Description

La S’WING est une aile (wing) pendulaire (swing) qui repose sur le principe d’un parapente transposé sur un plan horizontal. L'équilibre aérodynamique de l'aile se stabilise selon la polaire du profil en fonction du vent relatif et du réglage d'assiette. Quel que soit le cap choisi, l’incidence se maintient sans intervention. Pour changer de bord - vent arrière - il suffit d'inverser un petit levier.

De plus, l’inclinaison de la voile au vent permet d’avoir, comme sur les planches à voile ou les kites (ou le Sail Rocket), une traction ascendante sur le bateau (à la différence des voiles classiques qui l’écrasent dans l’eau).
Cette aile permet de tracter tout engin capable de maintenir un cap sur eau, sol dur, glace, neige, etc., en fonction des équipements (flotteurs, foils, roues, patins, skis…).

Prototypes en image

La série de photos suivante présente différentes versions du gréément et des flotteurs réalisés.

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Le principe

Etat de la technique actuelle et présentation de l'invention

Pour naviguer à la voile il faut maintenir l’incidence correcte de la voilure par rapport à la direction du vent. Les interventions sur les réglages de la voilure qui nécessitent des manœuvres délicates et des efforts de tension très importants sont limitées autant que possible. Tant que les fluctuations de direction du vent restent modérées on préfère dévier le bateau plutôt que de modifier les réglages de la voilure. En conséquence il faut intervenir fréquemment sur le cap, et la trajectoire vers la destination est rallongée.

La poussée du vent sur les voiles incline les bateaux et augmente la traînée. Sur les monocoques cette inclinaison est limitée par du lest généralement suspendu à la quille. Cela alourdit le bateau et limite l'évolution en eaux peu profondes. Sur les multicoques on utilise de grands flotteurs latéraux qui n'éliminent pas le risque de chavirage. Les planches à voile inclinées au vent et les kitesurf tirés par cerf-volant bénéficient - au contraire - d’un allègement réduisant la trainée, mais leur pilotage acrobatique les réserve à des sportifs entraînés.

Sur les gréements les plus couramment utilisés la voilure est tendue fortement entre le haut du mât et la bôme afin de maintenir un profil aérodynamique performant, ce qui implique des efforts de compression très importants sur le mât.

D'autres types de voiles sont parfois disposés à l'avant, spinnaker notamment. Elles sont réservées aux vents portants car il est difficile de leur donner un profil aérodynamique performant et leur empannage implique des manœuvres délicates.

Les dispositifs selon l'invention suppriment ou réduisent ces inconvénients :

On a adopté le concept pendulaire qui régit la stabilité aérodynamique des parapentes et deltaplanes dans le plan vertical, mais transposé dans le plan horizontal. Il n’est plus nécessaire de modifier le cap pour dévier la voilure, car elle pivote indépendamment du bateau et maintient sans intervention son incidence par rapport à la direction du vent.

La fixation pendulaire du dispositif sur le bateau, sur laquelle s’exerce la force de traction, est beaucoup plus basse que le centre de voilure sur les bateaux traditionnels. En conséquence le couple de renversement est beaucoup plus faible et il n’est pas nécessaire de recourir à du lest ou à de volumineux flotteurs pour limiter la gîte. L'inclinaison de la voilure vers l’arrière oriente la poussée du vent vers le haut, ce qui allège le voilier et réduit sa traînée. Les forces nécessaires pour maintenir le profil aérodynamique de la voile sont supportées pour l'essentiel par les suspentes reliées à la patte d'amarrage.

L'ensemble voilure - gréement étant indépendant du bateau, il peut être déposé pour les manœuvres sans vent ou largué en cas de sinistre.

A l’arrêt et dans les vents faibles, une structure reposant à l’avant sur de petits flotteurs pivotants peut supporter la voilure, mais lorsque le vent est suffisant elle peut être soulevée pour une navigation plus sportive.

Il faut noter que les dispositifs selon l'invention ne permettent pas de virer face au vent. Cet inconvénient, que l’on retrouve aussi sur les anciens voiliers, les kitesurf, les praos et autres engins, est compensé par la facilité avec laquelle les diverses manœuvres peuvent être réalisées. Pour voir une démonstration en images du déroulement d'un empannage, cliquez ici.

Quelques applications de la S'Wing

La S'Wing permet de tracter toute sorte d'engin sur eau, sol dur, glace, neige, etc. La seule limite à l'utilisation de cette aile est l'imagination de son possesseur ! Flotteurs, foils, roues, patins, skis, tout fonctionne !

La série de figure ci-dessous présente quelques exemples d'utilisation.

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Les avantages de la S'Wing

S'Wing
Voiliers classiques
Bateau
Peuvent contenir flotteurs, carènes, divers bateaux
Voiliers (avec dispositifs anti gîte)
Gréement
Indépendant du bateau sur flotteurs annexes
Mâture, espars, agrès, intégrés au bateau
Voilure
Pendulaire, auto orientable
Type Marconi, foc, spi
Inclinaison de la voile
Selon angle désiré pour soulager le bateau
Gîte du au vent (augmente la traînée et ralentit le bateau)
Poussée au vent
Vers le haut (pour soulager le bateau)
Vers le bas (à cause de la gîte), augmente la traînée
Point d'application
Sur un pivot au niveau du pont
Au centre de la voilure (environ 1/3 de la voile)
Couple de renversement
Réduit
Fort (exige des dispositifs anti gîte)
Dispositions anti gîte
Peu concerné
Lest, quille profonde, ballastage, grande largeur des multicoques
Diverses manœuvres
3 réglages au poste de commande
Procédures complexes qui mobilisent l'équipage
Orientation des voiles
Automatique, sans intervention
Interventions sur la barre nécessaires pour s'adapter aux fluctuations du vent
Trajectoire
Directe au cap
Rallongée par les déviations dues aux fluctuations du vent
Réglages des voiles
Seulement en cas de changement météorologique
Nombreux et complexes aux manœuvres et fluctuations du vent
Manœuvres
Leviers de commande (sans effort)
Réglages de câbles et cordages par palans ou winchs
Changement de bord
Stabilité peu affectée
Déplacer l'équipage et charge lourde, lofer si nécessaire
Virement vent de face
Empannage dynamique (petite perte au vent)
Virement bout au vent
Virement vent arrière
Empannage aisé, sans effort
Empannage classique
Spinnaker
Inutile
Gréer et régler
Louvoyage
Empannages dynamiques avec petite perte au vent
Virements bout au vent
Risques d'accrochage
Limités car bateau sans appendice
Quilles ou dérivées profondes sur hauts fonds, algues, baleines
Risques de retournement
Limités
Critiques sur les multicoques
En cas de sinistre
Voile-structure facilement larguées
Cisailler les câbles, abattre le mât, remonter la dérive
Sauvetage
Le bateau peut constituer une cellule de survie
Il faut une annexe de secours
Stockage
Voile-structure larguées sur bouée ou au sol
Voile affalée mais gréement encombrant
Petits déplacements
Au moteur (petit bateau sans gréement ni quille)
Voilier encombrant

Modélisation de la S'Wing

Empannage

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Prototypes en vidéo

Ce projet a commencé par la validation du concept grâce à des calculs complexes. Puis a suivi la construction de prototypes de plus en plus avancés afin de tester le concept en navigation. Les vidéos ci-dessous dressent un historique de ces prototypes et présentent un virement sous différents angles.