L'univers de la navigation a connu une transformation profonde avec l'intégration des foils, ces appendices hydrodynamiques qui permettent aux embarcations de s'affranchir de la surface de l'eau. Si leur présence est désormais courante sur la plupart des voiliers de course, monocoques comme multicoques, leur adoption dans le domaine de la plaisance a été plus progressive, bien que tout récemment popularisée. Le catamaran, par sa conception inhérente et ses atouts structurels, s'est imposé comme une plateforme d'exception pour le développement et l'optimisation de cette technologie, offrant de nouvelles perspectives en termes de performance, de confort et d'accessibilité.
I. Le Catamaran : Une Plateforme Idéale pour l'Innovation Maritime
A. Caractéristiques Fondamentales et Avantages du Catamaran
Le catamaran à voile s’impose comme l’architecture de référence pour la grande croisière, captant 40 % du marché des bateaux de plaisance neufs. Cette prédominance s'explique par une série d'avantages intrinsèques à sa conception. La flottabilité des catamarans à voile est répartie sur deux coques parallèles. Cette élaboration du bateau supprime le besoin d’un lest lourd (quille), ce qui permet les types de sorties dans les zones de hauts-fonds. C’est l’atout maître pour explorer les lagons là où d’autres talonnent. Les catamarans peuvent mouiller dans presque toutes les baies. Leurs faibles tirants d’eau permettent, en effet, de se rapprocher davantage du rivage que sur un monocoque.
La navigation en catamaran à voile offre un confort horizontal inégalé. Contrairement au voilier monocoque qui s’incline sous la pression du vent, le multicoque reste à plat lors de toute sortie en mer, assurant une expérience de navigation plus stable et agréable. Le cœur du catamaran habitable est son espace de vie : un carré lumineux situé au même niveau que le cockpit, offrant une vue à 360° sur la mer. Les catamarans ont été créés avec plus d’espace de vie à l’esprit ainsi que des zones supplémentaires pour profiter du plein air. Les cabines sont situées dans les coques, chacune avec sa propre salle d’eau privée, rappelant le confort de la maison. Les modèles de catamarans les plus récents comportent aussi un niveau supérieur : le flybridge. Les flybridges spacieux offrent un espace supplémentaire pour se prélasser et se divertir, et les bossoirs électriques facilitent la manipulation de l’annexe. Comme les catamarans ne gîtent pas, les activités quotidiennes comme la cuisine s’effectuent facilement.
En termes de sécurité, la duplication de nombreux systèmes pertinents pour la sécurité à bord est un avantage supplémentaire des catamarans. Vous trouverez, par exemple, deux moteurs, un dans chaque coque, et deux safrans. Une caractéristique importante d’un bateau de location est la sécurité, qui se traduit par un accès facile au panneau de commande et la possibilité de communiquer sans effort avec l’équipage situé dans le rouf, le salon et le pont.
B. Typologies et Considérations pour l'Acquisition
Le marché des catamarans se décline en plusieurs typologies pour répondre à des usages variés. Les chantiers navals français règnent en maîtres sur ce segment. Il existe des catamarans pour la croisière (ex: Lagoon, Bali), où la priorité est donnée à l’espace et au flybridge, et des catamarans de sport (ex: Hobie Cat), où la cabine est délibérément oubliée au profit de la performance. Des catamarans à moteur existent également, élargissant encore les options pour les plaisanciers.
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L’acquisition d’un catamaran à voile est un arbitrage entre confort et vélocité, et nécessite une structure financière adaptée. Le prix d’un catamaran est souvent élevé car, comme le dit l'adage, on achète deux bateaux en un. Pour sécuriser votre investissement, il est conseillé de privilégier des chantiers à forte valeur résiduelle comme Lagoon ou Nautitech.
Bien que souvent grands, les accastillages modernes permettent de tout gérer depuis le cockpit, rendant possible la navigation en solitaire sur un tel voilier. Les manœuvres, notamment à l’intérieur d’une marina, sont simplifiées par la présence de deux moteurs et de deux propulseurs d’étrave. Toutefois, certaines considérations doivent être prises en compte. L’erreur du volume excessif peut se présenter : un grand catamaran trop haut sur l’eau offre une prise au vent (fardage) qui rend la manœuvre délicate. Il est également important de ne pas négliger le poids, car le catamaran à voile est sensible à la charge. Avec sa grande surface exposée au vent et son faible tirant d’eau, un catamaran à voile peut dériver facilement. Enfin, en raison de leur largeur, les catamarans entraînent des frais d’amarrage plus élevés. La configuration et les besoins des clients doivent déterminer la conception et la construction d’un catamaran à voile car le confort et la qualité sont essentiels.
