Un voilier, dans sa simplicité apparente, est un concentré d'ingénierie qui exploite les forces de la nature pour se mouvoir. Comprendre le fonctionnement de la voile, c'est décrypter l'interaction complexe entre le vent, la carène et les réglages effectués par le marin. Cet article explore en détail les principes fondamentaux qui régissent la propulsion d'un voilier, des allures aux réglages des voiles, en passant par les manœuvres essentielles et les considérations liées aux conditions météorologiques.
Principes de Base de la Propulsion Vélique
Le principe de base est simple : un voilier utilise le vent pour se mouvoir. La carène, conçue pour fendre l'eau avec le minimum de résistance, et la voile, qui utilise la force du vent pour propulser le voilier, sont les deux éléments clés de cette équation. Le marin, véritable chef d'orchestre, doit connaître le sens du vent et régler ses voiles de manière optimale pour en tirer le meilleur parti.
Un bateau peut se faire pousser par le vent, ce qui est la base, mais pour optimiser son déplacement, il faut comprendre les différentes allures et comment les voiles interagissent avec le vent pour chaque allure.
Les Allures et le Réglage des Voiles
L'allure d'un voilier correspond à son angle par rapport à la direction du vent. Chaque allure exige un réglage spécifique des voiles pour optimiser la propulsion.
- Près : Le bateau navigue face au vent, avec un angle faible. Les voiles sont alors bordées au maximum, c'est-à-dire ramenées vers l'axe du bateau, afin de capter au mieux le vent. Il existe le près serré, où l'on se rapproche au maximum de l'axe du vent, et le près bon plein, où l'on sacrifie un peu de cap pour gagner en vitesse.
- Travers : Le bateau navigue perpendiculairement au vent. C'est souvent l'allure la plus rapide, car elle permet d'exploiter au mieux la puissance du vent.
- Largue : Le bateau navigue avec le vent venant de l'arrière, mais pas directement.
- Vent arrière : Le bateau navigue avec le vent venant directement de l'arrière.
L'orientation et la forme des voiles sont cruciales pour des performances optimales. Plus le bateau "serre" le vent (se rapproche de l'axe du vent), plus les voiles sont bordées.
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En près et au travers, l'écoulement du vent est dit laminaire, c'est-à-dire que le flux d'air suit le profil de la voile sans perturbations. L'allure la plus rapide est le travers, car c'est lorsque l'on est perpendiculaire à l'axe du vent que l'on peut exploiter au mieux sa puissance et bénéficier de la meilleure vitesse. C'est un principe d'aérodynamique similaire à celui utilisé en aéronautique.
Remonter au Vent : L'Art du Louvoiement
Pour remonter au vent, il faut border les voiles avec l'écoute (mettre la voile dans l'axe du bateau). Le vent s'engouffre des deux côtés de la voile. Chaque navire est capable de remonter au vent, plus ou moins bien. Un monocoque est généralement plus performant qu'un multicoque pour remonter au vent (lofer) en pouvant se diriger plus près de l'axe du vent.
Pour garder le meilleur cap, le marin doit chercher l'axe maximal de remontée au vent en lofant (se rapproche de l'axe du vent). Lorsque le marin loffe puis abat, on dit qu'il louvoie. Il passe son temps à loffer puis abattre et ainsi de suite. Au final, il avance en ligne "droite" et avec le meilleur cap possible. En abattant, on gagne aussi un peu de vitesse, et ensuite on essaie de revenir vers l'axe du vent en gardant cette vitesse.
Vent Réel vs. Vent Apparent
Il est crucial de distinguer le vent réel du vent apparent. Le vent réel est celui qui souffle réellement, tandis que le vent apparent est le résultat de ce vent réel et du vent vitesse du voilier. Si le vent nous vient de côté, plus on avance vite, plus on a l'impression que le vent nous vient de face.
Cependant, il ne faut pas trop border les voiles, car sinon, le flux d'air ne va plus pouvoir suivre le profil extrados de la voile et va décrocher avant d'atteindre la fin de la voile, ce qui entraîne une perte de vitesse.
