La volonté d'un voilier de changer de cap de manière autonome par rapport au vent, appelée l'audace, est une caractéristique positive. L'orientation au vent permet au yacht de naviguer plus rapidement. Le voilier a également la capacité de s'orienter activement vers le bord du vent lorsqu'il croise, ce qui facilite la recherche du meilleur cap. L'inclinaison au vent continue d'exercer une pression sur le gouvernail et procure ainsi une meilleure sensation de pilotage. De plus, la tendance au vent est un aspect non négligeable de la sécurité au cas où le yacht serait sans direction.
Lacet au vent pour plus de sécurité
Même si cela va à l'encontre des principes de la navigation, on peut imaginer de nombreux cas où le gouvernail est laissé sans surveillance. Le barreur s'endort, s'évanouit ou se trouve juste sous le pont pour vérifier la position. Pour ce faire, il est possible de bloquer la barre à roue à l'aide d'un axe, d'attacher une barre franche à un cordage ou de la bloquer à l'aide de ferrures appropriées. Si un pilote automatique est installé, la conduite du yacht est même délibérément abandonnée et la tentation est grande de négliger ainsi la surveillance.
Si le pilote automatique ou le verrouillage ne fonctionnent pas, le yacht peut choisir son propre cap. C'est certes une mauvaise chose, mais le moindre mal est qu'il s'efforce de se diriger vers le vent. Dans ce cas, les voiles finiront par mourir et le yacht s'arrêtera, il passera peut-être encore au travers du vent, mais il se couchera ensuite. Si, au contraire, il tombe de manière incontrôlée, les conséquences peuvent être plus graves. Il peut s'agir d'une augmentation de la vitesse, d'une courbe sous le vent difficilement contrôlable, d'un empannage suivi d'un coup de soleil. Sans parler du chaos à bord. Et personne n'ose imaginer ce qui peut se passer dans une zone à forte densité de trafic.
En revanche, la sécurité supplémentaire qu'est censée offrir l'inclinaison au vent en cas de chute de l'homme à la mer est souvent nettement surestimée. Dans des conditions de vent faible, la mise au vent jusqu'au vent s'effectue normalement de manière plutôt lente. Le yacht continue à naviguer un bon bout de chemin et celui qui est tombé par-dessus bord doit être un très bon nageur pour le rejoindre. Dans des conditions plus difficiles, le yacht se mettra certes presque immédiatement au vent. Mais avec un gilet de sauvetage gonflé, il n'est guère possible d'avancer, de plus le yacht dérivera rapidement loin de la personne à l'eau.
Comment se développe l'avidité au vent
Cet aspect de la sécurité n'est toutefois qu'un effet secondaire de l'inclinaison au vent. Elle est en fait nécessaire pour qu'un yacht navigue mieux, c'est-à-dire plus rapidement et plus confortablement. Cela s'explique par l'interaction complexe des forces qui s'exercent sur un voilier.
L'inclinaison au vent souhaitée se produit d'elle-même avec l'augmentation du vent et la gîte qui en découle - souvent même plus qu'il n'est bon. La gîte déplace le point de pression de la voile nettement sous le vent et le point de pression latéral légèrement au vent. Parallèlement, le parallélogramme des forces se déplace également. Le point de pression de la voile se déplace vers l'arrière, les lignes de force n'agissent plus exactement en sens inverse l'une de l'autre, il se produit un couple au vent.
L'explication simple
Il est vrai que cette explication, que tout élève de voile apprend, est peut-être difficile à comprendre. Voici donc une autre tentative, un peu plus frappante, même si elle n'est pas tout à fait correcte d'un point de vue physique :
Pour cela, on imagine que toutes les forces sous la ligne de flottaison freinent le bateau, tandis que les voiles le propulsent. Les voiles tirent donc le yacht vers l'avant, la coque et les appendices freinent. Si la coque est à l'arrêt mais que les voiles tirent, il se produit un couple. En position verticale, le yacht trébucherait pratiquement sur la proue. En cas de gîte, le "point de traction" des voiles se déplace vers l'extérieur, loin de la coque. Cela crée un bras de levier et le yacht tourne au vent.
