Comme son nom l’indique, les voiliers s’appuient sur la puissance du vent pour la propulsion et utilisent à cet effet une grande toile ou des voiles synthétiques.
Les voiliers sont considérés comme une classe distincte de navires indépendants des embarcations motorisées car leurs caractéristiques hydrodynamiques diffèrent.
Leur occupation peut varier de l’embarcation monoplace à des fins de compétition aux navires de plaisance s’étendant sur des centaines de mètres pouvant accueillir jusqu’à trente personnes.
Le type de voilier le plus courant sur le marché est la petite variante de compétition utilisée dans les compétitions de voile à travers le monde. Plusieurs événements internationaux destinés à sensibiliser à la voile permettent à un large éventail de types d’embarcations de participer, y compris les catamarans et les croiseurs.
Pour la plupart des voiliers, les plans de voilure sont souvent établis avant que le navire ne quitte le port. Ces plans indiquent les positions de voile pour diverses conditions météorologiques.
Dans cet article, nous passerons en revue les différents types de voiliers et leurs principales caractéristiques.
Classification basée sur la coque Des voiliers
Les voiliers peuvent être classés en trois types distincts en fonction de leur conception de coque principale.
Il s’agit notamment des monocoques
- , des catamarans
- et des multicoques
- .
Traditionnellement, les monocoques sont la conception la plus courante pour les voiliers car ils assurent un stockage en plus d’un certain niveau de stabilité du navire.
Cependant, avec l’avènement des compétitions de voile et une attention accrue aux caractéristiques de performance et de stabilité de ces embarcations, il y a eu un virage général vers les catamarans et trimarans plus favorables.
Les monocoques sont des structures monocoques, tout comme les navires conventionnels, qui ont une grande poutre de coque (largeur) qui assure la stabilité pendant la navigation. L’avantage d’avoir une seule grande coque est que la poutre plus longue permet d’améliorer les systèmes embarqués.
Les catamarans se réfèrent aux structures à double coque qui sont attachées par des membres spécialisés pour fournir de la résistance. Le terme provient de l’expression du sud de l’Inde pour « morceaux de bois liés », car c’était la manière dont les bateaux traditionnels étaient construits sur le sous-continent.
L’avantage d’avoir des bicoques est qu’il y a un niveau de stabilité accru. De plus, s’il est conçu correctement, le navire aura une vitesse beaucoup plus élevée que les embarcations conventionnelles en raison de forces de résistance inférieures à la surface mouillée.
D’autre part, un grand soin doit être apporté à la conception du navire, sinon les forces résistives peuvent dépasser les valeurs trouvées dans les monocoques.
Les bateaux multicoques comprennent les navires ayant entre trois et cinq coques, bien que la variante à trois coques soit la plus courante. Ces engins sont connus sous le nom de trimarans et sont considérés comme extrêmement stables en raison de leur grande poutre et de leur centre de gravité plus bas.
Les navires à quatre et cinq coques sont plus difficiles à fabriquer et sont donc rarement utilisés commercialement. Une forme avancée de la conception du catamaran est la version SWATH.
SWATH est un acronyme pour Small Waterplane Area Twin Hull, et il atteint des niveaux de vitesse sans précédent en raison d’une zone d’hydravion considérablement réduite. Pour réduire cette surface, la coque a une poutre réduite au-dessus de la surface de l’eau tandis que des structures flottantes sous-marines assurent l’équilibre de poids nécessaire au navire.
Conceptions monocoques courantes
Les monocoques sont relativement plus faciles à fabriquer que les structures multicoques. Ainsi, il y a eu un plus large éventail d’innovations pour ce type de coque au cours des mille dernières années.
Les classes courantes de bateaux monocoques sont – dériveur, cutter, sloop, catboat, ketch et goélette.
Un dériveur est un voilier relativement courant en raison de sa courte longueur hors tout et de sa facilité de manœuvre. Ils sont utilisés dans les compétitions et dans l’industrie portuaire.
En général, les dériveurs sont utilisés pour transporter des personnes ou de petites cargaisons à destination et en provenance d’un navire plus grand, tel qu’un navire de croisière ancré loin du rivage.