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Gouverner un Voilier : Barre et Safran
Le barreur dirige un petit voilier avec une barre qui agit directement sur un safran. Un catamaran possède deux safrans, un sur chaque coque, et on peut adjoindre un "stick" à la barre afin de se rapprocher du centre du bateau pour l'équilibre.
Manœuvres Essentielles : Virement de Bord et Empannage
Deux manœuvres sont fondamentales en voile : le virement de bord et l'empannage.
- Virement de bord : Il s'effectue face au vent. Il faut que le bateau ait suffisamment de vitesse, autrement il y a un risque de ne pas pouvoir virer. Quand on effectue un virement, on passe à un moment par l'allure du près avec les voiles bordées.
- Empannage : Il s'effectue dos au vent. Il ne nécessite pas de vitesse, on est certain de réussir cette manœuvre même en prenant tout son temps. Elle est donc très pratique lorsqu'on est seul à bord et qu'on doit récupérer un homme à la mer en catamaran. En dériveur, c'est une manœuvre risquée car elle déséquilibre le bateau du fait de l'amplitude du mouvement de la grand-voile et que la bôme (barre métallique sous la grand-voile) peut assommer un équipier. L'empannage va se pratiquer voile choquée en grand puisqu'à un moment on va être en position vent arrière.
Freinage et Arrêt d'un Voilier
Le bateau n'a pas de freins, mais on peut quand même le stopper et limiter au maximum ses mouvements dus au vent. Pour ralentir, il suffit d'agir sur ce qui nous propulse, donc en premier lieu on choque l'écoute de grand-voile.
Stabilité et Architecture Navale
Pour qu'un navire puisse se mouvoir, il doit créer suffisamment de puissance vélique pour déplacer sa masse sous le niveau de l'eau. Un multicoque possède plusieurs coques fines. À allure soutenue, l'une d'elles se soulève et ainsi la surface de frottement avec la mer s'en trouve diminuée d'autant. Pour un catamaran (navire à 2 coques), il ne faut pas trop lever une des coques, autrement le bateau est déventé et avance moins rapidement. Le vent tape dans la voile et s'échappe par le haut de celle-ci sans donner de vitesse au voilier. Il y a aussi le risque que le vent tape sous le trampoline si la coque est trop levée, ce qui fait alors désaler le bateau (désaler signifie que le bateau chavire).
La carène d'un monocoque qui gîte sous l'effet du vent ne fonctionne pas de manière symétrique et le voilier va avoir tendance à partir au lof (se mettre face au vent et perdre de la vitesse, voire s'arrêter).
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Le vent soufflant dans les voiles fait se mouvoir le bateau, mais il a aussi tendance à le pousser sur le côté. Le courant aussi lutte contre le bateau en le poussant dans un certain sens. Un petit catamaran de sport ne possède rien, ce sont ses deux coques qui limitent la dérive et assurent la trajectoire (en étant moins performant qu'un dériveur). Certains catamarans de sport à partir de 18 pieds possèdent des dérives.
Un dériveur possède comme son nom l'indique une dérive. C'est une plaque généralement en bois ou plastique qui sert à lutter contre cette force qui tend à faire glisser le bateau latéralement. On peut ajuster sa profondeur facilement.
Un voilier possède une quille. Le placement de l'équipage est important sur un petit voilier de sport afin de favoriser la vitesse. Les petits dériveurs ou catamarans de sport possèdent des crochets appelés trapèzes auxquels on peut se fixer en portant un harnais. Cela permet de sortir entièrement du bateau pour mettre plus de poids à l'extérieur.
Sur un catamaran à profil de coque droite, l'idéal est que l'étrave soit enfoncée environ de moitié dans l'eau, ce qui signifie que la coque est droite et que la résistance de l'eau à l'avancement du bateau sera minimale. Si les coques sont de type banane comme sur un Hobie Cat 16, ce sera différent. L'équipier va donc se déplacer sur la coque afin de placer l'étrave correctement grâce à son poids. Si la proue est trop haute et l'arrière trop enfoncé, et s'il se place trop en avant, le navire enfourne (enfourner signifie que les coques pénètrent intégralement dans l'eau, ce qui gêne considérablement la vitesse et peut entraîner un désalage). Une astuce consiste à se placer tous le plus au centre du bateau. On peut obtenir un équilibre correct avec chacun aux extrémités du bateau, mais si le plan d'eau est houleux, cela va ralentir le voilier.
