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Les voiliers

Dans l'image ci-contre, on peut voir une voile (en rouge) gonflée par le vent. Le vent (représenté en bleu foncé) gonfle la voile en créant un écoulement « laminaire ». Cet écoulement produit une poussée (une force) représentée en vert. Cette force a deux effets :

 
- Une composante de la poussée fait avancer le bateau
- Une composante de la poussée fait gîter (pencher) le bateau
 

L'angle d'incidence est l'angle que fait la direction du vent avec l'axe du bateau. Il est d'environ 25 à 30 degrès, à l'allure du près serré. Un écoulement laminaire est idéal pour le rendement de la voile. Il produit une poussée maximale.

Le voilier : une merveille d'équilibre entre 4 forces

Extrait du livre « Au large : Croisière et course, par Alain Gliksman » :
Un voilier en marche est soumis à l'équilibre de 4 forces égales et opposées 2 à 2, et des couples qu'elles forment entre elles.
Deux ont des actions positives :

• la résultante de la voilure (force de poussée) R
• la flottabilité (poussée d'Archimède) F.

Les deux autres ont des actions négatives :

• la résultante des forces dynamiques exercées sur la coque (force de dérive) D
• le poids du bateau P.

Le couple formé par les forces R et D est variable en fonction de leur point d'application.
Les valeurs de F et de P étant constantes et le point d'application de P fixe (centre de gravité du bateau), c'est le centre de F (centre de carène) qui se déplacera pour équilibrer le couple R – D.

Si l'on projette les 4 forces R, F, D et P dans les 3 plans : transversal, longitudinal et horizontal, on observe les phénomènes suivants :

• dans le plan transversal, R et D constituent un couple inclinant équilibré par le couple de redressement, constitué par les forces F et P.
• dans le plan longitudinal, le couple inclinant longitudinal constitué par R et D est équilibré par le couple de redressement longitudinal des forces F et P.
• dans le plan horizontal, lorsque le bateau marche en ligne droite, il n'y a aucun couple, les forces R et D sont opposées sur le même axe, tandis que F et P, perpendiculaires au plan, n'ont pas d'influence.