[Droit de réponse et] précisions sur la comparaison d'une voile et d'une aile d'avion

J'ai profité pendant quelques jours d'une météo enfin favorable pour aller balader dans les calanques voir un peu autre chose que l'omniprésent sable camarguais et les pyramides de la Grande Motte. Et c'est vrai que je n'ai pas beaucoup allumé l'ordi pendant ce temps. Rentré hier, je vais faire un tour sur le forum et je scanne les sujets sur lesquels j'étais intervenu avant de partir. Et sur le fil initié par Rigil au sujet des mâts en treillis tubulaires, je lis la réponse de CapRac à ma remarque sur les "voiles qui volent". Mon raisonnement étant mis en cause, je souhaite donc exercer un droit de réponse.

Ci-dessous les posts concernés:

CapRac
gemeaux : " ben ,les bateaux ne volent pas ils flottent '
- Si, justement, nos voiliers "volent".. enfin, leurs voiles "volent" pour nous faire avancer!
Et ces voiles n'ont probablement pas besoin d'une grosse trainée juste sur leur bord d'attaque, n'est ce pas? Les régatiers savent bien cela.

hoolof
Bonsoir,
les voiles ne "volent" pas, simplement, elles dévient des filets d'air qui n'apprécient pas et créent une pression sur l'intrados et une dépression sur l'extrados, l'ensemble générant une force aérodynamique s'exerçant perpendiculairement à la corde de l'arc. La quille, elle, fonctionnerait plus comme une aile en se déplaçant dans le fluide... Mais ce truc sur le bord d'attaque ne doit pas faciliter l'écoulement.

CapRac
hoolof : " les voiles ne "volent" pas"
- Nom d'un chien! Evidemment! Merci hoolof, pour ta correction parfaitement appropriée! Bien sur qu'une voile ne vole pas! Cette manie que j'ai de mal choisir mes exemples! Celui la était particulièrement mauvais. Sorry!
Mais je suis rassuré de voir que les amis veillent et ne nous laisseront pas dans l'erreur.
Mais alors, comme tu le précises, la voile ne volant pas, est-ce que les ailes d'avion volent? Car elles aussi, "dévient des filets d'air qui n'apprécient pas et créent une pression sur l'intrados et une dépression sur l'extrados”, n’est-ce-pas?
Parce que si les ailes d’avion ne volent pas, penses tu qu'il serait possible que les avions ne volent pas non plus?

Je vais donc essayer de préciser un peu mieux mon propos:

On ne peut pas comparer une voile et une aile d'avion. Avant de s'exercer à manier l'ironie, il est bon de se documenter sur ce dont on veut parler.
Une voile est un obstacle placé dans un flux. Cet obstacle dévie les filets d'air avec pour conséquence une pression sur l'intrados et une dépression sur l'extrados, ce qui crée la force aérodynamique, qui, combinée avec la résistance de l'eau sur le plan antidérive du voilier induit une composante propulsive judicieusement orientée vers l'avant. Il est à noter que la voile est un profil souple qui prend la même forme quel que soit le côté sur lequel s'exerce la force. En résumé, on peut dire qu'un voilier s'appuie sur l'eau pour tirer du vent l'énergie nécessaire à sa propulsion.

Une aile d'avion est un profil épais, dissymétrique, qui lui se déplace dans un fluide. Il lui faut atteindre une vitesse minimum ( vitesse de sustentation ) au moyen d'une hélice ou d'un réacteur pour que les filets d'air déviés par le profil exercent une pression sur l'intrados et une dépression sur l'extrados suffisantes pour qu'apparaisse le phénomène de portance qui va permette à l'aéronef de se soustraire à la pesanteur et de voler en prenant appui sur l'air.

Voilà, en espérant toutefois avoir été cette fois suffisamment clair pour être compris de tout le monde...

