logoarticle   08/08/2007

 

Les skippers le savent bien, quand on navigue au près (ou au portant aussi), ce n’est pas la vitesse sur l’eau qui compte, mais la vitesse à laquelle on se rapproche de la cible visée.

Le secret de la performance

Si l’on considère la façon dont on navigue vraiment, nous serons jugés sur notre capacité à remonter et à descendre dans le vent.

Quelques notions

True Wind Speed (TWS)  & True Wind Angle TWA)

La vitesse du vent réel (True Wind Speed), TWS, et l’angle du vent réel (True Wind Angle), TWA, sont respectivement la vitesse sur l’eau (vitesse surface) et l’angle du vent par rapport à l’étrave du bateau. La vitesse du vent apparent (Apparent Wind Speed), AWS, et l’angle du vent apparent (Apparent Wind Angle), AWA, sont les sommes vectorielles de la vitesse du vent réel TWS et de la vitesse du bateau Bs. Il s’agit du vent que vous ressentez lorsque le bateau se déplace sur l’eau et le vent qui agit sur les voiles.



vmg figure 7


La polaire (The Polar Plot)


Une polaire donne une représentation visuelle de la vitesse du bateau (BS) en relation avec la vitesse du vent réel (TWS) et l’angle du vent réel (TWA) et parfois pour un angle apparent de vent (AWA).
Dans la Figure ci-dessous, la Vitesse Bateau (BS) est représentée en fonction de la Vitesse du Vent Réel (TWS) pour un angle de vent réel (TWA) spécifique



vmg figure 1
BS fonction de TWS pour TWA=45°


Pour le domaine complet des TWA, on peut développer une polaire sur laquelle se mesurent :
–      la vitesse du bateau (BS) en cercles concentriques,
–      les angles de vent réel (TWA) dans le sens des aiguilles d’une montre à partir de la direction du vent (lit du vent), et
–      la valeur de la vitesse du bateau (BS) pour des vitesses de vent réel (TWS) particulières.

 

vmg figure 2bisPolaire d’un bateau x pour un TWS de 10 kts

 

Haut de page


En superposant les vitesses de vent réel, on développe alors une polaire complète (pour des vitesses vent choisies) fonction des vitesses de vent réel TWS (voir Figure 3) ou des vitesses de vent apparent AWS de 6, 8, 10, 12, 16 et 20 kts.

 

vmg figure 3 bis

Polaire Vent Réel 6, 8, 10, 12, 16 et 20 kts

 

vmg figure 4 bis

Polaire Vent Apparent 6, 8, 10, 12, 16 et 20 kts

Haut de page


VMG:


La VMG est définie comme la projection du vecteur vitesse bateau (le gain au vent ou sous le vent en vitesse) sur l’axe du vent réel et par la formule :


VMG = Bs x Cos (TWA)


Où TWA est l’angle entre la direction (le relèvement du vent ou lit du vent) et le cap du bateau.

 

vmg figure 5a   vmg figure 5b
 

VMG possitive (au vent)
 

VMG négative (sous le vent)

 

VMC:


La VMC est définie comme la projection du vecteur vitesse bateau sur l’axe bateau cible (bouée ou way-point) et non pas sur la direction du vent réel. Elle est d’ailleurs généralement confondue avec la VMG.

Généralement, un GPS donnera la VMC (Velocity Made Course), donc le gain en vitesse vers le way-point sur le fond (over the bottom) et pas sur l’eau (through the water) bien que l’information soit quelquefois appelée VMG sur le GPS. Ceci n’est vrai que lorsque la direction (le relèvement) de la bouée ou du way-point est égale à la direction (au relèvement) du Vent réel. Dans ce cas, la VMC est égale à la VMG.

La VMC est définie par la formule :


VMC = Bs x Cos (Am)


Où Am est l’angle entre la direction (le relèvement) de la bouée ou du way-point et la direction (le cap) du bateau.

 

vmg figure 6

VMG (Vitesse de gain sur l’axe du vent) et
VMC (Vitesse de gain sur l’axe du parcours)

Haut de page


Vitesse cible bateau (On Target Boat Speed)

La vitesse cible est la vitesse optimale au vent ou au portant définie par la polaire. La polaire montre que la vitesse cible du bateau, lorsqu’elle est maintenue sur une longue durée, fournira le meilleur VMG, à la fois au vent ou au portant lors des remontées ou des abattées nécessaires à la navigation.


