Dossier: Positionnement des rails d’écoute de génois… suite et théorie édifiante!

Ce dossier avait déjà été initié dans ce post: lire là. Cela avait généré quelques commentaires fort intéressants, notamment ceux de Lorenzo, notre nouveau 2ksuniste polyglotte et madrilène. En bon scientifique qu’il est, celui-ci s’est penché sérieusement sur la théorie traitant du meilleur angle que doit adopter l’écoute de génois.

Je le laisse donc exposer sa thèse: c’est passionnant et long: prenez donc une chaise, …et voulez vous donc une tasse de café ? Je rappelle juste que sa langue natale est l’espagnol… et qu’il a appris le français à l’école, et lors d’un court séjour linguistique en france il y a longtemps…  bluffant!

 «  … En lisant à nouveau mon commentaire sur le sujet du positionnement des rails d’écoute, je me rends compte que c’est pas facile à comprendre dans plusieurs passages, et en plus je fais état d’un commentaire de Sun2K, et du fameux diktat « une image vaut mieux que mille paroles », et décide d’ajouter quelques éclaircissements et un tout petit peu de théorie; je profiterai moi même pour m’illustrer sur le sujet et raffiner quelques unes de mes approches a ce propos. Lamentablement, il va falloir commencer par la théorie et même y retourner maintes fois. Il faut jeter un peu de lumière sur les ainsi nommées droites particulières des triangles. Rien de mieux que cette petite table ci-contre que j’ai trouvé avec l’aide de Saint Google le bien informé, qu’il soit béni !.

Ces lignes ont de nombreuses propriétés qu’on a recherchées depuis les premiers géomètres d’Egypte, Grèce et Babylonie, et qui donnent lieu a de nombreuses applications pratiques, comme j’essaierai de vous transmettre. Une chose très évidente est qu’il se peut, suivant le cas, que certaines, voire toutes, les droites oient confondues (concourantes, on dit) : la hauteur, la médiane, la médiatrice et la bissectrice sont alors représentées par la même droite. Ceci est toujours valable pour les triangles particuliers (rectangle, isocèle, équilatéral), et peut être l’origine de certains malentendus !. Chose très curieuse, le point de concurrence des médianes s’appelle centre de gravité, mais aussi centroïde (ce qui ne nous intéresse pas du tout), et  barycentre (c’est a dire, « centre des pressions »), ce que va nous intéresser beaucoup au cours de cette discussion. On y retournera, mais je suis sur que beaucoup d’entre vous devinez déjà ou ça va nous mener…

Maintenant il faut aller un peu plus en profondeur sur le sujet des médianes.

Le centre de gravité de notre triangle est situé de telle façon que si on veut que notre triangle, fait, disons, en fer, reste en équilibre sur une aiguille, il faudra le poser sur celle-ci en soignant que l’aiguille soit sous le centre de gravité, non?

Vous direz.. et alors? patientez un peu, les gars, peu a peu on arrive. De ces faits, il se suit que les trois médianes divisent notre triangle en six petits triangles qui ont, eux, tous la même surface ! (Hein??) oui, c’est évident, si vous y songez un peu: si certaines des pièces de fer de notre triangle pesaient plus (ou moins) que les autres… le triangle ne serait pas en équilibre sur l’aiguille… Évidement, aussi, chaque médiane a elle seule donne lieu à deux triangles qui eux, doivent aussi peser exactement le même poids, non? (intuition mise a part, ces deux triangles ont la même base, puisque la médiane va aboutir juste au milieu de la ligne, et la hauteur est aussi égale, puis que la ligne part du même point (le sommet de l’angle opposé) pour tous les deux… (les couleurs bâbord – tribord c’est coïncidence).

c’est aussi évident que le triangle orange et le triangle rose, comme le vert et le rouge, ont, eux aussi la même surface (ou poids en fer, si vous voulez) comme on a intuitivement démontre pour le bleu et le jaune…

(Mais qu’est-ce qu’il manigance la, le type?) Je vous prie encore messeigneurs, un petit peu de patience, on arrive, ça doit être évident… notre foc a nous est pas fait en fer, et nous avons pas du tout (ou presque) affaire a la force gravitationnelle, mais, la pression du vent est, elle aussi, une force. Et cette force s’exerce sur toute la surface de notre voile. Et ça nous intéresse beaucoup, que cette force soit exercée d’une façon équilibrée sur toute la surface de la voile, non??

