Actualité à la Hune

L’Atlantique et le Pacifique à tire d’ailes (3)

Conception, manœuvres : Matin Bleu, la goélette ailée en questions

  • Publié le : 04/03/2011 - 05:12

Goélette nouveau genre Matin Bleu est une goélette de 14,80 mètres particulière... Construite de nos mains sur plans Erik Lerouge et Guy Beaup, mon compagnon, elle est gréée de deux ailes elliptiques. Conséquence : même avec les ailes affalées, la forme des bômes et la section des mâts sont frappantes ! Photo © D.R. (Matin Bleu) Le voilier que nous avons construit nous-mêmes, Matin Bleu, est une goélette de 14,80 mètres... dont le gréement est autoporté et équipé d'ailes souples au profil asymétrique réversible. Surprenant et intrigant, oui ! Car notre voilier de grande croisière ne se comporte, ne se règle, ni ne s'entretient comme les autres - ce qui ne nous a pas empêchés de parcourir plus de 50 000 milles en famille et en six ans sur l'Atlantique et le Pacifique. Vous avez été nombreux à nous interroger sur notre Matin Bleu, sa conception, sa conduite et sa manoeuvre : ce troisième article vous dit tout !

Trop facile ! En dépit de ses 13 ans et de son gabarit d'adolescente, Mélanie n'a aucun mal à hisser l'aile, sous le regard curieux de son petit frère. C'est notre première sortir sous "aile" avec Matin Bleu. Photo © D.R. (Matin Bleu) Mélanie, 13 ans, hisse la <voile> sans efforts.

Dans l'estuaire de la Gironde, le vent souffle autour des 15-20 noeuds. C'est la première sortie de Matin Bleu, la goélette ailée de 14,80 mètres que nous avons construite pendant plus de deux ans. Le 1er mars, n'y tenant plus, nous avons quitté Bordeaux en brisant la glace dans les écluses du bassin à flot, alors qu'il faisait -4°C, et avons rejoint Royan en prévision de cette première sortie en mer...

Les ailes sont étarquées en un clin d'oeil... Et elles sont belles ! Pas de pli et un creux correct. Nous commençons par descendre au vent arrière, les voiles en ciseaux. Matin Bleu glisse avec aisance et prend de la vitesse, ce qui nous fait espérer de beaux surfs dans des conditions plus musclés.

Au vent de travers, les ailes gardent leur creux et montrent toute leur efficacité.

Nous terminons au près et nous étonnons de la puissance de notre goélette et de sa capacité à remonter au vent. Les virements de bord s'enchaînent sans heurt et sans que les lattes ni la bômes ne souffrent, l'inversion se faisant à la seule force du vent...

Difficile à imaginer ? Pourtant, six ans après ce premier essai, nous avons parcouru plus de 50 000 milles en famille, cinglant dans l'Atlantique et le Pacifique.

Si vous avez eu la chance de bourlinguer pendant cette période, vous avez peut-être repéré Matin Bleu mouillé devant une plage du Costa Rica ou au fond d'une baie aux Gambiers et rêvé de monter à bord pour appréhender ce croiseur bien différent... Ou peut-être ne nous avez vous découverts qu'au travers de nos précédents articles, mais n'en espérez pas moins comprendre le fonctionnement de notre gréement autoporté... Alors, il est grand temps que nous de vous proposer quelques réponses !
Un pari fou ? Pas vraiment, non ! Vous avez du mal à croire qu'une goélette ailée puisse être suffisamment performante pour la grande croisière ? Notre famille a pourtant parcouru plus de 50 000 milles en six années passées entre l'Atlantique et le Pacifique. Photo © D.R. (Voiles et Voiliers) Comment se manoeuvrent les ailes de Matin Bleu ?

> Envoi des ailes
A peine sorti du mouillage, inutile de mette Matin Bleu bout au vent pour hisser les ailes. L'envoi des ailes peut se faire à n'importe quelle allure, bien que le capitaine préfère l'effectuer par vent de travers, afin de profiter d'un pont dégagé.

