Toutes voiles dehors !

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• Publié par: science-revue
• Publié le: 01 avril 2011
• Nombre de lectures: 21
• Langue: Français

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Toutes voiles dehors !

Aller plus loin dans la découverte scientifique passe souvent par « aller plus loin » dans le vrai sens du terme : à la découverte du monde.

Les voyages dans l'espace d'aujourd'hui sont l'équivalent - aventure incluse - des voyages d'autrefois : terrestres ou, plus hasardeux, maritimes. Or, pendant des siècles, des flottes entières se sont retrouvées bloquées par des vents contraires. Pour se « décoller », pour sortir des brises empêchant d'avancer, deux solutions : les rames, ou des voiles pouvant aller à la rencontre du vent. Les grands vaisseaux dits « carrés » (portant des voiles carrées ou rectangulaires) en étaient incapables. Les yachts actuels savent - presque- faire route face au vent ; on dit « remonter au vent », se rapprocher de la course du vent de face. Mais comment un voilier acquiert-il une telle capacité?

Les grands trois-mâts : vent arrière ou de côté

Pour faire avancer un bateau, il faut élever un mur de toile (le plus léger possible), sur lequel le vent vient appuyer. Petit à petit, l'homme a appris à faire glisser le vent sur ces toiles tendues, pour permettre au bateau d'aller dans une autre direction que l'axe du vent, en déviant les courants d'air.

Les grands trois-mâts qui ont bercé nos rêves de pirates ne pouvaient se déplacer qu'entre un vent arrière et un vent de travers (de côté). Pourquoi ? Parce qu'ils n'utilisaient pratiquement que le vent arrivant tout droit dans les voiles. Mais comme un bon dessin vaut mieux qu'un long texte descriptif... Sur notre figure, nous avons reporté un vent venant toujours du même côté, de l'ouest, et un voilier désirant faire route dans la direction indiquée par sa proue, son avant. Le sens des voiles est indiqué par les traits rouges barrant la coque.

Par vent arrière, pas de problème : le vent pousse, et le navire avance dans le sens du vent (A).

Si maintenant notre voilier désire faire cap au sud-est, il va devoir donner un angle à ses voiles, pour que celles-ci reçoivent le vent et puissent faire avancer le navire (B). Point besoin que les toiles soient parfaitement perpendiculaires à la brise : il suffit que l'air soit capturé pour que le « moteur » tourne. S'il désire se diriger ver le sud, notre navire devra encore accroître l'angle des voiles pour capter le vent (C). C'est là qu'intervient une seconde composition : la dérive. Une coquille de noix posée sur l'eau, serait dans ce cas poussée de côté : elle glisserait, et au lieu d'avancer sur la route choisie, se déplacerait en crabe dans l'axe du vent. Pour éviter ça, on a inventé la dérive, ou la quille : un axe plonge dans l'eau, pour empêcher le bateau de « déraper ». Sa résistance oblige le bateau à rester dans l'axe de sa route, et le vent captif, dévié par les voiles, s'échappe en le poussant... vers l'avant !

Sur ce schéma, le vent est symbolisé par les flèches noires ; il vient de l'ouest.

Le navire en A désire aller vers l'est : sa proue est tournée vers la gauche, il va dans le sens du vent. Ses voiles (en rouge) sont perpendiculaires au vent. Au passage, sa voile d'avant ne sert à rien (puisqu'elle est masquée par la grand voile du centre), et celle de l'arrière à pas grand-chose (puisque la voile du milieu est beaucoup plus grande).

En E, le vent n'est plus du tout opérant : il va donc falloir changer de forme de voiles (pour passer en F).

Seuls les navires modernes peuvent utiliser l'allure en G. En H, plus personne ne bouge !

Pour aller encore plus loin...

Les éditions Chasse-Marée Glénat viennent de sortir un très grand livre sur les gréements de tous pays et de toutes époques, très richement illustré. Cette petite histoire globale des gréements anciens décrit chaque type de voilure et en décline les combinaisons, expliquant leur origine et leurs diverses applications, relatant leur histoire et leur évolution depuis les premiers documents connus. La diversité des types de gréements est impressionnante ! Les marins ont toujours visé à adapter chaque voilier à sa fonction : bateaux de pêche ou navires de commerce ; bâtiments de guerre ou corsaires ; canots de sauvetage ou de service ; yachts de plaisance classiques ou voiliers de course contemporains. Les types de bateaux qui ont utilisé chaque famille de voile sont présentés dans leur spécificité historique et culturelle. L'intérêt de ces gréements, adaptés à chaque milieu et à chaque fonction, est expliqué ; à chaque reprise, la manoeuvre est décrite, restituant de façon claire et vivante un chapitre important de l'histoire des techniques. À l'heure où les grands rassemblements permettent d'admirer de nombreux types de voiliers traditionnels venus de tous les ports d'Europe et d'au-delà, ce beau livre de référence, qui est aussi un guide pratique, permettra à chacun de s'amariner, et d'être à même d'apprécier la diversité des flottilles en connaissance de cause, de l'Optimist au grand cinq-mâts.

Inventer une voile pour « remonter » dans le lit du vent

Le navire à voiles « carrées » qui veut faire route au sud-sud-ouest en est encore capable (D) ; celui qui part vers le sud-ouest ne peut plus se servir du vent, devenu inopérant (E). C'est ici qu'intervient une autre manière de capter le vent : non plus tout droit, mais en créant des turbulences. C'est la raison pour laquelle on a inventé une voile qui s'oriente dans l'axe du navire (de l'avant vers l'arrière de celui-ci) : la voile actuelle. Cette voile va récupérer les flux d'air qui vont glisser dans son creux. L'air capté ainsi va repousser la voile vers l'avant, chassant le bateau dans le sens où il veut aller. C'est la raison pour laquelle est apparu assez tôt, sur le mât le plus à l'arrière, ce type de voile (F).

Allons plus loin : sur un voilier moderne, on peut se rapprocher à 28° au mieux de l'axe du vent (mais plus souvent entre 35 et 40°). Deux voiles suffisent pour que les flux entrent dans les voiles, et même que les deux flux d'air se combinent, l'un aspirant l'autre, comme sur une aile d'avion. L'air entrant dans la voile d'avant, va pousser cette voile dans la direction souhaitée, et en même temps aspirer la voile d'arrière, l'attirant sur la bonne route : c'est un exemple très simple de mécanique des fluides ! Dans ce cas de figure, la route du navire vers son but ne peut être toute droite : le bateau va devoir zigzaguer, visant tantôt ouest-sudouest, tantôt ouest-nord-ouest. C'est ce qu'on appelle « tirer des bords ».

Quant au dernier cas, la proue face au vent, elle n'est possible que... si on a fait le plein et démarré le moteur... ou sorti les avirons !