Les trimarans, avec leur architecture singulière et leur capacité à atteindre des vitesses impressionnantes, s'appuient sur des éléments de conception sophistiqués pour garantir à la fois performance et sécurité. Parmi ces éléments cruciaux se trouve le puit de dérive, un mécanisme ingénieux logé dans les coques du multicoque. La dérive, insérée dans ce puit, est bien plus qu'une simple ailette sous-marine ; elle est une pièce maîtresse qui influence directement la capacité du bateau à remonter au vent, à contrôler sa trajectoire et à s'adapter aux conditions de mer changeantes. Comprendre son fonctionnement, ses particularités de conception et les stratégies de son utilisation est fondamental pour tout navigateur, qu'il soit novice ou expérimenté. Le puit de dérive et l'appendice qu'il abrite représentent un point de convergence entre la mécanique, l'hydrodynamisme et l'art de la navigation.
Les Fondamentaux du Système Anti-Dérive et le Rôle du Puit
Le cœur de la capacité d'un voilier à naviguer contre le vent réside dans sa résistance à la dérive latérale. Sans un appendice anti-dérive, un bateau serait simplement poussé de côté par le vent. Pour les multicoques comme les trimarans, ce rôle est souvent dévolu aux dérives. Disposer d’un catamaran à dérives, c’est profiter d’un cap supérieur à un modèle équivalent équipé d’ailerons fixes, forcément bien plus court. C’est également la possibilité d’optimiser la traînée, la vitesse, et même la sécurité. La dérive, par sa surface et son profil, génère une force hydrodynamique s'opposant à la force latérale exercée par le vent sur les voiles, permettant ainsi au bateau de "remonter" au vent plutôt que de "dériver" sous le vent.
Au sein de cette dynamique, le puit de dérive est la structure qui accueille et guide la dérive. La dérive sabre est un système où la dérive se lève et s’abaisse verticalement à la main. La dérive glisse dans le puit de dérive. Ce type de dérive est particulièrement apprécié sur les multicoques pour sa simplicité et son efficacité. Le puit n'est pas qu'un simple conduit ; il est conçu pour assurer le mouvement fluide de la dérive tout en minimisant les perturbations hydrodynamiques et les entrées d'eau. Il doit être suffisamment robuste pour supporter les contraintes énormes exercées par la dérive en pleine vitesse, et suffisamment précis pour maintenir l'appendice dans l'alignement optimal. L'interaction entre la dérive et son puit est donc essentielle pour la performance globale du navire. Le rôle du puit est d'intégrer la dérive de manière transparente dans la coque, de la protéger et de faciliter son ajustement. L'ingénierie derrière un puit de dérive efficace est souvent sous-estimée, mais elle est intrinsèque à la réussite de la conception du bateau.
Conception et Caractéristiques Structurelles du Puit de Dérive
La conception d'un puit de dérive sur un trimaran est un équilibre délicat entre performance hydrodynamique, robustesse structurelle et facilité d'utilisation. Il doit permettre à la dérive de se mouvoir librement tout en étant fermement maintenue en position de travail. Un des objectifs clés est d'éviter un puits encombrant à l’intérieur de la coque, afin de préserver l'espace et la légèreté. Cette optimisation spatiale est particulièrement pertinente sur des bateaux où chaque centimètre carré et chaque kilogramme comptent.
Pour optimiser l'écoulement de l'eau et prévenir les phénomènes indésirables, des éléments spécifiques sont intégrés à la conception des puits. Sous la coque, pour affiner l’écoulement de l’eau au niveau de la dérive, il y a « les lèvres » qui sont posées de chaque côté du puit de dérive et se rejoignent l’une sur l’autre pour éviter que l’eau ne remonte le long du puit de dérive. Ces "lèvres" agissent comme des déflecteurs, lissant le flux d'eau autour de l'ouverture du puit et réduisant la turbulence, ce qui contribue à la fois à la vitesse et à la stabilité du bateau. Leur forme et leur ajustement sont cruciaux pour l'efficacité hydrodynamique globale.