L'équipage
21 août 2016
21 août 2016
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je ne suis pas tout a fait d'accord. Une voile se comporte comme une aile, en ce qu'elle produit une dépression sur son extrados, qui genere une portance, et une trainée. La portance, orientée dans le bon sens, "tire" le bateau. Le fait que la vitesse du flux d'air provienne du vent ou d'un systeme propulsif quelconque est sans consequence, c'est une question de référentiel. Voir d'ailleurs les nombreuses videos d'avions qui décollent tous seuls lorsqu'ils sont exposés à un fort vent de face: tout ce qui compte, c'est la vitesse de l'air par rapport au profil.
Une aile n'est pas forcément un profil épais, ni necessairement dissymetrique, et tire une grande partie de sa portance de son angle d'attaque, comme le fait une voile.

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On peut comparer une voile a une aile d avion car le principe pour creer de la portance est le meme ,il est utilise differement dans les deux cas c est tout :-)

21 août 201621 août 2016
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La voile ne produit pas de portance, elle reçoit une force dite aérodynamique qui est la résultante de la pression sur l'intrados et de la dépression sur l'extrados et qui s'exerce perpendiculairement à la corde de l'arc et ce quelle que soit l'orientation du profil par rapport au flux. Elle ne "tire" pas le bateau. Si tu hisses une voile sur un dériveur dérive haute, il n'avance pas, il dérive. C'est grâce à l'action du plan anti-dérive (quel qu'il soit, voile de quille ou dérive) qui s'appuie sur l'eau que la composante propulsive apparaît.

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La voile ne cree pas de portance? Revois donc les etudes de g marchaj :-)

21 août 2016
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La encore, pas tout à fait d'accord : le vecteur créé par la voile est bien perpendiculaire (en gros) à la corde, et on peut donc le décomposer en deux parties : une partie perpendiculaire à la route, et une partie dans l'axe de la route. Le plan anti-dérive sert à contrer la partie perpendiculaire à la route, tandis que la composante dans le sens de la route fait avancer le bateau. Un dériveur sans dérive mais avec une voile qui porte (a supposer qu'il arrive à garder constant l'angle d'incidence de sa voile) va avoir une composante perpendiculaire tres importante par rapport à sa composante longitudinale, et donc dériver beaucoup, mais il avancera quand meme (un tout ptit peu). Le but de la dérive est de ramener le ratio dérive / vitesse (dans le bon sens) à une valeur acceptable, et c'est la que l'interet de la densité de l'eau par rapport à l'air prend tout son sens: avec la meme quantité d'energie, on dérive beaucoup dans l'air, et peu dans l'eau, donc en reportant la dérive due au vent dans un milieu plus dense, et puisque la quille est essentiellement plate (en tres gros), et qu'elle genere plus de trainée en lateral qu'en longitudinal, on arrive à conserver une tres grosse partie de la composante longitudinale tout en éliminant une grande partie de la composante perpendiculaire

21 août 2016
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Excellente explication mr grenouille ! :pouce:

21 août 2016
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Les ailes d'avion, de planeur, la voile d'un parapente, d'un delta plane, les voiles de planche à voile, des voiliers modernes, des chars à voiles etc ... Fonctionnent toutes sur le même principe de différence de vitesse d'écoulement des fluides entre l'intrados et l'extrado.

21 août 201621 août 2016
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Mais pourquoi donc ne pas avoir repondu sur le fil d'origine?

Si tout le monde se mets a ouvrir un nouveau fil pour repondre a une intervention, les forums vont etres vite illisibles...

21 août 2016
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Parce que la dernière inter sur ce fil date du 13 Août...

21 août 2016
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OK, au temps pour moi.

21 août 201621 août 2016
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Ca n'a pas pas d'importance ! La plupart des intervenants ne regardent pas les dates des interventions, mais le contenu des posts. Ce qui me parait tout à fait pertinent... Et un peu plus bas tu as la démonstration qu'ouvrir un nouveau post complique la lecture et la compréhension du sujet...

