La navigation en multicoque, et plus spécifiquement sur un trimaran, repose sur une géométrie radicalement différente des monocoques. Au cœur de cette architecture se trouvent les flotteurs, ces appendices latéraux qui confèrent au navire non seulement sa stabilité transversale, mais aussi une grande partie de son identité dynamique. Comprendre le rôle et les caractéristiques de ces éléments est essentiel pour saisir comment ces voiliers parviennent à concilier vitesse, sécurité et plaisir de navigation.
L'évolution historique et technique du concept de flotteur
Les premiers bateaux à balancier double ont été développés par les Austronésiens et sont encore largement utilisés aujourd'hui par les pêcheurs traditionnels de l'Asie du Sud-Est. Ils se sont développés à partir des bateaux à balancier simple plus anciens comme moyen de faire face au problème de l'instabilité de ces derniers lors des virements de bord sous le vent. Historiquement, des navires comme le lanong, le karakoa ou le kora kora utilisaient ces structures pour stabiliser des coques fines. Dans le nautisme moderne, le développement amateur du trimaran à voile a débuté en 1945 avec Victor Tchetchet, émigré ukrainien aux États-Unis. Il a construit les premiers exemplaires en contreplaqué marin. Dans les années 1950 et 1960, Arthur Piver a conçu et construit des trimarans en kit en contreplaqué qui ont été adoptés par d'autres constructeurs amateurs mais qui étaient lourds et peu respectueux de la mer selon les normes modernes.
Le rôle fondamental du flotteur est d'assurer la stabilité transversale. Contrairement à un monocoque qui utilise une quille lestée pour s'opposer au couple de chavirage induit par le vent dans les voiles, le trimaran utilise la largeur de son plan de voilure et l'écartement de ses flotteurs. Il n'y a pas de quille lestée sur la coque centrale. Ce sont les flotteurs, reliés à la coque centrale par des bras de liaison, qui jouent le rôle de stabilisateur. Ces bras peuvent être de simples tubes ou des poutres de forme évolutive, voire des caissons plus importants qui peuvent être en partie habitables.
Typologie et volume : l'influence sur le comportement marin
La question du volume des flotteurs est le point de divergence majeur dans la conception des trimarans. Les flotteurs sont l'identité et le caractère du trimaran, et leur volume détermine en partie son comportement.
On distingue principalement trois générations de flotteurs :
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- Les petits flotteurs (historiques) : Les pionniers des trimarans n'avaient pas les connaissances actuelles en matériaux composites. Il leur était compliqué de fabriquer une structure adéquate. Par conséquent, les premiers trimarans possédaient de petits flotteurs par souci de poids et de coût. Sur un trimaran équipé de ce genre de flotteur, il faut considérer que dès que le flotteur commence à se prendre pour un sous-marin, il faut réduire la voilure. En cas de navigation sur un flotteur, ce dernier est à fleur d'eau si l'eau est plate, mais en cas de vagues ou de survente violente, le flotteur se retrouve sous l'eau.
- Les flotteurs à volume de déplacement : Avec un volume correspondant au déplacement du bateau, un des flotteurs peut supporter le poids du trimaran à lui seul. Cela offre une meilleure réserve de flottabilité, mais limite les performances en cas de surtoilage.
- Les flotteurs de course et haute performance : Ils ont fait leur apparition sur les trimarans de course, car ils apportent plus de puissance au bateau et donc plus de vitesse dans la brise. Avec ces flotteurs, il est possible de naviguer sur un flotteur, donc de réduire la surface mouillée et la traînée. Plus le rapport volume flotteur/poids sera important, plus il sera facile et sécurisant de naviguer sur un flotteur.
Structure, matériaux et innovation technologique
La construction des flotteurs modernes, notamment pour les amateurs éclairés, utilise des techniques avancées comme le strip-planking. Par exemple, sur le trimaran « Flaneur » d'André Bätz, les coques latérales ont été repensées en fibre de carbone. La construction du moule négatif s'est faite selon le principe du farrier en utilisant le procédé strip-planking. Ensuite, des bandes de mousse courbées sous l'effet de la chaleur ont été placées dans le moule, et plus tard, le laminé intérieur a été fabriqué par infusion sous vide.
