Le spi

A la différence des autres voiles, cette dernière est faite en nylon; c’est le même tissus que les cerfs volants. En général quand on loue un bateau de croisière le loueur a du mal à le mettre à disposition, et pas mal de gens ont des à priori concernant sont utilisation « compliquée », mais ça reste une voile comme une autre et en navigation c’est quand même dommage de s’en priver.

1)En gros

Il existe différents types de spi, on peut les regrouper en deux catégories: les spi symétriques et les spi asymétriques.

Spi symétrique: comme son nom l’indique sa forme est symétrique. Il se présente sous la forme d’une bulle avec comme pour toute voile classique trois points, c’est à dire un point de drisse, d’amure et d’écoute. Cependant comme cette voile est symétrique on peut utiliser le point d’écoute comme point d’amure et le point d’amure comme le point d’écoute, seul le point de drisse ne peut pas être modifié. On utilise le spi symétrique avec un long tube(en alu, bois ou carbone) appelé tangon, ce tube se fixe au mat et est mobile. En fait le spi symétrique a la particularité d’avoir un point d’amure mobile aussi bien horizontalement que verticalement. Cette voile s’utilise la plupart du temps entre les allures de largue et de vent arrière, c’est pourquoi on l’emploie en régate pour les parcours bananes.

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On peut voir au-dessus un spi avec tangon en carbone(le point d’amure du spi est proche du bout du tangon).

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Sur cette photo on voit mieux la forme globale en « bulle » du spi symétrique.

Spi asymétrique: comme sont non l’indique, bin il est pas symétrique! Voilà, ayé c’est fini. En fait par rapport au type symétrique il va avoir des points communs; il est tissé aussi en nylon, et on l’utilise aussi à des allures portantes. Cette voile a trois points(drisse, écoute, amure)mais cette fois aucun n’est interchangeable, et on l’utilise aussi avec un tube où au bout se fixe le point d’amure. Ce tube c’est le bout dehors, il se fixe à l’étrave du bateau et contrairement au tangon il n’est pas mobile dans plusieurs directions, on peut le rentrer ou le sortir de l’étrave et c’est tout. Le spi asymétrique s’utilise surtout entre les allures de travers et de largue. Ce modèle de spi se retrouve plus en croisière car il est plus facile à maneuvrer sans la présence d’un tangon.

Après dans tout cet ensemble on va distinguer les spi de petit temps, les spi de brise…En fait plus le vent va monter plus les spi hissés seront petits avec un grammage plus conséquent(tissus plus épais) et un creux réduit.

2) Utilisation du spi symétrique

Préparation: dans un premier temps on installe les barbers et les écoutes, le spi est sortit sur le pont en dernier. Les barbers sont des petites poulies où l’on fait passer les écoutes, on installe un barber de chaque côtés du bateau(la plupart du temps il y a des cadènes faites pour les barber situées environ entre les haubans et le cockpit). Une fois les barbers placés on va à l’avant du bateau, on attache les mousquetons des écoutes au balcon(ils sont en général de type émerillon, capables de tourner à 360°)  avant ou à la filière et on les ramène vers le cockpit en les faisant passer dans les barbers, les poulies arrières et à l’extérieur de tout(haubans, filières).

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Une fois les écoutes sorties des poulies arrières, on les love et on range le mou quelque part en attendant ou on stocke le mou sur les filières en faisant un nœud de tête d’alouette(aussi appelé par nos amis poètes couille de singe…).On peut préparer les écoutes de cette façon avant même de sortir du port. On peut également attacher la drisse du spi à l’avant avec les écoutes en prenant garde à la faire passer à l’extérieur de tout(écoutes de foc, haubans…)sans qu’elle gêne la trajectoire de la voile d’avant pendant les changements d’amure.

(Remarque: la drisse de spi est la plus haute dans le mât, la balancine a la sortie la moins haute dans le mât.)