Fountaine Pajot est aujourd’hui une structure ambitieuse, fière de son ancrage local et de son histoire, capable d’ajuster son cap pour s’adapter aux enjeux du monde à venir. De nouvelles générations rejoignent ces chantiers et apportent un nouveau souffle, participant à l'élaboration du Bateau de demain.
II. L'Odyssée Historique des Foils : Des Concepts Ancestraux au "Vol" Moderne
Voilà un peu plus de 10 ans que les foils se sont imposés sur la plupart des voiliers de course, monocoques comme multicoques. Dans le domaine de la plaisance, ces appendices s’avèrent aussi peu pratiques à intégrer sur une seule coque qu’ils le sont sur deux ou trois flotteurs. De fait, les foils se déclinent en de multiples formes et s’invitent sur toutes sortes de multicoques, y compris les powercats ou les unités de croisière. Contrairement à ce que nombre de personnes pensent, les foils ne sont pas une invention récente. Toutefois, leur adoption sur les voiliers et multicoques a été (très) progressive, et s’est tout récemment popularisée.
A. Les Origines Théoriques et les Premiers Brevets
L’idée d’utiliser des surfaces portantes sous l’eau pour soulever un bateau a une longue histoire. Elle est développée par l’Anglais Thomas W. Moyet en 1861, puis en 1869, relayée par l’ingénieur mécanicien français Emmanuel D. Farcot. Ce dernier dépose des brevets où il ajoute à un bateau des plans porteurs latéraux dont on peut régler l’inclinaison en fonction de la vitesse. Cela a pour effet de faire légèrement décoller le bateau, validant ainsi le principe de l’hydrofoil.
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Le principe sera amélioré en 1878 par John Stanfield et Josiah Clark, basés à Londres. Par la suite, en 1881, Horatio F. Phillips, un pionnier de l’aviation lui aussi anglais, invente le système des foils transversaux pour les navires rapides, jetant les bases des configurations modernes.
B. Des Premiers Prototypes aux Records de Vitesse
Un prototype de foiler sera réalisé en 1895 par le comte Charles de Lambert, un aventurier et pilote d’avion français. Il s’agit d’un catamaran dont les deux flotteurs sont réunis par des plaques en dessous. Tracté par un cheval sur la berge, le multicoque s’élève rapidement au-dessus de l’eau. L’inventeur continuera à améliorer son invention, allant jusqu’à concevoir un catamaran avec cinq foils latéraux et un moteur pour atteindre la vitesse de 40 km/h en frôlant la surface de l’eau. En 1887, l’inventeur américain William M. Meacham reprendra la même idée à Chicago.
En 1906, l’ingénieur-inventeur italien Enrico Forlanini fait les premiers essais de l’Idroplano, un catamaran de 10 m de long et de seulement 1,62 t doté de foils. Le tout est propulsé par un moteur de 70 ch et atteint 27 nœuds. Il récidive en 1911 avec un catamaran de 10 m de long propulsé cette fois par un moteur Fiat de 100 ch ; l’engin parvient à parcourir 34 km à une vitesse moyenne de 40,5 nœuds. L’Anglo-Américano-Canadien Alexander Graham Bell (l’inventeur du téléphone) achète le brevet de Forlanini et, avec son assistant Frederick W. Baldwin, améliore le système, construisant plusieurs prototypes d’hydroptères, et s’offre même un record du monde avec une vitesse de 131 km/h (71 nœuds).
C. L'Application aux Voiliers et l'Ère des Multicoques Volants
Jusqu’alors orienté vers les bateaux à moteur, le système des foils va faire son apparition sur les voiliers avec, en 1938, le Catafoil, réalisé par les Anglais Robert Rowe Gilruth et Bill Carl, au départ des pionniers de l’aviation. En 1950, c’est au tour de Towboat II du scientifique américain J. Gordon Baker de prendre son envol. Il s’agit d’un cat-boat que beaucoup considèrent comme le premier vrai voilier à foils.
