BirdyFish Duo · optimisation des foils · finalisé le 21 octobre 2026
Profils de foils : bilan et suite de l'étape 2
Les profils étudiés du 16 au 19 octobre, les calculs de glisse et l'audit du 20 octobre, puis les recommandations actualisées pour la suite. Écrit pour un lecteur qui découvre le dossier, avec des notions de physique mais sans spécialité en mécanique des fluides ni en navigation. Aucun nouveau calcul : la page relit les comptes rendus et leurs fichiers de résultats.
En bref
- Le point de départ. Dans le simulateur, le Duo ne parvient pas à empanner (changer de bord en tournant) sans que sa coque retouche l'eau. Le client propose d'étudier d'autres foils en trois étapes. L'étape 1 cherche une meilleure section, c'est-à-dire la forme d'une tranche du foil, calculée avec le logiciel XFoil.
- Le résultat. La section actuelle est déjà bonne une fois son contour lissé. Aucun des 20 profils
publiés testés ne fait mieux dans toutes les situations. L'optimisation retient une retouche de moins d'un
millimètre,
cst6_p03_1, pour la comparaison. Elle réduit la traînée de profil de 2,7 à 3,9 % dans les 18 situations Ncrit 9 et 3 vérifiées ; le gain disparaît en transition forcée. Elle n'est pas un choix de fabrication. - Le poids sur le bateau. À états figés, ce gain vaut 1 à 2 N, moins de 1 % de la résistance totale. Les calculs d'étape 2 ne retrouvent pas de gain net de résistance après rééquilibrage ni d'avantage constant en virage. CST6 reste la référence de travail proposée.
- Ce qui pèse plus que la forme. Selon que l'écoulement reste lisse (laminaire) ou devient agité (turbulent) le long de la section, la traînée des deux foils passe de 43 à 93 N (332,5 kg, ligne droite). On ne sait pas dans quel cas se trouve le vrai bateau.
- Un parcours en deux temps. La première passe du 16/10 annonçait −20 % avec des profils publiés. C'était un artefact du contour numérique de la section actuelle. Le virage avait aussi été déduit d'essais faits avec un autre réglage des foils. Tout a été repris le 19/10 ; les chiffres retenus ici sont ceux des versions révisées.
- L'étape 2 et sa limite. Les deux sections touchent entre 32,2° et 41,6° de changement de cap, avant les 90° demandés. Le raccord portance / immersion / décrochage pèse davantage que la retouche de section. Le bilan est finalisé ; la hauteur requise, ses marges et la géométrie à fabriquer restent indéterminées.
1. Le problème de départ
Le BirdyFish Duo est un petit bateau à foils. En vol, sa coque est au-dessus de l'eau. Il est porté par deux foils en J, un de chaque côté, et par le safran en T à l'arrière, dont le plan horizontal porte aussi. Les foils sont fixes ; le seul réglage possible sur l'eau est celui du plan du safran. Dans le modèle, les deux J portent environ 57 à 63 % du poids, et le safran l'essentiel du reste (34 à 39 %).
L'équipe travaille dans un simulateur physique du bateau, pour l'instant sans voiles : une poussée lance le bateau à 15 nds (environ 28 km/h), puis il tourne en gardant la poussée, ou après l'avoir coupée (en « glisse »). Les essais d'avant le 15 octobre donnent :
- en virage en glisse depuis 15 nds, barre à +20°, la coque touche l'eau après 1,1 à 2,3 s, après 37 à 63° de changement de cap : les 90° ne sont jamais atteints en vol ;
- le modèle ne décolle que vers 13 à 14 nds, alors que le vrai bateau décolle vers 8 à 9,5 nds. Cet écart n'est pas expliqué.
Le 15/10, l'équipe en conclut que la géométrie actuelle ne permet pas, a priori, l'empannage en vol, et décide de chercher une forme de foils qui le permette. Le client fixe trois étapes :
- optimiser un profil 2D et mesurer sa portance et sa traînée avec XFoil ;
- estimer la hauteur de vol minimale, avec une marge de 20 à 50 %, pour passer le virage avec ces profils ;
- dessiner une nouvelle géométrie 3D qui vole à cette hauteur.
Sources : LISEZMOI.md, PROPOSITION_DECOMPOSITION_1510.md,
etape1/B_conditions_15nds/COMPTE_RENDU.md.
2. Quelques notions pour lire la suite
Section, ou profil
La forme qu'on voit en coupant le foil en travers, comme une aile d'avion. Ici, sa longueur (la corde) vaut 28,65 cm et son épaisseur 11,7 % de la corde, soit 3,4 cm.
CL, CD, Cm
Portance, traînée et moment de la section, divisés par ½ρV² et par la surface (ou la corde) : des nombres sans unité, comparables d'une vitesse à l'autre. Un CL local négatif signifie qu'une tranche pousse dans le sens opposé à l'habitude.