OUI!! Ça va nous expliquer pourquoi c’est la médiane joignant le guindant du foc et le sommet de l’angle de l’écoute du foc celle que doit déterminer le point de tire de l’écoute:

En effet, elle -l’écoute prolongée en médiane- fait en sorte que (puisque du point de vue de la distribution des forces-pressions, la surface du triangle supérieur étant égal a celle du triangle inférieur des deux triangles que cette médiane détermine dans le foc, la force du vent, la pression, se distribue égale et uniformément en haut et en bas, c’est a dire, en toute le longueur du guindant), notre voile aie un profil aile également efficace et propulseur dans toute son guindant, hauteur si vous préférez, bord d’attaque aussi, pour autres. Quod erat demonstrandum. (OUFFFF! -et on à même pas discuté sur le rôle des points d’amure et drisse et ses médianes!!)

Terrible paragraphe mis a-part, j’espère que vous avez au moins pressenti la question. Pour terminer pour le moment, je vous laisse un schéma que va vous permettre transformer tout ça en bateau, et penser a border et choquer les écoutes convenablement, et a la position correcte du point de tire, toujours en tenant compte du fait que la théorie ne tiens pas en considération faits comme, par exemple, le besoin de donner un peu de twist en haut au foc pour des raisons que j’espère bien, vous connaissez tous. Ce schéma va vous permettre aussi voir clairement que se guider par la bissectrice n’est pas convenable sauf si l’angle du sommet du point d’écoute est un angle droit, bien sur, ce que, je crois, n’est pas le cas.

Vous verrez aussi pourquoi cette histoire est plus importante, géométriquement quand le foc n’est pas enroulé, MAIS étant donne la perte d’efficience propulsive de notre foc quand il est enroulé, que quelqu’un a déjà souligné dans ce dossier, devient subitement fort intéressante, même essentielle a foc enroulé, étant donné que c’est un des deux réglages possibles en cette circonstance, non??

En fin et pour terminer, en songeant et en me documentant sur ces histoires ci, je crois avoir trouve une façon relativement simple -mais trigonométrique, je regrette!- de résoudre le problème du positionnement transversal des points de tire, mais il va falloir que je vous quitte pour aller bouffer quelque chose, c’est bien l’heure. Mais je vous laisse avec une photo que je trouve sympa et illustre l’idée que j’expliquais l’autre jour.

Amicalement, »

Alors ? Etonnant non ? Et bien ce n’est pas fini, Lorenzo est un obstiné, et j’adore çà!

 «  Je me suis lancé a fond et finalement j’ai décidé essayer d’apprendre ce qu’il me manquait pour être un peu plus sûr a propos de ce sujet; ça m’a pris pas mal d’heures mais je me suis beaucoup amusé, et maintenant je crois être plus ou moins paré a poser, Janvier arrivé, ma version du rail d’écoute avec une chance raisonnable de réussir. Voilà ce que j’ai trouvé et rassemblé, j’ose espérer que ça va être utile pour quelqu’un d’autre. Moi, ça va m’aider, bien sur !

Alors, voici mon petit essai, pompeusement titré « Deux façons de trouver la position transversale du rail d’écoute, pour un angle de tire du foc entre 7º et 12º« 

Pour commencer, à propos des réglages du point de tire d’écoute du foc, voici quelques paragraphes, parfois hors-sujet mais intéressants, extrait de diverses sources et où j’ai souligné ce que me semblait plus intéressant:

(d’une page de la FFV sur le 505) « POINT DE TIRE DU FOC – Votre point de tire devrait être installé longitudinalement de façon que l’écoute soit alignée avec la ligne de tire qui part du point d’écoute du foc et qui va vers le guindant. Dans le clapot, le bateau sera plus rapide avec le point de tire placé en avant de ce point. Dans cette position, l’écoute de foc fera un angle vers le bas de la ligne de tire du foc. (la ligne de tire du foc est une ligne dessinée sur le point d’écoute, et définie par le centre de l’œillet d’écoute et coupant le guindant à mi distance du point d’amure et du point de drisse.) Déplacez le point de tire du foc vers l’arrière au fur et a mesure que le vent force et/ou prenez plus de quête dans le même but à savoir, faire vriller le haut de la chute de la voile. Si vous avez de la vitesse mais que vous ne remontez pas, essayez de déplacer le point tire vers l’avant. Si vous remontez mais que vous n’avez pas assez de vitesse à travers les vagues, déplacer le point de tire vers l’arrière. Essayez différentes positions dans du vent fort car les modifications se font sentir tout de suite dans ces conditions. « 

