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 Sujet du message: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 07 Sep 2019, 06:17 
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Photo ci dessus : Andrea Ferin (PWA) en foil - Flotteur NoveNove Aero Pro, voile Challenger Sails Aero Foil

Vous vous êtes peut être demandé pourquoi les voiles de foils utilisées en PWA avaient ce profil très élancé… et quels sont leurs avantages/désavantages pour nous autres amateurs.

On en a souvent parlé avec mon pote Hugues (c'est lui qui m'a encouragé à me lancer en foil, merci Hugues), on n’arrivait pas à tout bien comprendre, et j’ai pris le temps un soir d’appeler Claudio Badiali, le designer de Challenger Sails, pour en parler avec lui…

Je partage dans ce post ce qu'il m'a expliqué.

Petite info : j'ai posté initialement ce texte sur Windsurfbreizh22 (le site de mon département de pratique), puis je me suis dit que ca pouvait intéresser des personnes sur W33....

Pour bien comprendre le design de ces voiles, il faut d’abord bien voir qu’elles ont été conçues pour des parcours de type triangle Olympique en PWA :
- du près serré dès le départ,
- du grand largue,
- des jibes (si possible sans touchettes).

Le format de type Triangle Olympique est bien différent du format Slalom Downwind : travers/grand largue + jibes et pas de près… Il exige des voiles spécifiques.

Voici les 4 points clés du design selon Claudio Badiali :

(1) Une chute tendue
- Le coureur doit arriver le premier après le bord de près : pour cela, il faut que la voile ait une chute tendue. Une chute tendue permet d’avoir le meilleur ratio cap/vitesse (VMG).
L’inconvénient d’une chute tendue, est que la voile sera moins rapide aux allures abattues. Inversement, une voile avec une chute ouverte/molle sera moins efficace au près mais plus rapide sur les allures abattues. C’est pour cette raison que les voiles de slalom ont des chutes molles, car elles sont adaptées au slalom downwind. On pourrait donc s’interroger sur le choix à faire : favoriser la perf au près ou la perf sur les bords de grand largue… Claudio m’a expliqué que la priorité a porté sur le près : le coureur qui arrive le premier à la bouée de près en foil a toutes les chances d’arriver également premier après avoir exécuté le bord de grand largue ; en effet, les bords de largue seront moins différentiants/selectifs que les bords de près. En d’autre terme, les différences de perf entre les voiles sur le bord grand largue seront moins importants que les différences de perf sur les bords de près… donc on a opté pour des chutes tendues…


(2) Une voile fine avec un creux un peu reculé
Concrètement, le design de la voile de foil présente un creux un peu reculé (moins calé sur l’avant) et moins prononcé que sur la voile de slalom. Cette caractéristique donne une voile plus fine, qui sera moins rapide au largue, mais plus performante au près… et un peu moins puissante.
Cette finese fait de la voile de foil une voile moins puissante au départ planning que la voile de slalom. Cela signifie qu'il faudra monter en surface par rapport à un design de type slalom pour avoir un départ planning précoce... ce qui explique les grandes surfaces utilisées en foil (8, 9 et 10m2), alors qu'en slalom on va se limiter à 8,6 (ou 9,x m2 pour les plus gros gabarits).


(3) Une voile étroite au wish pour tourner vite et jiber en l’air sans touchette
Une fois qu’un coureur est arrivé premier à la bouée de près, s’il enchaine convenablement le bord de grand largue, il a toutes ses chances de conserver une bonne position. Arrivé au bout de son bord de grand largue, il va devoir jiber sans perdre de vitesse… pour cela il doit jiber sans toucher l’eau. Une clé pour tourner sans toucher l’eau, c’est une rotation de voile rapide… et pour une rotation rapide, il faut un profil étroit pour présenter moins de résistance dans l’air lors de la rotation… C’est pour cette raison que les designers on retiré tout une bande de tissus le long de la chutte, et donc réduit les « Cutaway » (le cutaway c’est le fait que la latte au niveau du wish dépasse de l’oeillet du wish). Conséquence : tout le haut de voile est amputé d’une longue bande de tissus verticale le long de la chute, qui part de l’oeillet du wish pour remonter jusqu’au mat… ainsi la voile est plus étroite et tourne plus vite…


(4) Un mat très long, un profil élancé
Le fait de retirer toute une bande de tissus verticale sur la chute retire approximativement 0,6m2 sur une voile d’environ 8m2… Pour récupérer cette perte de surface, il a donc fallu « étirer » les voiles, en allongeant le guindant (exemple : la challenger Aero foil 8m2 a un guindant de 5,30m !). Ainsi, on récupère de la surface en haut de voile. Un des avantages de cette approche est que le vent en hauteur est un peu plus fort qu’en bas de voile… un des inconvénient est qu’un mat plus long présente un bras de levier vertical plus important, c’est un peu plus desatbilisant potentiellement.