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L'étanchéité et la réduction du jeu latéral sont d'autres préoccupations majeures. Certains bateaux et tous les derniers Weta ont des puits de dérive recouverts d’une moquette ayant pour objet de limiter le jeu latéral de la dérive et les entrées d’eau. Le système est très efficace, mais avec le temps la moquette durcit et descente et remontée de dérive deviennent plus difficiles. Cette solution, bien que performante initialement, requiert donc un entretien régulier et peut, à terme, entraver la manœuvre de la dérive. L'expérience montre que pour ne plus avoir d'entrée d'eau par le puit de dérive, l'installation de la "moquette" peut être radicale : il faut la couper au cutter pour arriver à rentrer la dérive dans le puit. Celle-ci est maintenant très dure à manipuler, mais au moins ça a dû supprimer des turbulences. Cela illustre le compromis parfois nécessaire entre une étanchéité parfaite et une facilité de manœuvre.
La précision des dimensions du puit est également essentielle. Sur les nouveaux bateaux, il est constaté que les puits de dérive sont parfois plus étroits, de telle sorte que la manœuvre de la dérive est parfois difficile : le moindre grain de sable empêche celle-ci de coulisser. Cette tendance à des tolérances plus serrées vise probablement à améliorer l'hydrodynamisme et à réduire le jeu, mais elle introduit une vulnérabilité accrue aux obstructions et un besoin de propreté méticuleuse du puit. La moindre impureté peut alors transformer une opération simple en une tâche ardue.
La manière dont la dérive est intégrée structurellement varie également. Sur les Catana, les dérives sont très longues et sont structurellement maintenues dans le puit par toute la hauteur des coques. Cette intégration profonde confère une grande rigidité et résistance à l'ensemble. À l'opposé, les derniers Outremer adoptent des puits structurels plus courts de façon à réduire la taille des dérives, ce qui peut simplifier la construction et réduire le poids, mais nécessite une ingénierie soignée pour maintenir la performance. De nombreux trimarans sont eux aussi équipés de dérive, et l'approche adoptée pour le puit peut grandement influencer leurs caractéristiques de navigation. Les puits de dérives sont souvent posés et stratifiés, assurant une liaison solide et durable avec la coque, essentielle pour la transmission des forces. Le principe d'un puits de dérive doit donc être robuste et offrir une intégration sans faille dans la structure du bateau.
Mécanismes de Manœuvre et de Maintien de la Dérive
La manœuvre d'une dérive de trimaran, en particulier de type "sabre", repose sur des systèmes relativement simples mais conçus pour l'efficacité et la sécurité. La plupart des configurations impliquent l'utilisation de plusieurs bouts (cordages) pour gérer les mouvements de la dérive.
Généralement, il y a deux pontets d'origine sur l'arrière de la dérive. Ces points d'attache sont cruciaux pour le contrôle de l'appendice. Il faut attacher le bout qui maintient la dérive en bas (celui qui fait l'aller-retour par le tube inoxydable) sur le pontet du haut. Ce premier bout, dont la fonction essentielle est de maintenir la dérive en position basse, doit être impérativement pris dans un coinceur. Ceci est vital pour ne pas voir celle-ci sortir du puit de dérive par le haut en cas de chavirage, un événement où les forces exercées sur la dérive pourraient la propulser hors de son logement. L'importance du coinceur ne peut être sous-estimée pour la sécurité de l'équipage et l'intégrité du bateau.
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Le second bout, celui qui permet de relever la dérive, peut être attaché sur le pontet du bas. Pour ce bout, il n'est pas besoin de coinceur, car il sert principalement à hisser la dérive et n'est pas soumis aux mêmes contraintes de maintien en force. Ainsi, ce bout peut maintenir la dérive relevée pratiquement sans dépasser de la coque et ainsi remonter le bateau sur la remorque. Cette disposition est pratique pour le transport et l'hivernage du bateau. Pour mettre la dérive, on la laisse tomber dans le puit, elle se bloque et on l'enfonce à fond avec la gaffe en ayant pris soin de garder les bouts avec une légère tension. Cette méthode simple assure une mise en place correcte et contrôlée.