Le tangon: avant d’installer le tangon il faut tout d’abord savoir de quel côté on va envoyer le spi, à quelle amure on sera sous spi. Le tangon est placé du côté au vent du bateau, le spi sera établi sous le vent. L’extrémité du tangon reliée au bateau se fixe sur la cloche de tangon sur le mât(c’est une sorte de cadène à l’avant du mât pouvant être fixe ou alors mobile sur un rail)et l’avant du tangon va accueillir l’écoute de spi au vent, appelée le bras de spi. Le tangon se hisse et se maintient en l’air avec la balancine de tangon, et est maintenu par le bas avec le hales-bas de tangon.

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Les extrémités du tangon se présentent comme ça:

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Il y a un croc à chaque extrémité, on les ouvres à l’aide d’un bout en tirant dessus.

Avant de hisser le tangon on fait passer la contre écoute de la voile d’avant au-dessus du tangon et devant la balancine, comme ça en cas d’affalage du spi à l’arrache on peut virer ou empanner sans bloquer la voile d’avant. On fait passer le bras de spi dans le croc avant du tangon, et enfin on hisse le tangon perpendiculaire au mât. Le barber au vent(dans lequel passe le bras de spi)est repris à fond, l’autre barber est relâché.

Envoi du spi: on peut enfin sortir le sac du spi(en ayant vérifié au préalable si il a été plié correctement dedans…), en le sortant au dernier moment on évite de le mouiller au maximum. On attache d’abord le sac au bateau pour ne pas le perdre à l’envoi, et on l’attache à l’avant du bateau du côté opposé au tangon. On attache les trois points du spi aux écoutes et à la drisse, en général c’est le moment où on fait des erreurs; il faut imaginer le spi quand il va sortir du sac et se gonfler. Il ne doit pas y avoir de tour d’écoute autour du balcon ou des filières, le bras de spi doit passer par le tangon puis par l’avant de l’étai et au-dessus des filières avant d’être capelé au spi. Sur la voile le point de drisse est identifiable avec la couleur des bordures, le point de la voile reliant la bordure verte et la bordure rouge est le point de drisse. La drisse doit être libre de tout avant d’être attachée à la voile(pas de tour autour de l’étai et des haubans…)et on la fait passer derrière la voile d’avant.

L’envoi du spi se fait au grand largue, au vent arrière on risque un empannage sauvage pendant la maneuvre et au largue le spi risque de ne pas être correctement déventé pendant son envoi. On l’envoie à cette allure simplement pour déventer le spi pendant qu’on le hisse(la grand voile et la voile d’avant déventent le spi). Dans un premier temps on reprend du bras de spi jusqu’au moment où le spi touche le bout du tangon, et après on peut hisser le spi jusqu’à ce qu’il soie en tête de mât. Une fois le spi établit on peut enrouler ou affaler la voile d’avant.

Réglage de base: la bordure du spi doit être parallèle à l’horizon, pour cela on monte le tangon de façon à ce que le point d’amure soie au même niveau que le point d’écoute, et on utilise le barber de l’écoute également. Le tangon est perpendiculaire au vent apparent et le plus possible perpendiculaire au mât. Comme toute voile, le spi doit être réglé à la limite du fasseyement, il doit être bordé de façon à toujours montrer un léger frémissement dans le haut du guindant(bord d’attaque). Plus l’on va s’approcher du vent arrière, plus le tangon va s’éloigner de l’étai, plus l’on s’approche du travers, plus le tangon va s’approcher de l’étai, il ne doit jamais toucher l’étai. Sous spi il faut toujours reprendre un peu d’écoute de grand voile pour ne pas déventer le spi, et ne pas trop reprendre de pataras pour ne pas donner de quête au mât afin d’éviter la présence de roulis, le pataras reprend juste la tension exercée vers l’avant sur le mât.

(Remarque: par temps léger ou modéré on peut faire du travers avec un spi symétrique, cependant la dérive du bateau sous le vent va devenir importante(à cause de la coupe creuse de cette voile).Pour la diminuer on peut abaisser le bout du tangon pour tendre le guindant du spi au maximum, sans oublier de relâcher à fond le barber de l’écoute.)

(Remarque: sous spi, perso j’aime bien avoir la drisse de spi prête à être larguée à tout moment, du coup je la love autour d’un winch, si j’ai besoin d’affaler rapidement je la balance à l’eau et j’ouvre le taquet coinceur. De cette façon on évite la formation de nœuds au niveau du taquet, et le spi descend plus doucement.)