Ces 4 éléments combinés expliquent le design choisi pour les formats triangles olympiques en foil.


J’ai demandé à Claudio si cette architecture de voile aidait à stabiliser la hauteur du foil mieux qu’une voile de slalom classique, et sa réponse a été « non » … la hauteur du foil en dynamique est contrôlée par le rider, et c’est au rider de gérer les variations de hauteur dues au variations du vent ou du plan d’eau… simplement, le réglage de référence sera un peu différent d’une voile à l’autre, en fonction notamment de la position du creux (vers l’avant ou l’arrière)…


Comme vous le savez peut être, les choses vont changer pour le format de courses foil en PWA et à l’IFCA pour la prochaine saison : on devrait passer au format Slalom Downwind en foil, ce qui fait que les coureurs n'auront plus besoin de ces voiles dédiées (modulo la rotation au jibe pour les plus grande surface ?) ; ils pourront utiliser un quiver unique de voiles (de type slalom). Ils pourront a priori choisir ensuite d’utiliser un aileron ou un foil… ca va donner des situations où on aura des riders en foil et d'autres en aileron dans les mêmes heats ! Mais c’est une autre histoire…


Pour ce qui concerne les travaux pratiques : en début d’été, Claudio Badiali nous a fait parvenir chez Allience Bretagne un prototype qui avait été utilisé par Maciek Rutkowski. Plus précisément, il s’agit de la version N-1 du prototype (donc quasi finalisée). J’ai pu l’utiliser cet été pour quelques sessions en foil, Pierrick Ducreux a fait quelques bords avec, ainsi que Founette. Je les laisse compléter s'ils le souhaitent. La voile est légère, malgré ses 8m2. Les 4 cambers la rendent un peu plus lourde en statique qu’une voile 0, 2 ou 3 cams, mais ca reste raisonnable, et une fois dans le lit du vent elle n’est plus très physique, sauf s'il faut pomper. En puissance, je la trouve un chouia moins puissante que ma 7,8 de slalom. Dans les claques, la voile est très stable. Elle fonctionne dès 10 kn et on encaisse sans soucis des vents jusqu'à 16/17kn pour mes 80 kg (c’est le controle de l’aile qui va me poser problème). La rotation en jibe est effectivement plus rapide qu’avec une voile à géométrie plus large au wish, ca se sent vraiment… bien entendu, il faut quand même claquer les 4 cambers ;-). C’est au cap que se trouve le plus gros bénéfice : la voile grimpe au près hyper facilement, et on peut caper bien mieux qu’avec une voile à chute molle (je dirais 5- 10° de mieux)… c’est je pense le principal argument pour des amateurs : explorer le plan d’eau hyper facilement. Pour ceux qui naviguent de temps en temps en Bretagne Nord (Côtes d'Armor, Brest...), et qui aimeraient tester, je la tiens à dispo avec grand plaisir (on échange les voiles sur vos flotteurs et zou)…

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Dernière édition par thelaurent le 07 Sep 2019, 08:15, édité 1 fois.

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 07 Sep 2019, 07:48 
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Super intéressant, merci !


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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 07 Sep 2019, 08:49 
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Hello,

Il y a aussi un point crucial qui je crois n'est pas abordé et qui explique aussi pourquoi les voiles freeride foil doivent avoir un profil élancé ( à moins de vouloir naviguer plus lentement et de naviguer avec de petites voiles par choix )

De base un profil aérodynamique plus il est élancé plus on augmente sont rendement, le ratio trainé portance est meilleur, on augmente donc la finesse du profil.

Le problème en aileron est que nous avons un fort besoins de puissance et donc d'énergie pour le départ au planning ( archimede flotteur dans l'eau sous le poids du rider ) et lors des relance au jibe. Ce qui fait qu'il y a un seuil à ne pas dépasser en longueur de wish : a forme profil équivalent ( NACA XXXX ) si on diminue la longeur de wish on diminue la puissance de la voile ( le volume de creux diminue ). En foil c'est different la puissance nécessaire pour le départ en vol est moindre donc on peut se dédouaner d'un grand wish.

Si le designer pouvait avoir de petit wish en voile aileron il l'aurait fait pour aller plus vite ( meilleur finesse ) à surface équivalente !

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Dernière édition par Yann FRA-5 le 09 Sep 2019, 07:37, édité 1 fois.

