Etude du voilier 420

Cela m'a l'air confus comme sujet ( de thèse ?). Mettre dans la même sujet: 420 et haute mer me paraît plutôt antinomique !
Pour la navigation en 420, hormis l'incidence d'un nuage local, la météo est moins importante qu'en haute mer où la durée est à prendre en considération.

Bonjour,

Merci beaucoup pour toutes ces réponses. Je réalise cette étude étude pour préparer un oral afin d'intégrer une école d'ingénieur. Mon inexpérience dans le domaine m'a mené à étudier le 420, pensant qu'il s'agissait d'un modèle simple à étudier, et que ce voilier naviguait en haute mer ! Je vais donc m'orienter sur un autre modèle. (Je n'ai pas encore décidé)
D'autre part je cherche effectivement à étudier un voilier où l'accélération varie grandement avec l'angle de basculement. Si l'angle de gite est de 0° pour les dériveur alors l'étude n'est pas intéressante.

Il me reste cependant une question, imaginons que l'on veuille aller dans une direction donnée, mais que le vent est de travers, voire pire, de face, ne faut-il pas incliner le voilier un minimum pour conserver le cap et prendre le plus de vent possible ?

Joyeuses fêtes !

Encore merci.

JL

Le lien que vous m'avez donné m'aide énormément !
Merci beaucoup !

Bonjour,

Il s'agit du dériveur des années 60, cependant je me suis orienté vers un quillard , le surprise comme on me l'a conseillé.

Pas trop d'accord : nombre de dériveurs vont aux contraires gagner en vitesse avec des angles de gites différents. Pas pour rien que dans du vent faible les optimistes sont à la contregite à mort pour réduire la surface mouillée.
Pour le 420 dans du vent faible à médium, c'est légèrement gité qu'il va marché le mieux, pas parfaitement à plat.

Ou un classe J, ou un 12 m JI. Des voiliers dessinés pour naviguer gités afin d'augmenter la longueur de la flottaison (dynamique) et par conséquence la vitesse; puisqu'elle est directement proportionnelle à la longueur.

Bon courage pour l'oral. Pour l'instant cela ne me paraît pas gagné.
Quelle est la durée du supplice? Si c'est court, le sujet doit être traité différemment d'une présentation longue.
De toute façon, souvent le jury ne va pas au fond de la question s'il voit que le candidat maîtrise; par contre, si tu rames, il risque de te faire vraiment ramer :-(

Le livre "ÉLÉMENTS DE VITESSE DES COQUES" de J.M. Finot pourra peut-être t'apporter un début de réponse...

www.finot.com[...]dre.htm

Effectivement, je suis loin d'être un expert en manœuvre de voilier.
Puisque cette question viens d'être posée, j'avoue ne pas connaître la réponse.

bonjour, la réponse est: en louvoyant. chercher sur le net la notion de zone ou secteur de louvoyage pour un voilier. On y comprends alors quelles sont les différentes allures. cordialement.

Bonjour,

J'ai effectivement pris en variable la force du vent, pas de problème de ce côté là. Je vais faire de plus amples recherches sur le déjaugeage ou le planning, c'est la première fois que j'en entends parler.

Merci de m'en avoir parlé !

Bonjour,

en effet tu semble partir d'assez loin.

D'abord, pour la question d'aller face au vent à la force du vent, rassure toi, il y a en effet une solution, mais pas avec des voiles...

Cependant, ce n'est pas la question, bien que tu évoques dans ton premier message plusieurs sujets très différents (et qu'il vaudrait mieux que tu en choisisse un seul).

Je reprend ton message:
- "étude physique (hydrostatique / hydrodynamique) sur les voiliers en haute mer." : A ce que j'en comprend, il va s'agir principalement des interactions vents/coque+voiles/vent.

• "de déterminer analytiquement la meilleure trajectoire que pourra prendre un voilier, en prenant en compte les variations météorologiques." : Ce problème relève du "routage". De bons résultats sont obtenus à partir des prévisions météos et des "polaires" du bateau. Ces polaires peuvent être précalculées ou prédéterminées expérimentalement. Ensuite le calcul est assez simple et cela est fait depuis le milieu des années 1980. En fait c'est un calcul sur un graphe représentant la surface navigable discrétisée.