21 août 2016
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Reflechi, remplace la force qu'exerce la dérive ou la quille par la gravité pour un avion et tu verras que aile ou voile c'est bonnet blanc et blanc bonnet !
Et les voiles ailes des AC c'est une voile ou c'est une aile ?
Et les ailes de kyte elles volent ou elles avancent sur l'eau voir les deux ?
Tu vois que la seule différence qu'il y ai entre une voile et une aile c'est sa fonction finale ...

21 août 201621 août 2016
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Bonjour.
Il y a tout simplement à comparer entre un profil non-épais et un profil épais. le terme d'aile pourrait ne pas être employé, ce qui éviterait certains amalgames.
De toute évidence, avec des embarcations rapides, les ailes apportent un tel gain de puissance qu'elles en deviennent très profitables.
www.voiles-alternatives.com[...]pic.php
Pour des voiliers lents, le bénéfice est ailleurs : meilleure remontée au vent, moins de gite, absence de faseyement. On y viendra vraiment le jour où tout cela sera très au point, fiable, facile d'utilisation.
www.voiles-alternatives.com[...]pic.php
www.voiles-alternatives.com[...]pic.php

21 août 201621 août 2016
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Certes, mais les avions, planeurs, parapentes, et autres deltaplanes ont besoin de vitesse pour créer la portance. Les voiliers, planches à voile et chars à voile ont besoin d'une force opposée à la force aérodynamique pour développer une composante propulsive. Bon, j'abandonne, de toutes façons, on s'en fout, le principal, c'est que nos voiliers avancent dans le bon sens. :acheval: :acheval: :acheval:

21 août 2016
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?????????????????????????????

Et les voiliers, ils n'ont pas besoin de vent ???

Que le profil de l'aile se déplace dans un fluide immobile, ou que le fluide circule autour du profil de la voile, ça change QUOI à l'histoire ???

21 août 2016
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Ben c'est bien le problème, ce que cela change, je ne suis à priori pas capable de l'exprimer suffisamment clairement pour que ce soit compréhensible, désolé.

21 août 2016
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Bonjour,
je n'ai pas tout suivi... Le topic original se situe où? Ca m'interesse.
Polo

21 août 201621 août 2016
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Évidement qu'il y a une différence énorme entre un avion et un bateau. Le premier doit s'envoler ! Autant dire qu'il lui faut une portance énorme comparée à un voilier.
Sinon, les principes aérodynamiques en jeu sont quasi identiques.

21 août 2016
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Sinon, les principes aérodynamiques en jeu sont quasi identiques.

NON.

Ils ne sont pas quasi identiques. Ils sont strictement identiques.

21 août 2016
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Exact. Les modifications en jeu se situent sur le type de profil.

21 août 2016
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Hormis qu'un avion se déplace dans un fluide unique avec ses propres principes physiques, alors qu'un voilier se déplace sur l'interface de deux fluides dont l'un est (grossièrement) 800 fois plus dense que l'autre et que les paramètres sont de ce fait totalement différents.

21 août 201621 août 2016
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Les principes de portance restent strictement le même !
Qu'il y ait des différences entre les deux configurations est une évidence.
Les ailes actuelles employées sur les bolides à foils sont très proches des ailes d'avion.
Les ailes des engins de vitesse sont la plupart asymétriques: on ne fait qu'un seul bord. Et là la similitude d'avec les ailes d'avion est encore plus flagrante.

21 août 2016
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www.hisse-et-oh.com[...]ca-vaut
Le mât en treillis tubulaires : une curiosité qui s'avère une injure à l'aérodynamique maitrisée…

21 août 201616 juin 2020
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Avion ou voilier, tout se résume à un croquis.
Par contre pour faire voler les 78 tonnes d'un Airbus A320, il est clair que le profil de l'aile n'est pas le même que celui d'un AC45.