L'aile s'envoie d'abord à la main, pour une grande partie, et est finie d'être hissée ainsi qu'étarquée grâce à un winch de 28", situé à l'intérieur de la bôme.

Winches... de 10'' Plutôt petits, non, les winches du cockpit nécessaires pour régler les ailes ? Mais suffisants : les efforts sont faibles ! Photo © D.R. (Matin Bleu) On est souvent étonné de la rapidité de la manoeuvre et de son silence ; en effet, la voile ne faseye pas, ne risque pas de se coincer et la bôme n'a pas de mouvement imprévisible.

Il suffit ensuite de régler l'incidence depuis le cockpit (l'incidence est l'angle du plan de voilure par rapport au vent, ndr), grâce à une écoute reprise sur un winch de 10'', qui contrôle la rotation du mât, et une girouette (adaptée), placée en tête de mât pour donner une vision directe de l'angle d'attaque.

L'aile étant préformée, le creux ne nécessite aucun réglage complémentaire - pas de hâle-bas, ni de balancine, ni de cunningham à reprendre, donc. Et comme le pilote a barré pendant la manoeuvre, vous n'avez eu qu'à surveiller les mouvements des autres voiliers lorsque la zone est fréquentée.


L'équipage de Matin Bleu

Guy, 58 ans
J'ai découvert la mer à 25 ans et la navigation à 30. C'est sans à priori que j'ai opté pour un plan lorcha d'Erik Lerouge, gréé en jonque pour construire mon premier voilier. Concevoir, puis construire un voilier m'a permis de réunir l'ensemble de mes compétences pour donner vie à un bel objet. Faire naviguer ce voilier sorti de mon imagination, puis vivre avec ma famille des moments forts est un plaisir que je vous souhaite d'éprouver.

Maryline, 51 ans
En tenant la barre d'un Dufour 29, un matin au large de l'Espagne, j'ai su que ma vie serait la mer. Ma rencontre avec Guy m'a permis de trouver la personne avec qui partager mon désir de nomadisme. Depuis plus de vingt ans, nos vies sont liées à la mer, aux voyages et à deux voiliers qui nous ont permis de réaliser nos rêves les plus fous.

Mélanie, 19 ans
Ma première traversée de l'Atlantique, je l'ai faite à l'abri dans le ventre de ma mère. Je suis née sur un voilier et l'eau est mon élément. Je passerais ma vie à nager, plonger, sentir le soleil sur ma peau. Le Pacifique Sud est mon pays, même si je regrette parfois que les îles soient si éloignées les unes des autres. Aujourd'hui, je découvre la vie sédentaire en France où j'apprends un métier.

Nikita, 14 ans
Je suis né en Nouvelle-Calédonie, mais j'ai passé mes premières années en France, à la campagne, pendant la construction de Matin Bleu... Et la navigation, ce n'est pas mon truc. Je suis content d'avoir pu visiter plein d'endroits différents et d'avoir rencontré beaucoup de gens, mais aujourd'hui, je suis ravi de vivre à terre, d'aller enfin au collège et de ne plus avoir à quitter mes copains.

> Surventes passagères
Lorsque le grain n'amène que quelques rafales, il suffit de choquer l'écoute pour que l'incidence des ailes soit proche de 0°, et ceci même en vent arrière.

> Prise de ris
Oh ! Oh ! Une masse nuageuse annonce un grain proche. Vous êtes vent de travers et pensez sérieusement à prendre un ris avant les premières rafales... Pourtant, le capitaine ne s'inquiète pas. Et quand le vent forcit, les ailes supportent sans souffrir et le voilier ne gîte pas.

Avant la pluie, vous réduisez quand même les ailes, au cas où le grain deviendrait plus violent. Il n'est pas nécessaire de modifier l'incidence des ailes, simplement de lâcher la drisse et l'aile glisse jusqu'à la latte suivante, guidée par les lazy-jacks. Après quoi, la drisse est simplement remise sous tension.

