Introduction
L'histoire et la fabrication des voiles, et plus particulièrement des voiles de Trévoux, représentent un pan important du patrimoine maritime et industriel. Cet article explore les aspects historiques et techniques liés à leur conception et à leur production.
Comprendre la Construction Navale et la Manœuvre
Historiquement, la construction des navires était souvent négligée par les navigateurs. On ne percevait pas le lien direct entre la forme d'un navire et sa manœuvrabilité. Bien que l'on reconnaissait les avantages potentiels d'un navire bien construit, la connaissance précise de la forme et de ses effets sur la manœuvre était sous-estimée. La plupart des navigateurs se considéraient compétents pour juger de la construction navale, basant leurs opinions sur des observations parfois erronées et des causes mal interprétées. Il est essentiel de comprendre que les effets observés peuvent avoir des causes différentes de celles perçues.
Peu de gens maîtrisaient la méthode de conception des formes d'un navire, car cela nécessitait une connaissance approfondie des propriétés des courbes et des définitions géométriques. Même les charpentiers navals étaient limités par leur pratique rudimentaire et leur manque de principes théoriques.
Certaines personnes, se croyant expertes en géométrie parce qu'elles savaient tracer des perpendiculaires ou diviser des lignes, surestimaient leur compréhension de la construction navale. En réalité, une connaissance approfondie de la géométrie, de la mécanique et une vaste expérience pratique sont nécessaires pour une approche méthodique et fiable.
Une question posée par le roi, rapportée par M. Deanne, illustre cette complexité : pourquoi un navire peut-il naviguer contre le vent, par exemple, d'un vent du Nord vers l'Est Nord-Est ou l'Ouest Nord-Ouest?
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Détermination et Mouvement
La "détermination" est ce qui oriente un corps en mouvement dans une direction particulière. C'est la disposition d'un objet à se déplacer vers un endroit spécifique. Il est crucial de distinguer la détermination du mouvement lui-même, car l'un peut augmenter sans que l'autre ne change.
Imaginons une balle A se déplaçant sur une ligne AB, perpendiculaire à une ligne BC. Si la balle parcourt la distance AB en une minute, sa détermination vers la ligne BD sera de la quantité AB en une minute, égale à son mouvement.
Si la balle se déplace sur une ligne AC (au lieu de AB) et la parcourt en une minute, sa détermination vers la ligne BD restera la même (AB en une minute), mais son mouvement sera plus grand (AC). Si la balle se déplace sur une ligne AD en une minute, sa détermination vers BD sera toujours AB, mais son mouvement sera AD, plus grand qu'AB et AC.
Un corps en mouvement peut avoir deux déterminations simultanées, et l'une peut changer sans affecter l'autre. Considérons AD comme la latitude et AB comme la longitude, formant un rectangle ABCD. Si une balle A se déplace sur la ligne AC en une minute, elle se sera déplacée en latitude et en longitude, ayant ainsi une détermination en latitude (AD) et une détermination en longitude (AB).
Si l'on voulait faire mouvoir la balle une seconde fois sur AC à la même vitesse, mais que l'air était plus difficile à fendre en latitude, nécessitant plus de temps, la balle parcourrait la ligne AF en une minute. Elle n'aurait parcouru que la moitié de la distance en latitude (AE), mais la même distance en longitude (AB). Le point F serait donc le point atteint après une minute.
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Un corps ne reçoit une impulsion d'un autre que s'il est opposé à une détermination de son mouvement, et proportionnellement à la vitesse de la rencontre. Si un boulet de canon A se déplace avec impétuosité sur la ligne AC et rencontre deux murs BC et DC, les forces de l'impact seront proportionnelles aux déterminations vers ces murs. BC est opposé à la détermination de longitude, et DC à la détermination de latitude. Si la détermination en longitude est plus grande que celle en latitude, le mur BC subira un impact plus important que DC.
L'Art d'Amurer et l'Optimisation de la Vergue
"Amurer" signifie fixer l'amure d'une voile selon l'angle optimal pour recevoir le vent.
