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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.
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Texte:
Jean Philippe Bellot
photos: F. Langois - A.Keranflec'h et J. P. Bellot
RC MARINE MAI 2001 N° 122 |
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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. |
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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.
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sur les photos
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. |
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L'Hydro
Fly équipé en version hydroptère pour le temps
modéré à fort.
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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.
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Les
deux foils asymétriques et la gouverne
avec son plan porteur pour la version hydroptère.
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La
gouverne et l'empennage sont des éléments séparés
et réglables.
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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. |
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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.
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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.
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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. |
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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.
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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.
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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 |
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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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Dernière
modification : {I_DATEVER}
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