Cm négatif : la section tend à piquer du nez. La conséquence sur la charge du safran dépend du nouvel équilibre du bateau ; dans l'essai isolant Cm à 332,5 kg, cette charge diminue légèrement.
Polaire
La courbe de traînée en fonction de la portance (CD en fonction de CL) d'une section, à une vitesse donnée. C'est la « fiche d'identité » d'un profil.
Nombre de Reynolds
Re = vitesse × corde / viscosité, environ 1,9 million à 15 nds. Il fixe les conditions de calcul : deux écoulements de même Reynolds se ressemblent, dans l'eau comme dans l'air.
Couche limite, laminaire ou turbulente
La fine couche d'eau freinée au contact de la surface. Lisse (laminaire), elle frotte peu ; agitée (turbulente), elle frotte environ deux fois plus. Le point où elle bascule dépend de la forme, de la rugosité et de l'agitation de l'eau.
XFoil utilise Ncrit pour la transition naturelle : 9, 3 et 1 sont ici des hypothèses, pas des mesures de l'eau réelle. La transition forcée à 1 % impose un passage précoce au turbulent ; elle ne correspond pas à Ncrit 1 et n'est pas une borne garantie du comportement du bateau.
XFoil et ses panneaux
Logiciel de référence (MIT, 1986–2013) qui calcule la polaire d'une section 2D en profondeur infinie : il ne voit ni la surface de l'eau ni les effets 3D. Il décrit le contour par N petits segments (les panneaux) ; un résultat qui change avec N n'est pas fiable.
Rake
Inclinaison du foil vue de côté, qui change son angle d'attaque. Le vrai bateau serait réglé vers 3 à 4°, mais la référence de cet angle reste à mesurer. L'étape 1 est faite à 4°.
Cavitation, ventilation
Cavitation : l'eau se vaporise là où la pression chute trop. On la surveille par un indicateur (σ + Cpmin ≥ 0) ; une valeur négative est une alerte. Ventilation : de l'air de la surface est aspiré le long du foil. Les deux font chuter la portance ; XFoil n'estime que la première, en 2D.
3. Les choix de départ (16 octobre)
| Question | Choix retenu | Raison |
|---|---|---|
| Vitesse de conception | 15 nds, vitesse de croisière | L'empannage souhaité se fait à cette vitesse ; c'est l'entrée des virages simulés. |
| Critère | Traînée la plus faible de la ligne droite au virage, sans perdre de portance maximale | Un profil qui traîne moins ralentit moins le bateau pendant le virage ; la portance maximale est une réserve. |
| Rake | 4° | Proche du réglage observé sur le vrai bateau (3 à 4°). |
| Épaisseur | Au moins 11,7 %, comme aujourd'hui | Résistance mécanique, tant que le chantier n'a rien dit. |
| Ce qu'on change | Une seule section, pour les J seulement ; cordes inchangées | Commencer simple ; le safran et la forme 3D viendront après. |
| Chargements | 295, 332,5 et 370 kg | Bateau et équipage, trois masses. |
| Réglage du modèle | Safran en position 1, équipage fixe à −1,40 m, déplacement latéral « réactif » | Configuration de référence du projet. |
Règle constante du projet : le Duo de référence du simulateur n'est jamais modifié. Les nouvelles formes sont des variantes déclarées à part, et aucune constante n'est réglée pour obtenir un résultat voulu.
Sources : PLAN_ETAPE1_1610.md, QUESTIONS_CADRAGE_1510.md.
4. Le déroulé en un coup d'œil
- 15/10Constat : pas d'empannage en vol dans le simulateur. Nouvelle direction : la forme des foils.
- 16/10 matinLot A : XFoil rendu utilisable. Lot B : conditions de travail des sections à 15 nds.
- 16/10 midiLot C : la section actuelle dans XFoil, résultats fragiles. Lot D : 21 profils publiés, −20 % annoncés.
- 16/10 après-midiLot E : le lissage du contour révèle que le −20 % de D est un artefact ; deux formes optimisées, choix en attente.
- 19/10 matinContrôle direct du virage à rake 4° : il ne ressemble pas à celui qu'on avait déduit. B puis C sont repris.
- 19/10 après-midiD repris contre la section lissée, puis E repris avec un nouveau critère. Forme retenue à 17 h 31 (UTC).
- 20/10Première synthèse de l'étape 1, puis comparaison des équilibres et de la glisse à 90° ; audit du raccord et du tangage.
- 21/10Finalisation du récapitulatif et du rapport d'étape 2 ; recommandations actualisées, questions chantier conservées ouvertes. Aucun nouveau calcul.
5. La première passe (16/10) et pourquoi elle a été reprise
A · Rendre XFoil utilisable ✓toujours valable
Le paquet Ubuntu de XFoil plantait au premier calcul. Il a été recompilé depuis les sources du MIT, puis comparé à une polaire publiée (NACA 0012) : écart de portance inférieur à 0,003, de traînée inférieur à 1 %. 442 points convergent sur 444. Un script Python le pilote et signale les points qui ne convergent pas, au lieu de les combler en silence.
etape1/A_xfoil/LISEZMOI.md
B · Ce que voient les sections à 15 nds ↻remplacé le 19/10
- Question
- À quelles portances et quels Reynolds les sections des J travaillent-elles ? C'est la plage où le nouveau profil doit être bon.