Pourquoi l'avidité au vent rend rapide
Le barreur s'oppose à ce couple avec le gouvernail. La mise en place de la pale provoque une mise en place dans le courant et donc une surpression du côté au vent. Cette génération de pression a des effets différents.
Le point de pression latéral se déplace vers l'arrière, car des pressions qui n'existaient pas auparavant apparaissent soudainement sur le gouvernail. Le point de pression de la voile et le point de pression latéral sont ainsi rééquilibrés et le yacht navigue en ligne droite.
De plus, la pression sur le safran est dirigée vers le vent, ce qui génère du lift et contrecarre la dérive. La force totale exercée au vent par la quille et le safran est plus importante que si le safran n'avait pas d'angle d'attaque. Cela est d'autant plus vrai pour les bateaux à plan latéral divisé, c'est-à-dire principalement les quilles courtes modernes, mais aussi les quilles longues.
Pourquoi les quilles longues tiennent mieux le cap que les yachts modernes
Sur ces derniers, la production de lift est certes moins importante, car le long profil de la quille est nettement moins efficace et le safran, souvent mal conçu sur le plan hydrodynamique, génère moins de lift. En revanche, ces bateaux présentent un autre avantage de taille : la surface principale de la quille, située loin à l'arrière, se trouve derrière le centre de gravité du yacht et agit comme une girouette, de manière très simplifiée. Celle-ci oriente toujours le yacht de manière autonome. C'est l'une des raisons pour lesquelles les quilles longues sont réputées pour leur bonne tenue de cap.
Une autre est la forme de la carène. Les yachts à membrure en S se terminent en pointe à l'arrière ou ont au moins une poupe très rétrécie. En revanche, les yachts modernes à membrure en U, qui doivent offrir beaucoup d'espace sous le pont et surtout à l'arrière pour de larges couchettes, ont des parties arrière très larges. Souvent, la coque ne se rétrécit presque plus à partir du milieu. Cela peut présenter des avantages non seulement en termes de confort, mais aussi de caractéristiques de navigation. Lorsque l'on navigue à la verticale, par exemple par le travers ou au vent, les conditions de glisse sont facilitées, à condition que le poids total ne soit pas trop élevé et que les voiles développent suffisamment de propulsion. De plus, une coque large et plate à membrures en U augmente considérablement la stabilité dimensionnelle.
Plus de lacet au vent sur les coques modernes
Cependant, la forme des coques modernes entraîne également une augmentation de la gîte au vent en cas d'augmentation de la gîte, plus que sur les yachts plus anciens. En position verticale, la ligne de construction de la coque et la ligne centrale de la surface mouillée - c'est-à-dire quasiment la ligne qui détermine la trajectoire dans l'eau - sont directement superposées sur les deux yachts. Tous deux se dirigent sans gîte vers l'endroit où leur proue est orientée. Mais si le yacht moderne se couche sur le côté, la forme de la ligne de flottaison devient fortement asymétrique, la surface mouillée se déplace sous le vent, nettement plus à l'arrière qu'à l'avant. De ce fait, la ligne médiane et la ligne de cap ne sont plus superposées, et la ligne de cap se déplace davantage vers l'arrière que vers l'avant. Elle pointe au vent, alors que le cap du yacht n'a pas changé. Il va donc virer de bord.
De plus, la poupe s'enfonce fortement sous le vent, là encore plus que devant en raison de sa forme. Mais comme le yacht tend toujours vers un rapport de déplacement équilibré, la poupe se soulève et la proue s'enfonce davantage - il se tord sur le nez. Cependant, le safran peut également plonger en raison du soulèvement de la poupe. Sa surface effective diminue, il génère moins de pression dans le plan latéral arrière, ce qui déplace le point de pression latéral vers l'avant. Le point de pression de la voile se déplace relativement vers l'arrière, l'inclinaison au vent augmente.