La manoeuvre s'est faite en douceur, sans stress, sans bruit, le voilier continuant sa route. Matin Bleu n'a pas tapé dans la vague, la voile n'a pas faseyé, la bôme ne s'est pas mise à sauter pendant que vous tentiez de crocher le nouveau point d'amure sur le vit-de-mulet et qu'un autre équipier s'échinait en bout de bôme, à passer la bosse de ris dans l'oeillet de la bande de ris...

> Virement de bord et empannage
Inutile de prévenir qui que ce soit avant d'enchaîner les virements : d'une simple pression sur la touche de contrôle du pilote, le barreur modifie le cap et Matin Bleu vire sans effort et sans bruit. La bôme, au dessus du bimini, est trop haute pour risquer d'atteindre un équipier. Les ailes passent toutes seules et en douceur, conservant le réglage du creux - son inversion se fait avec la force du vent. Magique !

L'empannage se déroule strictement de la même manière et une seule personne suffit à la conduite des ailes. Si bien que pendant toutes ces manoeuvres, la vie à bord a continué, chacun poursuivant ses occupations... Seule la cuisinière réclame d'être prévenue avant le changement de bord, bien que le bateau gîte peu !


Changement de repères Travers au vent, nous bordons davantage les ailes de Matin Bleu que nous le ferions à bord d'un voilier classique... De quoi bousculer les convenances ! Photo © D.R. (Matin Bleu) Comment se règle l'incidence des ailes de Matin Bleu ?

Réglages des ailes de Matin Bleu Le réglage des ailes de Matin Bleu implique de faibles incidences, globalement, bien différentes de celles nécessaires à une voile classique. Photo © D.R. (Matin Bleu) Tous les repères habituels de réglage des voiles - en tout cas de monocoques - peuvent être oubliés pour appréhender nos ailes !

Avec ce système de voilure, les allures laminaires vont du près au reaching - jusqu'à 135° du vent. Et sur toute cette plage, les ailes restent à 15/20° d'incidence, ce qui signifie qu'au vent de travers, la carène est travers au vent, mais les ailes sont davantage bordées que sur un voilier <classique>.

Lorsqu'on sert le vent au près, la goélette gîte peu - 10° en moyenne -, tout en remontant efficacement, et le gréement travaille en douceur, sans bruit ni craquement.

Ce n'est qu'à partir du grand-largue et jusqu'au vent arrière - de 135° à 180° du vent - que les ailes vont s'ouvrir en ciseaux. 110 mètres carrés de surface de toile sont alors offerts au vent, sans besoin de tangon.

Elles ne battent pas par petit temps, ni ne raguent contre les haubans - il n'y en a pas, puisque les mâts sont autoportés - et le voilier décolle à la moindre risée, ce qui nous permet de bénéficier d'un "spi", sans en avoir les inconvénients !


Quelles sont les vitesses moyennes de notre goélette en navigation ?

Comme Matin Bleu est un voilier léger, avec une carène moderne, les ailes sont efficaces et performantes dès 6 à 8 noeuds de vent, en fonction de l'allure.

En moins de six années, Matin Bleu a parcouru plus de 50 000 milles et voici quelques-unes de ces moyennes en traversée :

- Nouvelle Zélande - Chili : plus de 5 500 milles en 31 jours de mer, dans les 40° Sud, avec 3 jours de près serrés, 2 nuits sans vent, ailes affalées et 4 jours avec peu ou pas de vent. Moyenne : 7,4 noeuds (177 milles / 24h).
- Gambiers - Marquises : 906 milles en 5 jours, avec une première journée au bon plein, puis du vent de travers et enfin du vent arrière , à allure réduite pour ne pas arriver de nuit au mouillage de Taiohae. Moyenne : 7,7 noeuds (182 milles / 24h).
- Vuda Point Fidji - Bora Bora : 3 100 milles parcourus en 20 jours, au près contre les alizés (constants cette année-là). Moyenne : 6,2 noeuds (150 milles / 24h).

