Discussion:Théorie du déplacement d'un mobile à voile contre le vent

Reprise page

Reprise de la page de discussion de Michel Barbetorte:

Notes

Bonjour, Je viens d'écrire un article intitulé Théorie simple du déplacement d'un mobile à voile contre le vent et en cherchant où le référencer je suis tombé sur le Portail de la voile et notamment votre nom dans les animateurs de ce projet. Je serais heureux de connaître vos réactions à cet article ainsi que de savoir où le référencer. Evidemment, il sera wikifié par la suite. Nous avions déjà conversé ensemble à propos du Talk:pendule de Foucault.--Nbrouard (d) 18 juillet 2012 à 13:27 (CEST)

Bonjour. Bien, mais manque total de références. Je pense qu'il faudrait accorder l'article (le fusionner, ou en faire un article détaillé dans un paragraphe à déterminer) avec l'article effort sur une voile. Quant au titre, soit il est de votre propre initiative, soit il se réfère à une présentation particulière faite par un auteur connu. Il me laisse dubitatif. --Michel Barbetorte (d) 18 juillet 2012 à 14:49 (CEST)

L'article sur l'effort sur une voile est très technique et je n'ose pas trop m'y insérer avant que quelques personnes comme vous par exemple n'aient lu ce nouvel article. Je n'ai malheureusement pas trop de références à proposer (c'est comme pour les mathématiques du pendule de Foucault). La seule référence trouvée est celle de l'article allemand de Wikipedia de:Kreuzen_(Seefahrt) avec un graphique ne retenant que ces mêmes simples forces ; mais il n'y a pas l'idée de l'optimisation de l'allure par le calcul du bordage optimal. C'est d'ailleurs la raison pour laquelle je l'avais référencée mais un lecteur l'a enlevé vraisemblablement parce que la page allemande fait référence au louvoyage en général et il existe d'ailleurs une page équivalente française fr:louvoyer.

Si vous regardez le livre des Glénans ou un ouvrage sur la voile vous ne trouverez pas une telle théorie simple. Ou du moins je souhaiterais trouver une telle référence car elles existent sûrement.

J'ai écrit cette page car il me semble qu'il faille expliquer durant cette période de vacances où de nombreuses personnes apprennent la voile ou le char à voile que les mathématiques sont assez simples et les résultats tout autant.

Quant au titre de la page, on peut le changer s'il vous laisse dubitatif. A plus.--Nbrouard (d) 18 juillet 2012 à 19:22 (CEST)

Tout d'abord félicitation !!!!

Pour effort sur une voile pas de soucis pour l'inclure (je suis le créateur et principal contributeur donc je maitrise l'article), je te donnerais un coup de main s'il le faut.

après le mettre dans cette article, je sait pas, car il est déjà bien gros. Pour moi c'est entre effort sur une voile et Équilibre d'un navire sous voiles, c'est à dire que cette article est l'alliance entre hydrodynamique et aérodynamique. Pour moi il faudrait même prévoir dans la lignée un article pour le prés, le travers ...

cdt Erwan1972 (d) 25 juillet 2012 à 11:56 (CEST)

Style académique

Cette première rédaction ne convenait pas, semble-t-il, au style encyclopédique de WP et n'était pas assez académique. J'ai donc fait un effort en ce sens.--Nbrouard (d) 19 juillet 2012 à 07:50 (CEST)

Je vous conseille de lire WP:STYLE. Présentement, cet article est rédigé sous la forme d'un cours de physique, ce qui n'est pas compatible avec un style encyclopédique. /Badzil ^papoter 19 juillet 2012 à 14:20 (CEST)

Pouvez-vous prendre le temps de donner un exemple. Car s'il y a des formules de mathématiques, il y a, il me semble, une rédaction accessible. J'avais au contraire craint que vous ne trouviez le style trop direct. J'avais lu la page WP:STYLE et j'ai donc enlevé les questions que je posais pour rendre la lecture plus attractive, "qui n'a pas soufflé sur une coque de noix dans sa baignoire ?" par exemple.