• "Actuellement je suis sur la recherche de l'angle de basculement maximal et optimal. C'est à dire pour un cap donné et pour des directions de vent variables, quel angle devra prendre le bateau pour aller le plus vite sans chavirer." : Là, il y a 2 questions/sujets complètement différents:

• "Le chavirage" c'est à dire la stabilité. Ce n'est pas un choix de navigation mais de conception. Pour ce critère, le 420 comme bateau de haute mer est en effet un contresens.

• "l'angle ... optimal" c'est à dire la "gite" optimale. Là, la conception du bateau va être adaptée à un programme entre autre, car de ce programme va découler la capacité de l'équipage à utiliser son poids propre pour influencer l'équilibre du bateau.
  Sur un dériveur comme un 420, le poids des équipiers est décisif, en conséquence, les équipiers sont capable de la tenir à plat, la carène est donc conçue pour. Pour un bateau de croisière ou pour du solitaire au large, ce poids des équipiers ne peut rien changer, c'est le lest et la forme de coque qui assurent l'équilibre et les choix fondamentaux sont fait à la conception par l'architecte et il est bien improbable que la bonne solution soit une autre que celle qui a été prévue...

Le second sujet (routage) peut être le moins risqué pour toi.
Par ailleurs, un petit stage de dériveur dans un point plage (3 fois 3 heures) pourrait être un investissement rentable...

Par ailleurs , à partir de quand est-il plus favorable de commencer un petit stage, pour pouvoir vraiment m'imprégner du sujet ?

En Prepa d'école d'ingénieur c'est bien de s'orienter vers la voile. Aérodynamique, hydrodynamique, résistance des matériaux, physique statique et dynamique, électricité, électronique, météorologie, et autres...sont les mamelles du métier......qui vont te prendre quelques années avant de maîtriser le sujet. Aujourd'hui la tendance est au travail en équipe pluridisciplinaire et les voiliers ne naviguent plus à la gite, ils volent sur leurs foils.
Alors, si tu veux épater ton jury, à ce stade, concentre toi sur un point particulier de ce champ d'intérêt.
Montre ta passion, et c'est gagné!

C'est noté, je fini d'abord ceux que j'ai à lire, cela va sûrement me prendre la journée.

Encore merci pour toutes ces informations.

Bonjour,

Je sais bien que je commence vite, sans être vraiment dans le milieu, c'est mon grand problème. Le fait est que j'ai très peu de temps libre m'empêche de faire un truc en voilier. Vu que beaucoup d'entre vous m'ont conseillé de au moins faire un tour, je prendrai le temps après les écrits qui sont en mars-Avril pour pouvoir bien comprendre comment cela fonctionne en situations réelles. Pour l'instant je vais devoir me guider avec vos indications, et comprendre le fonctionnement même sans expérience.
Je me suis rendu compte évidemment après analyse physique que la force hydrodynamique est très importante, même si je ne l'ai pas mentionnée. Je suis justement en train de chercher comment l'exprimer.

Merci beaucoup.

un voilier se déplace entre deux fluides, l'air et l'eau. la dynamique des fluides s'applique de la même façon mais la densité des fluides est différente. il est possible de calculer les forces de propulsion (vent dans les voiles) et les freins (résistance de la carène) puis de montrer comment le voilier avance (vitesse et dérive). le point de rotation autour duquel le bateau pivote est le métacentre transversal, il est variable à chaque angle de gite. connaissant le métacentre on calcule le moment de redressement pour chaque angle de gite. l'approche scientifique de la dynamique du voilier est très riche et il est indispensable de procéder méthodiquement pour acquérir les bases et progresser. une bonne connaissance de l'outil mathématique est un avantage. cordialement.

Si le but est de traiter le sujet de manière pas trop poussée (ce n'est pas une thèse en dydrodynamique visiblement), je pense que n'importe quel bateau pourra faire l'affaire, aussi bien un dériveur qu'une unité plus lourde. Le choix le plus logique serait peut-être alors de choisir un bateau potentiellement disponible (club / école de voile).
Si j'étais membre d'un tel jury, une des questions que j'aurai tendance à poser est : avez-vous barré le bateau en question, histoire de confronté votre théorie à la pratique...