Ces optimisations permettent des gains de poids significatifs. Chaque coque pesait ainsi 23 kilos de moins que les modèles de série. Les nageurs ne pèsent désormais plus que 52 kilos chacun. L'adoption de formes spécifiques, comme les étraves de type wave piercer avec une conception de pont améliorée, permet aux coques de sortir des vagues sans perte de vitesse, contrairement aux formes plus classiques qui peuvent enfourner.
Systèmes de repliage et contraintes portuaires
La largeur des trimarans pose souvent problème, notamment dans les ports ou pour le transport. Pour pallier cet inconvénient, plusieurs systèmes ont été développés :
- Le déploiement vertical : Lors du repliage, les bras de liaison, à l'aide de bielles, se déploient vers le ciel et les flotteurs se glissent sous la coque centrale. Ce système est rapide à mettre en œuvre et est particulièrement adapté au transport routier.
- Le repliage vers l'arrière : Pour replier les flotteurs, il suffit d'actionner des bouts pour que les bras de liaison tournent, ainsi les flotteurs se positionnent vers l'arrière du bateau. Dans cette position, le pont des flotteurs est horizontal et les coffres de flotteurs accessibles. La longueur du bateau une fois repliée est augmentée, mais le bateau garde une stabilité correcte. Ce système rustique a l'avantage d'être économique.
- Le télescopage : Les bras de liaison coulissent dans la coque centrale. La manœuvre est faite soit grâce à des bouts, soit à la force des bras, selon le poids des flotteurs.
Les trimarans repliables apportent de gros avantages pour trouver une place de port ou limiter le coût de cette prestation. Toutefois, pour limiter la largeur une fois repliée, les flotteurs doivent rester de dimensions réduites. Cela n'en fait pas de mauvais bateaux, mais les trimarans avec des bras fixes et des gros flotteurs seront plus marins et plus rapides dans la brise. Les bras fixes apportent également plus de rigidité et moins de poids.
Appendices et plans porteurs : vers le vol
L'évolution la plus récente concerne l'intégration d'appendices dans les flotteurs eux-mêmes. Le trimaran « Flaneur » illustre parfaitement cette mutation avec l'intégration de deux grands foils dans les deux flotteurs. Selon Bätz, à partir d'une vitesse de 10 nœuds, l'effet est nettement positif, avec une augmentation de la vitesse de deux à quatre nœuds, selon le cap.
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Le plan anti-dérive sur un trimaran est un élément crucial souvent déporté sur les flotteurs ou la coque centrale. Il existe trois sortes de plans antidérive sur les multicoques. Le plan anti-dérive fixe situé sous les flotteurs possède une surface fixe. Moins performants que les dérives, ils permettent un échouage facilité pour les modèles conçus à cet effet. Sur les catamarans de sport ou trimarans qui naviguent avec un flotteur hors de l'eau, il est possible de créer une forme asymétrique pour créer un plan porteur au niveau du flotteur sous le vent. Leur forme plus volumineuse vers l'extérieur du bateau et plus aplatie vers l'intérieur permet de créer un plan anti-dérive.
Considérations sur le poids et le déplacement
Pour être performant et sécurisant, un multicoque ne doit surtout pas dépasser son déplacement maximum. On appelle déplacement en charge ou poids en charge le poids du bateau avec ses équipements, son équipage, ses réservoirs pleins et ses consommables. La charge admissible est la différence de poids entre le déplacement léger armé et le déplacement en charge.
Il est tentant de regarder les documentations commerciales, mais elles sont souvent fausses. Il arrive régulièrement de voir des bateaux avec un poids réel supérieur de 30% au poids annoncé. Le manque de rigueur du constructeur et la volonté marketing sont souvent à l'origine de ces erreurs. Pour les bateaux transportables, c'est un point critique, car les remorques sont souvent étudiées pour le poids annoncé et non le poids réel. Le chauffeur de l'attelage se retrouve avec une remorque en surcharge avant même d'avoir installé quoi que ce soit à bord, se mettant ainsi hors la loi.
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