(Remarque: sous spi dans le petit temps on peut au vent arrière carrément enlever le tangon et utiliser le spi un peu comme une voile de kite, on peut alors border la grand voile dans l’axe du bateau pour être tranquille. Quand le spi se balance de droite à gauche sans posibilité de le stabiliser, on remet le tangon.)

(Encore remarque: si sous spi le bateau est un peu trop ardent à la barre, on reprend du bras de spi et on lâche un peu d’écoute. Inversement si le bateau est trop mou.)

(et hop encore une autre remarque tiens: quand il y a pas mal de vent on peut laisser la voile d’avant gonflée, elle va alors déventer un peu le spi, réduire sa puissance et le rendre plus facilement contrôlable.)

Affalage: il y a plusieurs méthodes, la plus safe pour le matériel est de se remettre au grand largue et de renvoyer la voile d’avant. On relâche le bras de spi doucement(le bras ne doit pas venir percuter violemment l’étai)pour le faire passer sous le vent des voiles et le déventer. Quand le tangon touche l’étai on relâche complètement le bras, puis en étant positionné sous le vent du bateau on récupère toute la bordure du spi(on peut s’aider du barber en le reprenant à fond), et enfin on lâche la drisse et on l’affale dans son sac(on peut aussi l’affaler dans la descente du bateau).

 3)Utilisation du spy asymétrique

C’est presque la même chose, il y a cependant des différences notables:

Préparation: ce type de spi a plus la forme d’une voile d’avant classique, l’amure du spi est en bout du bout dehors, et les écoutes du spi sont toutes les deux reliées au point d’écoute. Quand le spi est dans son sac à l’avant du bateau prêt à être envoyé, la contre-écoute du spi doit toujours passer devant l’étai, et le bout de l’amure doit passer au-dessus de la contre-écoute(car pendant les empannages le spi va changer de côté entre l’étai et son guindant).

Envoi: pendant que l’on hisse le spi il faut sortir le bout-dehors auparavant pour bien dégager le spi de la voile d’avant et l’aider à gonfler correctement.

(Remarque: pour le spi asymétrique normalement on ne grée pas de barbers, mais j’aime bien quand même les utiliser pour récupérer plus facilement la bordure de la voile pendant l’affalage)

Affalage: on peut rentrer dans un premier temps le bout-dehors pour déventer plus facilement le spi.

Un spi asymétrique tangonné:

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(Remarque: sous spi asymétrique il peut y avoir parfois de bonnes variations du vent apparent, notamment lors de l’accélération du bateau, obligeant le barreur à abattre et à modifier son cap.)

4)Derniers petits trucs

.Si sous spi la voile se met à claquer en coups secs, soit on est trop lofé, soit il faut lâcher un peu de bras de spi.

.Si la voile se met à se dégonfler par le milieu, la grand voile est en train de déventer le spi ce qui veut dire que l’on est trop abattu, ou qu’il faut reprendre du bras.

.Plus on monte un spi en hauteur et plus il va toucher de vent, mais bon en général c’est la hauteur du point d’écoute qui fixe la hauteur du spi. Il est toujours utile d’avoir à bord deux jeux d’écoutes pour le spi, des écoutes fines pour le petit temps et des écoutes de diamètre plus conséquent pour le gros temps(les petites écoutes permettront au spi de gonfler plus facilement, et on aura plus de sensations dans les doigts à l’écoute).

.Le pliage du spi est assez simple il faut s’assurer qu’il ne twiste pas et les trois points sont en sortie de sac, prêt à être envoyé.

 

fonctionnement d’une voile

Dans l’article aéro/hydro, on a vu qu’un bateau fonctionne avec le vent apparent, addition du vent vitesse provoqué par le marche du navire et du vent réel. Cependant il y a une question qui se pose rapidement: comment un bateau à voile peut-il remonter contre le vent?