Toutes les positions de la vergue ne sont pas également avantageuses pour gagner au vent ou pour gérer le vent efficacement. Il n'est pas toujours optimal de naviguer au plus près du vent. La position idéale de la vergue peut être déterminée pour optimiser la route en fonction de l'objectif.
Plus la vergue est inclinée contre le vent, plus le navire remonte au vent, mais il reçoit moins d'impulsion du vent. De plus, l'inclinaison réduit la quantité de vent qui pousse la vergue. La perte de vitesse est donc proportionnelle au carré du gain en remontée au vent.
Si le vent est perpendiculaire à la quille, le rapport entre la distance gagnée au vent et la distance parcourue est le même que le rapport entre l'impulsion du vent sur la vergue dans les deux situations comparées.
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Résistance et Forme
Imaginons un carré long ABCD et un triangle ABC se déplaçant de la même manière qu'un navire, avec une détermination en latitude et une autre en longitude. La résistance que le triangle reçoit par son côté est plus grande, comparée à celle qu'il reçoit par son avant, dans une proportion au carré de BD par rapport à AD, que celle que le carré reçoit dans les mêmes conditions. Autrement dit, si le carré et le triangle étaient dix fois plus longs que larges, le triangle dériverait dix fois moins que le carré.
L'eau s'opposant de manière perpendiculaire au côté et à l'avant du carré, la résistance est proportionnelle à la quantité d'eau qui s'oppose, soit le rapport de BD à DA.
Pour le triangle, la résistance sur le côté est plus grande que sur l'avant en raison de la plus grande quantité d'eau qui s'oppose. De plus, l'eau s'oppose plus perpendiculairement sur le côté que sur l'avant. Cette résistance supplémentaire est également proportionnelle au rapport de BD à DA. La résistance totale au triangle est donc proportionnelle au carré du rapport de BD à DA.
On peut démontrer que toutes les figures inscrites dans la partie extérieure du triangle, dans le carré long, seraient plus avantageuses que le carré long, mais moins que le triangle. Le triangle serait le plus avantageux s'il n'y avait pas d'angle au point B avec la ligne BD, parallèle à CA. Dans ce cas, il faudrait considérer la latitude uniquement le long de BA, ce qui entraînerait une perte considérable en raison de la détermination.
L'Ellipse et la Construction des Coques
La construction des coques de navires impliquait souvent l'utilisation de courbes, notamment l'ellipse. La détermination des axes de l'ellipse était cruciale pour définir la forme de la coque.
Après avoir trouvé les axes, il était possible de déterminer les proportions des acculements en décrivant une portion d'ellipse à l'aide d'une machine. Il fallait définir la distance AE (égale au petit axe) et EB (égale au grand axe). Ensuite, en reportant les proportions initiales (AB, distance du lieu de la maîtresse varangue jusqu'au début des façons), on pouvait lever une perpendiculaire AF et y prendre Af égale au petit axe. En traçant une ligne fG parallèle à la quille AC et égale au grand axe, on pouvait utiliser une équerre pour dessiner la portion d'ellipse.
Pour les plus grands navires, la machine nécessaire consistait en une équerre de quatre ou cinq pieds et une règle de quinze ou seize pieds, manipulables par deux hommes et le constructeur.
Les Tissus et Ornements: Un Lien avec l'Art et le Pouvoir
L'histoire des voiles de Trévoux est aussi liée à l'histoire des tissus utilisés, et parfois à des commandes royales prestigieuses. Par exemple, un ornement donné par Louis-Philippe en 1838 à la cathédrale du Puy-en-Velay utilisait des tissus provenant de commandes impériales antérieures, notamment des tissus destinés à la chambre de Marie-Louise au Palais de Versailles. Ces tissus, initialement commandés par l'Empereur pour relancer les manufactures lyonnaises, furent ensuite utilisés pour la fabrication d'ornements liturgiques.
On retrouve également des tissus de la maison Grand frères, commandés en 1832 pour la chambre de la reine Marie-Amélie au Palais des Tuileries, utilisés pour des chapes et des chasubles. Des étoffes tissées par Bertholon, initialement destinées à la chambre de la reine, furent également utilisées pour des robes de chapes et des fonds de dalmatiques.