Donc, je pense qu'un dériveur, tel que le 420 pourrait tout à fait convenir (Ok, j'avoue, je suis amoureux de ce petit dériveur, le mien dort bien au chaud sur sa remorque dans mon garage)

bonjour, la question posée comporte plusieurs aspects: le fonctionnement du voilier et ses performances, les conditions météorologiques et l'état de la mer, le parcours entre A et B. l'approche technique est donc à faire dans les différents domaines. pour le voilier il suffit de comprendre les actions des différentes forces à la fois sur la voilure et sur la carène. l'approche météorologique comporte la connaissance des phénomènes météo mais aussi les systèmes de prédiction et leur fiabilité. la recherche d'un optimum est le croisement des deux approches avec la notion de routage et des segments isochrones. tout est accessible mais il faut avancer méthodiquement.
le choix d'un dériveur complique l'approche car l'équipage est assimilé à un lest mobile, le plus simple est d'étudier un monocoque à gréement bermudien et à déplacement archimédien. derrière ces mots il y a simplement le bateau que dessine un enfant. la connaissance du planning n'apporte pas d'élément nouveau au raisonnement. si vous le souhaitez un programme de travail sur dix semaines est possible. cordialement.

Bonjour Julien,
Mis à part le choix du bateau, le problème que tu expose est décomposable en 3 :
1- détermination de la vitesse du voilier en fonction de l'angle et de la force du vent. C'est le tracé des polaires, qui peut être expérimental ou théorique, dans ce cas il existe des logiciels de conception utilisés par les architectes navals, ce sont les VPP ( velocity prediction program ) Je pense que c'est ce que tu veux réinventer.
2- les fichiers GRIB qui positionnent des vecteurs vent sur une carte et dans le temps. Voir Sailgrib, par exemple.
3- le routage qui utilise les 2 éléments ci-dessus pour déterminer par itérations successives la meilleure route entre 2 points.
Bon courage.

un graphique "polaire" représente plusieurs données sur un plan en 2 D. un point est repéré par rapport à sa position angulaire (rose centrée) et sa distance par rapport au centre (vitesse du bateau sur l'eau). une succession de points, reliés par une même ligne, donne les performances pour une force de vent apparent. ces données proviennent de calculs utilisant deux autres polaires, celle de la voilure et celle de la carène du bateau. Cette approche permet une approximation satisfaisante qui sera ensuite vérifiée sur l'eau. il manque deux informations importantes: la dérive (prévoir entre 7 et 10° auprès par vent fort) et l'impact des vagues formées par le vent (très variable), il sera utile d'en tenir compte dans une navigation hauturière. en général on utilise les polaires pour connaitre la vitesse "cible" à atteindre avec le bateau et on compare les résultats pour mesurer la performance relative (90% de la vitesse cible par exemple). les fichiers GRIB décrivent le vent probable dans une situation météorologique prévisionnelle (avec un maillage défini) en un lieu et un instant donné. ils ne donnent pas les informations fines locales liées au système nuageux et un voilier qui se déplace lentement y sera sensible. sous ces réserves les polaires de vitesse et les fichiers GRIB sont adaptés pour faire des simulations d'une route. la méthode consiste à procéder par segment d'une durée d'une heure de navigation et de chercher ensuite la route optimale pour rallier les points de départ et d'arrivée. on utilise un logiciel de routage conçu dans ce but. ces logiciels permettent d'intégrer des contraintes telles qu'un vent maximum ou des zones à éviter. bien entendu ce sont des prévisions et il faudra s'adapter à la réalité.

HS
Un fil de discussion constructif avec un candide qui prend en compte les apports des uns et des autres, apports sans la moindre trace d'acrimonie!
C'est bien sympa! :-)
Fin du HS

Un petit point juste comme ça :

Quand un voilier navigue, les phénomènes physiques en jeu sont strictement indépendants de la taille du voilier.
Strictement exactement les mêmes lois physiques s'appliquent à

(voilier radiocommandé 1 mètre de long)
et
(yacht à voile de 88 mètres).

