Dans cet article, Vincent Dolique, ingénieur de recherche au CNRS et spécialiste de la physique des matériaux et des sciences du sport, parle de voiles, de bateaux et… de foils. Une étrange révolution qui se déroule sous la coque et qui transforme profondément l’idée que l’on se fait d’un bateau.
Cette révolution que l’on observe sur de nombreux systèmes flottants (bateaux, planche à voile, surf, etc.) ne date pas d’hier. L’histoire commence au XIXe siècle. Une lente évolution avec de multiples essais a permis d’obtenir des designs très efficaces à partir des années 1990-2000. L’introduction du kitefoil et du windsurf à foil aux Jeux olympiques de Paris en 2024 montre tout le chemin parcouru pour ce concept qui a déjà plus d’un siècle.
Mais qu’est-ce qu’un foil et à quoi sert-il ? Comment sont-ils optimisés aujourd’hui ? Et en dehors de la compétition, ont-ils un intérêt sociétal ?
Une aile d’avion sous la coque
Depuis longtemps, ingénieurs et chercheurs s’évertuent à optimiser le profil des bateaux pour moins consommer et aller plus vite. On a tous l’intuition qu’une coque de bateau pointue ira plus vite qu’un radeau carré en bambou. Cette intuition se forge par notre propre expérience : on a tous deviné que fendre l’air ou l’eau nous offrira d’aller plus vite.
Cette première étape dans l’optimisation des coques est l’occasion, pour les scientifiques, de trouver des designs permettant de gagner des courses autour du monde. Une nouvelle fois, les matériaux légers et résistants (comme le carbone) feront la part belle à ces innovations. La texture fine – c’est-à-dire à l’échelle microscopique – joue aussi un rôle, dans l’optimisation, pour diminuer les forces de résistance dans l’air ou l’eau. Mais une fois cette optimisation accomplie, les scientifiques ont voulu aller plus loin. C’est alors qu’est apparue l’idée d’utiliser le foil, inventé au XIXe siècle.
Photo © Louispoulain/Wikipedia
Un foil est ni plus ni moins qu’une aile d’avion que l’on dispose sous la coque. En réalité, au fil des années et des recherches menées pour optimiser ces structures, plusieurs formes ont émergé, en L ou T notamment. L’idée reste tout de même de soulever le bateau, comme on soulève un avion. En effet, si l’on coupe une aile d’avion, on s’aperçoit que le profil de l’aile n’est pas symétrique. Ici repose le principe physique qui va permettre à
