Comment l’hydrofoil fonctionne-t-il?

Par Victor Marchandise, Année 12

L’hydrofoil est un système qui fait révolution depuis maintenant quelques années que ce soit dans les sports d’eau ou pour les bateaux . C’est un outil mécanique qui permet la coque d’un bateau de s’élever au-dessus de l’eau à partir d’une certaine vitesse, tout en maintenant l’équilibre. Il permet d’atteindre de plus grandes vitesses et d’améliorer les performances du bateau puisqu’il réduit considérablement le frottement avec l’eau. Il pourrait aussi être la solution pour réduire l’empreinte carbone du transport maritime. Mais comment fonctionne t il ?

Schéma d’un bateau à hydrofoil. Nous pouvons voir les foils en forme d’aile dessous la coque.

Le foil agit un peu comme les ailes d’un avion. Il utilise la force de l’eau pour soulever la coque du bateau au-dessus de la surface, comme une aile d’avion fait avec l’air. Il y a différents types de foils; les foils en “T”, en “L”, ou encore des foils courbés qui ressemblent un peu à des ailes d’avions. Dans tous les cas, le foil à une partie bombée si on le regarde de profil et qui est plus longue que la partie du dessous (qui est plate). Lorsque le bateau avance, l’eau qui passe au-dessus du foil va devoir parcourir une plus grande distance par rapport à l’eau qui passe en dessous. L’eau qui passe au-dessus va donc accélérer puisqu’elle doit parcourir une plus grande distance en raison de la force de l’aile. Selon le théorème de Bernoulli, la pression d’un fluide augmente lorsque sa vitesse diminue et vice-versa. La pression en dessous du foil est donc plus importante que celle au-dessus, ce qui crée une poussée verticale vers le haut. Également, la pression est très basse sur la partie du dessus ce qui crée une aspiration et permet au foil d’accélérer. Le bateau (ou la planche) a besoin d’aller à une certaine vitesse dépendant de sa masse et de la forme de son foil pour que la différence de vitesse et donc de pression à travers le foil soit suffisante pour que le phénomène de poussée se produise. En général, d’autres foils (appelés ailerons rigides) en forme d’ailes sont ajoutés pour que le bateau gagne en stabilité lorsqu’il traverse les vagues.

Schéma de l’effet de portance des ailes d’avions. Les foils exploitent le même effet, mais avec l’eau à la place de l’air.

De nouveaux sports et de nouvelles compétitions ont été créés avec l’arrivée du foil, comme par exemple le Wing-foil qui est un mixte entre le foil, le surf, le kitesurf et la planche à voile. Mais ce qui est le plus intéressant c’est ce que le foil pourrait apporter au transport maritime. Certains imaginent d’immenses cargos ou bateaux de croisière avec des foils, permettant de gagner en vitesse mais surtout de consommer beaucoup moins de carburant. Des ingénieurs ont même imaginé un foil ressemblant à une nageoire de baleine qui réduirait la consommation de carburants de 25% des supertankers, des porte-conteneurs ou encore des bateaux de croisières, en étant placé à l’arrière du bateau. Pour rappel, le transport maritime représente 3% des rejets totaux de gazs à effet de serre mondiaux et entre 17 à 31% des rejets d’oxydes de soufre et d’azote(qui sont d’ailleurs très nocif pour la santé humaine et pour l’environnement). L’hydrofoil illustre parfaitement comment les progrès technologiques peuvent nous aider dans notre quête mondiale pour réduire les émissions.

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