Ces navires peuvent ne pas être en mesure d’entrer dans un port en raison de la réglementation sur la taille et le tonnage. Par conséquent, les dériveurs constituent le meilleur mode de transport des marchandises essentielles entre le port et le navire.
Les dériveurs peuvent avoir des voiles, comme la variante à trois voiles composée de la grand-voile, de la flèche et du spinnaker. Cependant, les dériveurs à moteur sont également couramment utilisés, en particulier comme canots de sauvetage à bord des navires.
Les Cutters sont une autre classe de voiliers de taille moyenne et ont généralement trois voiles. Le mât principal sur lequel les voiles sont montées est situé près de la poupe du navire pour permettre l’utilisation de voiles plus grandes.
Les couteaux étaient couramment utilisés en compétition car leur conception favorise la vitesse et l’agilité. Une combinaison différente des voiles permet également d’utiliser des couteaux pour les croisières et autres voiliers de loisirs.
Les sloops sont similaires aux cutters et sont les voiliers les plus couramment trouvés. Ils sont la norme dans les conceptions de voiles, avec une configuration à deux voiles utilisée pour plus de manœuvrabilité.
En plus de la configuration de voile de sloop générique, il existe également un sloop à gréement fractionné dans lequel l’une des voiles se trouve sous le sommet du mât.
Cette conception permet aux équipages de petits sloops de manipuler l’engin tout en améliorant les performances. Les catboats sont des voiliers équipés d’une seule voile. Ils visent la capacité plutôt que la vitesse et ont la grand-voile montée sur un seul mât.
Pour des vitesses accrues, des voiles peuvent être ajoutées au gréement afin que la force du vent soit mieux optimisée par le navire.
Le ketch est un voilier qui a deux mâts principaux: le mât principal situé autour du milieu du navire et le mât d’artimon à l’arrière. Le mât d’artimon est généralement plus petit que le mât principal et sert à ajouter de la vitesse à l’engin. Le mot ketch est dérivé du mot catch, désignant la manière dont les voiles « attrapent » le vent lorsqu’elles se déplacent.
Les goélettes sont une classe de voiliers pouvant avoir plus de deux voiles supportées sur des mâts connus sous le nom de mât principal et de mât avant. Le mât avant est situé près de l’avant du navire et est légèrement plus court que le mât principal. Dans les variantes où des mâts supplémentaires sont ajoutés pour supporter plus de voiles, ils sont positionnés de telle sorte qu’ils restent plus courts que le mât principal en fonction de leurs tailles.
Classification basée sur la quille
La quille est la base d’un navire qui fournit une épine dorsale centrale pour la conception de l’ensemble de la structure. La quille du bateau est structurellement pertinente car elle doit souvent supporter le poids du navire.
Dans le cas des voiliers, la quille est souvent celle sur laquelle repose l’ensemble de l’embarcation lors du transport routier ou ferroviaire. Ainsi, les quilles doivent avoir une résistance intégrale et pouvoir résister à une variété de forces.
De même, en naviguant, la quille est le point le plus bas du navire au niveau duquel les forces résistives agissent. En conséquence, de nombreuses modifications sont souvent apportées à la quille afin que des caractéristiques hydrodynamiques puissent être incorporées pour réduire la traînée. Les voiliers sont souvent assis haut dans l’eau en raison de leur conception et de leur forme.
Cependant, pour les métiers de compétition et de performance, il est essentiel qu’ils essaient de s’asseoir le plus près possible de la surface de l’eau sans chavirer. Ainsi, la quille joue souvent le rôle de ballast central, en intégrant des composants lourds en fer ou en acier pour que le tirant d’eau du navire augmente.
En fonction des types de quille, il existe plusieurs variantes de voiliers sur le marché. Ceux-ci ont généralement des quilles modifiées dans le but d’améliorer les performances et la vitesse en intégrant des caractéristiques hydrodynamiques telles que des hydrofoils.
Les types de quilles communément associés aux voiliers sont les suivants : quille pleine longueur, quille à ailettes, quille de bord central, quille de cale, quille à bulbe et quille à ailes.
Comme leur nom l’indique, les quilles pleine longueur ont des quilles qui s’étendent sous la forme d’une longue ailette sous la structure principale du navire. L’aileron s’étend sur toute la longueur du navire et possède souvent un système de gouvernail intégré fixé à la poupe.
