Une voile est une pièce de tissu essentielle, dont la taille varie considérablement, allant de quelques mètres carrés à plusieurs centaines, et qui utilise la force du vent pour propulser un véhicule, généralement un bateau. Cet article explore la définition d'une voile, ses composants clés et les différents types de voiles utilisés dans la navigation.
Composants d'une voile
Chaque extrémité de la voile est renforcée par plusieurs épaisseurs de tissu cousues ensemble, parfois renforcées par une structure rigide. Voici les principaux composants d'une voile :
- Têtière : La partie renforcée de l'extrémité supérieure de la voile.
- Bordure : Le côté de la voile parallèle au pont, constituant le bas de la voile une fois hissée.
- Chute : La chute de grand-voile est souvent arrondie et raidi par des lattes.
- Guindant : Rendu solidaire du mât par des coulisseaux fixés à la voile et passés dans la gorge du mât, ou par une ralingue (cordage cousu le long de la voile).
Principes de propulsion
Lorsque le navire remonte par rapport au vent, l'écoulement du vent le long de la voile crée une différence de pression entre le côté au vent (intrados) et le côté sous le vent (extrados). Une dépression se forme sur l'extrados, ce qui "tire" le navire et lui permet de remonter au vent.
À l'instar de l'aéronautique, une voile développe sa plus grande force lorsqu'elle est proche du décrochement. Les régatiers ajustent constamment leurs réglages pour maintenir leur voile le plus près possible du décollement sans la faire décrocher. Aux allures du près, la voile exerce une force propulsive tant que son angle par rapport au vent apparent reste suffisamment grand (environ 30 degrés). Cela permet à certains véhicules, comme les planches à voile, les multicoques et les chars à voile, d'aller plus vite que le vent réel.
La force exercée par le vent sur la voile est approximativement perpendiculaire à la corde du plan de voilure. La composante de cette force parallèle à l'axe du navire est la force propulsive. La plupart des navires sont également équipés d'une dérive pour contrer la force latérale du vent. Les marins peuvent également déplacer des poids (ballast mobile) pour équilibrer le navire.
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Lorsque le navire s'éloigne du vent, les écoulements le long de la voile deviennent turbulents. Le vent pousse littéralement la voile. Pour une propulsion maximale, la voile doit être orientée différemment pour être perpendiculaire à l'axe du vent et réglée pour être la plus creuse possible. Au vent arrière, la vitesse tend à réduire le vent apparent, limitant la vitesse maximale à celle du vent réel.
Aux allures portantes, la force du vent sur la voile tend à enfoncer l'avant du bateau, ce qui peut être dangereux, surtout sur les multicoques, et provoquer un enfournement. Pour éviter cela, le centre de gravité est déplacé vers l'arrière, par le déplacement de l'équipage ou l'utilisation de ballasts.
Types de voiles
Il existe une grande variété de voiles, chacune adaptée à des conditions de vent et des allures spécifiques. Voici une exploration des différents types de voiles, allant des voiles traditionnelles aux modernes.
Voile au tiers
C'est le type de voile le plus ancien en Europe. Son déclin en Méditerranée a commencé au IXe siècle avec l'introduction de la voile latine, mieux adaptée aux vents irréguliers. En Atlantique, elle a perduré, des drakkars des Vikings aux kogs hanséatiques, en passant par les nefs françaises et anglaises. Sur les longs bords de portant, des bonnettes étaient parfois ajoutées pour augmenter la vitesse.
La compilation des wind charts par le capitaine américain Ch. Maury au XIXe siècle a permis de déterminer les routes où les vents portants étaient les plus réguliers, rendant ces gréements puissants efficaces. La voile au tiers a connu son apogée avec les bateaux de pêche côtière du XIXe siècle et du début du XXe siècle, notamment en Bretagne, avec le sinagot du Morbihan et la chaloupe sardinière.
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Le rendement d'une voile au tiers est meilleur sur une amure que sur l'autre. Pour rester compétitives sur les deux amures, les chaloupes sardinières, puis les pinasses de Douarnenez, ont adopté un gréement inversé. Sa grande vergue se nomme antenne. Cette voile était également utilisée dans la marine fluviale, adaptée aux mâts rabattables ou amovibles des chalands, barges et péniches.
Voile aurique (ou à corne)
Évolution de la voile au tiers, la voile aurique augmente les performances en ramenant toute la surface en arrière du mât, libérant la partie avant pour une trinquette et des focs. Le pic s'approche de 25 à 30 degrés de la verticale, ne permettant pas l'usage de la voile de flèche. On la retrouve au début du XXe siècle en France, notamment sur les cotres de pêche de la baie de Morlaix.
Voile bermudienne
Déclinaison du système de voile "Marconi", c'est la voile la plus répandue en plaisance grâce à son excellence et sa facilité de maniement. Elle a évolué à partir d'une version antérieure en deux pièces : la grand-voile (à corne) et une voile appelée "flèche". Le gréement bermudien se passe de la corne tout en maintenant une surface de toile maximale.