Pour contrer cela, le gouvernail doit être plus fortement appliqué, ce qui augmente la résistance et conduit à un moment donné à un décrochage suivi d'une poussée. Les systèmes à double safran permettent de remédier à ce problème.
Les quilles longues ne s'ajustent guère
Il en va autrement pour le yacht S-Spant. Comme la poupe est rétrécie et abaissée, la forme de la ligne de flottaison reste presque symétrique, même en cas de gîte. Elle se déplace certes aussi sous le vent, ce qui fait que la ligne du milieu du bateau et la ligne de cap ne sont plus superposées, mais restent presque parallèles, c'est-à-dire orientées dans la même direction. Le yacht navigue de manière plus stable, il n'y a pas d'équilibrage sur le nez ni de soulèvement du gouvernail.
La forme de la coque et de la quille de la quille longue offre donc une meilleure stabilité de cap ou moins d'inclinaison au vent, même en cas de gîte, qu'un yacht moderne. C'est ce que montrait déjà la grande comparaison pratique.
Cette caractéristique de la quille longue se paie toutefois en premier lieu par un volume moindre et donc un confort d'habitation dans le port. Cependant, même chez lui, l'avidité au vent augmente avec la gîte, en raison du déplacement du point de pression de la voile. De plus, le gouvernail est moins efficace. Certes, il n'est pas effacé, mais il n'a souvent pas une forme hydrodynamique favorable et il est soumis à un courant tourbillonnant en raison de la quille qui se trouve juste devant lui. Même avec une quille longue, il arrive donc un moment où le safran ne peut plus s'opposer efficacement à l'inclinaison au vent, ne fait que freiner et devient ensuite inefficace.
Quel est le degré de lacet au vent qui est bon ?
Le meilleur rapport entre la gîte et l'angle d'attaque du gouvernail, c'est-à-dire le degré de gîte au vent qu'un voilier doit présenter et celui qu'il peut supporter, varie d'une construction à l'autre. En règle générale, l'angle d'inclinaison du safran sous le vent est de trois degrés pour des vents de 2 à 3 Beaufort, et peut atteindre six degrés pour des vents plus forts.
Pour des angles plus importants, la résistance devient plus importante que l'effet de levage. Pour une barre franche, les angles peuvent être facilement déterminés à l'aide d'un rapporteur et marqués avec du ruban adhésif sur le sol du cockpit ou sur le pont arrière. Pour un pilotage à la roue, on peut mesurer au quadrant et faire des marques sur la roue également avec du scotch. Ces aides sont nécessaires, car sinon, surtout avec la barre à roue, il n'est guère possible de tirer des conclusions sur l'angle de barre - si, comme c'est souvent le cas, un indicateur d'angle de barre fait défaut.
Les repères sont également importants, car la pression sur le gouvernail ne permet pas à elle seule de tirer des conclusions fiables sur la position de la pale par rapport au sens de la marche. La pression du gouvernail est certes un indicateur en général, une augmentation signifie une augmentation de l'angle d'attaque. Mais un safran peut aussi être fortement pré-équilibré et ne donner pratiquement aucun feedback malgré un angle d'attaque important, tout comme une direction de roue fortement démultipliée ou difficile à manœuvrer.
Avec les angles d'attaque mentionnés, un yacht devrait pouvoir porter toute sa surface de voile à 20, voire 30 degrés de gîte. Mais s'il s'écarte nettement plus tôt du vent ou s'il est même trop sous le vent, cela signifie que la construction n'est pas équilibrée. Il est alors possible d'essayer de modifier la chute du mât - plus raide pour éviter l'inclinaison au vent, en laissant tomber un peu pour générer plus de moment au vent. Des modifications de la surface et de la forme du safran peuvent également aider. Un safran plus grand génère normalement plus de pression à l'arrière et déplace le point de pression latéral vers l'arrière. Mais elle génère aussi plus de résistance.