Ainsi, un ou deux exemples seraient les bienvenus. Quand je regarde les autres articles, comme Théorie_des_profils_minces ou poussée vélique, je ne vois pas comment vous pourriez les qualifier comme étant écrits dans un style plus encyclopédique que l'ébauche du présent article, sans compter les fautes d'orthographes comme poussé sans e à plusieurs reprises alors qu'il s'agit du titre d'un des articles.--Nbrouard (d) 19 juillet 2012 à 15:47 (CEST)

Au vu de vos dernières modifications, il semblerait que vous ayez compris le problème. Je vous laisse donc continuer sur cette voie. /Badzil ^papoter 19 juillet 2012 à 16:17 (CEST)

OK, merci--Nbrouard (d) 20 juillet 2012 à 11:09 (CEST)

Données sur la force aérodynamique d'une voile en fonction de l'incidence du vent

• J'ai trouvé quelques données sur le profil NACA0012 qui m'ont permis de recalculer la force aérodynamique à partir de la portance et de la trainée que j'ai comparées à $F\sin \alpha$ utilisé dans ce modèle simplifié. Je pense que l'approximation reste utile.--Nbrouard (d) 20 juillet 2012 à 11:09 (CEST)
• Il serait plus pertinent de trouver des données pour une voile de bateau et non d'avion et même pour une voile rigide carrée prise comme exemple.--Nbrouard (d) 20 juillet 2012 à 13:15 (CEST)

Travail inédit ?

Cette théorie simplifiée est-elle un travail inédit ? /Badzil ^papoter 20 juillet 2012 à 14:49 (CEST)

Non, non il n'y a rien de nouveau, si ce n'est de simplifier au maximum, la voile en une seule voile, l'absence de gite et une emprise statique du vent sur la voile qui permet de s'affranchir de la dynamique des fluides et de la technique fine des polaires d'une voile particulière. Mais il est vrai que je n'ai pas trop vu dans la littérature une telle description simplifiée. On pourrait expliquer cela par le fait que les mobiles rapides (planches, chars, kite surf etc.) sont relativement récents par rapport aux siècles de la navigation à voile classique; et que pour beaucoup de gens, un bateau bordé est synonyme d'allure au près et une navigation au grand largue est la plus rapide. Pourtant cela devient très faux dès qu'il y a moins de frottement car un mobile à voile peut être bordé au maximum alors que le vent est de travers. De même il est important de rappeler, en le prouvant mathématiquement, que la vitesse d'un mobile à voile peut être bien supérieure à la vitesse du vent et non pas seulement en l'affirmant; c'est l'intérêt d'une théorie. Il suffit de lire la page Effort sur une voile pour voir qu'il y a plusieurs siècles de mesures, de calculs et d'améliorations techniques qui masquent selon moi l'essentiel de la théorie qui est considéré comme trop simple par les marins d'aujourd'hui. Mais ce n'est peut-être pas si simple pour le public novice de WP.--Nbrouard (d) 20 juillet 2012 à 17:41 (CEST)

« Non, non il n'y a rien de nouveau, si ce n'est de simplifier au maximum ». Si cette simplification n'a pas fait l'objet d'une publication, alors il s'agit d'un travail inédit. Quelles sont vos sources ? /Badzil ^papoter 20 juillet 2012 à 18:31 (CEST)

Oui, oui, la frontière entre travail de synthèse et travail inédit est floue. Vous pouvez proposer cet article à suppression car il est fort possible que la simplification au modèle statique n'ait jamais tenu la route ce qui expliquerait que le résultat ne soit pas déjà abondamment publié.

On pourrait aussi remplacer le sinus par une courbe standard qui s'applique à quelques types de voiles comme par exemple une planche à voile ou un char et donner une règle simple de la valeur de l'optimum, mais ce serait sans doute également un travail "inédit".

C'est un peu dommage car dans la pratique, dire à un novice de char à voile ou de dériveur qu'il faut régler sa voile au milieu quelle que soit la vitesse est, d'expérience, très pédagogique.

Apparemment cela ne suscite pas non plus de tollé et donc ce doit sûrement être publié quelque part. Il faudrait en effet trouver une référence qui stipule de combien est l'erreur. Il faut peut-être attendre des réactions. J'en ai suscité dans le bistrot des marins mais cela ne semble pas être très lu.