L’avantage de ce type de quille est qu’il est facile à fabriquer, avec peu de coût en termes de développement. De plus, l’effet de lest est fourni par le poids supplémentaire de la quille pleine longueur.
Comme il peut être difficile d’entrer dans certains ports ou quais en raison du grand tirant d’eau fourni avec ce type de quille, les fabricants tentent de réduire la profondeur de l’aileron et d’augmenter sa longueur.
Les quilles à ailettes, en revanche, ne courent que le long de certaines régions du voilier. Situé sur la face inférieure de l’engin, il se détache comme la nageoire d’un poisson donnant lieu à cette nomenclature. Comme ce type de quille doit remplir les mêmes fonctions que la quille pleine longueur sans avoir une grande longueur, l’aileron est plus profond.
En raison de ce tirant d’eau important, il peut être difficile d’accoster à certains ports en raison de restrictions de profondeur. Une caractéristique essentielle de ce type de quille est que le gouvernail et les systèmes de manœuvre restent indépendants de la quille à ailettes et sont situés à l’extrême arrière du navire. Les quilles de la planche centrale sont une caractéristique commune des embarcations de haute performance qui participent à des compétitions. Ils ne se limitent pas aux monocoques et se retrouvent souvent dans les catamarans et les trimarans.
La quille de bord central utilise un type d’aileron qui pivote autour d’un point de la quille du navire. En ayant un pivot, l’écoulement naturel du navire et de l’eau environnante varie la profondeur à laquelle la quille se trouve sous le navire. Semblable à la quille à ailettes, elle ne court que sur une certaine longueur du navire.
Cependant, il se distingue par la possibilité de faire varier l’angle d’inclinaison par rapport à la ligne de base de l’engin. Dans certaines variantes, l’équipage est capable de changer manuellement l’angle d’inclinaison, de modifier les caractéristiques de performance lors de certains événements et compétitions.
Une autre variante de la quille de bord central est la quille de dérive, qui permet à l’aileron de s’intégrer complètement dans la face inférieure du navire.
En ménageant une baie à la face inférieure, l’ailette peut être relevée ou abaissée de la fente. Dans ce type de quille, la configuration surélevée permet des vitesses plus élevées et des forces résistives réduites. Cependant, lorsqu’il est descendu dans l’eau, le navire gagne en stabilité et compense la perte de vitesse en améliorant les caractéristiques hydrodynamiques.
Les quilles de cale se réfèrent aux saillies sur les côtés de la coque du navire, communément appelées cales. Ces saillies s’étendent sur toute la longueur du navire tout en s’effilant dans les panneaux de coque aux deux extrémités.
Le but principal des quilles de cale est d’améliorer la stabilité au roulement de l’engin. Les ailerons dépassent perpendiculairement à la coque et peuvent varier en longueur selon le but. Par exemple, les voiliers nécessitent une plus grande stabilité anti-roulis et ont donc de longues quilles de cale effilées.
Les quilles de cale doivent être placées symétriquement à bâbord et à tribord, de manière à assurer des caractères hydrodynamiques uniformes.
Une quille à bulbe est une saillie collée verticalement au-dessous de l’engin et se terminant par un dispositif hydrodynamique de forme oblongue appelé bulbe. L’ampoule agit comme un hydroptère 3D qui améliore la stabilité et la maniabilité du navire. En raison de l’augmentation de la surface mouillée, il y a une légère baisse de la vitesse, mais elle peut être compensée par les capacités de manipulation supérieures.
Pour les petits bateaux, des quilles à bulbe plus longues sont nécessaires et, à mesure que cette longueur augmente, le risque d’échouement accidentel du navire augmente.
Le dernier type de quille couramment trouvé est la quille à ailes. La quille d’aile est similaire à la quille à bulbe, sauf qu’au lieu d’un bulbe terminant une saillie verticale, il y a des hydrofoils horizontaux s’étendant à partir de l’arbre central.
L’objectif principal des ailes sous le navire est d’améliorer la maniabilité et la stabilité. De plus, ils soulèvent légèrement l’engin au-dessus de la surface de l’eau. En conséquence, la surface totale mouillée reste constante et peut même diminuer. Ainsi, la vitesse reste constante et peut s’améliorer à mesure que l’engin prend de la vitesse.
