à l'intérieur de la planche. Leur motorisation plus puissante permet en outre d'atteindre des vitesses plus élevées.
Le choix du moteur est déterminant : les Outrunner sont appréciés pour leurs propriétés de refroidissement, car l'eau circule à travers, bien qu'ils nécessitent une protection contre la corrosion. Les Inrunners sont plus souvent choisis par les grands fabricants pour leur faible entretien. Le moteur le plus utilisé dans le domaine du DIY est probablement le 65161 120kv. Concernant l'hélice, la taille, le pas et le nombre de pales influencent directement le couple et la réactivité. Les batteries au lithium-ion ou lithium-polymère constituent le cœur énergétique, avec une tension typique entre 10s et 14s. Le système de gestion de la batterie (BMS) est primordial pour la sécurité, garantissant un fonctionnement sans risque.
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