- Méthode
- Calcul d'équilibre du modèle à 15 nds (sans simulation dans le temps). Pour le virage, aucune simulation à rake 4° : on a pris des essais faits à rake 0° et ajouté leur effet au cas à rake 4°.
- Résultat
- Équilibre trouvé pour les trois masses : nez haut de 3,7 à 4,1°, garde de 15,3 / 13,7 / 11,9 cm. CL des sections de 0,14 à 0,30 en ligne droite, à Re 1,86 million. Avec la loi du modèle, traînée des sections des deux J d'environ 70 à 80 N, sur une résistance totale de 267 à 325 N.
etape1/B_conditions_15nds/COMPTE_RENDU.md
C · La section actuelle dans XFoil ↻remplacé le 19/10
Le contour a été reconstruit à partir du maillage de la CAO. La géométrie est cohérente : épaisseur 11,72 %, angle de portance nulle −2,54°, moment −0,065. Mais à CL 0,25, la traînée variait presque du simple au double selon le nombre de panneaux (0,0054 à 160 panneaux, 0,0100 à 360). Cette référence ne permettait pas de classer des profils.
etape1/C_profil_cao/COMPTE_RENDU.md
D · 21 profils publiés ✗conclusion invalidée
Les profils NACA de la série 6 semblaient traîner 18 à 24 % de moins que la section actuelle. Tout le gain venait d'un écoulement laminaire plus long : en transition forcée, tous les profils faisaient jeu égal. Deux profils passaient tous les filtres, NACA 65(1)-412 et 63-412.
etape1/D_profils_connus/COMPTE_RENDU.md
E · Optimisation de la forme ↻remplacé le 19/10
Première tâche : décrire toutes les sections par une courbe mathématique lisse (paramétrage CST, 14 nombres). Le contour de la section actuelle bouge de 0,3 à 0,7 mm au nez. Surprise : lissée, elle garde un écoulement laminaire sur environ 70 % de sa corde et traîne autant ou moins que les profils publiés. Le gain de D venait des petites facettes du contour issu du maillage.
Trois optimisations donnaient ensuite −3,8 % (forme « virage ») et −5,7 % (forme « eau calme ») en moyenne. Le choix entre les deux dépendait du poids donné à la ligne droite et au virage, que personne n'avait fixé.
etape1/E_optimisation/COMPTE_RENDU.md
- La référence avait changé. La section actuelle lissée (appelée CST6) remplace le contour à facettes. Toutes les comparaisons devaient être refaites contre elle.
- Le virage à rake 4° n'est pas celui à rake 0°. La note d'analyse du 16/10 doutait de la transposition : 26 à 33 % des observations du virage n'avaient pas d'équivalent et avaient été écartées. Un contrôle direct (six simulations, 2 min 32 s de calcul) l'a confirmé : à la même barre de +20°, le virage est 2,3 à 2,5 fois plus large, l'accélération latérale passe de 0,5 g à 0,2 g et les CL moyens sont 11 à 16 % plus bas que ceux déduits.
- Le poids ligne droite / virage n'a jamais été tranché. Plutôt que d'en inventer un, E révisé utilise un critère qui n'en demande pas : la pire des situations.
etape1/B_controle_rake4_1910/COMPTE_RENDU.md.6. Les résultats révisés (19 octobre)
6.1 B révisé : ce que voient les sections, mesuré directement à rake 4°
Les sollicitations sont relevées tranche par tranche, 20 fois par seconde, dans les simulations du virage à rake 4°. Elles sont séparées en trois phases : ligne droite, entrée (le premier tour) et virage établi (les deux derniers tours). Chaque tranche compte en proportion de sa surface mouillée et du carré de sa vitesse, et les pointes sont gardées à part (216 points critiques). Aucun poids n'est imposé entre phases ni entre masses. Le rayon du virage est un résultat, pas un objectif : il n'y a pas de rayon cible pour le moment.
etape1/B_revise_1910/COMPTE_RENDU.md.6.2 C révisé : la section actuelle, lissée
- La référence est devenue fiable numériquement. À CL 0,25 en Ncrit 9, la traînée vaut 0,00459 à 0,00462 sur quatre maillages, au lieu de varier du simple au double.
- La transition domine. Toujours à CL 0,25, CD vaut 0,0046 (Ncrit 9), 0,0052 (Ncrit 3), 0,0061 (Ncrit 1) et 0,0100 en transition forcée. La loi du simulateur, CD0 = 0,008 constant, tombe au milieu.
- Pente de portance 6,7 par radian contre 2π = 6,28 dans le modèle ; angle de portance nulle −2,5° et moment −0,06, conformes au modèle.
