Polaire des vitesses

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La polaire des vitesses est une courbe qui caractérise la performance d'un engin mobile muni principalement d'un profil suivant la vitesse de déplacement de cette engin.

Découverte[modifier | modifier le code]

En référence aux travaux en aérodynamique de Otto Lilienthal, on appelle polaire de Lilienthal le tracé du coefficient de portance en fonction du coefficient de traînée, dans le système d'axes liés à la géométrie d'un profil[1] ou à la direction du vol[2].

Aéronautique[modifier | modifier le code]

La polaire des vitesses est une courbe qui présente, pour un appareil ou un profil d'aile donné, la vitesse de vol en abscisse (ou un paramètre lié, tel que le coefficient aérodynamique de traînée Cx) et le taux de chute en ordonnée (ou Cz). Elle permet d'avoir un bon aperçu des performances du profil ou de l'appareil. Cette courbe permet de trouver la finesse maximale théorique, en traçant la tangente à la courbe passant par l'origine.

Polaire des vitesses d'un parapente de type école
A : vitesse de décrochage
B : Taux de chute mini
C : finesse max (7,8)
D : vitesse max accélérée

Yachting[modifier | modifier le code]

Une voile est aussi un profil, de même que la carène est aussi un profil, le couplage de ces deux profils l'un aérodynamique et l'autre hydrodynamique détermine quasiment la totalité du comportement d'un voilier. L'influence du fardage est négligeable par rapport à ces deux profils. En voile, il est donc défini une polaire des vitesses :

La vitesse du navire est représentée suivant l'angle du vent généralement de 4 nœuds à 12 nœuds et de 0 à 180 degrés. La polaire est tracée pour plusieurs forces du vent, mais aussi généralement pour deux jeux de voiles, l'un adapté aux allures de portant et l'autre au près, comme par exemple spi plus grand voile puis grand voile plus génois.


Il est bien entendu que les valeurs reportées sont les valeurs maximales de performance, et donc les voiles peuvent avoir pris des ris.


Comme le bateau se déplace, il crée un vent relatif qui se cumule avec le vent réel. Ce cumul est appelé Vent apparent. Il faut donc faire attention aux valeurs reportées, vent réel ou apparent, angle du vent réel ou apparent. Les notations couramment employées sont issues de l'anglais et sont :

  • TWS : True Wind Speed : vitesse du vent réel
  • TWA : True Wind Angle : angle du vent réel
  • AWS : Apparent Wind Speed : vitesse du vent apparent
  • AWA : Apparent Wind Angle : angle du vent apparent

La représentation des données est soit sous forme graphique soit sous forme de tableau.

La détermination de ces polaires est faite par l'architecte naval grâce à de puissants ordinateurs. Les simulations issues des logiciels sont de plus en plus proches de la réalité, en conséquence les essais en mer sont de plus en plus rares. L'essai en mer est la méthode à la portée du plaisancier. Les essais demandent de la discipline des moyens de mesure fiables tels que le GPS différentiel. Un point de la polaire n'est pas déterminé avec un seul essai mais grâce à un bon nombre d'essais pour en faire la moyenne.

La polaire du voilier est enregistrée dans un logiciel spécialisé qui couplé avec les informations météo, permet par calcul de définir la route la plus rapide vers la destination.

Deux types de logiciels existent :

  • Les routeurs utilisés par les navigateurs en compétition pour établir leur route.
  • Les jeux de simulation de voile tel que Virtual Regatta et surtout Océan Virtuel qui propose l'affichage des polaires de vitesses pour tous les voiliers de course ainsi qu'une table de calcul de la VMG.


Article connexe : VMG.

Références[modifier | modifier le code]

  1. André Peyrat-Armandy, Les avions de transport modernes et futurs, Toulouse, Teknea,‎ 1997, 575 p. (ISBN 2-87717-043-8), chap. 1.1.3 (« Polaires et finesse de l'avion »), p. 43
  2. (de) Klaus Engmann, Mandfred Porath et al., Technologie des Flugzeuges, Würzburg, Vogel,‎ 2009, 5e éd., 888 p. (ISBN 978-3-8343-3159-5), chap. 8.2.3 (« Auftrieb und Widerstand »), p. 395

Voir aussi[modifier | modifier le code]