1)Bernoulli

Médecin de formation, Bernoulli a inventé un tube capillaire capable de mesurer la pression artérielle. En l’insérant dans un vaisseau sanguin appartenant à un être vivant(beuark!)il s’est rendu compte que la circulation du sang dans une artère dépendait d’une différence de pression le long de celui-ci. En gros plus le diamètre du vaisseau est petit et plus la vitesses du sang augmente, pour un vaisseau deux fois moins large le sang circule quatre fois plus vite(le carré de deux). Il venait de mettre en place une équation mettant en relation la vitesse et la pression dans un fluide en mouvement, cette dernière explique aussi le vol des avions. Le mouvement rapide d’un fluide crée une dépression qui amène la portance à l’aile d’avion ou à la voile de bateau grâce à sa forme.

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Le flux de vent qui passe à l’intrados bénéficie d’un surplus d’espace avec la forme de la voile(les lignes de flux s’écartent), moins d’air circule dans plus de place. il va donc se créer un ralentissement de l’air par rapport au flux général(la pression statique augmente).

Les lignes de flux à l’extrados sont déviées vers l’extérieur avec la forme de la voile, cependant elles ne peuvent pas pousser et comprimer les lignes voisines continuellement. Ces lignes se resserrent à proximité du profil convexe de la voile à l’extrados, et mettent en place une petite dépression dans le flux qui attire la voile, la nature ayant horreur du vide en général(la pression dynamique augmente).

Remarque: le principe de Bernoulli s’exprime aussi de cette façon: pression statique + pression dynamique=constante.

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Aux allures portantes les voiles ne travaillent qu’en poussée, les écoulements de flux sur l’extrados sont alors turbulents(forment des tourbillons).

Le vent apparent est différent entre le bas et le haut d’une même voile, il adonne avec l’élévation car le vent réel subit moins de frottement quand il prend de l’altitude. Le vrillage est donc indispensable pour conserver le vent apparent tangent au bord d’attaque. Le vrillage amène un angle d’incidence identique sur la hauteur de la voile mais l’angle entre la corde et la ligne de foi du bateau augmente quand on va dans la hauteur de la voile.

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2)génois et grand voile

Comme on viens de le voir, l’immersion d’un profil dans un fluide en mouvement(ou d’un profil en mouvement dans un fluide)influe sur la circulation du flux de ce fluide(ici, le vent). Sur un bateau avec deux voiles, on va donc avoir un vent apparent différent pour chacune d’elle; à cause de la grand voile le vent apparent adonne pour le génois, avec la présence du génois, le vent apparent refuse pour la grand voile. En fait la grand voile sera toujours plus bordée dans l’axe du bateau par rapport au génois(un laser, dériveur à une seule voile sera réglé plus ouvert qu’une GV de croiseur dans les mêmes conditions par exemple). Cela explique aussi que plus un bateau a de voiles en même temps(goélette, ketch…)plus son cap au près sera éloigné du vent car les voiles se déventent entre elles.

Autre phénomène: les génois à grand recouvrement(bordure longue)déventent le guindant des grand voiles, c’est pourquoi on voit souvent au près sur ce type de bateau le guindant de la grand voile gonfler « à contre ».

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Le bateau à voile pivote autour de sa quille, il est important d’avoir à l’idée ces notions: une grand voile fait lofer, une voile d’avant fait abattre. Il faut toujours garder ça en tête pour avoir un bon équilibre du bateau sous voile, et aussi pendant les manœuvres sous voile seule. Par exemple chercher à faire un virement de bord avec juste la voile d’avant est inutile, et un bateau sous GV seule sera plus efficace pour se rapprocher du vent qu’un support sous voile d’avant seule(la voile d’avant seule a aussi des avantages, elle se manipule plus facilement, on peut l’affaler à n’importe quelle allure).

 

 

aéro/hydro

Le moteur du bateau à voile, c’est le vent. Cependant il existe différentes formes de vent, relatives à notre position sur le plan d’eau. Il y a le vent géostrophique, celui que l’on trouve en altitude et qui ne subit pas les forces de frottement(vent des cartes isobares), le vent synoptique qui lui tient compte des frottements sans inclure les effets locaux(exemple: les grains)et le vent réel, celui que l’on perçoit quand on est immobile sur le plan d’eau. Le vent perçut par le bateau en marche est l’addition entre le vent réel et le vent crée par la vitesse du bateau, c’est le vent apparent(Va=Vr+Vv).