Voir les données
| Grandeur | Force (N) |
|---|---|
| Résistance totale du bateau (modèle) | 296,0 |
| Loi actuelle du simulateur (CD0 = 0,008) | 74,8 |
| XFoil, Ncrit 9 : eau calme, surface lisse | 43,3 |
| XFoil, Ncrit 3 | 50,5 |
| XFoil, Ncrit 1 | 61,9 |
| XFoil, transition forcée (tout turbulent) | 93,5 |
| Gain du profil retenu (Ncrit 9) | 1,3 |
Source : etape1/C_revise_1910/COMPTE_RENDU.md.
6.3 D révisé : les profils publiés
Les 20 profils du premier D sont recalculés contre CST6, dans les conditions de B révisé. Leur épaisseur et leur bord de fuite sont ramenés à ceux de la section actuelle : ce sont donc des variantes des profils publiés. Chaque comparaison est faite séparément pour 9 situations (3 masses × 3 phases) et 4 états de couche limite, sans moyenne globale.
etape1/D_revise_1910/COMPTE_RENDU.md.Voir les données
| Profil | Ncrit 9 (%) | Ncrit 3 (%) | Portance max. ≥ CST6 | Cm |
|---|---|---|---|---|
| NACA 66(1)-212 | −5,6 à −0,2 | −14,7 à −1,3 | non | −0,048 |
| Eppler 836 | +0,8 à +1,8 | +3,2 à +25,4 | non | −0,004 |
| NACA 65(1)-212 | +5,6 à +6,2 | −3,6 à +1,1 | non | −0,046 |
| Eppler 838 | +5,4 à +12,4 | +8,5 à +23,8 | non | −0,004 |
| Eppler 837 | +11,2 à +12,8 | +14,1 à +24,3 | non | −0,004 |
| NACA 64(1)-112 | +5,3 à +14,0 | — | non | −0,025 |
| Eppler 818 | +13,1 à +14,2 | +3,8 à +5,4 | non | −0,137 |
| NACA 63-412 | +12,3 à +14,7 | +12,4 à +23,9 | oui | −0,084 |
| Eppler 817 | +14,9 à +15,8 | −4,9 à +5,6 | non | −0,138 |
| NACA 16-012 | −5,1 à +15,9 | +6,6 à +37,4 | non | 0,007 |
| NACA 65(1)-412 | +9,1 à +16,6 | +20,9 à +26,9 | oui | −0,088 |
| NACA 2412 | +14,8 à +22,5 | +24,0 à +40,4 | oui | −0,054 |
| NACA 23012 | +31,2 à +31,9 | +36,2 à +55,7 | oui | −0,011 |
| Eppler 874 | +31,9 à +40,3 | +33,6 à +47,0 | non | −0,016 |
| NACA 4412 | +34,5 à +43,8 | +42,5 à +46,6 | oui | −0,105 |
| Clark Y | +39,8 à +51,8 | +35,9 à +55,1 | oui | −0,084 |
| NACA 63-212 | — | +9,4 à +14,0 | non | −0,045 |
| NACA 64-012 | — | +14,7 à +43,3 | non | — |
| NACA 64-212 | — | +1,5 à +9,9 | non | −0,046 |
| NACA 64A410 | — | +42,9 à +58,8 | oui | −0,084 |
6.4 E révisé : l'optimisation de forme
- Décrire la section par 14 nombres (paramétrage CST d'ordre 6). Épaisseur maximale et bord de fuite sont remis aux valeurs actuelles après chaque déformation.
- Déformer pas à pas. Un algorithme sans dérivée (Nelder-Mead) propose une forme, XFoil la calcule (15 à 45 s), et l'algorithme garde ce qui améliore la note. Trois départs de 450 évaluations : CST6 à petits pas, CST6 à grands pas, NACA 66(1)-212.
- Noter par le pire cas. La note est la plus mauvaise des 18 situations (3 masses × 3 phases × Ncrit 9 et 3), rapportée à CST6. Une forme ne progresse que si elle fait mieux partout à la fois.
- Contraindre. Nez et arrière fabricables, portance maximale au moins égale à celle de CST6, pas plus de +1 % de traînée en transition forcée, pression à 15 nds pas pire que celle de CST6.
- Vérifier les meilleures formes avec la chaîne de D révisé (3 Reynolds, 4 transitions, 4 maillages), selon une règle de retenue écrite avant de voir les résultats.
