Nous allons maintenant nous intéresser à la circulation des filets d'air autour de la voile, et essayer de voir quelle est l'influence du réglage de cette dernière.
Nous nous limiterons aux réglages que permet VSK3, qui sont très limités comparés à toutes les "manettes" disponibles sur un vrai voilier.
Tout d'abord, un passage un peu barbant, mais obligé pour ne pas perdre pied par la suite, des petites définitions qui s'appuient sur le schéma ci-dessous :
- La flèche maximale et son emplacement va déterminer le "creux" de la voile.
- Pour une voile le bord d'attaque est le guindant et le bord de fuite la chute.
- L'angle d'incidence est l'angle entre la corde et le vent apparent.
- L'angle d'ouverture est l'angle entre la corde et l'axe du bateau.
Attention à bien distinguer incidence et ouverture.
Nous avons vu précédemment que la traînée est favorable aux allures portantes mais défavorable aux allures de près. Examinons cela de plus près (sans jeu de mot):
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La bateau est vent de travers, écoutes choquées en grand : les voiles faseyent.

Il y a uniquement la force de traînée, le bateau va dériver doucement par son travers (allure préférée de Madame sur un trampoline au mois d'Aout, par force 2).
Comme il n'y a pas de mouvement du bateau vers l'avant, les plans anti dérive (coque, quille - dérive(s), safran(s)) travaillent mal. -
On borde un peu l'écoute, ce qui a pour conséquence de ramener la voile à l'intérieur du bateau (on diminue l'angle corde de la voile- axe du bateau, ou l'ouverture). Un angle se forme entre les filets d'air et la voile. Ces filets d'air viennent "buter" sur cette surface au vent (intrados), d'où ralentissement des molécules d'air et "bouchon". De ce fait, certains filets d'air vont s'échapper de l'autre côté (extrados). Ces filets d'air viennent s'ajouter à ceux de l'écoulement général. Donc le débit grossit sur l'extrados, ce qui provoque l'accélération du flux (effet Venturi).
Rappelons-nous Bernoulli, dont nous avons parlé dans la première partie :
- Sur l'intrados : on a formation d'un "bouchon", le flux est ralenti, dont on a augmentation de la pression.
- Sur l'extrados : au contraire on a accélération, d'où baisse de la pression.
Entre les deux faces de la voile apparaît donc un déséquilibre de pression et la voile (le tissu) va prendre forme. Une fois la voile en forme, on a une région sous le vent (extrados) où la pression relative est plus basse (où a lieu l'accélération des filets d'air). Cette région va "attirer" les molécules d'air arrivant légèrement au vent et en amont du bord d'attaque. Comme dans le cas d'une cheminée, le "tirage" s'établit, on a amorcé la pompe, la circulation s'est établie.

De plus en plus de molécules d'air qui normalement seraient passées au vent, côté intrados, vont passer sous le vent, attirées par cette dépression. Donc on a plus de débit, plus de vitesse et.... moins de pression.
Côté intrados, c'est le phénomène inverse, on a moins de débit, moins de vitesse et donc plus de pression.
Maintenant que le bateau a pris de la vitesse, dérive(s) et safran(s) vont jouer leur rôle, et le bateau remonte correctement au vent. -
Pour gagner de la vitesse, bordons l'écoute. L'angle d'incidence s'accroît, la voile présente un obstacle plus conséquent, donc plus de molécules d'air vont venir buter au vent et s'échapper sous le vent, comme expliqué plus haut.
On a donc accroissement du phénomène de déséquilibre des pressions intrados-extrados et augmentation de la force vélique. -
Continuons à border. Là, on observe que le bateau ralentit. :-(
En fait, tout va bien tant que les filets d'air, entraînés par leur vitesse, suivent sur l'extrados le profil de la voile. A partir d'un moment, le courant va "décoller" de la paroi. Si on borde trop, on augmente la courbure du profil par rapport à l'écoulement général, ce qui va favoriser ce décollement. Le décollement apparaît au bord de fuite et plus on borde, plus ce décollement va avancer vers le bord d'attaque. Juste après ce décollement se trouve une zone où des tourbillons naissent, où l'air ne circule plus aussi vite d'où augmentation de la pression.
Plus cette zone "d'air mort" va augmenter et plus l'écart de pression intrados-extrados va diminuer. Or nous savons que c'est l'origine de la force vélique. Le bateau va perdre de la vitesse.

Entre l'angle où la voile prend forme et celui où le décollement apparaît sur le bord de fuite, l'écoulement est sain sur l'extrados. On parle de finesse (plage fine, navigation en finesse).
On a vu qu'une partie des filets d'air du courant général côté intrados est attirée à proximité du bord d'attaque vers l’extrados.

Les filets d'air doivent donc contourner le bord d'attaque, ce qui former un petit bulbe "d'air mort", juste avant que les filets d'air "recollent" à l'extrados. Si cette zone de turbulence reste limitée il n'y a pas de problème. Mais en bordant plus la voile, c'est à dire en augmentant l'angle d'incidence, ce bulbe d'air mort va prendre de l'importance, le recollement des filets d'air recule. On continue à border, et là arrive le moment où la zone de décollement du bord de fuite rejoint cette zone d'air mort. La chute de portance est alors brutale, le bateau ralentit de l'arrêt instantané de la bonne circulation du flux d'air sur la surface de l’extrados. Ce phénomène existe aussi sur un profil d'aile d'avion - avec des conséquences parfois catastrophiques - c'est le décrochage.
Au début du 20ième siècle, Kutta a établi ceci : "Un profil d'aile est correctement calé (sans décollement), lorsque les flux d'extrados et intrados arrivent au bord de fuite avec des vitesses égales". En d'autres termes, si il y a égalité de vitesse on a égalité de pression; si cette égalité n'est plus respectée, l'air va passer du côté où l'écoulement est lent à celui où il est le plus rapide (des hautes pressions vers les basses pressions), donc va passer côté extrados où il perturbe l'écoulement continu, on a formation de tourbillons et décollement.
Cet équilibre parfait ne peut être que théorique. Il existe toujours d'infimes variations de vitesse à la sortie des deux faces d'une voile, d'où une sollicitation alternée de la chute, très limitée, mais très rapide: la chute "vrombit». CE phénomène est d'autant plus visible que le matériau de la voile est souple, sans nerf de chute.
De manière à suivre la qualité de l'écoulement on place sur la voile des penons côté intrados et extrados et des faveurs au niveau du bord de fuite qui sont des morceaux de tissu ou de fil coloré afin d'estimer les décollements et perturbations du flux d'air.