Gérer les Conditions Météorologiques et Ajuster la Voilure
Quand le vent forcit, il faut limiter la puissance vélique pour éviter de chavirer. Si le vent n'est pas trop fort, alors on peut prendre un ris. Sur un petit bateau de sport, il faut rouler la voile, et utiliser les garcettes pour la ferler: il y a des petites cordes qui servent à accrocher la voile.
Une fois que l'on a hissé la voile au moyen de la drisse, il faut passer le cunningham dans l'oeillet de grand voile et étarquer la voile pour ôter ses plis. Ce cunningham permet de contrôler le creux de la voile.
Le vent est un phénomène instable tant en force qu'en direction. Suivant l'endroit où on se trouve sur l'eau, la force du vent peut être différente, en fonction des courants par exemple qui vont refroidir ou réchauffer telle ou telle partie de l'eau, ce qui va provoquer des brises thermiques localisées. On peut donc observer des risées et des molles. Près des côtes, il se produit souvent des brises thermiques. En effet, la différence de chaleur entre la terre et la mer crée un flux d'air.
La risée correspond à un vent qui est plus fort sur un point du plan d'eau, ce qui va nous faire avancer plus vite. On peut la repérer au loin en regardant le clapot. Plus la risée est forte et plus c'est facile de la voir. La molle est l'inverse d'une risée. À cet endroit, il y a moins de vent, et le bateau ralentit inexorablement jusqu'à ce qu'on franchisse cette zone. S'il y a moins de clapot à cet endroit, il est probable qu'il y ait une molle.
La direction du vent n'est pas constante. Le vent peut osciller ou basculer. De plus, il y a un vent dominant, mais localement on assiste à des perturbations de celui-ci. Le vent oscillant va changer d'orientation de quelques degrés. Quand le vent bascule, c'est qu'il change de direction de manière persistante.
Lorsque le vent bascule ou oscille, notre voilier se retrouve mal réglé par rapport au vent. Si le vent se rapproche de l'axe du voilier par l'avant (on fait plus face au vent), on parle d'une refusante. En effet, si on était au près serré, on risque un virement de bord, il faut réagir. Le navire va ralentir dans le meilleur des cas, il faut donc abattre ou virer de bord. Si au contraire le vent se rapproche de l'axe du voilier par l'arrière (le vent est plus dans notre dos), on parle d'une adonnante. Dans ce cas, si on était au près serré, on va se retrouver plutôt au près bon plein et le voilier va donc accélérer. On peut donc loffer pour bénéficier d'un meilleur cap. Si le vent est refusant d'un côté, il est adonnant de l'autre.
Réglage Fin des Voiles : La Chute de la Voile
La chute de la voile est le bord arrière de la voile. C'est une partie essentielle du réglage des voiles, en particulier de la grand-voile. La voile est "triangulaire", elle a donc 3 côtés et 3 angles. Au point de drisse, on fixe la drisse qui permet de hisser la voile.
La voile va agir comme un drapeau au vent. Quand on regarde de plus près, l'écoulement de l'air est linéaire. Les filets d'air contournent le profil de la voile. Cet écoulement est laminaire. On peut distinguer deux côtés de la voile, un côté qui reçoit le vent, on l'appelle le côté au vent.
Si on augmente un peu trop l'incidence, le filet d'air au vent va être plus lent à arriver à la chute que le filet d'air sous le vent. Des tourbillons se forment. L'air ne suit plus gentillement le profil.
Sur l'une des voiles, vous verrez souvent des petits rubans de couleur au niveau de la chute. C'est la grand voile. Et bien l'ensemble des deux voiles forment une aile. Ce qui nous intéresse sur la voile d'avant, c'est principalement l'écoulement à l'avant de la voile. Ces rubans en tissu léger s'appellent des penons. Il y a plusieurs faveurs placés à différents endroits de la chute pour visualiser l'écoulement de l'air tout le long de la voile. Vers le haut de la voile, le vent a peu d'obstacle à son écoulement. Par contre, plus on descend et plus il ya d'obstacle et de frottement.