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la portance est meilleure avec un profil courbe mais on peut faire voler une planche ...
il y a donc un autre élément à prendre en compte : l'angle d'incidence.
Il est remarquable de voir la quantité d'air qu'un avion projette vers le bas (j'en ai eu l'opportunité dans la marina à Lisbonne : les avions qui arrivaient passaient dans de petits nuages de brume qui se trouvaient projetés vers le bas et disparaissaient dans l'air plus chaud vers le bas.

21 août 201621 août 2016
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L'angle d'incidence, c'est ce qui permet à un hélico de voler en faisant varier le pas des pales pour augmenter ou diminuer la portance et l'inclinaison du rotor pour avancer, reculer ou faire des translations. Les pales ont d'ailleurs un profil symétrique. Mais cela nous éloigne encore plus de nos voiles...

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l'angle d'incidence ne concerne pas que les hélicos mais toutes les ailes y compris non voiles
au portant avec un angle d'incidence énorme nos ailes ont décroché, sur un aéroplane c'est la chute sauf si réduction de l'incidence.
Il faut savoir que si une aile (voile) décroche à un certain angle il faudra revenir à un angle nettement plus réduit pour revenir en régime laminaire.

une expérience amusante en dériveur de sport : avec un vent régulier, border plat vent de travers puis loffer doucement et observer ce qui se passe ...
un débutant peur dessaler au moment où les filets d'air repassent en laminaire.

21 août 201616 juin 2020
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Vues de la marina de Lisbonne, les ailes d'avions de ligne ont une sacrée allure !

22 août 2016
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Ce que l'on voit sur la photo, ce sont les "flaps" et volets de courbure.
Dans le prolongement de l'aile pendant le vol, ils sont abaissés progressivement à l'atterrissage pour diminuer la vitesse et augmenter la portance en creusant le profil ou augmentant la courbure...
Il est vrai que les ailes des avions de ligne sont un peu surprenantes et termes purement esthétiques....
Les ailes de planeur c'est autre chose....le profil à l'État pur!
Le summum de la performance aérodynamique....
Mais depuis quelques années, les recherches plafonnent en terme de rendements.avec la mise au point des profils laminaires, on a atteint un seuil....
Maintenant, pour augmenter la finesse, on augmenté l'allongement....
Mais je ne vais pas vous servir mes cours.....
Aile de planeur.....voile..... même combat!
Mais ne nous trompons pas....pour le pilote d'avion, l'air est un support.....
Pour le vélivole, l'air est un moyen!
À méditer .......

21 août 2016
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En terme d’énergie les choses sont différentes: un avion à une énergie potentielle (altitude) + cinétique (sa vitesse) + moteur. Le voilier = que sa vitesse (beaucoup plus basse) + le vent. En plus Le voilier est en interaction avec l'eau, pas l'avion. Donc comparer les forces mises en jeu est faux au départ.

21 août 2016
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Ben voilà, ça commence à venir...

21 août 2016
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l'energie potentielle d'un avion n'a rien à voir, en palier, un avion vole quand meme, et pourtant son energie potentielle ne varie pas. La vitesse d'un avion ou celle d'un bateau, c'est meme limonade, qu'elle soit générée par un moteur ou le vent, c'est toujours le déplacement dans la masse d'air (ou le mouvement de la masse d'air autour, ce qui veut dire la meme chose, juste pas dans le meme referentiel). Que la vitesse par rapport à cette masse d'air soit due à un mouvement de la masse d'air (le vent) ou à une propulsion (moteur sur un avion), ca ne change strictement rien d'un point de vue aérodynamique: les filets d'air se déforment au contact du profil.

21 août 2016
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Dans ce topic, j'ai un peu l'impression de voir le serpent se mordre la queue.

