Physique du navire

En français je ne connais pas de livres, sinon en anglais:
Aero-Hydromechanics of keel yachts, J.Slooff, essentiellement sur bateau/voiles
Physics of sailing, John Kimball: bateau voiles et un peu environnement (vent, vagues, etc)
Un petit faible pour: The symmetry of sailing, Ross Garrett, série d'articles sur différents sujets, moins structuré que les autres, de "la physique du vol de l'albatross" à "quelle granularité pour une surface mouillée, en passant par voilier et systèmes de vagues... plein de sujets différents et intéressants, très plaisant à lire.

Merci pour le syllabus. Le premier chapitre correspond parfaitement à ce que j’imaginais.
C’est dans cet esprit que j’aimerais me constituer une agrégation de contenus partant du basique à un corpus plus technique, aboutissant aux résultats connus et permettant par la suite d’avoir en tête des formules grossières pour la pratique.
Merci à vous 3 pour les références et surtout à vous deux pour ne pas avoir méprisé ma demande et l’avoir pris au sérieux.

Regardes du coté de l'ENSTA :
www.ensta-paris.fr[...]l-ensta
ou avec gogol cherches : hydrodynamique du navire

Merci à vous.
Je ne pensais certainement pas avoir autant de succès !!!!

La physique de la voile est totalement inutile à la pratique. Elle est par contre utile à l'architecte naval qui conçoit les voiliers. Le pratiquant,lui, n'a besoin que d'expérimenter et constater le résultat de ses actions. Il progresse en affinant ses perceptions. Le raisonnement n'a vraiment rien à voir là-dedans.

La "physique du navire" est totalement inutile au barreur ou au manoeuvrier, car on ne barre ni ne manoeuvre avec des théories ou des formules, on barre avec ses fesses, c'est à dire avec ses sensations et perceptions. L'illusion est fréquente chez les débutants très scolarisés de pouvoir shunter le long apprentissage perceptif nécessaire à un bon niveau de barre par des connaissances théoriques c'est à dire de sciences physiques. c'est un leurre complet qu'encourage l'idéologie académique dans laquelle nous sommes tous plongés dès la maternelle. Les savoirs de science physique n'ont strictement rien à voir avec ce qu'utilise un barreur pour barrer qui sont des signaux perceptifs. La voile est une pratique pragmatique et c'est bien pour celà que les auteurs anglo-saxons en parlent beaucoup mieux que les auteurs français.
Tout comme il existe une physique académique enseignée dans le secondaire, il existe une physique de vulgarisation utilisée dans les manuels de voile, qui n'a rien à voir avec la science physique. C'est une physique admissible par le sens commun (forcément puisqu'elle est supposée être utilisée dans la pratique) alors que depuis Galilée la physique contredit le sens commun. On aboutit ainsi à des énormités comme les explications "venturiennes" de la portance aérodynamiques ou celles encore plus comiques de l'effet de pas d'hélice ou de l'intérêt du dévers de la chute d'une GV. J'aimerais que les tenants de la physique académique m'expliquent la théorie aérodynamique qu'ils utilisent pour régler leurs voiles? Se basent ils sur l'effet Coanda? sur la théorie de kutta et Jukowski? ou celle d'Hoffman et Johnson? En fait, ils font comme tout le monde mais ne s'en rendent pas compte, aveuglés qu'ils sont par l'idéologie académique: Ils regardent leurs penons de guindant de foc et de chute de grand voile, évaluent à l'oeil les volumes de leurs voiles et se fient aux sensations de barre lorsqu'ils barrent avec une barre franche. Les "volumes" de physique n'y ont aucun rôle.