Classifications basées sur le mât
Le mât du navire se réfère à un arbre vertical s’étendant hors du pont qui supporte les voiles et le gréement. Les anciens modèles de voiliers et de navires anciens avaient des mâts construits en bois, tandis que les versions modernes orientées vers la vitesse utilisent de l’acier galvanisé ou de l’aluminium.
L’aluminium présente l’avantage d’être extrêmement léger tout en conservant sa résistance, ce qui est important dans des conditions météorologiques difficiles.
Les différentes classifications basées sur les mâts comprennent – sloop, sloop à gréement partiel, cutter, ketch, goélette et catboat.
Le sloop est le type de mât le plus courant, où un seul mât supporte deux voiles appelées voile de tête (ou prévale) et grand-voile.
La voile porte également des noms différents selon le but et la configuration des voiles.
Dans un sloop à gréement partiel, le câble d’étai utilisé pour hisser la voile de tête est en fait placé sous le haut du mât. Cette configuration est particulièrement utile en matière de performance, car la pointe du mât peut être tractée vers l’arrière à l’aide de câbles rigides et les voiles peuvent être repliées.
Ceci est utile les jours où l’énergie éolienne peut être utilisée pour propulser le voilier, sans que les voiles aient dû être complètement étendues.
Une autre caractéristique utile de pouvoir couper ou aplatir les voiles est que lors de bourrasques de vent particulièrement fortes, les voiles ne seront pas perforées ou rompues en raison de la forte pression du vent. Le type suivant de configuration de mât est le cutter. Il s’agit d’un mât unique supportant trois voiles – une grand-voile et deux voiles d’étai connues sous le nom de staysail tractées par le hauban intérieur et la flèche tractée par le câble d’étai.
Le mât est situé plus vers l’arrière que le sloop, pour permettre une configuration facilement manœuvrable. En outre, une large gamme d’arrangements de voiles le rend favorable aux croisiéristes et à la concurrence.
Le ketch a une configuration à deux mâts, le mât arrière étant connu sous le nom de mât d’artimon. Le mât d’artimon est situé à l’avant du poteau de gouvernail et à l’arrière du mât principal.
La voile d’artimon repose sur le mât d’artimon. En général, le mât d’artifices est légèrement plus court que le mât principal.
Le mât principal supporte deux voiles appelées grand-voile et voile de tête.
La goélette est une autre configuration similaire au ketch, mais où le mât arrière est plus haut que le mât avant.
Les goélettes peuvent avoir plusieurs mâts et ne sont pas limitées aux petits et moyens voiliers commerciaux. Les images des navires anciens utilisés à des fins commerciales et militaires étaient souvent des goélettes ayant entre quatre et six mâts avec une moyenne de plus de dix voiles chacune.
De plus, les voiles de la goélette ont tendance à se situer le long de la longueur du navire plutôt que le long de la poutre. Il s’agit d’éviter la rupture de la voile lors de tempêtes violentes ou de vents violents. Le catboat est l’une des configurations les plus simples où une seule voile et un seul mât sont utilisés.
Le mât peut être situé à l’arrière ou à l’avant du navire intermédiaire, avec des avantages variables selon les configurations. La facilité de conception et de construction en fait un voilier favorable aux débutants et aux stagiaires. Cependant, l’inconvénient derrière le catboat est que la voile ne peut pas être utilisée pour se déplacer contre la direction du vent, contrairement à d’autres variantes de voile.
En dehors des activités récréatives, les voiliers sont l’un des types de navires les plus utilisés à des fins récréatives et pour des compétitions. Ils peuvent varier dans les configurations de coque, de quille et de voile en fonction de l’objectif principal pour lequel ils sont destinés à être utilisés.
Depuis plus de cinq mille ans, les voiliers sont utilisés, que ce soit pour le transport dans l’Egypte ancienne ou pour des événements de voile à l’époque moderne. Les progrès technologiques ont fait du voilier un navire élégant, agile et rapide capable d’atteindre des vitesses extrêmement élevées en exploitant la puissance du vent.
Que ce soit pour des croisières ou pour des événements de course, les voiliers et autres embarcations de ce type continuent d’être un choix préféré des marins.
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