Matin Bleu Monocoque de 14,80 m gréé avec deux ailes, le voilier Matin Bleu imaginé par Erik Lerouge et Guy pour la grande croisière paraissait jusqu'ici totalement saugrenu... Et si la récente actualité de la course changeait la donne ? Photo © D.R. (Matin Bleu / Voiles et Voiliers) Quelles sont les cibles de vitesse de Matin Bleu ?

> Au près
10-15 noeuds de vent : 6 à 8 noeuds de moyenne.
30-35 noeuds et mer correcte, trois ris dans les ailes : 7 à 8 noeuds de moyenne.

> Au vent de travers
8-10 noeuds de vent : 8 à 9 noeuds de moyenne.
25-30 noeuds de vent, trois ris dans les ailes : 9 à 11 noeuds de moyenne.

> Au vent arrière
25-30 noeuds : 12 à 15 noeuds de moyenne, au surf (record de 20 noeuds, sous pilote).
25-30 noeuds, 3 ris : 9 à 11 noeuds de moyenne.


Quel entretien pour ce gréement atypique et ces ailes ?

Comme les ailes travaillent en douceur, elles n'ont subi aucune déformation après 50 000 milles de navigation.
Le creux de l'aile n'étant soumis à aucune tension, ni le tissu ni les coutures ne sont beaucoup sollicités. Il en va de même pour les lattes, réalisées en matériaux composites.

Vue des bômes de Matin Bleu Soumis à peu d'efforts violents, le gréement de Matin Bleu nous a demandé peu d'entretien. Seule une bôme a cassé. Photo © D.R. (Matin Bleu) Les mâts de Matin Bleu ne montrent aucun vieillissement mécanique - le composite a une résistance à la fatigue mécanique très largement supérieure à celle du métal et lorsque le voilier tape au près, ils amortissent le choc en souplesse.
Sans hauban, il n'y a aucun soucis d'électrolyse, ni de corrosion qui imposent une surveillance des câbles et leur remplacement régulier.

Seule la peinture du mât au niveau du point d'appui des lattes est usée.

Les rares interventions que nous avons eu à conduire sur le gréement et les ailes, pendant nos six années de navigation intensive en grande croisière, concernent de petites choses.

Nous avons changé, dès les Canaries, les poulies de tête de voile, celles d'origine n'étant pas d'une grande qualité.

Guy a modifié les bômes, afin d'améliorer leur esthétique et d'installer le winch à l'intérieur et de mettre un lazy-bag pour ranger les ailes plus facilement. La bôme avant s'est par ailleurs cassée au large des Fidji, alors que nous avancions au vent arrière à10-13 noeuds, derrière un cyclone. La mer était chargée de bois flottés et la bôme a dû recevoir un choc, rencontrant probablement une souche, sur un roulis, bien que nous n'ayons rien entendu. Une réparation rapide nous permit de finir nos 700 milles sans difficulté, le voilier étant seulement moins performant au prés.

Enfin, Guy a préféré renforcer le haut des ailes, en prévision des tempêtes possibles dans les 40e rugissants, qu'il craignait de rencontrer lors de sa navigation retour vers la France, depuis la Nouvelle-Calédonie et via le Cap Horn.


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Les clés de la conception des ailes de
Matin Bleu

L'évolution des matériaux rend possible la construction de carènes de voilier plus légères et plus puissantes, alors que les gréements restent complexes, fragiles et les voilures peu efficaces. La forme triangulaire des voiles n'est en effet pas la forme propulsive la plus efficiente, mais c'est celle qui est imposée par l'espace résiduel entre le mât et les haubans.

Or, si nous nous libérons des câbles grâce à des mâts autoportés rotatifs, nous pouvons intégrer, dans notre réflexion, les études aérodynamiques qui permettent de calculer un profil s'approchant des ailes d'avion... C'est fort de ce constat et de mes connaissances en aérodynamique, que j'ai réfléchi au profil le plus efficace pour accroître les performances d'un voilier.