Je ne crois pas me tromper en pensant que le post d'Alex 72 concerne la pratique de la voile et sa pédagogie: "comprendre le fond des choses avant de chercher à les simplifier lors du passage à la pratique", "fournir un canevas simplifié pour la pratique", "progressivité pédagogique". Si la physique du navire l'intéresse, c'est bien dans une visée pratique (la pratique de la voile), voire pédagogique. Ce faisant il enfonce l'énorme porte ouverte de la pratique de la voile comme application de la physique, selon le schéma académique bien connu. Dans cette logique, il parait évident de comprendre d'abord les principes physiques régissant la conduite d'un voilier avant, comme il le dit, de passer à la pratique. Apparemment, de nombreux héotiens sont d'accord avec lui. Il ignore que celà fait maintenant 50 ans que la pédagogie de la voile est passée de la logique de l'engin à la logique de l'individu, suite aux travaux des équipes de profs de l'ENV dans les années 70 (actualisant à la voile les recherches en EPS dans les autres sports à la même époque. Et l'on doit tout ça à De Gaulle, qui n'a pas fait qu'aider Tabarly. Ces travaux ont progressivement révolutionnés l'enseignement de la voile, très progressivement car ils se sont heurtés à la resistance de la FFV ou des Glénans, autre grande instance dans l'enseignement de la voile. Tous les professionnels de l'enseignement de la voile (les fameux BE) ont été formés à ces démarches (dans la droite ligne du projet gaullien) et l'on peut dire qu'aujourd'hui, cette véritable révolution épistémique est achevée. On en trouve la trace éclatante dans l'évolution, au fil des remaniements réguliers, de la fameuse "bible" des Glénans. La 1ère édition, rédigée par P.Harlé en 1962 est un véritable traité d'architecture navale. Les 2 suivantes, rédigées par le tandem Goldschmidt-Abraham, comporte 40 pages de théories physiques et de très nombreuses considérations sur les rapports entre la théorie et la pratique. La place de la physique ira en diminuant dans les éditions suivantes coordonnées qu'elles sont par des professionnels de l'enseignement de la voile. C'est à dire que même dans une institution aussi étanche aux influences extérieures que les Glénans, cette logique de l'individu a fini par s'imposer. Ce faisant, les pays latins (car l'espagne et l'italie ont suivi) ont rejoint les pays anglo-saxons (où la logique pragmatique existe depuis bien longtemps). Car cette "logique de l'individu" est très proche, même si elle n'est pas exactement la même, de la logique pragmatique anglo-saxonne.
L'apprentissage de la voile est une question d'individu, c'est à dire que le débutant doit résoudre des problèmes d'équilibre, de positionnement dans l'espace, doit adapter ses schèmes terrestres inadaptés au support instable qu'est un voilier. Il doit également se débarasser de ses "propositions tenues pour vrai" telles que "la ligne droite est le chemin le plus rapide d'un point à un autre" ou que "la vitesse est proportionnelle à la force",et ceci est valable jusqu'au plus haut niveau. Nous sommes aujourd'hui très loin de l'approche qu'Alex 72 voudrait approfondir.

J'ai cité, dans mon post précédent, le fameux dévers de la grand voile miraculeusement adapté à l'adonnante du vent apparent en altitude, car il me parait être un papier-collé du melon bien connu compartimenté pour être mangé en famille. Je retrouve cette tarte à la crème depuis 50 ans dans tous les manuels. Ainsi, dans un des derniers (l'art et la science des voiles, Zeraq, 2018), les auteurs, responsables de la voilerie North sont bien obligés de reconnaitre que cette adonnante est sans aucun rapport avec le dévers en question. Ils donnent (p 79) un vrillage de 10 degrés pour la GV et de 17 degrés pour le foc pour 8 noeuds de vent réel, et de 18 degrés pour la GV et de 20 degrés pour le foc dans 20 noeuds de vent réel, alors qu'un graphique adjacent donne une différence de 3 degrés de vent apparent entre le niveau de la mer et le sommet du mat du même voilier (TP 52)! Ils invoquent alors une autre cause à ce vrillage : la réduction de la trainée induite produit par le tourbillon marginal en tête de mat dans le petit temps et la réduction volontaire de la portance en tête de mat dans le vent plus fort. C'est un bel exemple (et il y en a beaucoup d'autres) de "physique fictive pour la voile", qui ne part pas du tout de principes physiques établis comme elle le prétend mais bel et bien de la pratique. Ici, puisque les voiles ont forcément un dévers (par contrainte mécanique), on va trouver une justification scientifique, pour respecter ce fameux schéma de pratique application de la théorie.

La logique de l'engin (la science physique) est non seulement d'aucun intérêt dans la pratique et l'apprentissage de la voile mais cette logique de l'engin produit un boulgi-boulga conceptuel lorsqu'elle est introduite dans les manuels d'initiation. Alex 72 a bien raison de protester contre les incohérences et les approximations de ces vulgarisations, mais il a tort de vouloir chercher mieux pour "comprendre le fond des choses avant de passer à la pratique¨.

a chacun de voir si la physique est utile ou pas pour naviguer
pour ma part je me suis donné le mal de calculer le centre de derive et le centre velique de Calypso et ainsi j'ai une idée de la quête que je dois mettre ou pas au greement ..si la mature est mal reglé dés le depart j'aurais bon regardé les penons ça ne m'avancera guere
Idem pour la stabilité que j'ai recalculé ça m'a permis d'enlever 150kg de lest ,c'est toujours ça de pris ..
Ensuite en changeant mes voiles j'ai calculé que je pouvais augmenter la surface j'ai donc commandé un genois plus grand ..

Pour répondre au besoin initial, pour comprendre la stabilité d'un bateau, j'ai beaucoup apprécié et appris jouer avec delftship, qui permet de voir les changements de stabilité statique du bateau en fonction des différents volumes.