Ma précédente expérience avec le pendule de Foucault montre qu'il y avait beau y avoir des thèses bien compliquées sur la dynamique du pendule, une modélisation ultra-simple et une résolution mathématique également pas à pas, permettaient de résoudre une polémique à propos d'un dessin extrêmement bien dessiné et couronné par Wikipédia (http://commons.wikimedia.org/wiki/Commons:Picture_of_the_Year/2007) mais était manifestement faux (http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Foucault_pendulum_animated.gif) puisqu'il est impossible de lancer un pendule avec une telle vitesse initiale. Cette partie mathématique n'a pas encore été supprimée et pourtant on pourrait la considérer comme un travail inédit. C'est vraisemblablement en raison du maintien de cette démonstration simple dans le Wikipedia français, que les sites étrangers traitant du pendule suppriment progressivement (il faut plusieurs années) cette animation pour celle, moins belle, mais juste du site français. Cette animation pourrait également être considérée comme un travail inédit (tout comme l'incroyable travail graphique de DeMonDeLuxe). C'en est effectivement un et c'est la raison pour laquelle j'en ai mis le code source (très long et compliqué) sous licence GPL.

L'important pour une encyclopédie est, il me semble, de privilégier la justesse du raisonnement surtout s'il tient en une page. S'il s'avère bancale, il vaut mieux supprimer. J'ai ajouté en tête de l'article qu'il s'agit d'une ébauche. Je vous propose d'attendre des réactions et d'autres courbes plus spécifiques à la voile. (je pars traverser la Manche à la voile demain et ne pourrais pas avancer d'ici la fin du mois)--Nbrouard (d) 20 juillet 2012 à 20:03 (CEST)

figure B et besoin d'autres données

J'ai un problème avec cette figure à 90° l'effort ne peut pas être égal à zéro !

La portance est nulle mais la trainée est maximale !

$F_{portance}={\frac {1}{2}}\times \rho \times S\times C_{portance}\times {V}^{2}$ , $F_{traine}={\frac {1}{2}}\times \rho \times S\times C_{traine}\times {V}^{2}$ et $F=F_{portance}+F_{traine}$ au sens vecteur

si à 90° Cportance est quasi nulle (page 85 de ta source), on a Ctraine = 1.8 (page 92)

comme surface et vitesse sont identique pour les deux forces, la force F est loin du zéro que tu montres sur le graphique.

Je suis perdu tu peux m'expliquer ?

cdt Erwan1972 (d) 26 juillet 2012 à 13:08 (CEST)

Oui, oui, merci. C'est corrigé. J'ai ajouté les données sur Commons avec la figure corrigée. Il y a d'autres erreurs de fichiers ou figures à corriger (plus tard...).

Il me manque des données de soufflerie (et non pas tant de modélisation) concernant des voiles de bateau selon leur forme. Si quelqu'un en a, nous sommes preneurs.--Nbrouard (d) 1 août 2012 à 11:41 (CEST)

il y a un autre problème dans le graphique, la portance (0-20°) doit être bien plus forte que le mode forte incidence !

Ctraine est au max = 1 alors que le max de Cportance est bien supérieure à 1.

de même rajoute la pente de portance à ton graphique.

Pour les données de voile réelle regarde, les ref de mes graph dans efforts sur une voile.

cdt Erwan1972 (d) 1 août 2012 à 12:36 (CEST)

non j'ai rien dit bourde de ma part. cdt Erwan1972 (d) 6 août 2012 à 13:08 (CEST)

Action du vent sur une voile rigide

j'ai aussi un problème sur cette partie, si l'approche jet d'eau approxime bien le mode turbulent le mode laminaire (portance) n'est pas présent; j'ai bien peur qu'en passant sous silence ce mode laminaire, la suite de l'article deviennent problématique, pas clair voir trop faux.

cdt Erwan1972 (d) 31 juillet 2012 à 09:45 (CEST)

pour être plus clair "remonter au vent" c'est être en mode portance donc un écoulement laminaire, donc dans une incidence de voile de 0-20°. cdt Erwan1972 (d) 31 juillet 2012 à 10:20 (CEST)

Bon, j'ai ajouté le cas portance cdt Erwan1972 (d) 1 août 2012 à 13:23 (CEST)

