Foiler

Un foiler peut être défini comme un voilier monocoque ou multicoque qui utilise la portance dynamique (liée à la vitesse) de plusieurs foils (ailes immergées ou plans porteurs profilés et immergés) en remplacement (1) ou en complément (2) de la portance archimédienne de la coque ou des coques.

• Selon (1), un foiler est un hydroptère. En anglais le terme hydrofoiler ou foiler désigne effectivement un hydroptère. Cette définition semble internationale.
• Selon (2), définition française proposée pour la suite, un foiler n'est pas un hydroptère.

Le terme foiler est dérivé de foil, contraction de hydrofoil (« plan porteur immergé »).

Le néologisme « foiler » est un verbe désignant l'action de naviguer en hydroptère, à partir du moment où seul le foil reste immergé en dynamique.

Différentes familles

Les hydrofoils montés sur des voiliers peuvent servir à sortir la coque complètement hors de l'eau (hydroptères) ou participer de façon plus ou moins importante à la stabilité transversale (foilers et multicoques à foils d'appoint).

Les hydroptères

Dans ce cas, les hydrofoils portent la totalité du poids du bateau dont la ou les coques sont hors de l'eau en dynamique. Exemples :

• Le Monitor (américain), de 6 mètres de long, qui a dépassé les 30 nds en 1956,
• Le Williwaw, trimaran de 9 mètres sur plan David Keiper, atteignant plus de 20 nds à la fin des années 60,
• Le catamaran Icarus sur une base de catamaran Tornado réalisé par J. Grogono entre 1969 et 1972
• Le prototype expérimental réalisé en 1976 pour Éric Tabarly à partir d'une coque de Tornado de 6 m de long,
• L’Hydroptère d’Alain Thébault,
• Catamaran Techniques Avancées de l'ENSTA ParisTech (présenté comme étant un foiler),
• Hobbie Trifoiler TF22 par Greg Ketterman,
• Windrider Rave par Samuel Bradfield …),
• Moth à foil
• Kitesurf à foil

Les foilers

Selon la définition (2) retenue, un foiler n'est pas conçu pour sortir de l'eau comme un hydroptère. Les foils sont là pour diminuer la surface mouillée en faisant déjauger le bateau et en permettant de diminuer la taille des flotteurs.

Dans cette catégorie, ont trouve des foilers qui ne peuvent que très difficilement se passer de leurs hydrofoils :

• Paul Ricard d’Éric Tabarly,
• Charles Heidsieck IV à Alain Gabbay dessiné par Gilles Vaton,
• Gérard Lambert à Vincent Levy par MVP VLP (Marc Van Peteghem et Vincent Lauriot-Prévost),
• Sebago à Phil Stegall par Adrien Thomson

On trouve aussi des foilers « mixtes » qui peuvent naviguer sans foil mais avec une perte importante de leurs capacités de vitesse :

• Gautier,
• Avenir & Meccarillos par Sylvestre Langevin,
• Ker Cadelac par Marc Lombard

Les trimarans à foils d’appoint

Il s’agit là de trimarans « classiques » qui utilisent des hydrofoils pour diminuer la surface mouillée et donc améliorer les performances mais qui disposent de flotteurs volumineux. Ils peuvent donc naviguer sans foils.

• Hydrofolie par Xavier Joubert
• trimarans de 60 pieds de la classe ORMA,
• Groupama à Franck Cammas par MVP VLP)

Configuration des foils

Hydroptères

Les hydroptères sont le plus souvent équipés de deux foils principaux, placés sur les flotteurs dans le cas des multicoques, assurant l'essentiel de la portance et de la stabilité transversale, et d'un foil arrière (placé en bas du safran) assurant la stabilité longitudinale. Le bateau est porté et stabilisé sur au moins trois points; le Hobbie Trifoiler présente deux plans planants supplémentaires placés à l'avant.
La configuration la plus simple est celle des hydroptères monocoques (Moth à foil, 18 pieds australiens, engins de vitesse), présentant un seul foil central porteur et un foil arrière stabilisateur (configuration « avion »), ou bien deux foils porteurs en ligne (configuration « canard » ou « tandem »). La régulation de la portance peut être assurée par un asservissement mécanique, un capteur d'altitude ou « palpeur » commandant une variation du calage (et donc de l'incidence) du foil principal.

Foilers

Les foilers et trimarans avec foils d’appoint sont le plus souvent équipés de deux foils placés sous les flotteurs. Le bateau est porté et stabilisé essentiellement par ses coques; le foil latéral « sous le vent » participe à la portance et augmente le moment de redressement.

Les foils des foilers, ont un design différent de ceux d’un hydroptère. Leurs surfaces et leurs profils étant définis pour développer une portance inférieure et pour une immersion complète. Nota : il existe des hydroptères à foils constamment immergés. Plusieurs types de foils ont été utilisés sur les foilers :

• Les classiques (?) foils en V,
• les foils à 45° développant une portance latérale anti-dérive et une portance verticale anti-chavirement.
• Les foils en Y inversé développé par Sylvestre Langevin et repris par Marc Lombard. Ceux-ci avaient l’avantage de travailler en profondeur, grâce à la partie verticale du foil et donc d’être peu sensibles à la ventilation.

