Dans la revue RC Marine n° 117 du mois de décembre 2000, je vous présentais succinctement L'Hydro Fly sans vous dévoiler ses secrets. Depuis, de nouveaux essais sont venus améliorer ce bateau de régates  aux performances surprenantes. Je pratique depuis une dizaine d'années le multicoque radiocommandé de la classe Mini 40. J'ai perpétuellement cherché à développer technologiquement ce type de bateau. Comme vous le savez, nous vivons une époque où le progrès est omniprésent. Le monde de la voile grandeur évolue à l'instar de la voile modèle. Or, si l'on constate chez le monocoque une tendance à une faible avancée technologique, il n'en va pas de même pour le multicoque.

 

Texte: Jean Philippe Bellot
photos: F. Langois - A.Keranflec'h et J. P. Bellot
RC  MARINE MAI 2001 N° 122
Le célèbre navigateur Loïc Peyron interviewé par un journaliste de la chaîne LCI déclarait récemment que de grands marins en monocoque comptaient rejoindre les rangs des multicoques de 60 pieds pour promouvoir leur expérience.
A présent, cette tendance s'affiche de plus en plus et il y a des hommes qui contribuent par leur recherche à mettre au point des projets qui paraissent peut-être insensés.
Le concepteur  d'Hydroptère, Alain Thébault, s'est évertué il y a plus de quinze ans à mettre au point ce bateau.
Aujourd'hui, ce voilier fourmille de prouesses technologie. Bientôt, il s'attaquera à la traversée de l'Atlantique en moins de six jours faisant ainsi tomber tous les records atteints jusqu'à ce jour.
L'idée de faire naviguer un multicoque au-dessus de l'eau m'a captivé et je sais que vous êtres nombreux à suivre avec beaucoup d'intérêt les recherches qui peuvent être produites dans ce domaine.
Ce reportage n'a pas la prétention de tout vous apprendre sur la maquette d'un trimaran hydroptère, mais il vous éclairera assurément sur les principes essentiels appliqués à ce type de modèle réduit de loisir et de compétition.
L'intérêt technologique
Il est avant tout de faire déjauger les coques du bateau pour le maintenir uniquement en appui sur les plans porteurs. Cette notion permet de réduire les forces de frottement apportant ainsi un gain de vitesse non négligeable.  Il s'agit là d'une vraie leçon d'aéronautique, dont le multicoque emprunte non seulement la technologie, mais également le principe de propulsion.
Le soulèvement des coques est obtenu grâce à une poussée verticale réalisée au moyen des plans porteurs immergés. Ce sont les foils qui développent une portance qui croît avec le carré de la vitesse.


L'idée originale du concept Hydro Fly
Désireux de mettre en application cette idée, je voulais avant tout exploiter la basse actuelle de mon trimaran Mini 40 baptisé: "22v'la..." qui a déjà fait ses preuves: trois fois vainqueur du challenge RC Marine, deus fois champion de France et médaillé à la Coupe d'Europe 2000. Il s'agissait donc d'exploiter les performances de mon bateau afin de lui apporter les appendices nécessaires pour le faire déjauger en navigation avant de me lancer dans la véritable construction de l'Hydro Fly.
Pas moins de deux ans de recherche m'ont été nécessaire pour parvenir à la mise en chantier de la maquette qui n'a pas vraiment de ressemblance avec l'Hydroptère d'Alain Thébault. Mais l'originalité du concept Hydro Fly réside dans sa polyvalence.
En effet, il faut savoir qu'un hydroptère ne peut déjauger que si la force du vent est suffisamment soutenue.
L'hydroptère d'Alain Thébault ne commence à naviguer au-dessus de l'eau qu'a partir d'un vent de douze noeuds. Dans la pétole, ce bateau ne peut pas exploiter tout son potentiel .
La notion de polyvalence de l'Hydro Fly se définit de la manière suivant : le trimaran peut être équipé de deux versions différences : l'une pour le petit temps et l'autre pour le temps modéré à fort.
Pour le petit temps:
Le bateau reprend les équipements d'un trimaran conventionnel, c'est à dire :dérive sous coque centrale et safran à l'arrière avec, accessoirement, l'utilisation d'un lest mobile.
Pour le temps modéré à fort:
L'Hydro Fly se voit retirer sa dérive sous la coque centrale ainsi que son safran pour être équipé sur chacun des flotteurs d'un foil et à l'arrière de la coque centrale  d'un safran surdimensionné muni d'un empennage à la base. L'utilisation d'un lest mobile représente une fonction maîtresse qui sert à stabiliser l'assiette du bateau sous les différentes amures.
Il est à noter qu'une étude plus approfondie de l'Hydro Fly permettrait de pouvoir passer de la version conventionnelle en Hydroptère sans changer les appendices. Mais pour l'heure, cela engendrerait pour la maquette un gain de poids qui serait préjudiciable puisque l'Hydro Fly est un multi de compétition pesant à peine 3000 g et cela aurait nécessité l'utilisation d'une radiocommandé supérieur à trois voies.
Vue d"ensemble du système du lets mobile. Implantation des manchons moulés poue les bras de liaison sur les flotteurs La platine carbone de support de foils comprenat l'accastillage spécifique.
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L'intérêt d'exploiter l'Hydro Fly en compétition
Bien que l'idée de concevoir un multicoque hydroptère soit séduisante, elle ne présente à mon, sens un réel intérêt que si ce type de bateau est exploité en régate.
Dans ce dessein, je me suis attaché à le construire à partir de la jauge Mini 40 qui n'interdit pas la conception d'un hydroptère.
De plus, je n'ai jamais constaté la participation en régate d'hydroptère avec des multis conventionnels et j'ai voulu en quelque sorte innover dans cette voie et pourquoi ne pas véhiculer cette idée vers les multicoques de 60 pieds de Loïc Peyron et consorts.
La construction
Muni de mes relevés d'informations et de plans réalisés par mes soins, je pouvais dès à présent me lancer dans la construction de l'hydro Fly. La première étape   consistais à mouler les deux flotteurs symétriques de la coque centrale en fibre de verre et résine époxy avec la collaboration du club de Thiais (77).  Jusque-là, je ne percevais pas encore l'originalité du prototype. En revanche, en passant à la deuxième étape, qui résidait dans la fabrication des deux foils asymétriques en carbone, de l'empannage arrière avec son plan porteur, des platines carbone supportant des cales d'étambrai des foils, le système du lest mobile et l'accastillage spécifique, j'ai franchement réalisé que je m'étais engagé dans un domaine palpitant.