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 07 Sep 2019, 09:08 
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Je pense aussi que l'aspect "trapu" des voiles slalom est très lié au compromis puissance / longueur de wish / tolérance et le twist aux parcours typés downwind voir speed (là où le commun des mortel navigue travers-travers majoritairement, en montant ou descendant le vent pour se balader sur le plan d'eau ce qui me rend dubitatif sur cet aspect du design).
"L'élancement" de la voile c'est aussi son allongement et ça, ça participe au rendement (mais à l'extrême on devient moins tolérant aux variations de vent relatif). Les profils fins à tout prix, non. Il y a un optimum pour un régime d'écoulement donné et effectivement en foil on ne fonctionne pas tout à fait dans le mode slalom en terme de vent relatif.
Les profils ne sont pas tous NACA, c'est juste une bibliothèque décrivant des profils types (très simples d'ailleurs au début de l'histoire) et ayant été pour la plupart testés en soufflerie. J'ai sauvé de la destruction des livrets de perf édités à l'époque... Le creux quand à lui s'exprime toujours en relatif bien sur.

Pour ce qui est de la stratégie course, il y a aussi l'aspect "masquage" du concurrent de devant quand on attaque la descente. C'est moins présent en planche, mais très présent en voile grandeur.

En foil je vois un autre aspect, c'est le coté redressé du gréement, l'effet de plaque du flotteur (=> grosse bordure, incompatible jibe : on voit d'ailleur la Bow frotter l'eau sur la video promo) et plus encore l'appui exercé par la voile sur le rail de pied de mat. Pour moi c'est le gros point permettant de stabiliser la nav.

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Matos lac et vent faible, 100% foil même si je pourrais compléter avec une freeride 115 litres pour le fort et une wing pour le très très light.
Flotteurs : IQFoil / Slant 133 / ex-proto Horue Flikka
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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 07 Sep 2019, 09:34 
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forty_niner a écrit:
Super intéressant, merci !

Oui, A déplacer en section windfoil ou même ti punch

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82 kg S'il n'y a pas de pied de mat, j'en veux pas !
« You don’t ask the sea any questions, you just dress for the occasion ». Douwe Gaastra.


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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 07 Sep 2019, 12:06 
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FiFi a écrit:
l'appui exercé par la voile sur le rail de pied de mat. Pour moi c'est le gros point permettant de stabiliser la nav.


Non, ça ne stabilise pas, ça contre l'effet cabreur du foil...
Avec du vent régulier, c'est bien, quand il y a des rafales, ça part dans tous les sens...

Inversement, comme le parcours Up/Down favorise ce genre de voile, il faut aussi des foils qui cabrent pour contrer cet appui.

Chez Aéromod, ce n'est pas l'option retenue. On navigue avec des voiles équilibrées (Slalom ou pas et que tout les planchistes ont) qui appuient peu au pied de mat et on a un foil qui ne cabre pas quand ça accélère et tout le monde se régale !

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Je m'en remets au vent.

Franck
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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 07 Sep 2019, 14:20 
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On ne va pas ergoter : une immense majorité des foils étant cabreur, la tendance étant à avancer au max les ailes d'année en année, avoir des voiles au comportement spécifique sur ce point ça contrebalance les choses (et ça les stabilise de facto).

Je n'ai rien contre l'approche "glisse" aéromod ou autre mais c'est pas trop le sujet "course triangle". Perso les solutions autres que maxi cabreur pour pouvoir (devoir) charger avec une grosse toile j'aime bien, mais c'est autre chose...

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 07 Sep 2019, 17:16 
Très sympa à lire merci Laurent !


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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 08 Sep 2019, 06:53 
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Merci Marin, et merci Forty Niner pour les mercis ;-)...

Effectivement, serait il possible aux modérateurs de déplacer ce post au bon endroit (désolé pour l'erreur) ?



Sur les retours de Yann et suivants :
Claudio Badiali m'a expliqué qu'il avait allongé le guindant principalement pour récupérer de la surface tout en ayant raccourci la largeur de la voile, pour qu'elle tourne plus vite. Comme le dit Yann, il y a peut être aussi un impact sur le ratio trainée/portance dans le fait d'avoir une voile allongée, et la perte en puissance liée à un profil moins large est effectivement moins critique en foil qu'en aileron.

