Quille très profonde

Hello !
Encore une question théorique :
Qu'est ce qui limite la profondeur de la quille sur un voilier ?
Après tout, plus elle est profonde, plus elle génère de bras de levier, donc plus elle peut être légère pour le même effet.

Tous arguments tels que :
- plan anti-dérive trop profond qui fait un bras de levier moisi
- effet croche pied
- excès de traînée (mais pas crédible, les imoca n'hésitent pas à plonger plusieurs appendices)
sont les bienvenus.

Par contre, pas d'argument du style "tirant d'eau" ou "solidité" qui pourraient se résoudre d'une façon ou d'une autre, et qui ne sont pas considérés sur une voilier de régate.

De même, si les quilles se remontent, on peut supposer que les arguments spécifiques tels que "moisi au portant" sont invalides, puisqu'on pourrait faire en sorte de la remonter -partiellement si nécessaire- en navigation (j'ignore quels voiliers le permettent à ce jour)

Typiquement, un pogo 50 a un tirant d'eau de 3.5m, qu'est ce qu'il l'empêche de descendre à 5m ?

Merci ! :)

(regardez celui là, avec sa quille a 6.4m, il est mignon à chasser les sous-marins :) en.wikipedia.org[...]ki/KZ-1 )

L'équipage
11 fév. 2013
11 fév. 2013

ça c'est un problème de raideur , plus ta quille sera profonde mois tu auras besoin de lest mais l'inertie et la surface du plan antiderive va jouer ,et le voilier sera inconfortable les rappels seront violents et fatigueront la coque et le grément ,
donc il faut trouver un compromis (chose due)
entre le poids du grément ,la poussée vélique et la surface du plan antidérive et le poids du lest ,et ça c'est le boulot des architectes .
c'est pas simple ma brav' dam mais c'est comme ça
alain

11 fév. 201311 fév. 2013

Hmm, hmmm, merci pour cette réponse argumentée :)
Par contre, pourrais-tu m'expliquer pourquoi les rappels seraient plus violents ?
(par rappel, tu entends un tangage du aux vagues, ou un roulis du au vent ?)
Par contre, effectivement, un plan de dérive trop profond ajoute un peu de gite sur le déplacement transversal (dérapage).

11 fév. 2013

La place de port peut-être :heu:

11 fév. 2013

A noter que les imocas, attendent la marée pour rentrer aux Sables, donc le TE, a c limite.

11 fév. 2013

Bah, Knock Nevis chatouille les baudroies à 24m, cela ne l'empêche pas de se parquer au calme. (bon, il est mouru, mais quand même :) )

11 fév. 2013

il y a beaucoup de facteurs qui sont pris en compte, juste pour en nommer deux qui sont amha fondamentaux

  1. redressement: plus une quille est profonde, plus la distribution de poids peut augmenter le moment de redressement, mais 1.1 une quille profonde donne des problèmes de dimensionneme dans la coque mais aussi le voile de quille doit avoir un module de résistance suffisant pour tenir le bulbe, selon matériel utilisé (les ruptures à fatigue des quilles du VG rajoutent un petit peu de sel)
  2. surface anti-dérive : la surface de quille doit (en gros) équilibrer la composante de la poussée des voiles perpendiculaire au cap. On peut faire une quille étroite et profonde ou une longue et peu profonde -facteurs: 2a. à parité de force, une quille profonde et étroite (allongement plus grand) pourra être de surface moindre, mais 2b. une quille à fort allongement à un angle d'incidence de "stall" (quand il y a chute brutale de portance) plus petit qu'une quille avec un allongement moindre, donc il faut la "tenir" dans des limites d'angle d'attaque beaucoup plus étroites qu'une quille moins allongée. En pratique, un peu de distraction et le bateau risque de partir à dériver sous le vent

puis facteurs 3, 4, 5...