Section variable Cette vue de l'un des mâts emplantés depuis le carré montre la variation de section du tube : c'est au passage du pont qu'il est le plus large. Photo © D.R. (Matin Bleu) > Un mât autoporté profilé rétreint sert de gréement à l'aile, sachant qu'un mât libre travaille sans tension ni effort.

Il traverse le pont et vient s'appuyer au fond de la coque. Le passage du pont est le lieu qui subit le plus d'efforts. La structure, assurée par deux cloisons d'aménagements légèrement surdimensionnées, est calculée pour diffuser les efforts latéraux à 90° de l'axe du mât vers l'avant / l'arrière ou bâbord / tribord dans le sens du pont ou du plancher. La seule force de compression est le poids du mât, ce qui diffère nettement d'un gréement classique où la force de compression représente plusieurs tonnes en vertical, afin de compenser la tension des haubans.

L'échantillonnage du mât autoporté est évidemment calculé en fonction des contraintes subies. C'est au passage du pont qu'il a le plus large diamètre, combiné à la plus importante épaisseur. Au final, il est un peu plus épais qu'un mât haubané, afin de maximiser sa solidité et de lui permettre d'encaisser les efforts. Les tubes de Matin Bleu sont fabriqués en fibre de verre HR collé époxy. L'utilisation du carbone ne se justifie pas sur un voilier de croisière, qui est d'abord équipé pour accueillir confortablement une famille ; les quelques kilos gagnés par un mât en carbone ne seraient donc pas significatifs.

Le mât est rétreint pour l'alléger et abaisser son centre de gravité, qui se trouve alors 4 mètres au-dessus du pont pour une hauteur totale de 16 mètres.

Matin Bleu est gréée en goélette. Le recours à deux mâts limite la hauteur des ailes, ce qui permet d'abaisser le centre de gravité et de poussée. Ainsi le voilier gîte moins et est mieux équilibré.

Enfin, les mâts sont profilés pour améliorer leur résistance et limiter leur fardage.

Lattes articulées Vue d'en dessous, l'articulation des lattes se voit bien. Le système permet au creux de se replacer après la manoeuvre, sans qu'il soit nécessaire de toucher aux réglages. Photo © D.R. (Matin Bleu) > Le dessin des ailes est directement issue des profils aéronautiques.

La forme choisie est un compromis entre un profil symétrique équipé d'un volet - pour les petits airs - et un profil asymétrique plus performant. L'aile de Matin Bleu est donc un profil asymétrique réversible.

L'aile s'appuie sur le mât qui la traverse. Quelle que soit la courbure (toujours faible) du mât, l'aile conserve sa forme, déterminée par sept lattes préformées.

L'aile est double sur la partie avant, puis devient simple après l'articulation. Ni la force, ni le sens du vent ne modifient son profil.

Pour que l'aile puisse inverser automatiquement son creux lors des virements de bord, les lattes et la bôme sont articulées - ce qui implique qu'il n'est pas nécessaire de régler le creux.

L'épaisseur du profil permet d'englober le mât en supprimant ses perturbations.


> Une aile rotative permet de couvrir tous les secteurs du vent et offre une plus grande liberté de manoeuvre.

Pont dégagé… sauf à l'étrave Le gréement autoporté permet de dégager le pont des poulies et autres rails de réglages, mais l'encombrement à l'étrave n'est pas nul. Photo © D.R. (Matin Bleu) Pour ce faire, j'ai conçu un mât tournant sur un palier en inox graphite, dont l'étanchéité est assurée par un joint élastomère à la jointure du pont et au pied de mât.

La bôme, fixe au mât, constitue un ensemble homogène et solidaire pour simplifier le système d'écoute et de prise de ris. Ainsi, il n'y a pas besoin de rail d'écoute sur le pont et les réglages se font grâce à une seule écoute. La bôme retient, dirige et sert de support pour l'aile lattée au repos.


> L'aile souple est réalisée en tissu de voile, afin de pouvoir modifier sa taille.