Foc
Cette voile d'avant (et ses déclinaisons en voiles d'étai) est retenue par un câble sur son envergure. Elle est amurée à l'avant sur le pont, le bout-dehors ou le beaupré. Sur les voiliers anciens, il pouvait y en avoir cinq ou six : trinquette, petit foc, grand foc, foc volant, faux foc, clin-foc. Sur les voiliers de plaisance modernes, le foc est souvent devenu la plus grande voile du système propulsif. Un voilier de plaisance traditionnel en avait trois ou plus : génois, inter, foc no 1, foc no 2 et le tourmentin. Les génois sont souvent pris sur un enrouleur pour sécuriser les réductions de voilure.
Spinnaker (ou spi)
Les spinnakers ou "focs ballons" sont de très grandes voiles légères utilisées aux allures portantes. Il en existe deux types : les symétriques et les asymétriques.
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Grand-voile
La voile située à l'arrière du mât est nommée grand-voile. Elle peut être à corne ou bermudienne.
Autres voiles
Dans un gréement classique, les voiles situées à l'avant du mât sont nommées focs. Elles sont nommées selon leur taille et leur coupe : tourmentin, yankee, foc, foc ou génois inter, génois et enfin le code0.
Matériaux
- Voiles à l'ancienne : Fabriquées en forte toile de coton, formées de plusieurs largeurs cousues côte à côte. Elles sont renforcées par un ourlet (ou gaine) renforcé par un cordage appelé ralingue. Pour résister aux moisissures, intempéries et UV, elles sont tannées avec des poudres riches en tanin, comme le cachou, ce qui leur donne une couleur allant du brun-rouge au marron-noir.
- Voiles modernes : Constituées de fibres synthétiques. Les voiles grand public sont en majorité fabriquées en polyester (ou dacron). Les voiles de compétition utilisent des matériaux comme le carbone, le Mylar ou le kevlar.
Enrouleurs et prises de ris
Sur les voiliers modernes, les voiles d'avant sont fréquemment installées sur un enrouleur, permettant de diminuer leur surface exposée. Ce dispositif remplace l'opération de diminution de toile sur une voile classique, appelée prendre un ris.
Jusqu'au 19ème siècle, les voiles étaient réduites ou ferlées par un grand nombre de gabiers. Au cours du temps, on a divisé les surfaces de voile et installé des "cargues" pour retrousser les voiles depuis le pont.
Les différents types de voiliers
Il existe une grande variété de voiliers, qui se distinguent par leurs caractéristiques, leurs coques, leurs quilles, leurs safrans et leurs configurations de gréement.
Type de coque
- Monocoque : Une seule coque, la plus courante. La stabilité repose sur la forme de la coque et le lest de la quille.
- Catamaran : Deux coques, offrant plus d'espace intérieur et de pont. Plus stable et plus rapide grâce à une surface mouillée minimale.
- Trimaran : Trois coques, encore plus stable et rapide que les catamarans.
Type de quille
- Quille droite : La plus courante, formée d'un voile unique au centre du bateau.
- Quille à ailettes ou à bulbe : Variante de la quille droite avec le poids placé dans un bulbe ou des ailettes pour augmenter la stabilité ou réduire le tirant d'eau.
- Quille longue : Souvent sur les voiliers traditionnels, plus longue et moins profonde.
- Biquille : Deux quilles peu profondes de part et d'autre de la coque, permettant de tenir droit à marée basse et réduisant le roulis.
- Dérives pivotantes et dérives verticales : Appendices mobiles pour limiter la dérive, pouvant être retirés pour réduire le tirant d'eau.
- Quilles pivotantes et quilles relevables : Quilles lestées fonctionnant comme des dérives pour améliorer la stabilité.
Types de safrans
- Safran derrière la quille : Sur les voiliers classiques, solide mais moins efficace.
- Safran sur skeg ou aileron : Développement ultérieur, une étape intermédiaire entre le safran classique et le safran suspendu.
- Safran suspendu : Standard sur les voiliers construits depuis les années 1980, offrant une excellente manœuvrabilité.
- Safran sur tableau arrière : Variante du safran suspendu, fixé à l'arrière du bateau.
- Bisafran : Deux safrans pour un meilleur contrôle, surtout lorsque le bateau est gîté.
Configuration de gréement et de voiles
- Sloop gréé en tête : Un mât et deux voiles (grand-voile et voile d'avant), la voile d'avant étant hissée en tête de mât.
- Sloop fractionné : Similaire au sloop gréé en tête, mais l'étai n'atteint pas le haut du mât.
- Cotre : Un mât et une grand-voile, mais le mât est plus reculé pour permettre l'utilisation de deux voiles d'avant.
- Gréement aurique : Voile avec une livarde, donnant quatre bords au lieu de trois.
- Ketch : Similaire aux sloops, avec un second mât plus court derrière le grand mât, appelé artimon.
- Goélette : Semblable au ketch, mais le mât arrière est plus grand que celui situé devant.
- Yawl : Semblable à un ketch, mais avec un mât d'artimon beaucoup plus petit, placé derrière le safran.