Comment utiliser ces cibles ?

Rejoindre la vitesse cible du bateau est la seule chose importante lors des remontées au vent ou des abattées pour une performance maximale. On utilise cette vitesse cible comme premier indicateur pour maintenir le potentiel le plus élevé. Évidemment, en couple, les ambitions sont modestes et se limitent à faire marcher correctement son bateau avec ses moyens.


Idées à retenir pour améliorer la marche du bateau

1.      développer la meilleure vitesse pour maximiser la performance du bateau ;
2.      compenser quand on navigue trop au près et trop abattu ;
3.      surveiller l’état de la mer ;
4.      surveiller les variations du vent ;
5.      veiller au bon travail d’équipe ;
6.      adapter les réglages de voiles au moment opportun ;
7.      tenir compte de l’expérience acquise.


Considérant à la fois le VMG et la polaire, la vitesse cible est donnée par la vitesse bateau qui maximise le VMG pour une vitesse de vent réel définie.

 

vmg figure 8

Vitesse cible bateau


Donc, si on navigue trop vite, il faut remonter un peu au vent jusqu’à descendre jusqu’à la vitesse cible. De même, si on est trop lent, il faut abattre un peu pour accélérer jusqu’à la vitesse cible.

"Too fast," head up

"Too slow," bear off

Haut de page



Le meilleur VMG (pratique)


Meilleur VMG — expression qui indique le meilleur rapport cap-vitesse aux allures du près ou du portant.

Obtenir le meilleur du bateau commence par comprendre toutes les relations entre la direction et la vitesse du vent réel (TWA, et TWS) et la vitesse du bateau (BS).

Arriver à destination plus rapidement et profiter au maximum de la navigation tout en ayant moins de chance d’être rattrapé par le mauvais temps, voilà qui peut être intéressant.

Un bon logiciel permet de choisir ses options de navigation, comme virer de bord, empanner, ou changer de voiles. L’affichage des Polaires peut contenir toutes les données relatives aux performances que peut atteindre notre bateau : la vitesse en fonction du vent, mais aussi l’angle optimal de vent à prendre et la vitesse du bateau selon son trajet.

La fenêtre des Polaires nous précise aussi :
–      la VMG (vitesse cible à atteindre), et
–      la VMC (vitesse définie pour atteindre votre waypoint).

Le vent subit par période des variations dans sa direction et sa force. Le logiciel analyse les tendances passées et estime les tendances futures. Il doit pouvoir afficher les laylines d’une manière simple avec une mise à jour en continu. D’un coup d’œil, on peut ainsi décider quand il est temps de virer de bord ou d’empanner. En somme, il nous aide à optimiser notre navigation.

Pour rejoindre un point qui se trouve face au vent, il faut tirer des bords.

Pour optimiser sa route dans ces conditions, il faut faire en sorte de naviguer dans le « cadre » de près. Pour définir le cadre de près, il faut commencer par tracer l’axe du vent en partant du point à rejoindre. Ensuite, il faut tracer, toujours à partir de ce point et par rapport à l’axe du vent qu’on vient de tracer, les droites représentant la route que ferait le bateau au près pour rejoindre ce point (donc une droite de chaque côté de celle représentant l’axe du vent, avec pour chacune un angle de la même valeur que celui du bateau au près). Ces deux droites définissent les bords du cadre (les laylines). Tant qu’on reste dans le cadre, la distance parcourue est la même pour rejoindre le point qui se situe face au vent. Si on sort du cadre, on fait du chemin en plus, donc on perd du temps.

Problème :

il faut que le vent reste stable en direction jusqu’à ce qu’on atteigne le point visé. Si c’est pas le cas, il faut redéfinir le cadre de près....

Si le vent est exactement dans l’axe du way-point, la VMG est la même pour un même angle par rapport au vent.

Si le way-point n’est pas dans l’axe, la vitesse de rapprochement ne sera pas la même sur les 2 bords, mais en tirant des bords au bon moment, que l’on commence par tribord ou bâbord, on arrivera dans le même temps.

Si le vent n’est pas stable en direction, il faut anticiper ce qui va se passer et partir d’abord dans la direction ou le vent va tourner.