11 fév. 2013

D'habitude on cherche le bon compromis pour répondre à un cahier des charges donné et toute solution à un prix technlogique.
L'inflation des quilles a accompagné le besoin de pouvoir porter encore plus de toile.
Les quilles courtes et longues ayant un rendement déplorable et tributaires d'un lest important on s'est tourné vers les quilles à grand alongement mais au prix de sérieux problèmes structuraux.
Si on ne veut pas applatiret augmenter la largeur de la coque le lest reste indispensable. Si on veut le réduire il faut l'abaisser mais plus plus le bras de levier est important plus les structure quille et coque doivent ètre capables de résister en statique et en dynamique. Ce qui peut conduire à alourdir ou à épaissir pour renforcer ou à faire un pari très risqué avec un profil mince . En outre chaque profil connait ses limites hydrodynamiques en portance et en stabilité (cf polaire) en fonction de l'angle d'attaque.
La quille mobile apporte une très nette complication supplémentaire (poids, mécanique, structure, stabilité globale du bateau parfois très limite quille remontée ).
La rupture de quille n'est pas rare sur les bateaux de course actuels (il y avait à la Rochelle un Volvo Race sorti avec vraiment de très gros dégâts de structure)

11 fév. 2013

Bonsoir,à lire ce fil je crois comprendre que certains n'ont JAMAIS navigué sur un DI

12 fév. 2013

J'aime beaucoup le DI pour ses possibilités de rase cailloux ou de rivière, mais hélas on paye cher ce plaisir par l'énorme surlestage très pénalisant qu'il impose (+1T pour un 10m par rapport à un quillard de mème coque) et la remontée des hauts, sans parler de la complication mécanique de la dérive relevable, toutefois moins pointue que celle de la quille relevable.

11 fév. 2013

L'autre moyen d'augmenter le moment d'inertie est la quille pendulaire (qui est quand même largement exploité sur les bateau qui en ont les "moyens").
Rentrer dans un port est quand même une contrainte, même pour un bateau de pure régate à très gros budget, ne serait-ce que pour accéder a une cale...
d'autre part les jauges doivent y être pour quelque chose, les grands tirants d'eau sont généralement pénalisés.
Pour ce qui est des quilles relevables, il n'y a généralement pas énormément a gagner dans la hauteur sous barrot dans un voilier de régate.
du coté structurel, je pense qu'on est loin des limites des materiaux, du moins pour les petites unités.

11 fév. 2013

Bien sur que la traîné est à prendre en compte !! Et sur les imoca pour avoir un voile de quille à faible surface, ils utilisent des matériaux très très pointu et très cher ! Titan ou carbone.

Sinon il est aussi possible d'avoir un voile de quille bois ayant plus de trainer mais cela reste très cher par rapport à la fonte bouloné. Et avec la fonte boulonné, on atteint rapidement la limite de résistance des boulons ! Il faudrait 35 boulon de 22 pour avoir une quille de 3m ^^

Et enfin dans la plaisance, plus de 2m devient très chiant pour caboter.

11 fév. 2013

en étant milliardaire on peut tout faire

11 fév. 2013

dans cet esprit je me souvient de Maria-Cha III qui avait participé aux voiles de saint tropez il y a une dizaine d'années, elle était restée en rade a cause de son tirant d'eau.
c'est quand même un cas de figure ou le proprio doit regretter de ne pouvoir faire le kéké au quai d'honneur :mdr:

11 fév. 2013

Pour l'aspect solidité, j'ai pourtant l'impression qu'on a largement la marge pour faire plus solide...
Pour le mat, on doit faire aussi solide que léger, mais pour le lest ... Contrairement au mat, pas grand chose empêche d'utiliser 3t d'acier pour rendre le truc immunisé à la fatigue, aux baleines et aux torpilles.
(mais ca coûte plus cher, évidement ...)

Merci Roberto pour cette très bonne explication !
Quid de la solution où la quille est profonde, mais on garde un plan anti-dérive conséquent ?

