Les secrets de la carène, expliqués par Umberto Felci

Umberto Felci raconte les secrets d’une carène parfaite.

Quelles sont les caractéristiques de vos carènes?

Une bonne carène n’est pas le fruit du hasard. C’est certainement le résultat d’une connaissance approfondie de tous les éléments qui font la complexité de la conception d’un voilier.

À la base, il y a des études hydrodynamiques approfondies mais, en plus de celles-ci, il y a aussi des éléments accessoires qui sont considérés et évalués lors de la construction d’une carène et qui déterminent son efficacité et son succès.

Nous nous sommes retrouvés plusieurs fois à parler en théorie de ce que signifie pour nous la création d’un nouveau bateau, c’est-à-dire de ce qu’est l’essence d’un de nos projets, aujourd’hui reconnu pour pouvoir permettre au propriétaire de naviguer en famille dans le confort et la sécurité et de profiter du plaisir de la navigation de manière rapide et amusante. Ces deux façons de vivre la mer, fusionnées, sont en fait la caractéristique principale de chacun de nos projets.

Mais comment atteindre cet équilibre? Cela commence certainement par l’élément le plus important du bateau, la carène.

Si vous ne recherchiez que les performances ou l’habitabilité interne, ce serait peut-être un peu plus facile.

En ce sens que, dans aucun des deux cas, il n’y a d’éléments contradictoires, qui tendent à s'”atténuer” mutuellement, comme cela se produit plutôt dans la carène d’un ast cruiser, par exemple.

En effet, nous partons de l’axiome que, pour bien naviguer, la caractéristique saillante d’une carène “idéale” est certainement d’avoir la plus faible traînée possible et que, pour être confortable à l’intérieur, elle doit permettre des volumes adéquats. Dans un bateau de croisière, par exemple, qui doit être capable d’accomplir les deux tâches de la meilleure façon possible, la moindre résistance se trouve à la fois dans la moindre surface mouillée, associée à une stabilité de forme correcte, et dans la moindre résistance aux vagues, associée à un volume adéquat.

Il s’agit de particularités importantes, dont l’équilibre est difficile à atteindre, mais qui déterminent néanmoins leur efficacité.

Elles sont difficiles, précisément parce que dans un bateau de croisière, il y a de nombreux éléments à évaluer.

Une carène idéale devrait, par exemple, avoir la “capacité” de rester aussi efficace que possible, même et surtout lorsque ses conditions de charge varient. Cette caractéristique n’est évidemment pas nécessaire dans une carène conçue exclusivement pour la course, car son poids, dans les conditions d’exploitation, sera toujours le même.

Sur un bateau de croisière, cependant, ces conditions varient, et de beaucoup. Il peut y avoir une différence allant jusqu’à 20% entre un poids “léger”, c’est-à-dire essentiellement vide et non chargé, et un poids “entièrement chargé”, c’est-à-dire avec des liquides et l’équipement normal nécessaire pour la croisière.

Cela affecte la forme de la carène, qui doit être capable de bien se déplacer dans les deux conditions et qui doit aussi pouvoir “accepter” ce type de variation sans changer complètement les paramètres qui garantissent son efficacité.

Afin de trouver la bonne relation entre la surface mouillée et la stabilité de forme dans un bateau de course, il faut associer cette relation uniquement à la puissance offerte par la surface de la voile, le poids n’est pas une variable.

En revanche, dans un bateau de croisière, la variation de poids devient un facteur très important.

Lorsque le poids augmente, le volume immergé augmente évidemment et, par conséquent, la surface mouillée aussi. Le rapport entre cette augmentation et l’augmentation du volume est l’un des éléments clés, à étudier et à résoudre, et est directement lié à la forme de la carène.

Lorsque le volume augmente, la surface mouillée d’une carène très plate augmente beaucoup plus qu’une plus arrondie, ce qui peut avoir un impact négatif important sur le comportement de la carène dans des conditions de vent léger. Cependant, il faut également considérer qu’une carène plate sera associée à une plus grande stabilité de forme, ce qui se traduit par un angle d’équilibre plus faible pour la même puissance, ce qui est généralement considéré comme positif pour un bateau de croisière.