La meilleure preuve, c'est qu'on utilise encore des tests sur modèles réduits pour déterminer le comportement sur les bateaux grandeur nature :
En aérodynamique (voiles) :

En hydrodynamique (coque) :
(la taille des installations nécessaires ...)

Donc, du point de vue physique, étudier un modèle réduit de 1m, un voilier de 10 m, ou un yacht de 100 m, c'est du pareil au même. La ou ça risque d'être pas pareil, c'est le point de vue financier. Mais ça n'a rien à voir avec la physique.

Bonsoir

Rapide survol du fil (amusant, car avec triple passé de voileux-ingenieur-enseignant) :

De nombreuses 'idioties' naturelles pour un non-voileux (pensez a la bouteille de coca ou la jeep des 'dieux tombes sur la tete')

Années 70 mon mémoire portait sur la voilure (curry et cherel)
Cela a bien changé depuis....

Quel est l'objectif de l'étude ?
Car (comme dit plus haut) VPP+grib=routage (maxsea ou virtual Regatta)
Où bien simplement reformuler une modélisation en intégrant toutes les études depuis 30 ans : exprimer la voile en termes de mécanique des fluides.

PS j'ai vu un p.gutelle a vendre...

Il y a un nouveau propriétaire, mais apparemment, il navigue dans le Golfe de Guinée (Lat 0°N, Lon 0°W)...
www.hisse-et-oh.com[...]prise-1

Bonjour,
Ton sujet est-il pour ton TIPE ou pour une école particulière ? (je pense que c'est le TIPE car le thème cette année est "l'océan")(pour ceux que ça intéresse : fr.wikipedia.org[...]r%C3%A9 )
Auquel cas il faut bien avoir conscience que 10 minutes passent très rapidement (je suis passé par là il y a quelques années). Quelle est ta "majeure" MP ? PC ? PSI ? L'idéal est d'appliquer des notions du programme. Ici typiquement il pourrait s'agir de définir un modèle simplifié de voilier que tu serais capable d'expliquer qui t'amènerait à une équation aux dérivées partielles que tu maîtriserais complètement (il y a 10 minutes où tu passes sur le grill derrière >> ne pas sous-estimer les stress induit) dont tu donnerais une solution.

Bonsoir,

Je reviens vers vous, nous avons continué notre étude guidé par toutes les indications précieuses que vous nous avez apportés. Le travail en classe préparatoire nous ayant demandé beaucoup d'investissement, le projet à été un peu ralenti.
Cependant, en continuant l'analyse du surprise, nous voulons créer un programme informatique de routage (assez simple pour commencer), qui donnera la meilleure trajectoire à prendre en fonction des paramètres de vent entrés. Pour cela nous avons dû déterminer théoriquement quel angle la voile doit prendre par rapport au vent pour que la prise d'air soit optimale. Nous avons trouvé qu'un angle d'environ 10° entre la voile et le vent apparent est la meilleure position. Ensuite connaissant la force qui va s'exercer si l'on place la voile de manière optimale, nous voulons déterminer l'angle optimal dans lequel le bateau devra s'incliner. Pour cela je dois déterminer l'angle de basculement maximal du quillard, et trouver un angle (inférieur au basculement max) qui permet la meilleure prise au vent possible. Afin de déterminer cet angle, je doit connaître quel moment s'exerce sur le quillard lorsque la force exercée sur la voile, et les forces de frottements entrent en jeu. Et enfin j'y arrive, pour déterminer ce moment, il me faut connaitre le centre de carène, et là ça bloque. Car pour trouver ce dernier il me faut les dimensions du bateau étudié, ie le Surprise. Or il me manque UNE seule grandeur concernant ce dernier, et impossible de trouver une seule documentation qui explicite ce que je recherche. Il me faut : soit le creux du quillard, soit le franc-bord.
Si une âme charitable se sent de m'aider dans cette étude, je lui en serait très reconnaissant.

Cordialement,
Julien.