Voici comment contrer une trop grande avidité au vent
En route, la mesure la plus simple pour éviter d'être trop au vent est de réduire la gîte. Pour commencer, il faut régler les voiles plus à plat.
Une autre possibilité pour éviter la gîte est d'augmenter le moment de redressement en ajustant le poids au vent. Si les deux ne suffisent plus, il faut prendre des ris. Le point de pression de la voile se déplace alors vers le bas et la gîte diminue.
Conseil de prise de ris : En ce qui concerne l'ordre de prise des ris, il ne faut pas se laisser abuser par les équipages de régate. Ceux-ci changent certes plus souvent la voile d'avant que la grand-voile, mais pour d'autres raisons. Les voiles de régate sont aujourd'hui si rigides et si peu tendues, et les dispositifs de réglage si performants, qu'elles peuvent être tirées à plat comme une planche. Seul le dernier tiers est encore efficace. Cela a à peu près le même effet qu'un premier ris. En revanche, les grandes voiles de croisière sont souvent, pour parler vulgairement, des blanchets dont il est difficile d'extraire la profondeur du profil, et plus elles sont anciennes, pire c'est. De plus, sur un voilier de régate, l'équipage peut manœuvrer activement l'écoute de grand-voile et le traveller, ce qui lui permet de rétablir la pression lors des pauses entre les rafales ou lorsque le vent faiblit brièvement alors que la grand-voile n'est pas affalée. Sur une croisière, il serait difficile de demander à quelqu'un de manœuvrer l'écoute de grand-voile en permanence.
Soudain au vent par vent arrière ?
Si l'on passe d'un cap au vent à un cap à mi-vent ou à l'écoute, le yacht peut déployer tout son potentiel de vitesse. Mais ceux qui s'attendent à une navigation endiablée et détendue se trompent souvent. Le yacht qui, avec la même configuration, naviguait encore de manière équilibrée il y a quelques instants, peut soudain devenir extrêmement avide de vent après la chute et nécessiter des actions violentes à la barre. Mais bien que la gîte soit nettement plus faible que sur la croix, le point de pression de la voile s'est aussi déplacé à nouveau vers l'extérieur en raison du gîte des voiles. Cela entraîne également un couple au vent. De plus, les voiles d'avant perdent leur forme lors du pliage, lorsque la tension de la chute vers le bas disparaît. Elles s'ouvrent fortement en haut et doivent généralement être trop serrées en bas, ce qui entraîne un déplacement supplémentaire du point de pression vers l'arrière.
Une poulie d'écoute enclenchée sur un point d'amure le plus extérieur possible, par exemple sur la barre de pieds, peut aider un peu. Mais là encore, seule la prise de ris, y compris de la grand-voile, peut apporter un réel soulagement. En cas de doute, il est possible de l'enlever complètement. Ce n'est que sous la voile d'avant que le point de pression de la voile est le plus avancé possible. Cela coûtera probablement quelques minutes à l'heure d'arrivée, mais la croisière sera nettement plus confortable. En revanche, il est souvent possible de dérouler complètement le génois qui a peut-être été pris en croix.
L'avidité au vent est, comme on le voit, l'amie de tout navigateur. Elle permet à un yacht de naviguer de manière vivante, rapide et sûre. Mais si elle devient trop importante, elle peut être gênante, voire dangereuse. Celui qui envoie ses invités sur la mer avec une couche de 35 degrés et un spray sur le visage sur un bateau qui ne tient pas en place, risque de se retrouver seul en mer. Mais si l'on connaît les raisons de ce comportement et que l'on y remédie en prenant les bonnes mesures, on peut arriver à destination de manière nettement plus confortable et agréable.
