Moins un bateau aura de résistance à l’air et à l’eau meilleur sera ses performances

Dans performances non pouvons entendre :

-> Une vitesse supérieure,

-> Une consommation en baisse,

-> Moins de perturbations ressenties …

Il est évident que si le bateau rencontre moins de résistances de pénétration dans l’air et moins de résistances de frottement dans l’eau sa vitesse sera augmentée, sa consommation d’essence sera « fortement » revue à la baisse.

Pour les perturbations vous allez découvrir dans les différents schémas suivant l’impact que cela peut avoir !

Je tiens à préciser que ce petit dossier, n’est nullement un exposé scientifique, mais simplement et comme à mon habitude un semblant d’explication pour les novices et néophytes en la matières.

Je ne vais pas rentrer dans des explications très poussées des formules, pour cela d’autres site comme « wikipédia.org » le feront beaucoup mieux que moi d’autant plus que mes cours de dynamique des fluides ne sont plus trop présents dans mon esprit ! (Ps. J’ai pas dit gâteux !)

1) Performances Hydrodynamique :

La vidéo suivante vous montre comme quoi il est possible d'optimiser au maximum les performances d'un bateau.

La répartition des masses, la disposition du moteur reculé via un "bracket", ..., réduisent efficacement la résistance de frottement dans l'eau ainsi que les perturbations que la coque engendre.

La surface de coque en contact avec l’eau étant réduite à son minimum et l’hélice évoluant dans une eau moins perturbée son efficacité est nettement supérieur.

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Cliquer dessus + de 35 NDS - Yam 4T 50 CV EFI . Cliquer dessus + de 35 NDS - Yam 4T 50 CV EFI

Cliquer dessus l'image choisie pour voir la vidéo

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Le bateau est volontairement pas assez chargé !

Nous pouvons remarquer une instabilité latéral du bateau (louvoiement) : Les boudins ne touchent plus l'eau, et seul l'arrête de la carène est en contact.

Par contre notre essais est très concluant : la barre des 35 Noeuds est dépassé avec un Yamaha 50 CV 4T EFI ( hélice de 10 1/4 x 14). La vitesse maxi théorique avec cette hélice sur ce moteur étant de 37,77 noeuds, nous pouvons considérer que sa perte de vitesse du au frottement a été réduite à son maximum ! (ECM re-programmé).

Cet essais ont été réalisé sur un plan d'eau fermé (lac d'eau douce) sans vent, ni courant.

2) Performances Aérodynamique :

Par contre, le Tarpon n'est pas du tout optimisé : Ses boudins avant de forts diamètres, et sa console « droite » ne facilite pas une bonne pénétration dans l'air !

La forme idéale étant celle que la nature nous à donnée : Lorsque qu’une goutte d’eau tombe d’un arbre, cette dernière est attirée vers le bas (loi de la gravité), toutefois celle-ci prend une forme particulière et pénètre l’air avec le minimum de résistance. Cette forme, celle de la goutte d’eau, est la forme parfaite de référence pour le calcul de résistance de pénétration dans l’air.

Schémas (1)

Si un objet quelconque flotte dans l'air et est immobile, si on lui applique un courant d’air dans le sens indiqué par la flèche, une force appelée « Rx » va s’appliquer sur l’objet qui reculera dans le sens du filet d’air. La force Rx est dénommé par convention la traînée.

Une seconde force Rz (la portance) est aussi utilisé en combinaison de la première pour former la résultante aérodynamique. Je ne m’attarde volontairement moins sur cette dernière car en nautisme la portance principale étant la flottaison du navire cette dernière à nettement moins d’influence quand aéronautique.

L’effort de traînée « Ft » est la force qui dépend du coefficient de pénétration dans l’air (Cx)

A savoir Rx, Rz, Cx (ici « x » sur un axe longitudinal de l’avant vers l’arrière, « z » sur un axe vertical du bas vers le haut)

Soit Ft = Cx P.S. (V²/2)

-Cx : déterminé en soufflerie

- P : Rho (masse volumique de l’air) environ 1,293 Kg/m3

- S : Surface frontale de l’objet (en contact avec l’air), en m2, soit 0,81 fois la largeur multiplié par la hauteur.

- V : Vitesse en m/s

Schémas (2) et (3)

Ces deux dessins représente un bateau qui aurait une console droite (à 90°, verticale) ou oblique (à 45°, dans le sens du filet d’air).

L’air en arrivant sur la console crée une perturbation, cette dernière freinée dans le schéma (2) et déviée dans le schéma (3). Une résistance à l’air sera nettement supérieur si la console est droite plutôt que divergente (oblique).

Dans ce cas précis, à surface égale (1 m²), l’effort de traînée sera augmenté de 30 %, ce qui aura pour effet une augmentation de la consommation de prêt de 1 litre / heure pour une vitesse de 35 nœeuds.

Mise à part le facteur consommation, la vitesse en sera réduite du fait de l’effet de frein !

La perturbation inférieure (sous l'avant) aura plutôt pour effet de soulever l'avant du bateau, certes un ralentissement supplémentaire se fera sentir.

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Voila, pour cette première partie d'explication, j'espère que ces dernières n'auront pas été trop techniques et seront restées compréhensibles.