1 - Une pression, chef !

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Un voilier évolue dans deux milieux : l'air et l'eau. Ces deux milieux sont des fluides. Dans le cas d'un engin évoluant sur l'eau, ces fluides se comportent comme des milieux incompressibles. Lorsqu’un fluide est en mouvement, la vitesse des particules (petits paquets d'air ou d'eau), varie pour former des rotations sous la forme de tourbillons et de déformations.

Sans rentrer dans les détails, la mécanique des fluides partage les écoulements en deux régimes : laminaire et turbulent. Un écoulement est dit laminaire si les filets fluides sont bien ordonnés, s'ils ne se mélangent pas (fumée de cigarette à la proximité de celle-ci).

Ecoulement laminaire         Ecoulement turbulent

Voyons d'abord ce qu'il se passe dans l'air, et l'action des voiles. Prenons deux exemples simples : 

  • Une feuille de papier. Mettez là face à vous, sous votre lèvre inférieure : elle va pendre. Maintenant soufflez sur le dos de cette feuille. Cette dernière va s'élever.
  • Prenons maintenant l'exemple d'un bonne vieille 2 CV (deudeuche) lancée à vive allure (60 km/h...) sur une route de campagne. Et bien la capote va se déformer et se bomber vers l'extérieur. On notera que la vitesse de l'air est nulle à l'intérieur et plus élevée (même si cela ne va pas très vite, une deuche) à l'extérieur.

Donc, à chaque fois qu'en un point de la surface d'un corps immergé (une voile dans l'air par exemple), la vitesse du flux se trouve accélérée par rapport à l'écoulement général, nous avons une augmentation de la pression dynamique qui se fait à l'encontre de la pression locale qui s'exerce sur la paroi. A l'inverse, en cas de ralentissement relatif, nous observons une montée des pressions sur la paroi. L'objet immergé est attiré vers les zones de basses pressions et repoussé par les zones de haute pression.

Dans l'exemple de la feuille, le souffle sur le dessus de la feuille crée une accélération sur ce coté de la feuille ou la pression est devenue inférieure par rapport au dessous.
Même chose pour la capote de la 2cv, la vitesse de l'écoulement d'air est supérieure sur le dessus, donc la pression extérieure moindre qu'à l'intérieur du véhicule.

C'est le théorème de Bernoulli : pressions et vitesses évoluent inversement.

Nous évoquerons l'évolution des filets d'air autour de la voile et des notions tels que décollement, circulation dans un prochain dossier, et nous verrons l'influence du réglage des voiles sous cet angle, ainsi que les interactions entre voiles.