Voir les données
| Évaluations | CST6 petits pas | CST6 grands pas | NACA 66(1)-212 |
|---|---|---|---|
| 50 | 1,0000 | 1,0000 | — |
| 100 | 1,0000 | 1,0000 | 0,9747 |
| 150 | 0,9992 | 1,0000 | 0,9712 |
| 200 | 0,9975 | 1,0000 | 0,9661 |
| 250 | 0,9959 | 0,9962 | 0,9661 |
| 300 | 0,9950 | 0,9956 | 0,9603 |
| 350 | 0,9950 | 0,9935 | 0,9576 |
| 400 | 0,9936 | 0,9841 | 0,9506 |
| 449 | 0,9925 | 0,9710 | 0,9486 |
Forme retenue pour la comparaison 2D : cst6_p03_1, une retouche de la section actuelle,
sans validation de fabrication. Comparée à CST6, avec la chaîne de
vérification :
Voir les données
| Corde | Écart extrados (mm) | Écart intrados (mm) |
|---|---|---|
| 5 % | −0,26 | −0,24 |
| 15 % | −0,61 | −0,40 |
| 25 % | −0,77 | −0,46 |
| 35 % | −0,65 | −0,45 |
| 45 % | −0,30 | −0,38 |
| 55 % | +0,16 | −0,32 |
| 65 % | +0,59 | −0,26 |
| 75 % | +0,83 | −0,17 |
| 85 % | +0,73 | −0,05 |
| 95 % | +0,28 | +0,04 |
cst6_p03_1
couleur : état de la couche limiteVoir les données
| CL | Ncrit 9 (eau calme) · actuelle | Ncrit 9 (eau calme) · retenue | Ncrit 3 · actuelle | Ncrit 3 · retenue | Ncrit 1 · actuelle | Ncrit 1 · retenue | transition forcée · actuelle | transition forcée · retenue |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| −0,25 | 0,00859 | 0,00842 | 0,00852 | 0,00835 | 0,00886 | — | 0,01098 | 0,01094 |
| −0,20 | 0,00821 | 0,00803 | 0,00825 | 0,00809 | 0,00862 | 0,00844 | 0,01071 | 0,01062 |
| −0,15 | 0,00787 | 0,00769 | 0,00802 | 0,00786 | 0,00841 | 0,00822 | 0,01039 | 0,01030 |
| −0,10 | 0,00753 | 0,00736 | 0,00782 | 0,00765 | 0,00822 | 0,00803 | 0,01015 | 0,01018 |
| −0,05 | 0,00722 | 0,00696 | 0,00763 | 0,00746 | 0,00807 | 0,00787 | 0,01006 | 0,01010 |
| 0,00 | 0,00662 | 0,00625 | 0,00746 | 0,00726 | 0,00793 | 0,00772 | 0,01000 | 0,01004 |
| 0,05 | 0,00536 | 0,00500 | 0,00725 | 0,00702 | 0,00781 | 0,00758 | 0,00997 | 0,01001 |
| 0,10 | 0,00482 | 0,00467 | 0,00694 | 0,00666 | 0,00767 | 0,00739 | 0,00995 | 0,00999 |
| 0,15 | 0,00467 | 0,00455 | 0,00615 | 0,00587 | 0,00732 | 0,00705 | 0,00996 | 0,00999 |
| 0,20 | 0,00463 | 0,00450 | 0,00539 | 0,00525 | 0,00711 | 0,00682 | 0,00998 | 0,01001 |
| 0,25 | 0,00461 | 0,00447 | 0,00522 | 0,00501 | 0,00612 | 0,00586 | 0,01001 | 0,01005 |
| 0,30 | 0,00462 | 0,00447 | 0,00521 | 0,00499 | 0,00602 | 0,00577 | 0,01007 | 0,01010 |
| 0,35 | 0,00464 | 0,00448 | 0,00526 | 0,00502 | 0,00610 | 0,00583 | 0,01013 | 0,01017 |
| 0,40 | 0,00467 | 0,00450 | 0,00531 | 0,00516 | 0,00621 | 0,00643 | 0,01022 | 0,01026 |
| 0,45 | 0,00473 | 0,00458 | 0,00561 | 0,00612 | 0,00814 | 0,00842 | 0,01032 | 0,01036 |
| 0,50 | 0,00486 | 0,00471 | 0,00685 | 0,00774 | 0,00859 | 0,00869 | 0,01044 | 0,01048 |
| 0,55 | 0,00503 | 0,00487 | 0,00799 | 0,00822 | 0,00886 | — | 0,01058 | 0,01062 |
| 0,60 | 0,00523 | 0,00513 | 0,00845 | 0,00859 | 0,00912 | 0,00919 | 0,01074 | 0,01078 |
n661212_p01_3, il n'en manque qu'un
seul. Elles perdent aussi 1 à 8 % en Ncrit 1. Leur moment, −0,046, est nettement moins piqueur, ce qui changerait
l'équilibre en tangage. Elles ne sont donc pas démontrées moins bonnes : elles sont incomplètes.
Avec le nouveau critère, les formes du 16/10 ne passent plus. La forme « virage » a une pression à 15 nds pire que CST6 ;
la forme « eau calme » perd 4 % en ligne droite par eau agitée. Attention aux noms : cst6_p03_1 (19/10)
et cao_p03_1 (16/10) sont deux formes différentes.
