America's Cup: Technique compréhensible 2 : l'aile - une voile comme surface portante

Comme lors de la dernière coupe, les catamarans sont principalement propulsés par des ailes supposées rigides. Celles-ci sont composées d'une partie fixe à l'avant, le mât proprement dit, ainsi que de trois volets réglables et sont un assemblage de nervures et de poutres verticales, recouvertes de film plastique.

La forme extérieure, le profil, du mât et des volets est fixé de manière uniforme pour tous, de même que la structure du mât. La structure des volets est en revanche libre, ils peuvent être plus ou moins flexibles. L'espace vertical entre le mât et les volets est important pour augmenter la vitesse du courant du côté sous le vent des volets. Contrairement à ce qui se passait auparavant, il ne peut plus être adapté sur ces catamarans de la Cup.

Une explication du fonctionnement de l'aile

Les trois volets sont réglables individuellement. Il est donc possible de modifier la profondeur du profil de l'aile et le twist de la chute. Cela se fait par le biais de quatre bras de levier : un en bas de l'aile, un en haut et un entre les volets. Chacun de ces bras peut être commandé individuellement.

Par rapport à la coupe précédente, il y a eu de grands progrès dans ce domaine. De l'extérieur, on peut déjà voir que les bras qui dépassaient autrefois largement sur les côtés de l'aile ne sont presque plus visibles, ils ont donc été fortement miniaturisés. Cela profite à l'aérodynamique. Le réglage des volets se fait chez toutes les équipes au moyen d'un système hydraulique, mais la solution est différente.

Si l'équipage souhaite ajuster la profondeur du profil en cours de route, il devra actionner quatre bras de levier différents. Cependant, aucune aide électronique n'est autorisée pour le réglage de l'aile et, contrairement aux foils, aucune énergie ne peut être stockée pour le réglage de l'aile. L'équipage devrait donc simultanément exercer une pression sur la manivelle hydraulique et modifier l'aile dans quatre positions.

Comme cela représente trop de tâches en même temps et donc un potentiel d'erreur élevé, toutes les équipes utiliseront probablement des entraînements dits différentiels. Il s'agit de bras de levier sur lesquels sont fixées des cordes de réglage à une distance toujours plus grande de l'axe de rotation. Lorsque le levier est actionné, via l'hydraulique, les lignes parcourent des distances différentes en fonction de la distance à l'axe de rotation.

Ou bien les trois volets sont commandés directement par des vérins hydrauliques dans l'aile. Cela est résolu par des débits d'huile et la configuration dite maître-esclave : Lorsqu'un cylindre hydraulique est déplacé, le maître, les autres, les esclaves, suivent automatiquement. Pour qu'ils parcourent des distances différentes pour un twist différent, ils ont des diamètres de vérins différents, donc des volumes différents. L'ensemble du réglage du twist et du profil est donc couplé en soi. De plus, la caractéristique du twist - linéaire ou non - est préréglée à terre, en fonction des conditions météorologiques. L'équipage n'a alors plus qu'à choisir la profondeur et l'épaisseur du profil, mais pas le type de twist, par exemple un twist plus plat sur les parcours par vent arrière ou un twist plus prononcé sur les parcours par vent avant.

Il est également possible de cette manière de trimmer négativement la partie supérieure de l'aile. Cela se pratique surtout quand il y a plus de vent, quand l'aile génère déjà trop de force et ne peut plus être utilisée à fond. Elle pourrait alors être positionnée de manière neutre en haut afin de générer le moins de résistance possible. Mais la position négative provoque une aspiration au vent plutôt que sous le vent, ce qui crée un moment de redressement.

L'aile est entièrement pivotante et l'angle d'attaque est réglé par une écoute. Il ne reste donc en principe que deux lignes de réglage à l'équipage : la profondeur du profil et le twist ainsi que l'angle d'attaque.

Des génoises minuscules - ou pas de génoises du tout

En plus de l'aile, des génoises sont conduites, de trois tailles différentes selon la force du vent : 36, 23 et 16 mètres carrés. Cela semble peu par rapport à l'aile et ses 100 mètres carrés.

Mais comme les catas atteignent des vitesses très élevées même par vent faible, jusqu'à trois fois le vent vrai, le vent apparent à bord augmente aussi rapidement, en particulier sur la croix. C'est pourquoi la surface de la voile d'avant doit être réduite très tôt, sinon elle ne ferait qu'augmenter la traînée. De plus, si le vent est plus fort dans la partie supérieure, l'aile s'inversera comme nous l'avons vu. Or, un génois haut accélérerait le vent du mauvais côté dans cette zone supérieure, à savoir sous le vent au lieu de l'accélérer au vent comme souhaité.

Dernièrement, les Néo-Zélandais se sont même retrouvés sans génois sur le parcours d'entraînement par un vent relativement fort. C'est peut-être un signe que la voile d'avant devient rapidement un frein au lieu d'être un accélérateur supplémentaire.

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