Bonjour.
Comme ton temps d'exposé sera évidement trop court (sauf si tu rames), il convient de simplifier le nombre de paramètres impactant le sujet.
J'en vois plusieurs: Préciser que tu as raisonné en eau plate (sans vague), sans courant, sans dérive avec un vent constant en direction (pas en force, bien sûr), en archimédien (pas de foil, pas de planning), pas de rupture brutale dans la variation des paramètres, ...
Ainsi tu élimines de facto beaucoup de question embarrassantes.

Ta dernière contribution m'interpelle sur l'angle entre la voile et la direction du vent.
D'abord la visualisation de l'angle entre la voile et le vent n'est pas facile car la voile présente un creux; tu mesures au niveau du bord d'attaque ou de la chute (extrémité arrière de la voile)? Suggérer que tu mesures l'angle entre la direction du vent apparent donné par la girouette et la bôme (l'espar en bas de la voile) est beaucoup plus simple sans être réducteur.

Par ailleurs: dans la vraie vie, au vent arrière tu as la bôme quasiment perpendiculaire au vent. C'est loin des 10° que tu as trouvés.
Et au près (environ 35° du vent apparent),la bôme est quasiment dans l'axe et certainement pas à 10° de la direction du vent, soit 25° de l'axe du bateau.
Ne pas pouvoir répondre à ces deux incohérences risque de planter ta démonstration.
Pour mémoire: en première approximation, par rapport à l'axe du bateau la bôme est angulée de la moitié de l'angle du vent apparent.

Peut-être que ton application est buggée?

Bon avancement de ton étude.

Bonjour, j'apporte mon petit grain de sel à cette discussion particulièrement intéressante.
En relisant le fil, il me semble qu'il faut préciser un point important, le Vent Arrière (VA) n'est pas une configuration comparable aux allures du près au largue. Et le près serré est aussi un cas particulier. L'angle d'incidence de 10° n'est absolument pas aberrant, il est déjà bien établi que pour les gréements modernes l'incidence optimale est de 10 à 20° selon les formes des profils et donc des coupes des voiles. C'est le fameux graphe de portance/trainée. Bien sur c'est par rapport au vent apparent sur la voile, et pour régler cette angle d'incidence, on utilise l'écoute et le rail.. Plus l'orientation du vent est favorable, si on reste bordé on va trop augmenter cet angle et la composante propulsive va commencer à se dégrader, mais en ajustant l'incidence, il y a une allure limite ou on se retrouve coincé car :
1/ la bôme touche les haubans donc on est au max
2/ même avec un mat auto porté, la direction de la force vélique va suivre la rotation de la voile autour du mat et la composante propulsive vers l'axe du bateau (et pas l'axe du vent) va forcément se réduire.
Alors passé cette limite, on bascule dans un autre régime de force générée, c'est ainsi que l'on explique que le Spi fonctionne par "aspiration" ..

Les lectures des bons ouvrages de références seront bien utiles, cela prend du temps et il ne faut pas hésiter à les confronter.
Si certains d'entre-vous interprètent différemment la question, c'est l'occasion d'en discuter.

Petite remarque (pour Larent Le Hareng)
C'est exactement sur ce genre de question que j'ai été très très déçu par les réponses que j'ai reçu en N5 (par qui tu sais)!!
Je ne comprend pas comment on peut prétendre enseigner alors qu'on a toujours pas assimilé les décompositions vectorielles sur 2 axes différents..

Bonjour,

Il se trouve que j'ai déjà réalisé (dans le cas où j'en aurait besoin) les polaires du Surprises, ses dernières ont été tracés grâce à des relevés effectués en mer.
J'obtient la polaire ci-dessous.

Cependant les angles indiqués doivent représenter l'orientation de la bôme dans un référentiel différent de celui que j'ai utilisé, j'ai repéré les angles qui me semblent être les plus optimaux pour les vitesses de vent considérées.

Ainsi, si quelqu'un pourrait m'éclairer sur ce sujet...

Merci

A bien assimiler:
- Il y a deux régimes de fonctionnement très différents: Le premier laminaire, sans décollement des filets d'air de l'extrados. Le second turbulent, dans lequel les filets sont décollés.
Le premier se rencontre dans les allures proches du vent, on le remonte.
Le second se rencontre au portant.