 
L'Hydro Fly équipé en version hydroptère pour le temps modéré à fort.

Les domaines de base la simplicité avec l'efficacité
La technologie qu'emprunte un voilier hydroptère peut paraître complexe et trop technique.
Aussi, avant de me lancer dans le projet Hydro Fly je me suis donné pour devise de conjuguer la simplicité avec l'efficacité.
Je décidais alors de ne pas utiliser plus de trois voies pour piloter le bateau ce qui me permettais d'obtenir un devis de poids raisonnable et un coût de fabrication modéré.
Pour ce qui concerne les fonctions radiocommandées du bateau :
Voie 1 : servos-treuil pour le fonctionnement des voiles
Voie 2 : servo-direction pour le safran
Voie 3 : servos pour le fonctionnement du lest mobile.
Présentation des déférant équipements de l"Hydro Fly
Le gréement :
Du type balestron d'un usage simple et rapide avec la possibilité de changer de gréement
en quelques secondes selon la force du vent. Les éléments porteurs ( foils et gouverne arrière avec empennage) démontable ou rétractables en quelques dizaines de secondes.
Le multicoques:
Entièrement démontable et facilement transportable à l'intérieur d'une voiture(je possède une Opel Corsa !).

   
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La construction, ses détails
Il s'agissait tout d'abord de réaliser les pièces suivantes!
- moulage des deux flotteurs et de la coque centrale
- fabrication des deux foils surdimensionnés
- fabrication des deux platines carbone recevant les cales d'étambrai nécessaires au réglages des foils
- fabrication de système de lest mobile
- les pièces d'accastillage.

