1. Minimum de formation de vagues


Différents types de déplacement

  

Lorsque le bateau avance, de l'énergie cinétique est communiquée à l'eau à l'avant, une partie de cette énergie pouvant être récupérée à l'arrière; l'énergie restante est perdue en formation de vagues résiduelles, en tourbillons et en frottements. Regardons les mouvements de l'eau autour du bateau :

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A mesure que le bateau accélère, le creux augmente, la vague arrière (2) recule et l'énergie récupérée diminue. Les vagues résiduelles produites par le bateau deviennent de plus en plus importantes. Le bateau finit par atteindre une vitesse critique qui ne peut être dépassée soit parce que la puissance nécessaire à l'avancement ferait sancir ou enfourner le bateau, soit parce que celui-ci devient ingouvernable, ce qui revient à dire que les résultantes des forces extérieures deviennent plus importantes que les moyens de gouverner. 

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Si le bateau est léger et le système bien adapté, vient un moment où la puissance des voiles est suffisante pour libérer le bateau de la vague arrière. On obtient une coque planante : l'énergie se transmet alors dans un système de vague avant et de frottement.

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Influence de la longueur de flottaison et des élancements
 

La vitesse du bateau est liée à la longueur de la vague.

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 La longueur de la vague est liée à la longueur immergée du bateau, donc à sa longueur de flottaison,

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 mais surtout à sa longueur immergée en marche, c'est-à-dire à la longueur de flottaison à l'arrêt, à laquelle s'ajoute une partie des élancements.

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Influence de la poussée et du poids

Pour une coque donnée, plus la poussée en avant est grande, plus la vague s'allonge, et donc plus la vitesse augmente.

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Pour une même poussée, un bateau plus lourd (fort couple immergé, fort creux) produit une vague plus creuse et plus courte ; il est donc moins rapide.

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Influence de la répartition du volume

 

Toute présence de creux dans le bateau provoque un creux dans la vague accompagnatrice du bateau. Pour un déplacement donné, il existe pour chaque vitesse une forme de vague optimale des volumes dans l'eau.

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En première approximation, on peut dire qu'un creux placé assez en avant est adapté aux faibles vitesses, un creux placé plus à l'arrière aux vitesses élevées. Il en est de même pour la répartition générale des volumes plus ou moins concentrés au milieu ou aux extrémités.

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Exemple : volume avant. Si le bateau est trop ventru, il crée une vague anormale (a) et pousse de l'eau ; s'il est trop fin, la flottaison apparente diminue (b).

 


Influence du volume des élancements

A la gîte, les élancements volumineux (a, b) augmentent la longueur de flottaison (L), diminuent le creux (d) et augmentent le déplacement latéral du centre de carène (dcc), donc la raideur, alors qu'un bateau sans élancement ou à élancement maigre ne connaîtra pas les mêmes avantages.

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Possibilité pour le bateau de marcher gîté

 

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