• En écoulement laminaire, une voile travaille comme une aile d'avion: c'est la dépression sur l'extrados qui "aspire" et crée la force décomposée en deux vecteurs, un perpendiculaire au déplacement qui va faire giter et dériver le voilier, le second dans l'axe du déplacement, qui lui permettra d'avancer. Le navigateur souhaitera avoir la force la plus orientée vers l'avant donc le plus petit premier vecteur et le plus grand second. C'est l'art du maître-voilier pour dessiner une voile répondant à ce besoin. le navigateur quant à lui cherchera a écarter au maximum la bôme de l'axe du bateau, tout en gardant la voile pleine (limite du fasseyement).
• En écoulement turbulent la force propulsive est fort réduite. aucune portance (en avion l'aile décroche et il tombe). C'est pour cela que les engins hyper rapides (chars à glace ou à voile, multicoques de course, ...) tirent des bords au portant pour avoir un vent "vitesse" tellement grand qu'au final le vent apparent (vent vitesse + vent réel) reste laminaire.

Plus facile à expliquer de vive voix avec un tableau qu'avec que du texte.

Je pense que le sujet devrait se limiter en écoulement laminaire.

la dynamique des fluides s'applique dans tous les cas. pour information EIFFEL avait fait d'excellents travaux sur ce point. sur un voilier, à la différence d'un avion, on a un écoulement turbulent en allures portantes, la seule conséquence est une baisse du CZ à environ 0,9. sur un avion il y a décrochage, donc chute. pour rester en régime laminaire il faut aller très vite sur l'eau et le problème est si on s'arrête, il faut alors relancer en abattant et en choquant les voiles. ce type de situation n'est pas possible sur un Surprise sauf par très petit temps ou on cherche du vent relatif et si on "décroche" il faut relancer. voir aussi les AC 75 en course lorsqu'ils touchent la surface la vitesse passe de 40 nœuds à moins de 10, la relance prend plusieurs secondes.

Bonjour JulienL

Ta polaire m'interpelle.
J'imagine que
- L'axe des y est la vitesse du bateau, qui se reporte sur les cercles pour des valeurs spécifiques (2, 4, 6, 8 nds)
- Les vitesses en lignes de couleurs sont celles du vent apparent (déduction de tes différents messages)
Si mon imagination est bonne, il apparait que:
- Avec un vent (apparent) de 10 nds à 52°, tu navigues à 6 noeuds. la somme vectorielle des vents vitesse et apparent conduit à trouver un vent réel de 7,8 nds au 92°;
- Avec un vent (apparent) de 6 nds à 52°, tu navigues à 4,5 noeuds. la somme vectorielle des vents vitesse et apparent conduit à trouver un vent réel de 4,7 nds au 100°

J'espère que les polaires du Surprise révèlent un meilleur potentiel, en vitesse et surtout en cap. ;-)

Mais si les vitesses en lignes de couleurs sont celles du vent réel, alors
- Avec un vent (réel) de 10 nds à 52°, tu navigues à 6 noeuds. la somme vectorielle des vents vitesse et réel conduit à ressentir un vent apparent de 12,5 nds au 29°;
- Avec un vent (réel) de 6 nds à 52°, tu navigues à 4,5 noeuds. la somme vectorielle des vents vitesse et réel conduit à ressentir un vent apparent de 9,5 nds au 30°.
Je pense que c'est plus proche de la réalité.

Ma conclusion: préciser les paramètres et données représentés sur ta polaire.
Il serait intéressant de prolonger les polaires, ou une ou deux, jusqu'à 0° pour visualiser l'effondrement de la vitesse quand on serre trop le vent.

Nota: je préfère naviguer avec l'indication électronique du vent réel!

Bonjour,

Je pense que vous ne vous êtes absolument pas rendu compte de la complexité du sujet dans lequel vous vous êtes lancé.

Simplement, déterminer par calcul, la vitesse d'un voilier pour des conditions météo données me semble au delà d'un sujet de TIPE, même en classe prépa.