11 fév. 2013

"Quid de la solution où la quille est profonde, mais on garde un plan anti-dérive conséquent ?"

si on augmente la surface du plan anti-dérive (quille très profonde et très large, pour s'entendre), l'effet plus important est qu'on augmente la surface mouillée donc la composante de résistance de friction, le bateau est plus ralenti

à part les considérations sur l'allongement, une quille profonde et très étroite pose aussi des problèmes de choix du profil (section horizontale), selon que la quille doit produire de la portance (cas typique des bateaux) ou bien qu'elle n'ait essentiellement que des contraintes structurelles (quille imoca, pratiquement que du redressement, l'anti-dérive étant donné par les dérives sabre)

si la corde (distance av/ar) d'une quille est par exemple de 1m, une section pour "imoca" (pas de production de portance) devrait essayer de reduire la résistence de forme, donc en gros l'épaisseur du profil, un profil à 9-10-12-15% d'épaisseur signifie au maxi 15cm d'épaisseur au plus large, pour tenir 3-4 tonnes de bulbe à 3m de profondeur il faut y aller avec le module du matériau

la même pour un bateau quille "classique", autre problématique opposée par exemple pour un bateau sans bulbe (ou petit bulbe): le profil doit être suffisamment épais pour pouvoir y mettre un volume de métal de densité donnée suffisant pour rejoindre le poids de projet du total du lest (voir quille en uranium de Tabarly), donc quille plus épaisse, on rajoute un peu de résistence de forme, on augmente un peu l'angle de fonctionnement "correcte" de la quille: une quille de 1m de corde et 18-20-22 cm d'épaisseur, profonde disons 1m a le temps de voir venir..

il n'y a pas de repas gratuit: chaque solution est une solution de compromis, ce qu'on gagne d'un coté impose une réduction des gains dans d'autres aspects
Par contre savoir ce qu'on veut dès le début (et les limitations qui vont avec) aide énormement :-)

12 fév. 2013

Une aile d'avion est souple, pourquoi pas une quille de bateau pour encaisser les efforts?

12 fév. 2013

Bonjour,
Un sujet très intéressant, merci aux contributeurs.
Oui, un aile d'avion est souple, comme une quille mais dans ce cas il est plus difficile de s'en rendre compte. Cela induit des phénomènes de fatigue qui mènent à la fracture.
Pour moi, plus la quille est profonde plus il y aura de tanguage car plus les masses serront décentrées ( les DI sont très doux à la mer, sans coup de rappel)
Jean-Charles

12 fév. 2013

Un planeur ayant les ailes souples a un potentiel d'heure, après il est conseillé de ne plus l'utiliser

12 fév. 2013

A ce sujet regarder sur youtube la casse récente d'un planeur de compétition piloté en voltige par un vrai dingue qui avait complètement oublié les notions élémentaires de mécanique, lors d'un meeting récent dans le sud de la France: c'est impressionnant et très instructif.

12 fév. 2013

Pour aller vite sur l'eau il faut un voilier léger, toilé et puissant. Rien de plus, rien de moins.
Il faut distinguer les quilles profondes inclinables de celles qui ne le sont pas.
Quand la quille est non inclinable, l'équation est plus simple.
- Léger veut dire que le lest doit être au minimum.
Mais pour des problèmes de sécurité le couple de redressement doit être suffisant pour guarantir un chavirage négatif entre 120° et 130°. Donc le bulbe léger doit être profond.
- Toilé c'est facile, haut mât et voile à corne font le travail.
- La puissance est donnée par les formes de la coque entre 0° et 30° et éventuellement par des ballasts. D'où les coques larges.
Entre 30° et 120° la courbe de stabilité fait ce qu'elle peut entre la coque qui perd sa stabilité et le lest qui prend le relais.

Inconvénient de ces critères de dessin en mer: tangage sec, un peu à cause du lest profond mais surtout à cause des extrémités pleines et du poids global léger. Le voilier colle à la surface de la mer.
Les efforts au niveau de la quille en statique sont importants et amplifiés par la dynamique d'un facteur 2 à 3. Le pire cas de chargement est le crash sur un ofni à haute vitesse. D'où les crash boxes en étrave mais aussi en extrémité de bulbe pour limiter les G négatifs. 20cm d'écrasement ont un rôle écrêteur déjà trés efficace.

Pour les quilles inclinables, l'équation est plus compliquée puisque le bulbe sert aussi à la puissance initiale du voilier.
Le voile de quille quand il est basculé, commence à jouer les ailes d'avion dans les mouvements verticaux du voilier induisants des efforts hydrodynamiques élevés qui paraissent souvent sous estimés en intensité et fatigue.