En 1969, le marin inventeur anglais James Grogono modifie un Tornado pour lui ajouter des foils. Une innovation qui lui permettra de battre six fois le record du monde de vitesse sur l’eau (sur 500 m) en classe B, avec une vitesse maximum de 28,4 nœuds. Au cours des années 1960 et 1970, de nombreux prototypes utilisant les foils seront développés, dont l’ingénieux Hydrofolie, un trimaran équipé de foils réglables conçu par l’architecte français Xavier Joubert.
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Les multicoques à foils vont cependant réellement apparaître sous les feux de la rampe avec le marin français Eric Tabarly et son trimaran Paul Ricard qui, en 1980, bat le record de la traversée de l’Atlantique. Poursuivant les travaux de Tabarly, le français Alain Thébault met au point l’Hydroptère, qui sera, en 2009, le premier multicoque à dépasser 50 nœuds. Dès les années 2000, les foils font leur apparition sur (ou plutôt sous) les voiliers de course - et plus particulièrement les multicoques. Ces derniers, de plus en plus fiables et performants, battent tous les records de la course au large, de la traversée de l’Atlantique au tour du monde. En 2013, l’America’s Cup passe elle aussi aux catamarans avec les fameux AC72 à foils.
III. Le Fonctionnement et les Bénéfices des Foils : Portance, Vitesse et Confort
Si la technologie foil a assurément fait ses preuves dans le monde de la compétition, les plans porteurs ne sont plus réservés à ce domaine. Les foils sont désormais présents sur de nombreux bateaux à moteur, sur des voiliers - et bien entendu sur nos multicoques.
A. Mécanismes Hydrodynamiques
Les foils sont des appendices hydrodynamiques profilés fixés sous une coque (foils latéraux) et/ou greffés sur les appendices traditionnels (dérive, safran). De manière un peu plus technique, en avançant, le foil crée une dépression au-dessus et une surpression en dessous. Ce différentiel de pression génère une force de portance qui soulève le bateau hors de l'eau, réduisant ainsi sa traînée.
Dès les premières expérimentations, le multicoque a représenté un support idéal pour les foils grâce à sa légèreté (pas de lest) et à la possibilité de stabiliser facilement la plateforme rectangulaire. Les multipowers - et plus particulièrement les powercats - tirent eux aussi avantage du principe. Alors que certains pontoon boats (catamarans ou trimarans) se contentent d’ajouter des ailettes fixes sous les tubes pour décoller un peu le bateau de l’eau, la grande tendance, c’est plutôt l’utilisation de foils transversaux fixés entre les coques.
B. Les Multiples Avantages des Foils
Depuis la création des bateaux, la recherche de meilleures performances a toujours été l’une des premières motivations derrière l’innovation. Le foil ne fait pas exception, puisque le but est d’abord d’aller plus vite. En diminuant la surface mouillée, et donc les frottements, l'adoption des foils permet d'augmenter significativement la vitesse de l'embarcation. L’objectif du foil n’est plus forcément de voler, mais plutôt d’assurer une portance et un amortissement. Il est ainsi possible d’optimiser performances, consommation (pour les multipowers) et confort.
Le deuxième avantage des foils, au moins sur les multicoques de plaisance, c’est l’amélioration du confort. Dans le cas des foils transversaux, par exemple, le système améliore sensiblement le confort, notamment dans le clapot, puisque les coques vont passer au-dessus des crêtes des vagues et que la lame bloque roulis et tangage. Dernier avantage, notamment pour les powercats : le fait d’adopter des foils diminue la surface mouillée, et donc les frottements, ce qui se traduit par une meilleure efficacité énergétique et une consommation de carburant réduite.
C. Défis et Limites de la Technologie Foil
Malgré leurs nombreux avantages, la conception et la mise en place de foils ont recours à des technologies de pointe qui doivent être savamment maîtrisées. L'ingénierie et la fabrication de ces appendices exigent une expertise pointue. Dernier inconvénient, un foil, sur un multicoque à voile, n’est efficace qu’à partir d’une certaine force de vent, nécessitant des conditions spécifiques pour exprimer pleinement son potentiel de vol.