Elle se hisse, se réduit, se range sans effort et sans la mise en oeuvre de mécanismes complexes.

Cinq des sept lattes de l'aile sont équipées d'une prise de ris. Un système de lazy-jacks guide l'aile, au fur et à mesure de sa descente, jusqu'à ce qu'elle vienne se loger dans le lazy-bag. Chaque latte est équipée de trois brins qui la retiennent (vers le bas) à travers un coinceur ouvrant (ce qui limite leur nombre pour l'encombrement).
Le tissu de voile est un Dacron de Polyant, de 240 g/m2 avec trame verticale pour la partie double, et de 410 g/ m2 avec trame orientée dans le sens des efforts pour la partie simple. Les coutures sont traitées contre les UV.

Enfin l'aile demande peu de renforts et ne nécessite pas d'oeillets.


Caractéristiques des ailes et du gréement de Matin Bleu

> 2 mâts libres rotatifs retreints de 16 mètres, dont le centre de gravité est situé à 4 mètres au dessus du pont. Poids d'un mât : 170 kilos. Palier inox en graphite pour la rotation au passage du pont et en pieds de mât.
> Bôme fixe articulée. Longueur : 5,60 mètres. Poids: 45 kilos.
> 7 lattes préformées, double à l'avant et simple après l'articulation.
> 2 ailes lattées en tissu de voile Dacron. Surface d'une aie : 55 mètres carrés. Poids : 50 kilos.
> 5 prises de ris installées au niveau des lattes.
> 6 winches. Deux de 28'' pour la drisse et les prises de ris et quatre de 10'' pour régler l'incidence des ailes avec les écoutes, soit un par bord à chaque bôme.
> Les drisses, les bosses de ris et les écoutes sont de diamètre 10.
> 4 coinceurs ouvrants (fabrication maison) pour les prises de ris. Cela évite un coinceur par prise de ris (trop encombrant et difficilement orientable par rapport au winch).
> 1 poulie en tête de chaque mât pour hisser.

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Retrouvez ici les précédents articles de notre série :

Premier article : <Matin Bleu, à l'aube d'une nouvelle croisière>
Deuxième article : <Nous avons dessiné et construit nous-mêmes notre goélette ailée>

En complément

  1. voil agrave; l #039;arbre  27/01/2011 - 06:17 L’Atlantique et le Pacifique à tire d’ailes (2) Nous avons dessiné et construit nous-mêmes notre goélette ailée L’envie de parcourir le Pacifique avec nos deux enfants Mélanie et Nikita, un premier voilier (Aliénor) comme source d’inspiration, des idées plein la tête, un plan validé par Erik Lerouge, un séquoia tombé pendant la tempête de 99 et 9 000 heures de travail… Voilà l’essence de Matin Bleu, goélette biquille de 14,80 mètres gréée avec des «ailes» (voiles épaisses) de 55 mètres carrés chacune en guise de voilure ! Avec, nous avons parcouru 40 000 milles en cinq ans. Dans ce deuxième article, nous vous racontons tous les détails, de la conception à la construction de cet exceptionnel voilier. Lavabos, voiles, chandeliers… Nous avons (presque) tout fait nous-mêmes !
  2. vertige des hauts 07/01/2011 - 06:08 L’Atlantique et le Pacifique à tire d’ailes (1) Matin Bleu, à l’aube d’une nouvelle croisière Guy, Maryline et leurs enfants Mélanie et Nikita ont passé cinq ans à sillonner l’Atlantique et le Pacifique : 40 000 milles de rêve, la mère qui fait l’école et des amis aux quatre coins du monde. Pas très original ? Pas si sûr ! Car la petite famille navigue sur Matin Bleu, une goélette biquille de 14,80 mètres, imaginée avec l’aide d’Erik Lerouge et construite par Guy… Avec des «ailes» (voiles épaisses) de 55 mètres carrés chacune en guise de voilure ! En une série d’articles, ils nous racontent leur aventure – et commencent par quatre récits courts, mais emblématiques.