Les lattes de la grandvoile, placées au niveau de la chute, permettent de maintenir la chute. La voile n'est pas plate, elle à un profil naturel. Le bord de fuite, la chute, n'est pas toute droite mais courbé.
Pour les bateaux qui permettent de tirer le mât vers l'arrière, on va pouvoir réduire la tension du tissu. L'action de tirer vers l'arrière, s'appelle cintrer le mât. On va cintrer le mât, c'est à dire le tirer vers l'arrière.
Les Cordages à Bord : Drisses, Écoutes, et Plus Encore
Au premier coup d’œil, le nombre de cordages qui montent le long du mât ou courent sur le pont d’un voilier paraît souvent impressionnant pour le néophyte. Et bien évidemment, connaitre ces différents cordages et leurs fonctions, savoir les utiliser, est une des compétences de base à bord. Car vous vous en doutez, ils ont tous une utilité.
Pour y voir plus clair, il faut trier ces cordages par fonction, on constate alors qu’ils ne sont pas si nombreux qu’il y parait au premier abord, et qu’en fait tout ça est finalement simple et logique. Avec de la pratique, vous apprendrez rapidement à les connaitre et à les utiliser.
1. Hisser les voiles | Les drisses
Une drisse sert à « envoyer les voiles », on utilise les termes « hisser » (la voile monte) et « affaler » (la voile descend). Les drisses longent donc le mât. Elles montent à l’extérieur, redescendent à l’intérieur et ressortent par des « lumières » (des trous dans le mât). Les drisses ne montent pas forcément jusqu’en haut du mât, mais elles passent toujours par une espèce de roulette : un réa.
Si une drisse est dure et qu’une voile a du mal à monter, la première chose à vérifier, c’est l’état des réas. Et que forcer sur une drisse qui coince n’est vraiment pas une bonne idée !
2. Border les voiles | Les écoutes
Une fois les voiles hissées ou déroulées, elles auront naturellement tendance à partir dans le vent, comme le ferait un drapeau. Les écoutes vont nous permettre de les amener vers le centre longitudinal du voilier et donc, de les gonfler.
Tirer sur une écoute, c’est border. On borde une écoute, ou une voile. Pour exprimer l’inverse, on utilise le terme choquer. Je « choque la voile », signifie que je relâche l’écoute, la voile s’écarte alors de l’axe longitudinal du voilier. Pour border une voile, on utilise généralement des winchs et des palans.
3. Régler les espars | Hâle-bas et balancines
Les espars, comme la bôme et le tangon, sont à l’horizontale et auront donc naturellement tendance à tomber si on ne les retient pas, ou s’il n’y a pas de voile à poste. Pour les retenir, on utilise des « balancines ». La balancine de bôme suit le même chemin que la drisse de grand-voile. Lorsque la voile est « affalée », rangée dans son sac, c’est la balancine qui tient la bôme. Par contre, lorsque les voiles sont hissées et utilisées, on « mollit » généralement la balancine pour pouvoir agir sur la voile (la tendre vers le bas par exemple).
Les hale-bas de leur côté sont moins sollicités, puisqu’ils ont la fonction opposée : empêcher les espars de monter. Une écoute ou un bras joue un rôle similaire au hâle-bas. En effet, une écoute ramène certes les voiles vers l’axe longitudinal du bateau, mais elles les amènent aussi vers le bas. Lorsque les voiles sont bordées, le hale-bas est donc inutile. Il devient utile et sollicité lorsque les voiles sont choquées par contre.
4. Réduire et augmenter la voilure - Bosses de ris et bosses d'enrouleur
Les « bosses de ris » et « bosses d’enrouleur » sont les cordages utilisés pour :
- augmenter-réduire la voile à l’aide des ris
- enrouler ou dérouler une voile
Concernant les bosses de ris, le rôle est de contraindre la partie basse d’une voile afin qu’elle ne puisse être hissée jusqu’en haut. La surface est alors réduite et le voilier moins puissant. On réduit la surface de voile d’autant plus que le vent est fort.
Au niveau de l’enrouleur, la bosse est relâchée pour que la voile puisse se dérouler, (on tire sur les écoutes). On procède de façon inverse, (choquer les écoutes et reprendre la bosse) pour enrouler la voile.