IV. Panorama des Formes de Foils : Adaptations pour Chaque Usage
Les foils se déclinent dans de nombreuses formes et configurations, chacune ayant des performances et des usages spécifiques en fonction des supports. La conception des plans porteurs intègre un compromis subtil entre portance, stabilité et maniabilité, en fonction des objectifs visés par le type de bateau et son utilisation.
A. Foils en C : Semi-Sustentation et Contrôle Aisé
Comme leur nom le suggère, les foils en C ont une forme courbée plus ou moins prononcée en fonction des modèles. Les foils en C ne permettent pas au bateau de voler hors de l’eau à proprement parler. Toutefois, leur utilisation offre un effet de portance qui soulève le multicoque. Leurs principaux avantages sont donc d’améliorer la vitesse et le confort en procurant une semi-sustentation. Ils sont également très faciles à contrôler, car moins extrêmes que les autres foils, ce qui les rend adaptés à un public plus large. À l’inverse, ils ne procurent pas les performances et les sensations des réels foilers. L’un des meilleurs ambassadeurs des foils en C est le Rapido 40, un trimaran dont les appendices courbés permettent de diminuer la surface mouillée, et donc d’améliorer performances et confort.
B. Foils en L : Stabilité Améliorée et Bon Compromis
Ce sont les foils que l’on peut voir sur les monocoques de course au large ou sur les nouveaux supports de la Coupe de l’America. Ils sont reconnaissables à leur forme en L avec une partie horizontale qui génère la portance. Leur principal avantage est d’améliorer la stabilité par rapport à des foils droits, offrant une plus grande assurance en navigation. Ils offrent aussi une meilleure sustentation, et proposent un bon compromis entre performance et contrôle, ce qui les rend prisés dans la compétition de haut niveau. Au chapitre des inconvénients, les foils en L offrent une stabilité moindre que les foils en T et ils prennent également de la place, même repliés, ce qui peut poser des défis en termes de design et de manœuvrabilité au port.
C. Foils en T : Stabilité Optimale en Vol
Les foils en T sont constitués d’une partie verticale et d’une aile perpendiculaire horizontale en bout de foil. Ils sont utilisés depuis très longtemps, puisque ce sont ceux que l’on trouve notamment sur les safrans de bateaux, sur les dérives, mais aussi sur les planches de surf à foil. Les avantages des foils en T sont multiples et, en premier lieu, ils offrent une grande stabilité en vol, évitant efficacement le tangage et procurant une sensation de contrôle accrue. Sur le plan négatif, ils ont une traînée hydrodynamique plus importante au démarrage et sont également moins réactifs lors des manœuvres complexes, ce qui peut représenter un inconvénient pour certaines applications nécessitant une agilité maximale.
D. Foils en V : Simplicité et Auto-Régulation
Le foil en V est très utilisé, notamment sur les multicoques de course. Il se compose d’une lame inclinée à plus ou moins 45° vers le centre du multicoque. Le premier avantage de ce système, c’est sa simplicité, puisqu’il s’agit plus ou moins d’une seule lame par coque, ce qui facilite sa fabrication et son installation. Autre bon point, le foil en V est pratiquement autorégulateur, c’est-à-dire que le bateau retrouve son assiette et son équilibre de manière presque automatique y compris par mer formée, contribuant ainsi à une navigation plus sereine et moins exigeante pour le barreur. Le foil en V offre également une très faible surface mouillée, et donc peu de traînée, ce qui se traduit par des performances de vitesse remarquables.
E. Foils en U : Une Option Moins Courante
Les foils en U sont, comme leur nom le suggère, des foils fermés en forme de U ou de O allongé. Un système qui est apparu dans les années 50, mais il n’est pas très populaire, probablement en raison de contraintes spécifiques ou de performances moins compétitives par rapport à d'autres configurations.
F. Foils Transversaux : Efficacité pour les Multicoques à Moteur et la Plaisance
Si les catamarans à moteur utilisent d’autres types de foils, notamment pour des utilisations commerciales, les foils transversaux sont de plus en plus populaires pour ce type de multicoques. Le foil transversal est en fait une lame qui relie les deux coques. Il agit ainsi comme une aile marine qui permet au bateau de sortir (un peu) de l’eau en prenant de la vitesse. Ce système ne permet pas le vol à proprement parler, mais il allège le catamaran, ce qui diminue sa surface mouillée et par conséquent sa traînée. Cette lame est le plus souvent complétée par des mini plans porteurs greffés sur les safrans, optimisant ainsi l'effet de sustentation et de contrôle.
