Le concept du trimaran à foils, tel qu'illustré par des pionniers comme le « PAUL RICARD », repose sur une architecture complexe où la dynamique des fluides et la résistance des matériaux convergent. L’idée originelle du premier FOILER - effectivement réalisé et naviguant en haute mer « PAUL RICARD » - consiste à utiliser un foil sous le vent pour assurer la stabilité et le plan anti-dérive. Ce type de navire ne se contente pas de naviguer sur l'eau, il interagit avec elle via des surfaces portantes qui modifient radicalement son comportement dynamique.
L'équilibre dynamique et le rôle des foils
Les positions relatives des foils latéraux et de la voilure sont prépondérantes d’une part comme sur un bateau classique pour assurer l’équilibre à la barre, d’autre part pour régler l’enfoncement du foil sous le vent. Pour l’équilibre à la barre, la poussée sur la voilure doit être égale et opposée à celle exercée sur le foil sous le vent, en se rapportant à un plan horizontal. La poussée de la voilure s’exerçant vers l’avant explique la position avancée des foils par rapport au centre de voilure.
En plaçant arbitrairement, dès le début du concept, la mâture au-dessus du centre de gravité de l’ensemble, on obtient la position des foils et donc celle des bras de liaison. L’enfoncement du foil sous le vent est difficile à équilibrer. L’idéal correspond à une coque immergée de vingt centimètres, évitant la ventilation de la partie haute du foil. Si, dans un plan perpendiculaire à l’axe du bateau, la résultante de la poussée sur la voilure passe au-dessus du centre de poussée sur la voilure, la composante verticale est trop forte, le foil sort, ventile et le bateau dérape. Si cette résultante de la poussée du foil passe sous le centre de poussée de la voilure, le foil s’enfonce jusqu’à ce que l’enfoncement du flotteur rétablisse l’équilibre avec une perte d’efficacité. C’est un moindre mal.
Une marge de sécurité est prise dans ce sens de façon à tenir compte de la difficulté à déterminer la position exacte du centre de poussée sur la voilure. La quille, en position très reculée, soutient un foil en « V » inversé ayant pour fonction une légère sustentation de l’arrière (1,5t à 20 nœuds). Cette sustentation arrière compense le cabré dû à la vitesse. Par ailleurs, la tenue horizontale du bateau étant stabilisée, le travail des foils est facilité, l’aileron de quille ayant lui, une fonction de tenue anti-dérive de la partie arrière, les foils latéraux poussant la partie milieu avant du bateau.
Optimisation hydrodynamique et profils portants
Le but recherché est de déterminer le profil donnant le meilleur Cz, sans être au détriment de la traînée. La hauteur de l’aile serait inférieure à la corde de l’aile. En effet, le sol figure une ligne de courant non déformée, donc le filet à l’infini. En fait, le rapprochement du sol diminue la divergence en aval sur l’intrados. Le Cz étant proportionnel à la cambrure, il est judicieux de choisir un profil de base déjà cambré (type Göttingen n° 652).
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Les aérodynamiciens procèdent de la façon suivante : compte tenu du cahier des charges qui donnera les caractéristiques souhaitées pour le profil (coefficients de portance, de traînée et de moment), ils déterminent une répartition des pressions sur l’aile en tenant compte de l’effet de plaque de la coque du flotteur. Une fois les formes extérieures définies, il reste à chercher la manière de remplir les volumes, c’est-à-dire à calculer la structure en fonction des efforts mécaniques du couple de redressement.
Structure et motorisation du mât-aile
Le dessin du mât aile dépend du profil choisi (par exemple, NACA 65 A 012). À partir du moment de redressement maximal évalué à 89 600 mkg, la compression sur le mât est estimée à 57,6 tonnes, dont 16 tonnes encaissées par la poutre (bras de liaison) et le haubanage latéral, et 25,4 tonnes par l’étai. Le mât pourrait être fabriqué à partir de profil existant ou extrudé en deux parties.
Dans une approche innovante, la société ZODIAC a proposé une voile épaisse gonflée entièrement (foc + grand-voile) par la pression d’arrêt du vent, le gonflement étant assuré par deux écopes en tête des voiles, avec un profil réalisé par lassage interne des goussets de lattes. L’adaptation d’un mât tournant complète ce système. Le roulement de pied de mât utilise des technologies SKF classiques sur portée semi-sphérique, fonctionnant dans la graisse. Il est à noter que ce moteur mât-aile avec voile gonflable est particulièrement adapté aux foilers en raison de la limitation des mouvements brutaux, ces derniers étant néfastes pour les systèmes sophistiqués.
Architecture des coques et stabilité
Les coques actuellement utilisées en multicoque tiennent plus du tube trop plein à l’arrière que de la carène balancée sur toute sa longueur. Le choix s’est porté sur une carène longue, avec une étrave verticale et une forme de l’avant à l’arrière très progressive, permettant (à longueur équivalente) la vitesse d’une carène tubulaire tout en autorisant une montée progressive et horizontale avec l’accélération de l’écoulement, sans transition brutale.
Pour les flotteurs, le volume a été limité à 5 m³ chacun pour restreindre leur longueur à 10,50 m, limitant ainsi le choc dû aux vagues et évitant une torsion excessive dans la poutre. La finesse des flotteurs est comparable à celle des catamarans. La stabilité latérale obtenue avec une envergure de 26 mètres est considérable, le moment de redressement maximal étant évalué à 89 600 mkg. La stabilité longitudinale a été soignée par un centrage maximal des poids, positionnant le moteur mât-aile (1 200 kg) sur le centre de gravité général.
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Évolution du trimaran et standards modernes
Au tournant de l’année 2026, le trimaran a gagné en popularité, s'imposant comme une catégorie autonome de voiliers proposant une palette complète de solutions techniques. Par rapport à un monocoque, le trimaran propose une plateforme rapide sous voile tout en conservant un comportement marin avenant. Le Neel 52 est aujourd’hui un symbole de l’évolution du trimaran de croisière moderne, alliant espace de vie et performances réelles grâce à une coque centrale richement dessinée. Le Dragonfly 40 et le Neel 47 illustrent également cette tendance vers des unités capables d'offrir confort et robustesse.
Historiquement, le développement amateur a été marqué par Victor Tchetchet en 1945. Depuis, les techniques de construction ont évolué vers l'utilisation de matériaux composites (carbone, kevlar, nid d'abeille), remplaçant les structures rudimentaires en contreplaqué ou « skin on frame ». L’achat d’un trimaran, qu’il s’agisse d’un modèle de course ou de croisière, implique une évaluation rigoureuse de l’architecture des flotteurs et de la construction. Le record du trophée Jules Verne, établi par Francis Joyon sur Idec Sport, demeure l'étalon absolu de la performance pour ces multicoques.
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