21 août 2016
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Il n'y a aucune différence conceptuelle entre une aile d'avion
et une voile. D'ailleurs dans les années 30 40 un livre de vulgarisation à l'usage de petits amateurs pour fabriquer ses voiles portait le titre: "Construit ton aile".
Il est toujours triste de constater que des phénomênes pourtant assez simples à comprendre ou à observer, et avec une des théories déjà établie il y a près de 400ans et de études aérodynamiques et hydrodynamiques innombrables depuis plus de 100ans, sont toujours aussi mal comprises voir incomprises.
Curieusement aussi les principes fondamentaux d'action réaction, quantité de mouvement, mécanique des fluides, etc.. et j'en passe ont toujours du mal à passer.
L'Expérience très simple de faire soulever en soufflant tangeantiellement à sa surface une feuille de papier était présentée dans les années 50 par simili Walt Dysney à l'usage d'enfants américains de primaire!!!!!!
Quand à l'air appuyant sur une surface on peut rappeler qu'après les cerf volants chinois le premier saut en parachute date de 1797 par Garnerin.
Les explications théoriques complètent sont passionnantes mais demandent un minimum de réflexion et en fixant de bons référentiels.
L'étude des polaires, des régimes laminaires et tourbillonnaires (que les oiseaux maitrisent à la perfection, est à vivement conseiller.

21 août 201621 août 2016
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Tiens, il me vient une idée: un hydroglisseur ne pourrait pas naviguer à la voile, n'ayant pas de force à opposer à celle s'exerçant sur la voile... bon, j'ai un apéro sur le feu, à plus tard :acheval:

21 août 201621 août 2016
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"Si ma tante en avait on l'appellerait mon oncle, et si mon oncle en était on l'appellerait ma tante. En tout bien tout honneur, naturellement. Poil aux organes de remplacement."

Pierre Dac

Si on enlève la propulsion de l'hydroglisseur, on pourrait le faire avancer avec une aile verticale.

Très mal sans doute, mais on pourrait

Si on on ajoute une aile horizontale à un hydroglisseur, on pourrait espérer le faire voler…

21 août 2016
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Là, mal à la tête...

21 août 2016
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Même réponse qu'aux stagiaires débutant en voile:
"C'est comme une aile d'avion. Je pourrais t'expliquer, mais tu comprendrais pas!"

21 août 2016
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Heureusement que les mouches ont des ailes !!
Car, sinon, avec certain(s), elles auraient mal au fondement...
Quelle fatuité que d'ouvrir un nouveau fil, uniquement pour convaincre...
:litjournal: :lavache: :jelaferme:
:acheval:

21 août 201621 août 2016
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Ce n'est pas spécialement pour convaincre, tu sais, à mon âge, on sait depuis longtemps que quoique l'on puisse exposer, certain(s) resteront de toutes manières sur leurs positions seulement parce que ce que tu tentes d'expliquer ne rentre pas dans leur schéma de pensée. Simplement, je pensais que ça méritait un petit débat. Bon, ben, je vois que ça dérange, alors je me retire sur la pointe des pieds... :acheval: :acheval: :acheval: :acheval:

21 août 2016
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@hoolof, 2 questions à la périphérie du sujet :
1) pourquoi exercer un "droit de réponse" - terme qui porte un sens juridique - alors que le fil d'origine est toujours actif et que vous n'êtes pas interdit de publication ?
2) pourquoi ne pas continuer simplement sur le fil d'origine et en ouvrir un nouveau ?

21 août 201621 août 2016
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Les questions ont déjà été posées, et il en a été pris acte. Promis, il ne le refera plus ;-)

21 août 2016
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Ben je l'ai dit plus haut, le fil est inactif depuis le 13 Aout, bon, c'est vrai que j'aurais pu continuer dessus. Sur ce, on va considérer que le sujet est clos.

21 août 201621 août 2016
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Dommage de clore un tel sujet !
La portance est un phénomène très complexe, dont l'approche est souvent trop simplifiée, ne montrant qu'un aspect des choses.