 

vmg figure 10

 

Sur le dessin ci-dessus, le catamaran en bleu et le Class América en orange ont la même VMG.


Maximiser son VMG, c’est maximiser votre louvoyage.

Haut de page

 


Quelques idées en vrac


Le spi asymétrique

Envoyer le spi asymétrique gréé sur le bout-dehors mobilise seulement une personne. Une chaussette de spi manœuvrée à partir du cockpit élimine la nécessité d’avoir quelqu’un sur le pont pour envoyer, manœuvrer ou ramener le spi. Pour empanner avec un spi asymétrique, il suffit simplement de choquer une écoute et de border l’autre. Les VMG au portant sont alors quasiment doublés. Intéressant, non ?

Le résultat ? Moins de moteurs et plus de voile !

Le point d’amure est toujours frappé sur le bout-dehors, éliminant les oscillations sauvages du spi. La voile possède davantage de pente sur son bord d’attaque avec un centre de poussée vélique situé plus en avant et plus bas. Les risées soulèvent l’étrave, propulsant le bateau en avant, tout en gardant facilement le contrôle du bateau du bout des doigts.

La vitesse générée par le spi asymétrique permet de naviguer plus près du vent apparent et du vent réel. Par petit temps et mer hachée, la puissance supplémentaire de la voile stabilise le bateau. Au vent arrière, dans la brise, on peut descendre plus facilement dans le vent et porter son spi avec des angles importants par rapport au vent (Angle du Vent Réel 160-170°).


Grand-voile seule

Pour la croisière et les manœuvres de port ou par vent fort, la grand-voile seule peut suffire.

Si le bateau avance à plus de 6 nœuds sous grand-voile seule, pourquoi s’embêter avec un grand foc à recouvrement ?

La visibilité se trouve améliorée. Le bateau peut être mené par une personne seule. Par vent fort, on navigue avec une grand-voile aplatie avec la chute ouverte, obtenue en étarquant le hale-bas de bôme et la bordure. Ces réglages sont plus rapides et plus faciles que la prise de ris. On peut enrouler le foc et l’oublier.


Un gain de VMG au près ?

La forme de la carène, le gréement, la longueur à la flottaison et le poids ont un grand effet sur le VMG. On observe de nombreux bateaux de croisière qui montent au vent au moteur à la fois par petit temps et dans des vents forts. Pourquoi ? Pas assez de puissance dans la voilure pour le petit temps et pas assez de stabilité dans la brise.


Centre de Gravité Bas

De bons VMG au près sont possibles grâce à un centre de gravité vertical (CGV) bas. Des bateaux qui ont un centre de gravité haut, roulent et tanguent. Ce mouvement perturbe le flux d’eau autour de la carène et le flux d’air autour des voiles, sans parler de l’équilibre de l’équipage sur le pont. Plus le poids du bateau est bas par rapport à ses lignes d’eaux, plus la stabilité est grande, et plus grande est la surface de voile qui peut être portée et plus le mouvement est doux. Ceci explique pourquoi un BATEAU passe avec douceur et stabilité dans les vagues. Le CGV est bien plus bas que les lignes d’eau.


Puissance

Les voiles constituent le moteur du bateau. Un bateau léger avec des lignes fluides et une bonne stabilité peut porter la puissance de voilure nécessaire pour obtenir de bonnes performances. Pas besoin de gréements élancés qui font peur avec leurs efforts d’écoutes élevés et leurs winches puissants. Le rapport surface de voile/déplacement est un bon indicateur de la puissance que le bateau peut encaisser et du potentiel de vitesse. Il faut tendre vers des rapports supérieurs à 20.


Résistance Faible

Trop de poids veut généralement dire trop de surface mouillée (SM). C’est comme les plaquettes de frein, plus vous avez de surface de contact, plus vous allez vous arrêter vite. Un bon rapport surface de voile/surface mouillée est primordial pour de bonnes performances dans le petit temps.
En ce qui concerne la traînée de forme, généralement un bateau qui est long et étroit est plus rapide. Mais seulement quand c’est combiné avec plus de stabilité et de puissance de voilure. Un rapport longueur à la flottaison/bau à la flottaison supérieur à 3 est souhaitable pour une bonne stabilité de cap dans les vagues. Il n’y a pas besoin de quille, aileron ou safran surdimensionnés.

Haut de page