Certains systèmes de levage se distinguent par leur ingéniosité et leur simplicité, évitant la complexité des palans ou des vis sans fin. On peut saluer d’abord ce principe génial on ne peut plus simple, sans palan ni vis sans fin, mais une simple chaîne pour remonter la dérive. Pas de puit encombrant à l’intérieur, rien de fragile à l’échouage quand la dérive est remontée. Ce type de configuration minimise les points de défaillance potentiels et simplifie les opérations, ce qui est particulièrement appréciable pour les marins qui privilégient la fiabilité et la facilité d'entretien.
La dérive elle-même est maintenue en place dans le puit par plusieurs points d'appui. Techniquement, la dérive est tenue par l’axe à l’avant et un talon sur la dérive qui bute à l’intérieur du saumon sur la partie arrière. Le constructeur voulait ainsi que la dérive reste tenue, tant latéralement que verticalement sur l’arrière. Cependant, des modifications peuvent être apportées pour améliorer l'accès ou la maintenance. Par exemple, si le talon arrière est supprimé, la dérive n’est plus retenue que par la chaîne sur l’arrière et par l’axe en avant du saumon. Cela peut simplifier l'accès au trou de fixation de la chaîne. Il est alors possible de mettre une manille étroite et voire repercer un autre trou sur la dérive. Pour régler la longueur de la chaîne, l'objectif est que, poignée en position basse, l’arrière de la dérive au niveau de la manille, reste à l’intérieur du saumon. Cette ajustement précis garantit que la dérive est correctement logée et sécurisée.
La masse de la dérive a également une incidence sur les efforts de manœuvre. La dérive fait 50kg (densité du fer 7.3) à l’air libre, mais comme elle est immergée, le poids est réduit d’environ 7kg (50/7) elle ne fait plus que 43kg (merci Archimède). Ce poids est réparti sensiblement de 20kg sur l’axe et 23kg sur la chaîne. Ces chiffres donnent une idée des forces en jeu et de l'importance de choisir des systèmes de manœuvre robustes et bien dimensionnés pour assurer une utilisation sûre et efficace de la dérive.
Principes Hydrodynamiques et Performance
Le fonctionnement d'une dérive est intrinsèquement lié aux principes de l'hydrodynamisme, la science qui étudie le mouvement des fluides et les forces qu'ils exercent. Quand on regarde la surface de dérive totale de la coque de 2.85m2 saumon et safran compris, la dérive ne fait que 0.41m2 soit un petit 15% de la surface totale de dérive. Cependant, cette proportion modeste n'enlève rien à son importance capitale, car elle est spécifiquement conçue pour générer une force anti-dérive efficace.
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L'un des aspects les plus fascinants de la dérive est la façon dont elle génère de la portance (ou de la sustentation, mais ici latérale) à mesure que la vitesse augmente. Dès qu’on accélère, la force de portance augmente comme une aile d’avion ou comme sur les voiles. De même, on va plus vite vent de travers que vent arrière car c’est la quantité d’air passant sur la voile qui augmente sa puissance. Cette portance de la surface de dérive totale dépend du carré de la vitesse. Pour 2 nœuds, elle est 2×2= 4 fois plus forte qu’à 1 nœud, pour 3 nœuds elle est 3×3=9 fois plus forte, 25 fois à 5 nœuds etc. Cette relation quadratique signifie que de petites augmentations de vitesse entraînent des gains significatifs dans la capacité de la dérive à contrecarrer la dérive latérale. Cela permet au trimaran de maintenir un cap serré au vent et d'optimiser sa trajectoire.
L'efficacité hydrodynamique ne dépend pas uniquement de la dérive elle-même, mais aussi de la forme générale de la coque. Ce qui devient important c’est la forme de la coque. Le saumon et la carène frégatée de l’edel 4 au niveau du carré lui permet non seulement d’avoir une force anti-dérive importante mais d’avoir également une raideur à la toile assez impressionnante dès qu’on accélère un peu. Ces caractéristiques de conception travaillent en synergie avec la dérive pour offrir une performance supérieure. La forme de la carène peut elle-même générer une certaine force anti-dérive, réduisant la dépendance à la dérive seule et contribuant à la stabilité du bateau. La synergie entre la dérive et la forme de la coque est donc un facteur déterminant pour les qualités nautiques du trimaran.