Citation:
FiFi a écrit: l'appui exercé par la voile sur le rail de pied de mat. Pour moi c'est le gros point permettant de stabiliser la nav.
Citation:
Réponse Franck :
Non, ça ne stabilise pas, ça contre l'effet cabreur du foil...Avec du vent régulier, c'est bien, quand il y a des rafales, ça part dans tous les sens...Inversement, comme le parcours Up/Down favorise ce genre de voile, il faut aussi des foils qui cabrent pour contrer cet appui.Chez Aéromod, ce n'est pas l'option retenue. On navigue avec des voiles équilibrées (Slalom ou pas et que tout les planchistes ont) qui appuient peu au pied de mat et on a un foil qui ne cabre pas quand ça accélère et tout le monde se régale !

J'ai un peu de mal à comprendre, je serais preneur d'un développement. Je comprends qu'un foil puisse être cabreur ou pas, selon les réglages (notamment du stabilisateur), et je comprends de ce que vous dites que la tendance est au cabreur...

Mais je ne comprends pas en quoi le design de la voile va pouvoir jouer sur le cabrage en dynamique.

Si je reprends les enseignements d'Eric Doux (Planchemag) sur le centre de poussée et l'effet au pied de mat, une voile a tendance à pousser au vent à l'horizontal et à lever un peu le flotteur, autour de l'axe du wishbone.

L'appui pied de mat vers le bas il est créé par :
- le poids du gréement +
- l'appui que va mettre le planchiste en avançant le poids de son corps +
- l'appui dynamique créé le haut de voile qui, s'il n'ouvre pas trop, aide à mettre un peu de pression vers le bas.

Cet appui il va peu varier avec le vent (sauf l'effet du haut de voile). C'est bien au planchiste de gérer dynamiquement une pression plus ou moins fort. Je ne comprends pas ce que Franck entend par "on fait des voiles équilibrées chez Aeromod".

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 08 Sep 2019, 07:41 
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Non, il dit juste que l’Aeromod n’est pas cabreur (même en accélérant) et que du coup on peut utiliser des voiles (équilibrées) qui appuient peu au pdm

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 08 Sep 2019, 07:53 
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thelaurent a écrit:
Si je reprends les enseignements d'Eric Doux (Planchemag) sur le centre de poussée et l'effet au pied de mat, une voile a tendance à pousser au vent à l'horizontal et à lever un peu le flotteur, autour de l'axe du wishbone.
100% d'accord. Une voile bien réglé et qui te permet d'être performant a un traction perpendiculaire au vent apparement ( à peu près ) dans un plan verticale c'est un angle légèrement positif en direction de sous le vent ( presque dans l'axe des bouts de harnais en somme. La voile te porte, elle t'allège sur le flotteur, la planche n'est ni écrasée sur l'eau et elle ne s'envole pas non plus car la voile est stable et les pieds contrôles l'assiette de la planche qui est en "foil" , "lift" .... mais tout cela c'est lors d'une utilisation pleine plage.

thelaurent a écrit:
L'appui pied de mat vers le bas il est créé par :
- le poids du gréement +
- l'appui que va mettre le planchiste en avançant le poids de son corps +
- l'appui dynamique créé le haut de voile qui, s'il n'ouvre pas trop, aide à mettre un peu de pression vers le bas.
Ce qu'on dit plus haut c'est pour une utilisation de voile pleine plage. Pour les personnes faisant du foil en petit matos ou grande voile mais plage très basse impossible de ressentir cette sensation et la en effet les trois points que tu cites vont impacter la planche avec des appuis vers le bas : perte de rendement indéniablement. En gros cela va se voir chez le foiler si il est plus ou moins droit sur sa planche.

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 08 Sep 2019, 07:57 
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gigi66 a écrit:
Non, il dit juste que l’Aeromod n’est pas cabreur (même en accélérant) et que du coup on peut utiliser des voiles (équilibrées) qui appuient peu au pdm

Je confirme, c'est exactement ça. J'ai fait essayer mon Aeromod à un jeune compétiteur Breton cet été (gros niveau tant en aileron qu'en foil) et sa réaction a été classique: Sympa mais trop "pied arrière". En fait je pense que son ressenti était faussé par son habitude de foils qui sont, au contraire, très cabreurs. L'aeromod est équilibré et il n'est pas nécessaire d'appuyer comme une brute sur le pied de mat, donc toute voile équilibrée convient...
Bientôt, test de l'Hydra 7.0 sur l'Aeromod :P

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 08 Sep 2019, 11:00 
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Il est peut être bon de rajouter quelques messages de Phantom / udinidesign :

1 - Pour moi le critère principale d’une voile de foil c’est la stabilité.
Un mat plus raide offre beaucoup de stabilité en vol avec le creux bloqué devant.
C’est très different d’une voile de slalom qui a besoin d’évacuer la puissance dans le clapot.