Sources : etape1/E_revise_1910/COMPTE_RENDU.md, PROTOCOLE.md,
verification/VERIFICATION.md, etape1/page_profils/donnees_revision_e.json.
7. Ce qu'il faut retenir
- La section actuelle est déjà bonne. Les profils publiés ne font pas mieux partout ; l'optimisation gagne 3 à 4 % en traînée de section, avec une forme presque identique.
- Sur le bateau, c'est moins de 1 %. Le profil 2D n'est pas le levier de l'empannage. C'est cohérent avec un calcul du 30/09 : 20 % de portance de section en plus n'avançaient le décollage que de 0,3 nd, parce que le J émerge et perd de la surface mouillée.
- Les inconnues dominantes ne sont pas la forme. L'état de la couche limite fait varier la traînée des J du simple au double. Deux descriptions du même contour (à facettes ou lissé) ont différé de 17 à 24 %. Le contour réel du nez, au dixième de millimètre, pèse plus que l'optimisation.
- Le bord de fuite épais (0,63 % de corde, environ 1,8 mm) mérite une discussion de fabrication. La première passe de D estimait un effet de 8 à 9 % sur la traînée de section : c'est une piste historique à revérifier, pas un gain de résistance totale acquis.
- Les sections travaillent tout près de la surface, à moins de 10 cm, et sur une plage de portance large, négative comprise. XFoil ne voit pas la surface : comparer des profils à portance égale est un tri, pas une validation.
- Le moment de profil change (Cm −0,074 contre −0,067). Son effet a depuis été étudié : isoler la loi Cm de l'optimisée retarde le contact de moins de 0,5° et réduit légèrement la charge du safran après rééquilibrage. Modifier ce moment seul ne résout pas le virage.
- Les contrôles ont payé. Maillages multiples, plusieurs transitions, échecs laissés visibles, règles de retenue écrites avant les résultats : ce sont eux qui ont révélé les deux erreurs de la première passe.
8. Ce qui reste incertain
- Tout est modèle. Ni la section réelle, ni son état de surface, ni l'état de la couche limite sur l'eau n'ont été mesurés.
- L'écart historique de décollage reste inexpliqué. Les 3 à 4 nds signalés dans les études antérieures ne sont pas une nouvelle mesure avec le raccord d'étape 2. L'audit du tangage n'a ni exécuté tous les diagnostics proposés le 08/10 ni résolu cet écart. Il faut confronter des configurations comparables.
- Les lois près de la surface ne sont pas validées pour le Duo : effet de la surface libre, envergure finie d'un J émergé aux deux tiers, décrochage, ventilation. La loi de ventilation du modèle ne peut pas s'amorcer sous 15,55 nds dans les conditions signalées par la synthèse initiale. Cela ne démontre pas l'absence réelle de ventilation sous 15 nds ni le sens de l'erreur globale du modèle.
- Les portances maximales de XFoil sont des maxima observés, pas des décrochages certifiés.
- La référence du rake (3° ou 4°) reste à mesurer sur le bateau.
- La glisse à rake 4° a maintenant été comparée. Les essais d'étape 2 sont sans voiles ; ils ne valident pas l'empannage sous voiles. Les états de ventilation/cavitation nuls dans ces calculs ne sont pas une observation du bateau réel.
9. Bilan et recommandations pour l'étape 2
9.1 Ce qui est fixé et ce qui a été calculé
Scénario choisi par Janis : glisse moteur coupé jusqu'à 90° de changement de cap, entrée à 15 nds, barre +20° à 45°/s, sans rayon imposé ; eau plate, sans voiles, rake 4°, safran position 1. Masses totales 295 / 332,5 / 370 kg, équipage longitudinal −1,40 m et déplacement latéral réactif. La garde est le minimum coque/eau, gîte comprise. Chaque section part de son propre équilibre.
| Masse | Contact Ncrit 9 CST6 / optimisée | Contact forcée 1 % CST6 / optimisée |
|---|---|---|
| 295 kg | 41,56° / 41,28° | 40,39° / 40,39° |
| 332,5 kg | 39,43° / 39,38° | 37,46° / 37,50° |
| 370 kg | 36,05° / 36,18° | 32,21° / 32,28° |
Les 15 départs nominaux, témoins compris, et 30 départs perturbés touchent avant 90°. L'écart optimisée − CST6 reste entre −0,29° et +0,14°, sans avantage constant. Les polaires couvrent ces trajectoires avant contact ; les contrôles au demi-pas et les rejeux Python, Node et navigateur sont réalisés. Les variantes restent au banc, sans sélecteur de section intégré à la page du simulateur.
À l'équilibre, l'optimisée gagne environ 1 à 2 mm de garde en Ncrit 9, sans gain net de résistance totale. Le gain de section à états figés annoncé à l'étape 1 ne se transpose donc pas directement au bateau rééquilibré.
Sources : etape2/COMPTE_RENDU.md et etape2/COMPTE_RENDU_GLISSE90.md.