Combinaison de l'action du vent et de la réaction du mobile, dériveur ou char

A relire, il y a des coquilles.

cdt Erwan1972 (d) 1 août 2012 à 14:17 (CEST)

j'ai relu et modifier en conséquence. cdt Erwan1972 (d) 1 août 2012 à 21:14 (CEST)

non j'ai un problème, j'ai mis la balise problème. merci de me relire pour savoir si j'ai pas dit de bêtise. mais en réfléchissant je croit pas. cdt Erwan1972 (d) 2 août 2012 à 10:39 (CEST)

j'ai modifié en conséquence. si je me trompe, n'hésitez pas à modifier. Mais dans ce cas, je serais heureux de savoir pourquoi ?

cdt Erwan1972 (d) 31 août 2012 à 11:00 (CEST)

mieux expliqué

Bonjour, je pense que mettre ceci en introduction serait assez clair. Ça vous va ?

On a une voile carré, rigide, et une quille (pour un bateau) ou des roues (pour un char à voile) qui empêchent tout déplacement latéral (frottement infini dans la direction orthogonale au sens du bateau).

Pour avancer alors que le vent est de face on place la voile presque tangentielle au vent, à un angle $\alpha$ par rapport au vent. On place le bateau dans une direction presque tangentielle à la voile, à un angle $\alpha$ par rapport à la voile (donc $2\alpha$ par rapport au vent). Si on avait $\alpha =0$ alors le vent n'exercerait aucune force sur la voile. C'est à dire que seule la partie du vent perpendiculaire à la voile agit sur elle (ou de manière équivalente, plus la voile est tangentielle au vent, plus sa surface apparente est petite, et est proportionnelle à $|sin\ \alpha |$). Ensuite, le vent exerce une force sur la voile qui à son tour cause une accélération du bateau. Mais grâce à la quille supposée idéale, seule la composante de l'accélération tangentielle à la direction du bateau compte et le fait se déplacer. L'accélération diminue donc aussi de $sin\ \alpha$. Ainsi, le bateau à accélère à $(sin\ \alpha )^{2}$ fois l'accélération qu'il aurait s'il y avait un vent arrière de même vitesse et la voile parfaitement orthogonale au vent.

Pour compléter il faut aussi prendre en compte que la voile n'est pas parfaitement rigide, que la quille n'est pas parfaite non plus, d'où que pour un certain bateau il y a un $\alpha$ minimal au delà duquel cela ne fonctionne plus. Il y a également les frottements qui ralentissent le bateau et déterminent sa vitesse maximale sachant la vitesse du vent, et enfin il y a l'oscillation de la direction du vent dont il suffit de considérer la direction moyenne.

Acx01b (discuter) 6 mai 2015 à 04:13 (CEST)

Incidence forte

"La pression exercée par le vent sur la toile est résumée par une force perpendiculaire à la toile et appliquée ."
La résultante aérodynamique de l'effet du vent sur la voile se décompose en portance et traînée. Il n'y a pas de point d'appui "au centre de la voile" ni "au centre de la voile sur le mât", il a des forces et des coefficients de moment sur les 3 axes (tangage, roulis, lacet) qui varient beaucoup avec l'incidence, la forme de la voile (vue en plan, cambrure, vrillage, profils) et la gîte. Quand le voilier gîte, le moment de lacet (à lofer) augmente.

"Si le bateau est muni non plus d'une voile unique, comme sur une felouque par exemple, mais d'un foc à l'avant du mât (qui tend à faire abattre le bateau) et d'une grand-voile à l'arrière (qui tend à le faire lofer), la résultante des deux forces sur un bateau dont les voiles sont bien réglées est une force unique appliquée sur le mât (bis) qui rend l'utilisation du gouvernail quasiment inutile."
Le gouvernail sert à contrôler la trajectoire - un voilier est généralement instable en lacet, notamment aux allures portantes. L'instabilité en lacet dépend de plein de facteurs, formes de coque et des appendices, état de la mer, hauteur du gréement, allure par rapport au vent, etc... Quand le voilier est bien réglé et que les conditions sont favorables l'instabilité de lacet est faible, que le voilier ait une voile (cat-boat), deux voiles ou plus. Plxdesi2 (discuter)