Le Surf-Foil, discipline ayant connu un essor fulgurant depuis les années 2010 grâce à des figures emblématiques comme Kai Lenny, représente une véritable révolution dans le monde des sports nautiques. À l’origine, ce n’était qu’une manière de voler au-dessus de l’eau en surf-tracté, dans de grandes ondes de houle. Aujourd'hui, cette pratique a conquis les surfeurs du monde entier, des côtes hawaïennes aux spots européens, en multipliant le nombre de sessions possibles et en offrant des sensations inédites de vol. Le principe de fonctionnement d’un foil de surf relève fondamentalement de la dynamique des fluides, transposant les lois de l’aéronautique au milieu aquatique.
Architecture et composants du foil
Le foil est composé d’un mât, installé sous et perpendiculaire à la planche, d’un fuselage et de deux ailes : une aile avant et une aile arrière, plus petite, qui sert de stabilisateur. Le mât est attaché perpendiculairement à la planche et au fuselage. Ainsi, les ailes sont parallèles à la planche et vont dans le sens de la glisse. L’ensemble est généralement soit en carbone soit en aluminium.
L’aile avant joue le rôle principal de portance. Elle possède une partie supérieure bombée (extrados) et une partie inférieure plus plate (intrados). L’aile avant a un bord d’attaque arrondi qui prend rapidement de l’épaisseur, puis s’affine vers un bord de fuite plus fin. L’aile arrière (stabilisateur) joue pleinement son rôle pour stabiliser le foil, avec des propriétés équivalentes à celles de l’aile avant. Le fuselage, partie centrale reliant les ailes au mât, assure la rigidité et la stabilité de l’ensemble. En adaptant la longueur du fuselage, la taille du stabilisateur, on peut rendre un foil beaucoup plus maniable et ainsi avoir un compromis entre le glide, la facilité du pumping et la maniabilité du foil.
Dynamique des fluides et principe de portance
On peut aisément comparer le fonctionnement d’un Foil à celui d’un avion qui reprend sensiblement la même forme si on oublie le mât et la planche. Lorsque l’on touche à la dynamique des fluides, le moindre détail ou changement apporté au Foil a son importance et influe sur ses caractéristiques.
L’aile avant est tirée vers le haut lorsqu’elle avance, car les molécules d’eau qui passent sur l’extrados de l’aile avant accélèrent pour rattraper les molécules d’eau passées sur l’intrados, qui est plus courte car plate. L’accélération des molécules sur la partie supérieure de l’aile crée une dépression et le ralentissement de celles sur la partie inférieure crée de la surpression. La conséquence est un effet d’aspiration vers le haut. Si l’avion utilise la force d’aspiration des molécules d’air, le foil sollicite l’aspiration des molécules d’eau qui ont une densité bien plus élevée que celles de l’air.
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Pour décoller, la vitesse doit être suffisamment importante pour créer une force de portance sur l’aile avant. Cumulé à un angle d’incidence élevée (grâce à une pression sur le pied arrière), la planche décolle. La portance du Foil varie principalement selon la taille de l’aile avant, son épaisseur, sa forme de profil et l’angle d’incidence de celui-ci. Plus la surface d’une aile est grande avec de l’épaisseur et plus elle génère de portance. Plus l’angle d’incidence est positivement élevé et plus celui-ci génère de portance mais freine le foil.
Facteurs influant sur la performance
La vitesse dépend de la surface et de l’angle d’incidence de l’aile avant. Les spécificités du shape de l’aile pour une même surface jouent sur la vitesse du Foil : une aile avec moins de corde et donc plus d’envergure sera plus rapide. L’élément majeur concernant la maniabilité reste la forme de l’aile avant, à savoir notamment la courbe latérale. Une courbe latérale élevée donnera un foil plus maniable mais plus lent car pour la même surface de portance, la surface totale sera plus importante et freinera. L’envergure influence aussi la maniabilité : plus elle est importante et plus le foil planera longtemps mais moins les courbes seront serrées.
Le poids du pratiquant et ses aptitudes techniques influencent la stabilité, tout comme le type de plan d’eau. De plus, la planche elle-même joue un rôle crucial. Une planche plus longue avec du volume permet de prendre plus facilement les vagues pour décoller. Le poids de la planche influe négativement sur la portance de la planche : plus la planche est lourde, plus la portance du foil sera contrée. Les rails biseautés et le tail coupé permettent de ne pas toucher la surface lors des virages et lorsque l’utilisateur pompe.
La technique du pumping
Le pumping en foil est une technique qui consiste à générer de la vitesse et de la portance par un mouvement vertical du corps, sans utiliser ni voile, ni vague, ni traction. Concrètement, le rider plie et tend les jambes en rythme pour créer des cycles de compression/décompression. Chaque cycle ré-injecte de l’énergie dans le foil, qui maintient sa portance et donc son vol. Pour être le plus efficace possible dans son pumping, il faut combiner deux types de mouvements. D’abord une alternance entre pression et relâchement de la force exercée par les jambes sur la planche. Il faut ajouter à cela un mouvement avant/arrière afin de jouer sur l’angle d’incidence de la planche et des ailes dans l’eau et créer de l’inertie. Le déséquilibre avant permet de créer de la vitesse.
Le bon timing est la clé : trop tôt, on casse la portance ; trop tard, on perd toute l’énergie. Le rythme typique se situe entre 1 et 2 pumps par seconde selon le foil et le rider. Le pumping est la seule technique qui permet de naviguer sur l’eau sans voile, sans vague, sans traction et sans moteur. Contrairement au surf classique, où la vague fournit toute l’énergie, le pumping puise son énergie directement dans les jambes du rider.
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