Une explication d'un VPP (Velocity Prediction Program) (Le programme qui calcule les polaires d'un voiler) peut se trouver ici : orc.org[...]019.pdf

Et encore, c'est un programme simplifié. Un objet en mouvement a 6 degrés de liberté. Ce programme ne s'occupe que de 2 degrés de liberté. [La thèse coréenne que mecaflux a mis en lieu au dessus s'occupait de 4 degrés de liberté].

Le programme ORC VPP laisse tomber :

-> L'angle de dérive / la stabilité directionnelle. (Si si, le VPP ORC ne calcule pas l'angle de dérive)
-> L'équilibre force dérive / antidérive (lié à l’angle dérive / angle de barre)
-> enfoncement du bateau (action verticale du vent dans la voilure à la gite )
-> angle tangage du bateau (enfournement sous spi par ex).

Et on peut voir sur l’organigramme joint la flèche que j'ai redessiné en rouge : les valeurs de sorties influent sur les valeurs d'entrée. Donc la vitesse n'est pas le résultat d'une équation, mais la limite d'une suite qu'on espère convergente. Et il n'y a aucune chance que ce soient des systèmes linéaires.

quelques remarques pour le fun.
il n'y a pas d'enfoncement du bateau par une action verticale du vent dans la voilure,

Voir le schéma c la : www.hisse-et-oh.com[...]ier-420

Il y a une composante verticale Fvert de la poussée vélique. Qui est compensée par une variation du volume de carène. Que vous décidiez de l'ignorer ou pas, c'est votre choix. Mais cette composante existe.

l angle de dérive se calcule en mettant en parallèle la polaire de la carène avec la polaire de la voilure

Je n'ai rien compris, vous pourriez donner des explication détaillées?

Merci.

Essai a écrit:
_... Qui est compensée par une variation du volume de carène... _

Les seuls cas ou le volume de carène change durablement sont le planning, le passage sur les foils ou la sustentation par bascule du gréement au vent.
Pour la vitesse de nos voiliers, nous sommes rarement dans ces situations.

Comme le voilier et son chargement ne change pas de masse , Archimède nous a appris que son volume immergé ne change pas en quantité; il en est évidement pas la même chose de sa géométrie.
L'art de l'architecte naval est de faire une carène rapide quelque soit sa géométrie.

Je vous fais l'injure de citer le principe de ce savant grec:
_ "Tout corps plongé dans un fluide au repos, entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre, subit une force verticale, dirigée de bas en haut et opposée au poids du volume de fluide déplacé. Cette force est appelée poussée d'Archimède. Elle s'applique au centre de masse du fluide déplacé, appelé centre de poussée. »_

Peut-être qu'Essai a mal exprimé sa pensée.

sans vouloir entrer dans le détail ce qui change dans le planning c'est le fait que le comportement n'est plus "archimédien". en effet la carène va prendre appui sur l'eau à partir d'une certaine vitesse ce qui va générer une force verticale qui modifie l'assiette, le bateau se cambre. l'écoulement d'eau sous la carène est radicalement différent. les paramètres à prendre en compte sont la surface porteuse, la charge de celle ci et sa longueur. pour la force vélique on utilise le ratio déplacement sur racine cubique de la surface de voilure. au dessus de 28 il est possible de planer.
je ne connais pas les calculs pour les foils comme ceux du Moth papillon. cordialement.

la polaire d'un IMOCA ou d'un WOR montre les conditions de vent permettant le planning. pour faire un routage en incluant le planning, si le vent est suffisant pas de problème mais si le vent ou l'allure ne permettent pas le planning il faut chercher si on peut trouver ces conditions (dans le modèle météo ou dans la polaire). dans ce cas on déroute le bateau ce qui augmente le parcours. il convient alors de comparer le gain en temps obtenu par une vitesse supérieure avec l'allongement du parcours. c'est un travail de réflexion que fait le routeur mais il est possible de le modéliser, dans ce cas on perd le bénéfice de l'analyse humaine. on utilise le même raisonnement pour choisir le cap à suivre avec des changements de voile (spi/génois) qui induisent des changements de route. cordialement.

Par contre l'axe de pivotement est-il significativement affecté par la position de l'equipage sur un 420 ? (perso je pense que oui).