C’est un exemple de la manière dont une même carène peut présenter des éléments favorables et défavorables à un bon comportement en navigation.

Pour parvenir à une détermination correcte de la “réponse”, il est nécessaire de procéder à une étude extrêmement approfondie de tous les poids réels de la construction et des centres de gravité de tous les éléments.

Pour compliquer encore les choses, les charges “supplémentaires” ont souvent des positions non barycentriques et, en plus d’augmenter le poids total du yacht, il faut également tenir compte d’une modification de l'”assiette” longitudinale. Il faut également gérer cet aspect en travaillant sur des formes de coque adaptées afin de minimiser cet impact négatif.

Pour donner un exemple pratique, si j’imagine un bateau qui, dans une assiette légère, est caractérisé par une poupe au niveau de l’eau, avec l’augmentation du poids et la modification de son assiette longitudinale, je peux m’attendre à un impact plus négatif que sur une carène avec un angle de sortie plus important, c’est-à-dire avec une poupe plus éloignée de la ligne de flottaison.

Ces éléments, ainsi que de nombreux autres, s’ils sont correctement gérés et calculés, contribuent à la naissance d’une “bonne” carène, avec un volume approprié et un centre de poussée positionné au bon endroit (ce que l’on appelle le centre de poussée longitudinal).

Seule une carène conçue de la sorte vous permet de profiter de la navigation, d’avoir la bonne assiette à la fois sous voile et au moteur, d’avoir un tangage réduit, un passage en douceur sur les vagues et un roulis limité au mouillage, pour profiter de vos vacances et de la navigation. Une carène conçue pour avoir des réactions prévisibles et contrôlées à tout moment et qui, à la barre, donne la bonne sensation de contrôle, en étant performante mais jamais excessive, même dans les conditions les plus exigeantes.

En bref, après de nombreuses années d’expérience dans le traitement de ces problèmes, qui se répètent de manière très similaire sur différents yachts, de façon plus ou moins évidente, nous avons développé des procédures qui nous permettent de ne pas faire d’erreurs et de toujours fournir au chantier ou au propriétaire la meilleure carène possible.

Ce n’est pas un savoir-faire qui s’improvise et je suis absolument convaincu de la manière dont ces analyses et exigences rendent la carène d’un bateau de croisière ou d’un fast cruiser aussi et peut-être plus complexe à concevoir que celle d’un pur racer. Comme dans presque tous les choix à faire dans un projet, à un avantage correspond un inconvénient égal et opposé. Ce n’est qu’en comprenant parfaitement ces caractéristiques, et en disposant des outils nécessaires pour évaluer le “poids” réel des effets que les différents choix impliquent, qu’il sera possible de trouver la bonne relation entre tous les éléments en jeu.

En gros, il faut étudier n carénages pour n réglages et les valider tous, en travaillant dans des fourchettes qui peuvent être considérées comme valides. Dans une première phase, ces gammes sont analysées en définissant les principaux paramètres des carènes et les rapports dimensionnels relatifs, puis, dans une phase plus avancée, l’analyse CFD.

Il n’en reste pas moins que des outils extrêmement sophistiqués et performants, tels que ceux offerts par une analyse CFD, qui a pratiquement supplanté le char naval, ne peuvent à eux seuls apporter la réponse à ce type de problème.

Seule une connaissance directe des problèmes et des effets des choix effectués permettra de définir la bonne forme de la carène, qui pourra ensuite être évaluée et optimisée en mode virtuel.

De mon point de vue, c’est l’ADN de chaque projet et de chaque concepteur. En analysant les différentes formes, vous pouvez comprendre les raisons qui les motivent et c’est un exercice très intéressant. Il est également très intéressant d’évaluer les résultats au fil des ans.

Un bon bateau de croisière, rapide et confortable, résultat d’une bonne conception, le reste pendant des années, est une évaluation importante, à considérer avec les éléments qui déterminent l’achat.