9.2 Ce que l'audit du tangage change dans l'interprétation
- Calculs cohérents dans le périmètre examiné. Pas d'erreur de signe ou de transport des moments détectée. L'ancien tableau additionnait des moments locaux au lieu de présenter leur projection de tangage : à 332,5 kg en N9, les valeurs corrigées sont −158,29 / −176,61 N·m pour CST6 / optimisée. Les trajectoires ne changent pas.
- Raccord physique encore incertain. Le facteur de décrochage hérité utilise une incidence géométrique différente de l'incidence effective qui sert à lire XFoil. Il peut réduire la portance alors que la section reste attachée. Le retirer sur CL retarde le contact d'environ 5°, contre environ 0,2° sur Cm seul, à 332,5 kg. Aucun de ces essais n'atteint 45°. Ces sensibilités ne sont pas des bornes garanties d'erreur.
- Hauteur et assiette doivent être suivies ensemble. CST6/N9 perd environ 14 cm de garde : 6,5 cm de descente et 7,6 cm par changement d'assiette, avec très peu d'effet de gîte à cet état. L'assiette passe de 3,95° à 6,28°. C'est une décomposition géométrique, pas une séparation des causes.
- Le moment de profil seul n'est pas la solution. L'essai isolant Cm de l'optimisée retarde le contact de moins de 0,5° ; en N9, la portance du plan de safran baisse de 9,36 N après rééquilibrage.
- Pas de hauteur obtenue par simple relèvement. Relever le bateau réduit l'immersion et la portance. Une convention alternative de surface libre sort des tables avant contact : ses contacts écrêtés sont exclus du classement. Les géométries futures devront avoir leurs propres équilibres et contrôles de domaine.
Source : etape2/audit_raccord_tangage_2010/COMPTE_RENDU.md.
9.3 Recommandations initiales D1–D5 : état actuel
| Recommandation initiale | Traitement et suite |
|---|---|
| D1 · Sections à comparer | CST6 et cst6_p03_1 comparées. Garder CST6 comme référence de travail et l'optimisée comme témoin. L'ajout d'une forme issue du 66(1)-212 reste une suggestion non exécutée ; ses points manquants restent à traiter. |
| D2 · Scénario de virage | Fixé : glisse à 90°, 15 nds, barre +20° à 45°/s. Le virage plus large à rake 4° est connu ; on conserve la consigne choisie, sans réouvrir cette décision pour finaliser le rapport. |
| D3 · Hauteur | Garde de coque à l'entrée permettant de tenir 90°, gîte comprise. H, 1,20 H et 1,50 H restent indéterminées. Leur recherche demande de recalculer géométrie, immersion et dynamique. |
| D4 · Couche limite | Ncrit 9 naturel et transition forcée à 1 % conservés. Ce sont deux sensibilités ; la transition réelle n'est pas mesurée et la forcée n'est pas Ncrit 1. |
| D5 · Écart de décollage et confiance physique | Raccord et tangage audités, écart historique de décollage non résolu. L'audit ne réalise pas tous les diagnostics du 08/10 et ne valide pas le bateau sous voiles. Confronter les observations à des réglages et configurations documentés. |
Les alertes de pression et de ventilation restent à surveiller : l'alerte 2D de l'étape 1 à 370 kg concerne son scénario au moteur. Les marges échantillonnées en glisse sont positives et les états de ventilation/cavitation restent nuls dans le modèle ; cela ne prouve pas leur absence réelle.
9.4 Avancement des huit lots du plan
| Lot | État au 21/10 |
|---|---|
| 1. Dossier d'entrée | Réalisé ; deux sections et sources conservées. |
| 2. Scénario | Fixé par Janis ; aucune réponse supplémentaire nécessaire pour documenter ces essais. |
| 3. Couverture des polaires | Étendue et vérifiée jusqu'au contact pour les trajectoires étudiées. À revérifier pour toute nouvelle géométrie ou convention. |
| 4. Variantes | Bancs et rejeux en navigateur contrôlés ; raccord physique encore incertain. Intégration à l'interface publique non réalisée. |
| 5. Équilibres | Trois masses à rake 4° et 3° ; stabilité locale contrôlée à rake 4°. |
| 6. Perte de garde | Glisse et audit réalisés ; contact avant 90° dans tous les cas nominaux et perturbés. |
| 7. Hauteur et marges | Indéterminées avec les résultats actuels ; pas de décalage artificiel de trajectoire. |
| 8. Dossier pour la conception 3D | Bilan et feuille de route finalisés ; dimensionnement et choix de fabrication encore ouverts. |
9.5 Questions chantier et influence sur l'étude
Toutes les informations ci-dessous restent à obtenir ou à compléter. Les réglages numériques déjà choisis restent ceux des essais ; ils ne constituent pas des mesures du montage réel. Les réponses de navigation relèvent surtout de l'équipe d'essai et de l'ENVSN.