Côté avantage, le foil transversal, en diminuant la surface mouillée, permet d’augmenter la vitesse, mais il diminue aussi la consommation de carburant, un atout majeur pour les bateaux à moteur. En outre, il améliore sensiblement le confort, notamment dans le clapot, puisque les coques vont passer au-dessus des crêtes des vagues et que la lame bloque roulis et tangage, offrant une expérience de navigation plus douce. L’Ifly 15 est l’un des plus petits - et sans doute un des plus excitants - exemples de multicoques à foils transversaux, illustrant l'efficacité de ce design même sur de petites unités.
V. Démocratisation et Accessibilité : Le Foil pour Tous les Plaisanciers
A. L'Initiative Befoil pour les Débutants
Alors que toutes les régates, qu'il s'agisse de dériveur, de coupe de l'America ou de course au large, se mettent aux bateaux volants, le grand public veut également décoller. C'est dans ce contexte que Befoil s'est positionné pour faire voler les plaisanciers débutants. Befoil a présenté pour la première fois pendant les salons nautiques d'automne son catamaran de sport à foil. Il s'agit d'un multicoque volant de 16 pieds destiné à faire découvrir ces nouvelles sensations à un public peu averti. "Notre 1er public, c'est les écoles de voile pour l'initiation au foil." explique Alan Le Calvez, responsable de projet chez BeFoil - Magnard Innovation. "Le bateau est pensé pour des formats de stage classique, sans être obligé de faire des cours particuliers."
Pour rendre le bateau plus facile et plus sûr, l'équipe de BeFoil s'est intéressée aux matériaux comme au matériel. Les coques des voiliers de série seront en thermoplastique rotomoulé, plus abordable et moins fragile que le composite classique dans un usage d'école de voile. "En plus, elles seront plus légères que celles du prototype que l'on avait renforcé volontairement." se félicite Alan Le Calvez. La grand voile est arisable pour assagir le bateau si nécessaire et des échelles de rappel ont été préférées aux trapèzes pour rendre la navigation plus facile pour les débutants. Enfin, les poutres et les appendices, foils et safrans, sont en aluminium. "On a voulu être accessibles technologiquement et en terme de prix." explique Alan Le Calvez. "On proposera d'ailleurs un kit avec des safrans et des dérives classiques pour utiliser le BeFoil comme un multicoque classique." Le prototype était présenté lors des salons de la rentrée 2018. BeFoil prévoit de lancer les premiers catamarans de série au 1er trimestre 2019. Ils seront assemblés à Lorient et les pièces seront produites en France, soulignant un engagement envers la production locale et la qualité.
B. Offres d'Initiation et Concurrents sur le Marché
Trouver le bon support, abordable financièrement et techniquement, est un défi pour les constructeurs et une attente des écoles de voile. Les Glénans et l'UCPA proposent déjà des stages sur des voiliers à foil, du moth au RS Aero, démontrant l'intérêt croissant pour l'apprentissage de cette nouvelle forme de navigation. Sur le segment du catamaran à foils pour la plaisance, plusieurs concurrents se positionnent, du Flying Phantom au iFly15, enrichissant l'offre pour les passionnés.
VI. Les Foils dans l'Arène de la Compétition : Vitesse et Spectacle
L'évolution des foils dans le monde de la compétition a été spectaculaire, transformant la course au large et les régates en événements d'une intensité et d'une rapidité inédites.
A. L'Adoption par la Course au Large et l'America's Cup
La technologie foil a assurément fait ses preuves dans le monde de la compétition. Dès les années 2000, les foils font leur apparition sur (ou plutôt sous) les voiliers de course - et plus particulièrement les multicoques. Ces derniers, de plus en plus fiables et performants, battent tous les records de la course au large, de la traversée de l’Atlantique au tour du monde, repoussant sans cesse les limites de la vitesse. En 2013, l’America’s Cup passe elle aussi aux catamarans avec les fameux AC72 à foils, marquant un tournant majeur dans l'histoire de cette prestigieuse compétition. L'adoption des foils a ainsi permis d'atteindre des vitesses autrefois inimaginables, captivant un public toujours plus large.
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