Ainsi la feuille sur laquelle on souffle (la capote de 2 cv aussi !) met bien en évidence la loi de Bernoulli que Magnus utilise avec ses cylindres tournant
Flettner traversera l'Atlantique avec ce gréement, Cousteau le modifie en soufflant un côté du cylindre avec un ventilateur.

Il y a une expérience amusante plus marquante encore que la feuille de papier :

Il faut
- une bobine à fil à coudre (celle avec un gros trou central)
- un disque de Bristol d'une dizaine de cm de diamètre
- une épingle plantée au centre du disque

Placer le disque sous la bobine tenue verticalement avec l'épingle dans le trou.
Bien sur si on lâche le disque il tombe.

Et si on souffle par le trou supérieur de la bobine ?

Essayez !

Mais la portance ne se limite pas a cela
Ainsi un Airbus de 190 tonnes déplace à grande vitesse au décollage 400 tonnes d'air par seconde !
Il y a là un effet action réaction : L'avion reçoit une poussée égale à celle qu'il a exercée pour déplacer cette masse d'air.

Une voile tire donc aussi sa force de la quantité d'air qu'il a pu ralentir et dévier

slideplayer.fr[...]303685/

21 août 2016
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J'y comprends rien, à Bernouilly, à Reynolds et autres...
On avait une passion, vous en faites une science!!!
Bonnes navs à tous
Polo

21 août 2016
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Oui mais c'en est une. D'autant que pour vraiment comprendre les détails de la génération de portance, il faut déjà avoir une connaissance pratique des équations d'Euler... Bon courage !

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avec Euler, je décroche ! (trop d'incidence sans doute !)

21 août 2016
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Perso, après toutes les lectures théoriques, voici comment j'interprète cette notion de portance sur un avion et une voile de bateau.
On part du même point, la somme (vectorielle) des forces exercées sur une voile courbe, le point d'application de la force vélique étant le "centre de voilure".
Ensuite c'est tout bête, pour un voilier on peut décomposer cette force sur un axe ,celui du bateau, et son orthogonal, on obtient 2 composantes , la force de "gite" et la force propulsive... Vous connaissez la suite, la 1ère va constituer avec la force anti dérive sur la quille le couple de chavirage qui sera compensé par le couple de rappel, et la 2ème, la propulsive, ne sera compensée que partiellement par la trainée hydro, donc le voilier avance..
Maintenant si on étudie que les performances d'une aile, il n'y a plus d'axe du voilier mais on utilise l'axe du vent et son orthogonal. C'est ce qu'a fait Mr Eiffel, et rebelote on décompose la même forces sur ces 2 axes pour avoir 2 autres composantes, la portance et la trainée.. Qu'est ce que cela apporte dans la compréhension ? C'est la notion d'angle d'incidence de la corde du profil avec l'axe du vent, on constate que la portance augmente très vite jusqu'à un maximum, le fameux 15-20° que tout le monde cherche à visualiser, puis diminue alors que la trainée augmente..

Mais il ne s'agit que de décomposer une même force selon un référentiel d'axes différents, pour un voilier cela à son importance car le voilier avance " de travers" de 10-15° au près, et nos repères visuels sont le bateau lui même, donc il faut comprendre ainsi, les conséquences et le pourquoi du 'limite faseillement", plus on choque de l’écoute,plus on oriente la force vélique sur la composante propulsive.. Et en même temps on doit garder l'angle d'incidence dans la bonne plage..
Pour un pilote d'avion, je suppose que la vitesse du vent apparent est très proche du vent vitesse donc très proche de l'axe de l'avion, la décomposition selon l'axe du vent est la plus représentative..
En tous cas ce qui me laisse perplexe, ou un peu songeur, c'est que cette dualité de décomposition vectorielle d'une même force, ben je peux vous dire que plus d'un instructeur-moniteur de voile n'y ont strictement rien compris du tout..

foils.wordpress.com[...]nce-13/
spiral.ffvoile.fr[...]ownload
Bravo à tous pour le fil..

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