+ importance du rond de guidant

2 - Différence entre RDM et SDM (moins de conicité en RDM, moins de latitude pour jouer sur la courbure ?)
Attention la plupart des mats RDM sont hard top ce qui enlève beaucoup de volume sur le bas de la voile au niveau du bord d’attaque et donc de la stabilité avec plus de main arrière.
Par exemple les mats North SDM (CC tendance Flex Top) n’ont pas la même courbure que les North RDM (CC tendance hard top)


3 - Twist
Le gradient de vent (variation de la vitesse du vent entre la surface de l’eau et le haut de la voile) qui est directement lié avec la variation d’angle de vent apparent entre le bas et le haut de la voile est plus faible en foil a cause de la hauteur de vol et de l’angle vent apparemment du a la vitesse par rapport au vent.
De plus une voile de slalom a besoin d’évacuer la puissance dans le clapot pour éviter les a-coups....
La chute qui fait girouette en haut de la voile n’a aucun intérêt en foil a part créer de la trainée et de l’instabilité.
Pour faire du travers il faut en théorie moins de twist que pour faire du portant. La tete de voile tres étroite sur les voiles de foil va aussi dans ce sens.
L’aspect ratio élevé permet d’augmenter la finesse aérodynamique et la tete étroite permet de ne pas rehausser le centre de poussée et donc le moment de redressement.


4 - Aspect ratio
Attention, la largeur de wish et l'allongement (aspect ratio) sont 2 choses différentes. L'allongement est le rapport entre le tirant d'air et la surface.
Les voiles high aspect ratio sont surtout plus haute mais pas forcement beaucoup plus courte en wish.
Les petites tailles on volontairement proportionnellement plus de longueur de wish que les grandes surface pour éviter qu'elles ne guidonnent.
Beaucoup de voiles de foil n'ont pas ou peu de décrochement au point d'écoute ce qui rallonge artificiellement la longueur de wish mais pas la largeur de la voile.

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 08 Sep 2019, 11:05 
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thelaurent a écrit:
Mais je ne comprends pas en quoi le design de la voile va pouvoir jouer sur le cabrage en dynamique.
Si je reprends les enseignements d'Eric Doux (Planchemag) sur le centre de poussée et l'effet au pied de mat, une voile a tendance à pousser au vent à l'horizontal et à lever un peu le flotteur, autour de l'axe du wishbone.
L'appui pied de mat vers le bas il est créé par :
- le poids du gréement +
- l'appui que va mettre le planchiste en avançant le poids de son corps +
- l'appui dynamique créé le haut de voile qui, s'il n'ouvre pas trop, aide à mettre un peu de pression vers le bas.
Cet appui il va peu varier avec le vent (sauf l'effet du haut de voile). C'est bien au planchiste de gérer dynamiquement une pression plus ou moins fort. Je ne comprends pas ce que Franck entend par "on fait des voiles équilibrées chez Aeromod".


Yep :)
Mais il y a - je trouve - d'autres aspects. Par exemple le "rake" de la voile dépendant du pdm / hauteur de wish / straps (position bonhomme). Surtout quand on ouvre un peu la voile, la résultante sur le pdm n'est pas la même.
Et là on va avoir des grosses différences entre une voile foil redressée et grosse bordure et une voile slalom.
Pareil avec la position du creux et l'importance du twist quand on monte vers la tête de mat. La résultante n'est pas un pur couple de renversement.

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 Sujet du message: Re: Design voiles de foil (course triangle)
MessagePosté: 08 Sep 2019, 18:37 
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Funny, because I believe the phantom foilsails (I have RF9 and SF10) are not flatter but deeper (compared to friends KA Race, EvoXI and Duotone Warp), and have the hollow and power further forward. This also results in a lot more downforce than the average slalomsail of similar size.

I feel this downforce does increase stability, my theory being this is mainly because the distance between your feet is 50cm max, compared to about 116cm from your backfoot to the mastfoot in the average racesetup. Pulling the forces apart increases stability. Thats the same reason I increase rake on the stab and my distance foil-mastfoot when overpowered to keep the same distribution of forces but spread them over a larger distance.

_________________
Sponsors: F-One foils / F-One Benelux; Manera Wetsuits; S2Maui / S2Maui.nl; Windfoil Benelux

Freeride/style: F-One RocketWind Carbon 105,120,135 & Bamboo 120, F-One Papenoo 95&125, F-One windfoil Levo900 Alu 2018&2019, F-One windfoil Levo900 Carbon 2020, F-One windfoil IC6, S2Maui Dragon 3.0-3.8-4.2-4.9.

Race: Phantom Iris RF9.0 & SF10.0, Lokefoil LKRace L/M, PD Formula V3.

NED-505 / 192cm / 86Kg


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