Maintenant, il faut reconnaître que les deux approches sont lacunaires, et complémentaires :
- non seulement le singe n'a pas besoin de comprendre la gravité pour aller cueillir une banane, et serait mort de faim s'il s'était mis une telle contrainte
- mais en plus le grand physicien lui-même ne peut que reconnaitre que lui non plus, il n'a pas tout compris à la gravité

Ca reste intéressant, et amusant, d'essayer de comprendre.
Mais pas que.
L'experience, vous l'intégrez dans cette "boite noire" qu'est votre cerveau : il ne peut pas tout retenir, mais il agglomère des modèles de comportements sortis de nul part, simplement parce qu'ils fonctionnent "pas trop mal". Ca reste un processus très lent, et fondamentalement lacunaire, parce que l'on ne peut s'être entraîné qu'à ce que l'on a déjà vécu.
A l'inverse, la théorie offre généralement un modèle simple (voir simpliste) d'une réalité bien plus complexe, mais elle a l'avantage d'être "courte" à retenir.
Par contre, sur le terrain, elle nécessite souvent trop de temps pour offrir une réponse dans un délais raisonnable. Aussi, elle est bien souvent pas adaptée aux conditions réelles.

Par exemple, la stabilité d'un navire :
généralement, elle est calculée sur une eau à la fois plate, et horizontale.
Vous ne trouverez pas de système qui vous propose de calculer la stabilité d'un navire sur de l'eau en pente.
Le problème, c'est qu'en mer, il y a ce que l'on appelle de la houle, et des vagues : l'eau n'est ni plate, ni horizontale. (et pourtant, on est encore dans un modèle statique)
Parfois, la théorie peut même aller jusqu'à préconiser l'exact inverse de la pratique.
Perso, mon plus grand étonnement aura été cette nav où pour barrer droit, il fallait que barre à tribord quand la vague poussait le bateau à tribord, et à bâbord quand la vague nous ramenait à bâbord, ce qui semblait en théorie complètement con.

La théorie sur les voiliers devient rapidement si compliquée que toute modélisation simple devient aussi approximative que le seul ressenti d'une experience partielle.

In fine, on apprends en lisant des bouquins, et on apprends en naviguant.
On s'amuse avec l'un autant qu'avec l'autre.
Et aucune n'a plus "raison" que l'autre, il faut savoir rester ouvert d'esprit, même quand on croit tout savoir.
Mais vu que l'objectif est quand même de savoir naviguer "en vrai", on peut dire que seule la pratique est absolument indispensable.

Il y a plein d'explications sur la physique des voiliers qui sont faussées et trop compliquées pour quelqu'un qui veut apprendre à naviguer.
Je vous conseille vivement d'y aller visiter le web de la NASA sur les ailes des avions où vous trouverez des explications des théories incorrectes eta une orientation sur la bonne voi pour comprendre tout ça. Simple, progressif, adaptée et correcte avec la physique moderne.

"There are many explanations for the generation of lift found in encyclopedias, in basic physics textbooks, and on Web sites. Unfortunately, many of the explanations are misleading and incorrect"

www1.grc.nasa.gov[...]s-lift/

Bonjour, il y a ce livre de Dominique Presle et Dominique Paulet "Architecture navale, connaissance et pratique " Éditions de la Villette de 1998 et 2005. Bateaux voile et moteur. 487 pages🤔

bonjour à tous, le sujet revient et je pense à Holothurie. je m'intéresse aux pilotes automatiques en compétition (exemple Vendée Globe) et je constate que pour améliorer les appareils on demande aux régatiers de décrire leurs réactions dans une situation donnée puis on essaye de faire répliquer les manoeuvres par l'appareil. pour y parvenir on analyse les données utilisées par le barreur et on essaye de récupérer des informations provenant de capteurs pour, par l'intermédiaire d'un algorithme, reproduire le geste du barreur (enclenchement, vitesse, intensité, sens). dans les régates la théorie n'est utilisée que comme moyen d'alimenter la réflexion ce qui place l'usage de la théorie dans la logique d'aide à la navigation mais en aucun cas comme le moyen unique de décision d'action. apprendre permet de comprendre, l'action est d'une autre nature et comporte une dimension subjective et concrète. on essaye toujours de s'améliorer, la persévérance dans la pratique ou dans la connaissance technique est indispensable.

Sujet de physique (un des), concours Mines Ponts de la semaine dernière

cpge-paradise.com[...]023.pdf

PS : "architecture du voilier" de Pierre Gutelle déja cité = topissime.

Dans les références de livres, je glisse quelques "oldies but goodies" que l'on trouve facilement d'occasion pour pas cher. Il y a eu Alain Gliksman qui a écrit un ouvrage avec une bonne présentation des forces en jeu, et aussi jean Merrien qui a bien synthétisé les notions physiques.
Bien sur tout ça date de 50 ans, mais si dans une brocante on tombe dessus , je pense que ca vaut le coup de les avoir en complément des ouvrages précités.

Dans les livres de référence, il y a aussi Aero-hydrodynamics of sailing de C A Marchaj. La lecture en est quand-même un peu aride et il doit être difficile à trouver, mais il existe apparemment des versions pdf.

Ajustage et reglage des voiles de Marcel Olivier est tres bien fait

Selon lui l’adonnant en tête de voile est dû à un vortex de Prandtl
fr.m.wikipedia.org[...]rtantes