Il est aussi important de noter qu'une dérive qui bouge ne sert à rien. Le puit doit maintenir la dérive fermement en place une fois abaissée pour qu'elle puisse travailler efficacement. Tout jeu latéral excessif ou toute vibration réduirait considérablement son rendement hydrodynamique, transformant un avantage en un frein. La stabilité de l'appendice dans son puit est donc une condition sine qua non pour l'exploitation de son potentiel.
Il existe parfois une idée reçue selon laquelle la masse de la dérive contribue de manière significative à la raideur à la toile du bateau. Pour ceux qui pourraient encore avancer que la masse de la dérive donne de la raideur à la toile, il est souvent répondu que le poids d’un équipier assis au vent est bien plus efficace. La raideur à la toile est principalement influencée par la largeur de la plateforme du trimaran et par la forme de la carène, plutôt que par le poids relativement faible de la dérive. La contribution principale de la dérive est hydrodynamique et non pondérale, bien que l'emplacement de son poids puisse jouer un rôle mineur dans le centre de gravité. L'accent est donc mis sur l'efficacité de la forme et de la surface de la dérive, plutôt que sur sa masse.
Stratégies d'Utilisation et Impacts sur la Sécurité en Navigation
La capacité à ajuster la position de la dérive est un atout majeur des trimarans, offrant au barreur des leviers pour optimiser la performance et renforcer la sécurité en fonction des conditions de navigation. Cette flexibilité permet d'adapter le profil sous-marin du bateau aux exigences du moment.
L'optimisation de la traînée est une considération primordiale, en particulier lorsque la vitesse augmente. Quand la vitesse augmente, il est intéressant de relever la dérive au vent pour optimiser la traînée. En effet, la dérive sous le vent est la principale responsable de la force anti-dérive, tandis que la dérive au vent, bien que partiellement immergée, peut générer une traînée inutile sans contribuer significativement à la performance anti-dérive. La relever permet de réduire la surface mouillée et d'améliorer la glisse du bateau.
La sécurité est une autre dimension essentielle influencée par la gestion des dérives. Mais pour la sécurité, il est préférable de relever l’appendice sous le vent : en cas de forte risée, le risque de croche-pied est alors réduit. Le "croche-pied" est une situation dangereuse où l'appendice, trop profond et bien accroché dans l'eau, empêche le bateau de déraper latéralement sous l'effet d'une rafale violente, ce qui peut entraîner un chavirage. En relevant la dérive sous le vent, on offre au bateau la possibilité de glisser latéralement ("déraper") plutôt que de subir un choc brutal, dissipant ainsi l'énergie de la risée.
Dans des conditions météorologiques extrêmes, la stratégie change radicalement. Gros temps ? Relevez tout afin que les coques dérapent. En mer formée et par vent très fort, il est souvent plus sûr de permettre au bateau de glisser sur les vagues, minimisant les risques d'enfourner ou de subir des contraintes structurelles excessives. Des dérives totalement relevées transforment le trimaran en une plateforme plus tolérante aux mouvements des vagues, favorisant la survie de l'équipage et l'intégrité du navire.
Cependant, l'utilisation de la dérive n'est pas toujours nécessaire ni même souhaitable. Il y a des moments où elle est relevée et retenue par la chaîne bien plus des trois quarts du temps en navigation, et tout le reste du temps à l’arrêt au port. Par exemple, on ne remonte pas au vent au-delà de 45°, ce qui est la limite de nombreux bateaux, et vent arrière, elle peut faire effet de croche pied et vous amplifie une embardée. Dans ces conditions de navigation au portant, la dérive devient un obstacle plutôt qu'une aide. De plus, il faut qu’il y ait un minimum de vent, les calmes plats sont fréquents en méditerranée. Dans ces situations, une dérive abaissée n'offre aucun avantage et n'ajoute qu'une traînée inutile. Il ne faut pas que le vent soit trop fort non plus ! Au-delà de force 6 cela devient impossible de gagner au vent et il est souvent plus judicieux de chercher un port à 180° sous le vent. Le marin doit donc constamment évaluer les conditions et ajuster la position de ses dérives pour optimiser à la fois la performance et la sécurité.