Les coques de l'Hydro Fly ont été moulées à partir du même moule que pour mon précédent bateau et ne détiennent pas vraiment d'originalité dans les formes. Elles ont été construites en tissus de verre (Rowing de différents grammages) et résine époxy. Elles sont pratiquement de même longueur totale. En contrepartie, l'Hydro Fly d'Alain Thébault emprunte des coques différentes dont deux petits flotteurs situés très en avant de la coque centrale certainement dans le but de réduire les surfaces mouillées et de bénéficier d'un poids raisonnable. Une fois en altitudes, les flotteurs ne remplissent d'une fonction de support des foils.
Je suis orienté vers une tendance un peu différente car cela m'aurait contraint à revoir le pont de ma coque centrale et je vous rappelle que je souhaitais avant tout conserver la base actuelle de mon précédent bateau.
La deuxième étape consistait à mouler des manchons en fibre de verre traversant la partie intérieure des flotteurs et de manière à recevoir les deux bras de liaison tubulaire en carbone de diamètre de 16 mm.
Les éléments porteurs
Ils ont été réalisés en sandwich balsa/carbone sous presse. Il s'agissait :
- des deux foils
- des plans anti-dérive
- des deux platines en carbone recevant l'accastillage des foils
- de la gouverne
- de l'empennage
La fabrication des deux foils
Après avoir défini le bon profil grâce aux différends essais sur le plan d"eau du Voile Val d'Europe à Magny le Hongre (77), je décidais donc de réaliser au niveau de l'extrados (partie porteuse) une surface plane tandis que sur l'intrados un profil Naca.
Je définissais la longueur des foils par rapport à la hauteur de bateau en navigation que je cherchais à atteindre et afin que les coques ne subissent aucun contact avec le clapot par vent soutenu.
L'étape suivante consistait à découper les foils dans une plaque de balsa de 5 mm d'épaisseur et de réaliser les formes requises comme indiqué ci-dessus. Cette opération achevée, chacun des foils était recouvert de trois couches de tissus en carbone sur chacune des faces avec de la résine époxy et placés sous presse.
Il est à noter que dans le cadre des premiers essais, j'ai constaté que l'écoulement laminaire de l'eau sur les foils se faisait de façon anarchique créant à la sortie du bord de fuite des turbulences préjudiciables, freinant en quelque sorte la vitesse du bateau.
Pour remédier à ce problème, je décidais de fixer à intervalles régulier sur la principale longueur immergée des foils des "fens" ou redans au niveau du bord d'attaque et venant jusqu'à la moitié de la largueur. Ces éléments sont utilisés sur les foils de l'Hydroptère d'Alain Thébaul et je constatais qu'ils remédiaient non seulement au décrochage des foils et qu'il atténuaient la cavitation due à la portance. De plus je remarquais une meilleure assise du multicoque sur ses plans porteurs.
Leur implantation sur les flotteurs
Elle s'opère grâce à un rail en aluminium fixé dans l'axe du plan de joints transversal de la coque. A l'intérieur de ce rail vient coulisser un tenon équipé à chaque extrémité d'une vis de serrage. La partie supérieur des tenons est échancrée de manière à recevoir la partie supérieur du foil échancrée à sont tour, une tige en métal vient traverser l'ensemble charnière du système.
Ce procédé permet d'obtenir un réglage longitudinal des foils le long des flotteurs et afin de déterminer la meilleure implantation.
Le rail est fixé le long d'une pièce en aluminium fixé sur les flotteurs par une vis sur l'arrière. L'avant de cette pièce vient se positionner face à une petite équerre en aluminium percée de deux trous. Ainsi ce système permet d'obtenir un réglage de l'angle de portance des foils. Cet angle qui fut déterminé au cours des essais est voisin de cinq degrés vers l'intérieur. En dessous, les foils font office de dérive et ne permettent pas au bateau de déjauger. Plus ouverts, ils créent trop de portance freinant la navigation du bateau par l'accroissement de turbulences dans l'axe longitudinal des foils sur l'intrados est implanté un petit tenon sous la partie supérieur. Il permet de recevoir la base de la cale d'étambrai dont la partie supérieur est relié à un autre tenon coulissant dans un rail en aluminium disposé sous la platine carbone de maintien.
Par conséquent, les deux foils sont réglables dans trois domaines:
- longitudinalement,
- angle d'ouverture,
- inclinaison des foils (voisine de 45 degrés).
La fabrication des plans anti-dérives ou winglet.
Je me suis rendu compte lors des premiers essais que sans plan anti-dérive, le multicoque dérapait sur ces foils. Ce handicape l'empêchait d'effectuer des bords de près acceptables. J'ai rapidement remédié à cet inconvénient en inférant à la base de chacun des foils un plan anti-dérevive (appelé aussi winglet) à profil Naca symétrique et réalisé en carbone dans les mêmes conditions que décrites ci-dessus.
La fabrication des deux platines carbone