5. Amarrer le bateau | Les aussières
Une aussière est particulière dans le sens où elle doit amortir les chocs et les à-coups parfois très violents que peut subir un bateau lorsqu’il est amarré. Ces cordages doivent être élastiques pour que la charge soit répartie et ne soit pas transmise aux taquets. On n’amarre pas son bateau avec une drisse ou une écoute, qui, au contraire des aussières, sont conçues avec le minimum d’élasticité possible !
6. Autres cordages et accastillage
À bord d’un voilier, on utilise aussi trois termes génériques :
- Les « bouts » (prononcés « boute ») => Tous les cordages sont des bouts !
- Les « cordages » (ils sont ici également tous représentés)
- Les « garcettes » (pour les cordages très fins)
Il faut maîtriser au moins 4 nœuds :
- Le nœud de chaise
- Le nœud de cabestan
- Le nœud de 8
- Le nœud de taquet
Ils ont tous une fonction bien précise et ne peuvent se substituer l’un à l’autre, ils sont complémentaires et indispensables.
Allures de Sauvegarde et Gestion des Gros Temps
Il s'agit souvent de conditions de gros temps auxquelles un chef de bord et son équipage doivent répondre de la manière la plus appropriée possible. Quand le vent monte, il est nécessaire de réduire la voilure. Le terme « allures de sauvegarde » désigne différentes options possibles lorsque l'état du vent et de la mer ne permettent plus de diriger le bateau correctement. Dans ces situations de gros temps, l'objectif est de protéger le bateau et son équipage en attendant que les choses se calment.
Dans des conditions dangereuses, chaque bateau réagit différemment. Les exemples ci-dessous ne constituent pas une liste exhaustive des possibilités de protection du bateau en cas de gros temps. Le chef de bord garde donc l'entière responsabilité de ses décisions en fonction des caractéristiques de son bateau, de l'état de son équipage, du vent et de la mer.
- La mise à la cape : Elle consiste à « immobiliser » le bateau en navigation. Pour cela, il faut bloquer la barre en position de lof maximum (sous le vent dans le cas d'une barre franche, au vent dans le cas d'une barre à roue). L'effet de la barre et du génois s'opposent, la grand-voile est neutre. Il est possible de pratiquer la cape courante avec seulement une voile d'avant ou une grand-voile réduite.
- La cape sèche : Elle fonctionne sur le même principe que la cape courante, sauf que le bateau est à sec de toile, voiles affalées. La cape sèche est donc plus utilisée quand le vent est très fort.
- L'ancre flottante : C'est un dispositif de toile en forme de parachute qui permet de ralentir la dérive du bateau.
- Prendre la fuite : Cela consiste à naviguer au portant afin de préserver les efforts du bateau.
Mouillage et Sécurité : Ancrage et Équipements de Flottaison
Quelle que soit le niveau de préparation d'un bateau, une panne de moteur peut toujours survenir, ne serait-ce qu'à cause d'un bout ou un filet de pêche engagé dans l'hélice. Si cette situation survient dans une baie ou un port où la manœuvre à la voile est restreinte, mieux vaut bien sûr mouiller l'ancre que d'aller à la côte.
- L'empennelage : Il consiste à mouiller une ancre plus petite en avant de l'ancre principale, les deux étant reliées par quelques mètres de chaîne.
- Affourcher : Cela consiste à mouiller deux ancres à un certain angle l'une de l'autre pour limiter le rayon d'évitage (rotation autour d'une ancre).
Les Equipements Individuels de Flottaison (ou EIF) désignent les aides à la flottabilité, les gilets de sauvetages et les brassières. Les gilets de sauvetage peuvent être gonflables ou à flottabilité permanente (type mousse). Les gilets de sauvetage gonflables, appelés plus communément « gilets automatiques » sont beaucoup plus ergonomiques et prisés des plaisanciers. Ces EIF se gonflent automatiquement en cas de chute dans l'eau grâce à une cartouche d'air comprimé.
Le Spinnaker : Voile de Performance aux Allures Portantes
Le spi, abréviation de spinnaker, est une voile d’avant qui ressemble à une sorte de parachute. On l’utilise sur des allures portantes.