America's Cup: Technique compréhensible 4 : L'aérodynamique dans une nouvelle dimension

Sur les nouveaux catamarans AC50, le vent apparent vient de l'avant en oblique, quel que soit le parcours, même devant le vent. À des vitesses de pointe allant jusqu'à 50 nœuds, il souffle donc en permanence violemment de l'avant sur le bateau. La résistance aérodynamique n'a donc jamais été aussi importante.

Comme la forme des fuselages et des beams ainsi que celle de l'aile sont prédéfinies, le travail des experts en aérodynamique se limite surtout à la conception des carénages des beams et à l'aménagement des positions de l'équipage. Ils ont carte blanche pour cela. Les carénages des beams doivent cependant être fixés et ne peuvent pas être modifiés pendant la navigation. En revanche, ils peuvent être modifiés avant chaque jour de course et l'ensemble du bateau peut être remesuré avant chaque jour de course.

Cette possibilité peut être importante, car le carénage des beams n'est pas conçu de manière aérodynamique, mais il a la forme d'une aile qui génère une portance vers le haut. Cela permet de soulever davantage le bateau et surtout de l'aider à virer de bord.

Les catamarans AC50 sont devenus si rapides et ont une résistance si faible qu'il est pour la première fois possible de rester complètement sur les foils pendant un virement de bord, c'est-à-dire de faire ce que l'on appelle un "power shift". Lors de ces virements de bord, un effet intéressant se produit : lorsque le barreur accélère et que le bateau prend le vent, l'aile freine en haut, car elle ne produit plus de propulsion lorsque l'angle d'attaque par rapport au vent devient trop faible. Cependant, en raison de son inertie et de sa vitesse élevée, le bateau continue à avancer, quasiment sous l'aile.

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Cela a pour conséquence que les bouées commencent à monter. Le catamaran essaie donc, dans le virage, de monter avec les étraves vers le ciel. C'est surtout le carénage arrière qui l'empêche. Comme il génère de la portance et soulève le catamaran à l'arrière, probablement plus que le carénage à l'avant, l'ensemble du bateau s'élève. Cela réduit le poids sur les foils, de sorte que ceux-ci parviennent à maintenir le catamaran en l'air malgré une vitesse réduite lors du virement de bord.

Cette portance aérodynamique à l'arrière n'a rien à voir avec l'assiette longitudinale évidente des catamarans sur les bouées, c'est-à-dire qu'ils naviguent plus haut avec l'arrière qu'avec les bouées. Cette assiette est générée uniquement par les gouvernails. La résistance supplémentaire qui en résulte est nettement moins importante que si le carénage aérodynamique générait cette portance.

Réglage de la voile à la proue

La voile inclinée vers l'avant a deux raisons. D'une part, les safrans sortent ainsi le plus possible de l'eau, ce qui réduit leur résistance. La deuxième raison est le "beaupré", la plate-forme triangulaire qui supporte le génois et se termine vers le bas. Cet élément est généralement uniformisé et incliné de deux degrés vers le haut par rapport à la ligne de flottaison. Si les bateaux naviguaient parallèlement à la ligne de flottaison, cette plaque serait légèrement relevée et présenterait une résistance accrue. En l'inclinant vers l'avant, cette résistance est réduite.

En ce qui concerne la position de l'équipage, il n'y a que deux variantes nettement différentes. A l'exception des Néo-Zélandais, toutes les équipes utilisent des grinders, les quatre membres d'équipage chargés de les manœuvrer sont debout dans le bateau. Les Néo-Zélandais, eux, sont assis sur des roues et travaillent avec leurs jambes. Outre la mise à disposition d'une force accrue, cette constellation est censée être plus avantageuse sur le plan aérodynamique. Comme dans un quatuor de vélos de course, les quatre hommes forment une unité fermée qui est certes un peu plus exposée que dans le cas des grinders, mais qui provoque moins de tourbillons que quatre personnes debout individuellement.

Les Néo-Zélandais ont récemment montré avec quelle obsession du détail ils travaillent. Les quatre cyclistes ont été dotés de "bosses", des surélévations sur les vêtements au niveau de la nuque, comme on les connaît dans les courses de moto. Celles-ci doivent assurer un écoulement encore moins perturbé.

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