De conception simple (toujours en sandwich balsa/carbone), elles occupent une place prépondérante. En effet, fixées sur le pont de chaque flotteur et pratiquement dans l'axe du bras de liaison avant, elles servent à recevoir :
- un rail de réglage pour la cale d"étambrai du foil
- un insert de renfort à l'intérieur duquel vient coulisser le bras avant de liaison
- la fixation d'une poulie volante sur roulement à bille reprenant l'écoute du lest mobile.
La fabrication de la gouverne ou safran
La longueur de la gouverne a été étudiée par rapport à la longueur des foils et afin que la triangulation entre ces trois points repose sur une même parallèle. Cet élément a été réalisé en sandwich balsa/carbone. Ensuite un insert en aluminium a été collé à son extrémité et afin de recevoir l'empennage.
La fabrication de l'empennage
Au fil des essais, j'ai comparé plusieurs dimensions et profil ce qui m'a permis de retenir une aile portante d'une longueur de 24 cm à profil Naca symétrique. Je décidais d'appliquer un angle de cinq degrés environ vers la bas de chaque partie de l'empennage et afin de compenser les variations de gîte du bateau. Un insert du type "femelle" en aluminium était fixé afin de recevoir en son centre la gouverne. La gouverne et l'empennage sont par conséquent des éléments séparés et démontables. Mais j'ai souhaité avant tout obtenir un système réglable de grande précision et afin de déterminer lors des tests la meilleure inclinaison pour la portance. A ce sujet, j'ai constaté que celle-ci était voisine de 1 à 2 degrés vers le haut et les différents essais cumulés ne m'ont pas incité à varier cet angle. De ce fait, je n'ai pas jugé nécessaire de radiocommander cette fonction.


Les deux foils asymétriques et la gouverne
avec son plan porteur pour la version hydroptère.
La gouverne et l'empennage sont des éléments séparés et réglables.



Le système de lest mobile
Il représente une fonction maîtresse de l'Hydro Fly. En comparaison, l'Hydroptère d'Alain Thébaut utilise un système de ballast pour lester le flotteur au vent. Cette fonction permet de rétablir l'assiette du multicoque pour que les plans porteurs immergé puissent remplir leur rôle. Par conséquent, je décidais d'équiper l'Hydro Fly d'un système s'en rapprochant.
D'un point de vue technique, il me paraissait difficile de reproduire un système de ballast d'eau à l'échelle de la maquette. En revanche, je décidais d'équiper le bateau d'un lest mobile en plomb coulissant sur une tringle en carbone et parcourant le multicoque sur toute sa largeur.

Sa réalisation
pour le lest
De forme cylindrique en plomb et évidé en son axe. Son poids peut être variable et celui que j'utilise pèse environ 300g.
La tringle en carbone

Elle est constituée de deux éléments : un tube de 6mm de diamètre collé contre un autre tube de 4 mm de diamètre. La section offrant une forme ovoïde permet au lest mobile de ne pas se retourner lors de son passage au niveau des deux potences de maintien sur la coque centrale.
La fixation de l'extrémité de la tringle sur les flotteurs
Elle se fait grâce à des petites platines épousant le pont des flotteur. Elles reçoivent une poulie plate de pont sur roulement à bille. Chaque polie reçoit de la poulie du servo treuil via une poulie volante montée sur élastique (pour maintenir une tension permanente) une écoute qui est reliée au lest mobile.
Le fonctionnement de lest mobile par radiocommande
Se fait grâce à une troisième voie. Je possède un émetteur MC-15 Graupner et j'ai implanté une sorte de mixer qui permet de déplacer le lest mobile avec précision et de l'immobiliser à un emplacement précis dès que le multicoque a trouvé sa stabilité
La particularité de système
Finalement, cet ensemble demeure simple et efficace. De plus, il est totalement réglable dans le prolongement des coques, ce qui permet de définir la meilleure implantation pour offrir à l'Hydro Fly sa meilleure assiette, tous les éléments composant le système du lest mobile sont rapidement ajustables et démontables.


Les essais
Les premiers essais se sont déroulés au mois de mars 2000 sous enregistrement vidéo et avec prise de clichés photos. L'annexe motorisée du club ( un Zodiac équipé d'un 9.9 CV a joué un rôle essentiel. En effet, elle servait dans un premier temps à tracter l'Hydro Fly sans gréement et afin de procéder à toutes les observations nécessaires et relevés de mesures.
Par étape, l'hydro Fly se voyait progressivement modifié pour obtenir sa mise au point.