12 fév. 2013

Idée bizarre: pourquoi pas haubanner une quille.
encore une: pourquoi pas une quille double en V? les efforts seraient repris sur les cotés de la coque. Un peu comme des haubans.

12 fév. 2013

Haubané, la raison est simple : un câble de section ronde génère une traînée infect par rapport à sa résistance.

Une quille en V : le plan anti-dérive se retrouverait massacré, et on doublerait presque la surface mouillée.
Par contre, effectivement, dans le cas d'une quille basculante, je trouverais cela logique de placer des renforts latéraux pour soulager l'axe de ses efforts sur le travers.
Mais bon, il se trouve qu'il n'y en a actuellement pas besoin, et ce serait très fragile vis à vis des objets flottants.

Bon, je crois que la réponse plusieurs fois proposée était sur des rappels de tangage violents : en gros, le bateau est un très joli balancier sur le coté, mais d'avant en arrière, ce balancier a envie de tout casser vu qu'une coque n'est pas faite pour tanguer librement...
J'imagine que si on laissait la quille pendouiller d'avant en arrière, ce serait pire ?

12 fév. 201312 fév. 2013

Snip:double-post

12 fév. 2013

Tout idée novatrice serait la bien venue ou parfois a en fait été déjà essayée. Mais ne pas oublier que le but est d'avancer le plus vite dans un milieu fluide:Les haubans (pis aller technologique) les biquilles etc... apportent entre autre des résistances supplémentaires à l'avancement (maitre couple, surface mouillée, interactions). On utilise ces solutions dans le cadre d'un compromis ou parceque la technologie ne permet pas de faire autrement, L'effet de mode (par ex: époque des biqueues en aviation, des biquilles en marine) et le traditionalisme des concepteurs ou des acheteurs ne sont pas non plus négligeables.

12 fév. 2013

Quille très profonde.
D'abord naviguer. La réponse viendra d'elle-même.

12 fév. 2013

Merci Lorenzo, je prends cela comme une invitation à ton bord :D
Plus sérieusement, la question était assez théorique.
Néanmoins, puisque tout a déjà été essayé, vous en auriez des exemples, de voiliers a quille trop profonde ?

12 fév. 2013

Vous oubliez tous que la quille n'est qu'un des composants de la raideur, la forme de la carène est tout aussi importante tant en statique qu'en dynamique!

Un bouchain bien dessiné sur une coque large est tout aussi efficace qu'un lest profond sur une coque étroite.

Il faut aussi analyser la répartition des poids dans les hauts (qui commencent à la flottaison...) pour juger de l'inertie pénalisante des quilles profondes. Il s'avère que les quilles sont profondes sur les bateaux pointus pour lequel les poids dans les hauts sont optimisés.

1Kg à 10 mètres = 10 kgs à 1 mètres

Les quilles souples existent, mais pas comme une aile car elles doivent être efficaces des deux cotés. Le plus simple est de décaler le centre de gravité du saumon vers l'arrière pour forcer le profil a vriller. A ne pas mettre entre toutes les mains!
Par contre, cela n'a aucun intérêt en latéral, la mer est suffisamment "souple" pour ne pas en rajouter dans l'élasticité!

Les Imoca du Vendée globe utilisent une quille pour le rappel et des dérives pour l'appui sur l'eau, le profil de leurs quilles est inefficace sauf que... Sur certains bateaux, l'axe de pivotement de la quille n'est pas parallèle à la flottaison mais légèrement incliné sur l'avant afin de procurer une portance négative quand la quille est basculée au vent... Autre plaisirs subtils!

Les biquilles sont surtout interessants échoués! Sauf que les quilles fines des RM et autres apportent une amélioration aux versions anglaises. Il n'en reste pas moins une trainée liée au pincement des profils.

Les quilles tandem de Mavrikos sur les Etap sont une bonne idée pour optimiser la portance du profil mais pas pour améliorer le couple de rappel.

La profondeur d'une quille est donc définie par le programe du bateau.

Farol do Arnel, Sao Miguel, Acores

Phare du monde

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2022