America's Cup: Technique compréhensible 1 : pourquoi un foil fait la différence dans le match

Après la dernière édition de l'America's Cup, qui s'est déroulée sur des monstres de 72 pieds, Russell Coutts a justifié la réduction de la taille des bateaux par une réduction des coûts. Au départ, il devait s'agir de bateaux de 62 pieds, mais ils font désormais 50 pieds. Grâce à de nombreux perfectionnements, ces nouveaux bolides de course sont nettement plus rapides que leurs prédécesseurs, ils peuvent atteindre une vitesse de 50 nœuds.

Mais les équipes n'ont guère bénéficié de prix plus avantageux, comme le montrent les budgets de plusieurs millions à six chiffres. Ce qui est étonnant. En effet, outre la réduction de la taille des bateaux et des équipages, il a été décidé d'uniformiser de nombreux éléments. Ainsi, le profil de l'aile et la partie avant de l'aile, la forme et l'exécution des coques, des beams, de la pièce centrale (pod) et du beaupré sont imposés de manière uniforme. Cela a également permis de réduire les coûts.

Comment les bolides de la Coupe ont appris à voler

En fait, certains pensent qu'il s'agit d'un avantage concurrentiel que le défenseur Oracle Team USA s'est assuré. L'équipe du milliardaire Larry Ellison a été cueillie à froid lors de la dernière coupe, lorsque les Néo-Zélandais ont fait voler leur bateau. Cela ne devrait pas être possible en raison de la règle toujours en vigueur selon laquelle il ne peut y avoir qu'une seule dérive à la fois dans l'eau. Les Néo-Zélandais ont trouvé un moyen et les Américains n'ont réussi à éviter la défaite qu'au prix de grands efforts.

Le défenseur ne voulait apparemment pas revivre une telle surprise cette fois-ci. "Une équipe riche a toujours intérêt à restreindre les règles autant que possible", explique Martin Fischer. Cet expert allemand en foil est le concepteur en chef de l'équipe française Groupama. "Si vous avez plus ou moins la même chose que tout le monde", poursuit Fischer, "si vous avez plus d'argent, vous pouvez vous entraîner davantage, vous affiner davantage et vous finirez par gagner. En revanche, avec une règle ouverte, le risque est que quelqu'un trouve quelque chose auquel on n'a pas pensé soi-même". Ainsi, le terrain de jeu des constructeurs a certes été réduit, mais le travail de détail a été augmenté.

Les foils vont gagner la coupe

Le design des foils et leur possibilité de réglage est en quelque sorte le Saint Graal de cette coupe. Faire voler un catamaran, c'est-à-dire le hisser sur des foils, n'est plus un art depuis longtemps. Dans la Coupe de l'America, il s'agit plutôt d'y parvenir le plus tôt possible, c'est-à-dire dès que le vent est très faible, et de maintenir le catamaran en l'air pendant toute la course. La résistance hydrodynamique doit toujours être la plus faible possible.

Un seul "touchdown", c'est-à-dire le fait de toucher la surface de l'eau avec les coques, peut déjà faire perdre des mètres décisifs. Il faut alors évaluer le rapport des forces. La règle est la suivante : plus la flottabilité est importante, plus la résistance est grande. Et plus la forme est agressive, plus la résistance est faible, mais plus la position de vol est instable.

Les AC 50 voleront sur l'ensemble du parcours

Lors de la précédente édition, les dérives étaient encore plutôt en position V. Celle-ci garantit la position de vol la plus stable, et elle autorégule assez bien l'altitude. Cette position est également utilisée pour les Strandkats ou le catamaran GC32.

Mais aujourd'hui, en Coupe, sur tous les parcours, au vent comme devant le vent, la dérive est plutôt verticale. La dérive est alors la plus faible, ce qui est également important devant le vent, mais surtout la résistance. Cette position verticale est possible grâce à la commande très développée de l'angle d'attaque des foils (nous y reviendrons dans un prochain article). La dérive peut être ajustée de manière extrêmement sensible par le barreur, qui peut réagir immédiatement à chaque changement de hauteur. Par conséquent, une position autorégulée n'est plus nécessaire.

Le barreur ne peut pas seulement réagir, il doit même le faire. En effet, les foils utilisés sont instables en permanence afin de générer le moins de résistance possible. De plus, les foils sont réglables en trois dimensions, ce qui ouvre d'énormes possibilités. Des graphiques uniques en leur genre d'un prototype de Land Rover BAR montrent à quel point le réglage est compliqué.

Chaque équipe peut utiliser quatre foils pendant la coupe. La manière dont ils sont utilisés dépend également de la tactique de course. Le plus simple serait d'avoir deux jeux de foils : un pour le vent faible avec plus de portance, un pour le vent fort. Mais il pourrait aussi y avoir quatre foils différents et le bateau pourrait prendre le départ de la course de manière asymétrique (plus d'informations à ce sujet dans l'article "Tactique de course").

Les foils sont soit stratifiés avec une âme sandwich, ce qui les rend plus légers mais aussi plus déformables, soit entièrement stratifiés. Selon le type de fabrication, un tel foil coûte entre 200.000 et 400.000 euros, le temps de construction peut aller jusqu'à douze semaines.

Pendant la course, un AC 50 navigue sur trois "pieds" : la dérive sous le vent ainsi que les deux avirons. Une seule dérive peut être dans l'eau à la fois, sauf lors des virements de bord ou des empannages. Dans ce cas, les deux peuvent rester dans l'eau pendant 15 secondes maximum.

La dérive sous le vent permet de réguler la portance et la dérive. Le safran à vide génère également de la portance et un trim orienté vers la proue. Le safran au vent, quant à lui, est réglé sur la dérive. Il tire la coque vers le bas au vent et assure ainsi un moment de redressement supplémentaire.

L'angle d'attaque des safrans doit changer dans les virements de bord et les empannages, sinon ils agiraient à l'envers sur la nouvelle étrave. Cela se fait automatiquement. Au début de la manœuvre, le barreur donne l'ordre correspondant et les rames changent d'angle d'attaque. Une fois cet ordre donné, il n'est plus possible de revenir en arrière ou le catamaran s'écrase sur l'eau.

Ces derniers temps, on a vu de plus en plus de foils avec un léger S dans la partie verticale. Cela sert à augmenter le moment de redressement. Lorsque la dérive est abaissée, la base de la pointe, la partie horizontale, se déplace vers l'extérieur jusqu'à ce qu'elle atteigne la largeur maximale de la coque. Si la dérive était parfaitement droite, le morceau de largeur entre le puits de dérive et l'extérieur de la coque serait perdu pour le moment de redressement.

Le grand guide de la Coupe : Dans le numéro spécial America's Cup de YACHT 12/2017, vous trouverez toutes les informations et les coulisses de l'événement nautique de l'année. En kiosque à partir du 24 mai ou ici numérique.