La navigation
En version conventionnelle, l'Hydro Fly se comporte comme un multicoque traditionnel et ne dévoile aucune originalité de navigation. Comme le bateau a été construit sur les bases de mon précédent, il demeure performant (lors de sa première régate, l'Hydro Fly remportait la première place lors de la dernière régate de la saison 2000 - voir revue RC Marine, numéro 117 de mois de décembre 2000).
En version hydroptère, le multicoque ne déjauge qu'à partir d'un vent de 18 à 20 km/h environ, soit un force 2 Beaufort environ.
Ses caps de prédilection concernent les amures portantes, c'est-à-dire les bords de petit largue, grand largue, vent arrière et de travers selon le poids de lest mobile utilisé. Le bord de prés demeure un handicap pour l'Hydro Fly qui se comporte pratiquement comme un multicoque conventionnel, grâce à ses plans anti-dérive profonds. Le lest mobile ne remplit pas suffisamment sa fonction de contrepoids sur le flotteur au vent. Il faudrait an fait pouvoir varier le poids du lest en cours de navigation, ce qui paraît pour la maquette un phénomène peu envisageable. D'où l'intérêt de ballast d'eau équipant l"Hydroptère d'Alain Thébault, ce qui permet de contrôler le poids nécessaire. La phase de décollage est immédiate dès que la force du vent est requise.
Une fois en l'air, l'Hydro Fly est d'une grande stabilité et l'assiette du bateau demeure parfaitement parallèle à une dizaine de centimètres au-dessus de la surface de l'eau. Même s'il y a du clapot, les éléments porteurs fendent la houle comme des lames de couteau sans que les coques ne subissent la moindre ondulation. Les vitesse observées sont fulgurantes et pratiquement multipliées par deux par rapport à un multicoque conventionnel navigant sous la même amure.
Une fois déjaugé, l'Hydro Fly reste en symbiose avec le vent accélérant ou ralentissant selon les rafales.
Je serai tenté de dire que l'Hydro Fly va aussi vite que le vent, mais sans appareil de mesure, je préfère rester réservé.
Concernant sa vitesse, il est difficile de l'évaluer, car elle est fonction de la force du vent et comme le multicoque n'enfourne pas, elle peut être assez élevée. Compte-tenu de l'échelle de la maquette, il serait possible de prétende à une allure voisine de 18 noeuds, soit 30 km/h environ. Ces performances ramenées à un multicoque de 60 pieds permettraient peut-être de dépasser le cap des 100 km/h
Sur un parcours de régate, l'Hydro Fly vire de bord comme un multi conventionnel et les manques à virer sont rares. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'empanner à chaque fois pour contourner une marque de parcours, d'où un gain de temps non négligeable en course.

Le pilotage en version hydroptère
comme vous vous en doutez, il demeure d'une grande sensibilité et l'Hydro Fly demeure d'une grande maniabilité acceptant de petites erreurs grâce à sa bonne stabilité.
Un pilote
aguerri de multicoque conventionnel peut en quelques minutes d'apprentissage, maîtriser la navigation de l'Hydro Fly.
La principale difficulté est d'actionner au moment opportun et simultanément les trois voies.


Conclusion
l'Hydro Fly est une maquette radiocommandée qui ouvre la voie vers une nouvelle pratique du modélisme. Le plaisir est garanti et avec un peu d'apprentissage, le pilote peut être à la portée d'un grand nombre. Cependant sa pratique s'apparente aussi bien à celle d'un avion que d'un bateau et il est nécessaire d'avoir des notions dans l'un ou l'autre domaine. Écologique et d'un coût d'entretien assez faible, l'Hydro Fly demeure un bateau original et facilement transportable.
Le concept du modèle réduit demeure sein et fiable. Il pourrait cependant être amélioré pour offrir par exemple sous les bords de prés une navigation au-dessus de l'eau. Des recherches sont prévues dans ce domaine et une formule moins sophistiquée du multicoque pourrait bien voir le jour dans une version loisir et accessible à tous.
Le nom du produit Hydro Fly ainsi que la conception de la maquette ont été déposé à l'Institution Nationale de la Protection Industrielle à Paris.



Clin d'oeil aux "Hydro Flyer
Si vous souhaitez obtenir davantage de renseignements sur l'Hydro Fly, vous pouvez ma contacter par e-mail: jpbellot22vla@aol.com ou Jean-Philippe Bellot 11 rue de l'Alouette 77700 Bailly-Romainvillers France.
Bon vent à tous et à bientôt autour des plans d'eau

Fiche technique
HYDRO FLY
Type: trimaran hydroptère radiocommandé
Classe: Mini 40
Longueur: 1220mm
Largeur: 1220mm
Gréement: balestron
(quatre jeux: A,B,C et C1)
Surface de voile maximum: 90 dm2
Nombre de voies : 3 voies
Début de construction: janvier 2000
Fin de construction: septembre 2000
Temps de travail: 150 heures environs
Particularité: bateau comprenant deux versions
Première version: conventionnelle par vent faible à modéré
Tirant d'eau: 32 cm
poids total: 2700g
Deuxième version: Hydroptère par vent moyen à fort
Tirant d'eau: environ 40 cm
poids total: environ 3000g
Architecte et constructeur: Jean Philippe Bellot, membre du club Voile Val d'Europe (77)
Palmarès: première participation en régate le 22/10/2000 (endurance de 4h).
Première place

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