(http://permanent.cyconflans.free.fr/glossaire/glossaire.htm)  « Barber-hauler. n.m. Système de cordages et de poulies permettant de modifier ou régler l’angle d’appel ou direction de traction d’une écoute de voile d’avant en modifiant son point de tire (voir aussi avale-tout), en particulier d’un spi symétrique. On dit parfois simplement barber. Un barber de spinnaker se compose souvent d’une simple poulie frappée à l’extrémité d’un bout et dans laquelle courent le bras et l’écoute du spi. Le bout passe lui-même dans une poulie frappée sur le pont ou le rail de fargue et renvoyé à un taquet. En étarquant le bout du barber, on abaisse le point de tire du bras ou de l’écoute et l’amène vers l’avant, ce qui permet de refermer les chutes et donc d’augmenter le creux dans la partie basse. Inversement, un point de tire ramené vers l’arrière ouvre les chutes et aplatit le spi dans ses parties basses. Un barber-hauler n’est utile sur un génois qu’entre le largue et le vent arrière. A ces allures, l’écoute très choquée induit un vrillage trop important de la voile pour une allure portante : il devient pratiquement impossible de maintenir le génois gonflé sur toute sa hauteur. Déplacer le chariot de l’avale-tout vers l’avant réduit le vrillage, mais induit un creux trop important dans les parties basses. Le barber sert alors à déplacer le point de tire de l’écoute vers l’avant et vers l’extérieur, ce qui permet de maintenir le génois entièrement gonflé, sans que soit le creux, soit le vrillage, ne devienne trop important. « 

Et aussi, et à noter, parce que diffèrent de l’angle de la ligne de tire du foc !

« Angle d’attaque. Loc.m. Angle entre la direction du vent et le plan de voilure (on dit aussi angle d’incidence). Le meilleur réglage des voiles est obtenu pour des angles d’attaque suffisamment petits (de l’ordre de 20 à 25°, environ, selon le creux de la voile) : en-dessous, la voile fasseye et n’est pas propulsive, au-dessus, l’écoulement de l’air cesse d’être laminaire et devient turbulent, ce qui fait que la voile obtient un moins bon rendement »

Pour une discussion fort intéressante sur le sujet (mais, en Anglais !), voir: http://www.boatdesign.net/forums/sailboats/jib-sheeting-angle-13311.html

Exemple:

[Pour bien comprendre, faire référence aux dessins et table de valeurs; celui d’en haut est un schéma représentant des aspects de la théorie trigonométrique, en tant que le deuxième, en bas, transforme celle-ci « en bateau », pour ainsi dire]

Notre point de tire pour l’écoute tribord, que nous avons soigneusement mesuré pour le foc entièrement déplié, se trouve, par exemple,  a R=3 mètres du point d’amure, et nous avons décidé,  après consultation et selon les diverses variables intervenant,  qu’il nous intéresse un angle de la ligne de tire du foc par rapport a l’axe du bateau, de 8º.

Il nous manquerait seulement l’écartement nécessaire partant de l’axe du bateau, pour établir exactement la position du guidant arrière du rail d’écoute (si cette est notre solution prévue).  D’après les dessins on peut voir clairement que l’écartement cherché est équivalent au sinus de l’angle choisi, tracé perpendiculairement à partir du point/valeur du cosinus sur l’axe (à remarquer, la très petite différence entre le radius et le cosinus, pour un angle si petit). Par trigonométrie (en haut) on sait que le valeur du sinus est toujours trouvé pour un cercle de R=1, donc sur le bateau, rien de plus facile, il nous faut 3 (mètres) x sin (8º) = 0,417 mètres d’écart, au millimètre près ;-), c’est a dire, en formule, E(cart)=R.sin (A)

On détermine de façon égale le point pour le foc enroulé (pour lequel l’angle choisi ne doit pas être forcement le même, attention !, voir la discussion mentionnée ci-dessus), et on a terminé, MAIS n’oubliez pas laisser un peu de marge, pour tenir compte d’un autre écart, celui qui existe entre théorie/dessin et réalité, et du fait qu’il-y-a autres raisons pour modifier le point de tire !

Comme deuxième procédure, on peut procéder a l’inverse, c’est a dire, en marquant en premier lieu sur le pont du bateau la ligne de tire du foc, et en trouvant après, sur celle-ci, les points de tire avant et arrière (toujours avec un marge!) selon la procédure déjà expliquée.

C’est aussi évident qu’on peut utiliser la trigonométrie élémentaire pour savoir quel est l’angle qu’on á actuellement avec le guidon d’origine !. Lamentablement (pourtant, j’ai lu quelque part…), j’ai pas réussi a trouver une guide claire sur le valeur que cette angle doit avoir. Le plus clair que j’ai pu voir est que jamais on doit aller au dessous de 7º, que des valeurs de 8º, 10º et 12º seraient courantes, qu’on dépasse pas les 14º ou 15º, et qu’il peut être intéressant d’avoir un angle plus grand en avant, mais j’avoue être un peu dans la pétole a ce sujet. Quelqu’un d’autre aurait des données?

Buenos vientos ! Lorenzo « 

Moi je dis bravo! Bon je reconnais, qu’il va falloir lire cet article en plusieurs fois (PDF de cette thèse en téléchargement prévu par l’auteur s’il vous plaît!), avec un crayon et un papier à côté, mais c’est remarquable! Un immense MERCI Lorenzo!