Une question récurrente est de savoir s'il est préférable de laisser la dérive descendue en permanence. Ceci dit, personne n'est convaincu et rien n'empêche de la laisser la dérive descendue en permanence. Cependant, en considérant les principes hydrodynamiques et les stratégies de sécurité, une approche dynamique et attentive à la position de la dérive est généralement plus avantageuse pour tirer le meilleur parti d'un trimaran et naviguer en toute sérénité. L'expérience montre que la flexibilité est la clé de la navigation efficace en multicoque.
Entretien et Améliorations Spécifiques aux Dérives et Puits
L'entretien d'une dérive de trimaran et de son puit est essentiel pour garantir la durabilité, la performance et la sécurité du système. Les matériaux et les conditions d'utilisation impliquent des défis spécifiques, notamment en ce qui concerne la corrosion et l'usure mécanique.
Un problème fréquent avec les dérives, surtout celles en matériaux ferreux, est la rouille. C’est le trou de la dérive qui se bouffe en rouillant, et l’axe de la manille peut finir par travailler de travers. La corrosion affaiblit les points d'attache et peut compromettre la fiabilité du mécanisme de manœuvre. Pour contrer ce problème, des solutions astucieuses peuvent être mises en œuvre. Il faut donc, dans un étau avec l’axe en place, écraser un peu la manille en largeur à l’épaisseur de la dérive. Cette opération assure un ajustement plus serré, réduisant le jeu et donc l'usure. Il faut également raccourcir l’axe en le laissant dépasser de deux mm et faire deux fentes en croix de tournevis en bout de l’axe. Le montage se fait en vissant à fond au tournevis cruciforme et en écartant ensuite les fentes. Cette méthode de fixation assure une tenue solide et limite les mouvements de l'axe qui pourraient aggraver la rouille.
Concernant le traitement de surface de la dérive, tout a été dit. Quel que soit le traitement, la rouille reprend toujours le dessus au moins au niveau des trous. Ce constat souligne la difficulté à éliminer complètement la corrosion sur les matériaux traditionnels. Pour un bateau qui reste le plus souvent dans l’eau, il serait préférable de mettre une tôle en inox. L'acier inoxydable offre une résistance bien supérieure à la corrosion, prolongeant significativement la durée de vie de la dérive et réduisant le besoin d'interventions fréquentes.
La gestion de la dérive pendant les opérations de mise à l'eau ou de sortie de l'eau est également une pratique d'entretien. Il est conseillé de remonter la dérive avant de gruter sur la remorque et de la redescendre quand le bateau est dans l’eau. Cette précaution protège la dérive et le puit des dommages potentiels lors de ces manœuvres, où le contact avec le sol ou la remorque pourrait causer des avaries. La vigilance lors de ces étapes prolonge la vie utile de l'appendice et de son logement.
L'exemple d'une dérive revue seulement dix ans après, soit au bout de dix mois dans l’eau, illustre la variabilité des pratiques d'entretien et l'impact sur la longévité. Cette observation renforce l'idée qu'une inspection régulière et des actions préventives sont préférables pour maintenir la dérive en parfait état de fonctionnement.
Finalement, le choix entre différentes configurations de bateau peut aussi être influencé par la complexité ou la facilité d'entretien du système de dérive. Pour certains, la messe est dite, et il est préférable d'avoir le faible tirant d’eau de la version dériveur que le tout petit avantage au près serré du quillard. Cette préférence souligne que la simplicité d'utilisation et de maintenance, ainsi que la capacité d'accéder à des zones de faible profondeur, peuvent primer sur des gains marginaux de performance au vent, particulièrement pour les usages de croisière et de balade côtière.