| À demander | Interlocuteur / état | Ce que la réponse changera |
|---|---|---|
| Puits et implantation conservés ou modifiables ; J seuls ou safran adaptable ? | Janis + chantier ; futur périmètre ouvert | Définit les variantes réalisables et les possibilités de modifier le partage des charges et les bras de levier. |
| Limites de tirant d'eau, largeur, relevage et encombrement à terre ? | Chantier ; à fixer pour les nouvelles formes | Évite de retenir une hauteur ou une géométrie incompatible avec l'utilisation. |
| Rake réel des deux J : référence, signe, pivot et plage de réglage ? | Chantier / mesure ; indication 3–4° connue, référence non mesurée | Fixe incidence et immersion, distingue erreur de calage et défaut de loi de portance. |
| Angle réel du plan de safran en position 1 ; zéro et angle entre traits ? | Chantier / mesure ; position 1 connue | Fixe la charge arrière et l'assiette, donc leur évolution pendant la décélération. |
| Masse du bateau gréé, centre de gravité ; masses et positions des équipiers en essai ? | Chantier + équipe d'essai ; mesures incomplètes | Fixe le soutien nécessaire et l'équilibre des moments. |
| Relevé du profil réel : nez, peaux, bord de fuite, tolérances, peinture, rugosité et réparations ? | Chantier / inspection ; non mesurés | Vérifie que CST6 représente la fabrication et éclaire la transition. La retouche optimisée est inférieure au millimètre ; une inspection ne détermine pas seule Ncrit. |
| Épaisseurs minimales, matériaux, moules, masse, résistance ; bord de fuite affinable ? | Chantier ; contraintes à confirmer | Écarte les variantes irréalisables. L'effet de traînée du bord de fuite issu du premier D est une piste à revérifier, pas un gain bateau acquis. |
| Vitesse de décollage ; traces synchronisées vitesse, assiette, garde, gîte et cap ; vidéo, réglages, vent/voiles et positions d'équipage ? | Équipe de navigation / ENVSN ; données suffisantes non établies | Confronte le modèle à des situations comparables et aide à séparer calage, partage des charges et défaut de loi d'immersion. |
Précisions de mesure : ../DEMANDE_CHANTIER_calage_foils_2409.md.
Décisions et responsabilités : etape2/DECISIONS_ET_INTERVENTIONS_JANIS_2010.txt.
9.6 Suite possible sans attendre toutes les réponses
- Garder CST6, l'optimisée comme témoin et les deux transitions. Ne pas relancer l'optimisation 2D ni ajuster Ncrit pour réussir le virage.
- Cadrer une petite exploration de géométries avec contraintes provisoires explicites, en recherchant les mesures en parallèle. Cette exploration est recommandée, pas lancée par la finalisation du document.
- Recalculer l'équilibre, l'immersion, les charges et la glisse de chaque candidate ; vérifier le domaine des polaires et chercher des gains qui persistent sous plusieurs hypothèses.
- Confronter les résultats aux observations avant de figer une hauteur de fabrication. Une trace seule peut être insuffisante ; des efforts mesurés ou un calcul indépendant de quelques états peuvent rester nécessaires.
- Quand H à 90° peut être déterminée dans un domaine admissible, calculer puis vérifier 1,20 H et 1,50 H, et arbitrer avec le chantier.
Sources
Chemins relatifs au dossier projets/empannage_duo/optimisation_foils_1510/.
| Document | Contenu |
|---|---|
LISEZMOI.md | Contexte, statut, étapes du client |
QUESTIONS_CADRAGE_1510.md | Questions de cadrage et réponses |
PLAN_ETAPE1_1610.md | Choix validés et plan de l'étape 1 |
NOTE_ANALYSE_RECOMMANDATIONS_1610.md | Avis du 16/10 sur A et B |
etape1/A_xfoil/LISEZMOI.md | Lot A |
etape1/B_conditions_15nds/, B_controle_rake4_1910/, B_revise_1910/ | Lot B, contrôle du rake, B révisé |
etape1/C_profil_cao/, C_revise_1910/ | Lot C et sa révision |
etape1/D_profils_connus/, D_revise_1910/ | Lot D et sa révision |
etape1/E_optimisation/, E_revise_1910/ | Lot E et sa révision, vérification |
PLAN_ETAPE2_1910.md | Plan de l'étape 2 discuté au § 9 |
etape2/COMPTE_RENDU.md | Bilan consolidé et recommandations au 21/10 |
etape2/COMPTE_RENDU_GLISSE90.md | Comparaison dynamique, données et contrôles du 20/10 |
etape2/audit_raccord_tangage_2010/COMPTE_RENDU.md | Audit, correction du diagnostic de moment et sensibilités |
etape2/DECISIONS_ET_INTERVENTIONS_JANIS_2010.txt | Choix acquis, responsabilités et portée de la finalisation |
etape2/sources/avant_finalisation_2110/ | Versions précédentes conservées et manifeste d'empreintes |
recap_etape1/generer_recap.py | Générateur de cette page (figures lues dans les fichiers de résultats) |