1)Le vent apparent

Le vent apparent est toujours plus proche de l’avant du bateau que le vent réel, cette différence peut varier jusqu’à plus de 60°aux allures de largue. Petit dessin!

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Non, ce n’est pas un fer à repasser, un suppositoire ou une fusée, c’est bien un bateau! le vecteur du vent vitesse est toujours parallèle à la marche du bateau, et son sens est inverse à la marche du navire(c’est l’équivalent du vent ressenti quand on est en voiture et que l’on passe sa tête par la fenêtre).

 

 

Une variation du vent réel(risée ou rafale)ou du vent vitesse engendre donc une modification du vent apparent:

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Une augmentation brusque du vent réel éloigne le vent apparent de l’avant du bateau(on dit alors que le vent adonne, cela signifie que l’on peut lofer davantage), au contraire une baisse soudaine du vent réel rapproche le vent apparent de l’avant de l’embarcation(on dit que le vent refuse, pour conserver sa vitesse il faut alors abattre). Si la vitesse du bateau diminue(donc le vecteur vitesse diminue), ça adonne; si la vitesse du bateau augmente, ça refuse.

Remarque: c’est pour cela que les catamarans ont généralement un vent apparent plus pointu que celui d’un quillard, à cause de leur vitesse plus importante. C’est pour cela que leurs voiles sont conçues différemment(voiles full batten, plus plates et plus rigides).

2)La force aérodynamique

C’est la force exercée par le vent sur les voiles, elle s’applique en un point considéré comme être au centre de la voilure(centre vélique, correspond à la corde moyenne), et est perpendiculaire à la voilure. Elle se décompose en deux forces, la composante propulsive(parallèle à l’axe du bateau) et la composante de dérive(perpendiculaire à l’axe du bateau). Plus on se rapproche du près et plus la composante propulsive va s’affaiblir au profit de la composante de dérive. La corde est la droite qui relie les deux extrémités de la voile.

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Dans le cas d’un voilier au près, la composante propulsive(Cp)est moins importante que celle de dérive(Cd). Cv est le centre vélique.

 

 

 

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Dans le cas d’un bateau au travers par exemple, cette fois la composante propulsive aura le dessus.

 

 

 

 

3)La force hydrodynamique

Elle s’applique approximativement au centre de dérive(force de l’eau sur la coque)et c’ est l’antagoniste de la force aérodynamique en quelques sorte, elle est perpendiculaire à la ligne de foi du bateau. Elle se décompose en deux forces; la composante de traînée parallèle au sens de la trajectoire du bateau, et la composante anti-dérive perpendiculaire à cette dernière.

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L’angle idéal d’incidence est de 20°. Si l’angle d’incidence est nul, il n’y a pas de force hydrodynamique, juste la traînée. La force hydro existe si: il y a écoulement des fluides, si le bateau a une vitesse, si il y a un angle d’incidence et un plan anti-dérive.

 

 

 

4)Stabilité forme/poids

La stabilité est la capacité d’une coque à générer un couple de redressement au chavirage. L’embarcation joue sur deux paramètres pour sa stabilité, son centre de carène et son centre de gravité(le centre de carène est le centre volumique du bateau).

.Stabilité de poids: le centre de gravité se décale par rapport à l’axe de rotation de la coque(décalage horyzontal).

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Plus la distance entre le centre de gravité et le centre de carène est importante, plus le couple de redressement est grand.

 

 

.Stabilité de forme: cette fois c’est le centre de carène qui se décale par rapport à l’axe de rotation de la coque.

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Remarque: d’après les schémas on peut déduire que la stabilité de poids s’apparente aux quillards et la stabilité de forme aux multicoques.

Bref, un bateau avec un bon couple de redressement est considéré comme raide à la toile.

5)Couple inclinant

Le couple inclinant s’oppose au couple de redressement, il est constitué par la force aéro, hydro et la distance(le bras de levier)qui les sépare.

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Pour diminuer le couple inclinant on peut réduire la force aéro(réduire la puissance en cintrant le mât, reprendre la bordure, le cuningham…)ou réduire la distance x(en baissant le centre vélique, c’est à dire prendre un ris). On peut jouer aussi sur la force hydro(une quille pendulaire permet de diminuer la force hydro et en même temps de réduire la distance x).