Trimarans à foils d'appoint

Les hydrofoils utilisés sur les trimarans à foils d’appoint ont été au départ des foils à 45°. Aujourd’hui, de plus en plus de trimarans de course sont équipés de foils courbes. La partie basse plus horizontale présente plus de portance (c'est la fonction principale), la partie haute plus verticale présente plus de portance anti-dérive. L'emplanture sur le flotteur se situe plus en profondeur donc plus à l’écart de l’interface air/eau et donc moins sujette à la ventilation.

Histoire

Hydroptères

Sans doute le plus connu historiquement, et ayant subi des essais chiffrés, le Monitor (américain), monocoque de 6 mètres de long, qui a dépassé les 30 nds en 1956. Le Williwaw était un trimaran expérimental de croisière de 9 mètres sur plan David Keiper. Muni de foils à échelle (comme le monitor), il atteignait les 20 nds à la fin des années 60. Plus connu des amateurs de vitesse, le catamaran Icarus (sur une base de catamaran Tornado) a été réalisé par James Grogono entre 1969 et 1972, avec différentes configurations de foils. En 1976 Éric Tabarly avait fait naviguer un hydroptère expérimental réalisé à partir d'une coque de Tornado de 6 m de long. Cet engin utilisait des foils perçant la surface. Depuis 2001 la tendance sur les voiliers de petite dimension (Moth Foiler de l'australien John Ilett ; 18 pieds australiens) est à utiliser des foils immergés. Cette configuration s'est imposée depuis 2003 sans la série des Moth.

Foilers

Un des premiers foilers fut en 1970, le trimaran en aluminium Mantis IV avec des flotteurs en forme de foils. À la fin des années 1970, Roland Tiercelin lança le Trimama, un foiler en aluminium muni de trois mâts (un sur chaque coque). Le Paul Ricard réalisé en 1979 devait être également un hydroptère mais les choix technologiques retenus en 1979 (structure aluminium) ne permettaient pas de réaliser un engin assez léger pour que la coque centrale sorte de l'eau. Il dut donc se satisfaire d’un foiler.

1979, année faste pour les foilers, vit la mise à l’eau d’Hydrofolie dessiné par Xavier Joubert pour Alain Labbé et Loïc Caradec. Puis ce fut l’éclosion de Gautier, Gérard Lambert, Ker Cadelac, Charles Heidseick IV, Paca ….

Plusieurs modèles de foilers de croisière ont été mis sur le marché comme le Foiler 680 par Michel Fortin (1983), le Dalibor en Australie ou plus récemment le Catri 27 (par Latvia). Il y eut même des foilers de loisirs type « trimaran de plage », exemple : le « Foiler ».

Les foilers ont donc connu leur heure de gloire au cours des années 80. Depuis, les trimarans à foils d’appoint ont démontré des vitesses et une plage d’utilisation plus importante que les purs foilers.

Depuis les années 80, le cabinet VPLP^[1](Marc Van Peteghem et Vincent Lauriot Prévost) a beaucoup travaillé sur les hydrofoils (et contribué aussi à la naissance de L’Hydroptère). On leur doit entre autres les Formule 40 Biscuits Cantreau et les trimarans Bottin, Brocéliande, Foncia, Groupama, Géant entre autres et tout récemment le géant Banque Populaire ou le trimaran Oracle destiné au duel qui constituera la prochaine Coupe de l'America, dont on ne sait aujourd'hui si elle se courra, l'affaire étant toujours entre les mains des juges (septembre 2008).

De temps en temps, de nouveaux projets fleurissent comme Némo de Jean Philippe Delapierre (28 m) en construction à Nantes (2005-2006) ou le bateau de 38 m sur lequel travaille Loïck Peyron (avec Nigel Irens, Bernard Cabaret, Rémy Laval Jeantet).

Les foils équipent également des vedettes de service et des navires à passagers. Cela constitue une des solutions techniques permettant de diminuer la traînée, la puissance installée et la consommation de ces navires. Le gain en résistance relative (R/Delta ou traînée/déplacement) peut atteindre 15 à 20 %.

Un foiler : Charles Heidseick IV

Ce trimaran à foils^[2] révolutionnaire pour l’époque (septembre 1984), a malheureusement souffert d’une poids trop élevé. En plus de ses hydrofoils, ce bateau devait profiter de la grande surface de son bras de liaison profilé à flèche inverse : le bras sous le vent devant à grande vitesse créer une portance et un moment de redressement supplémentaires avec une traînée aérodynamique minimale grâce à l'effet de sol. Son mât-aile devait être basculant et ses voiles classiques remplacées par des voiles épaisses « gonflables ». Il a démontré un fort potentiel dans certaines conditions mais n’a jamais gagné de course.

On doit aussi au crayon de Gilles Vaton^[3]PACA qui fut la suite logique et optimisée de son prédécesseur Charles Heidseick IV. Ce foiler s’est révélé bien plus performant, grâce principalement à un poids plus faible.

Notes et références

Liens externes

• Le prototype hydroptère (1976) de Tabarly
• (en) The International Hydrofoil Society
• L'Hydroptère Alain Thébault
• Hobbie trifoiler
• Catamaran Techniques Avancées
• Foiler Charles Heidseick IV
• Blogue
• Site sur la série des Moth à foil

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