Les carènes des bateaux à moteur

À bord d’un bateau à moteur, on recherche généralement un compromis entre vitesse, confort/tenue de mer et consommation. Chaque application d’usage déplace les curseurs de ces trois paramètres. 
Pour les matérialiser, les architectes disposent de toute une panoplie de solutions techniques. Il s’agit des formes de coques proprement dites mais aussi de détails techniques qui génèrent de forts effets.
Sep 25, 2024

1. Les formes de coques

1.1 Les coques arrondies

Trawler Helmsman 31 Sedan et sa forme de coque arrondie

Les coques arrondies sont les des coques à déplacement dans lesquelles le V de l’étrave est peu prononcé. Ce sont les coques des trawlers ou des bateaux à moteur lents et possédant un large rayon d’action. Cette forme de carène confère un large volume avant et une bonne stabilité au mouillage. Elles sont généralement rouleuses en marche car dépourvues de quilles sur les bateaux à moteur.

1.2 Les coques plates

On voit bien le fond plat, à l’arrière de ce Mastercraft ProStar 190

Cette forme de coque est utilisée principalement, en plaisance, sur de petites embarcations, comme les barques. D’ailleurs, l’annexe typique de la plaisance, d’avant l’apparition des “pneus”, c’est la plate ! Le fond plat, couplé à vitesse moyenne, lève une vague arrière large. C’est cette caractéristique qu’utilisent les bateaux de ski et de wake.

Ces engins comportent, à l’avant, un V qui s’élargit, vers l’arrière, au point de disparaître.

Dans le domaine de la marine professionnelle, les ferries et navires de transport de passagers à courte distance sont souvent pourvus de fonds plats.

1.3 Les coques en V

La coque en V est très répandue sur les bateaux à moteur. L’angle du V (exprimé en degrés angulaires, “deadrise” en anglais) est celui que forme le fond du bateau avec l’horizontal.Les coques plates ont très peu de V et les bateaux qui en sont le plus dotés possèdent un V de 21 à 27°.

Le V “tranche” dans les vagues là où les coques rondes ont tendance à taper. Cette forme procure aussi une meilleure tenue de cap et participe, en déflectant les vagues, à garder le bateau sec.

Niveau inconvénients, les coques en V possèdent un tirant d’eau plus élevées que les rondes ou les plates et, moins volumineuses à l’avant, elles roulent davantage au mouillage. Ce sont les coques des bateaux rapides.

V à l’avant et arrière concave 

Un V qui peut même s’inverser, et devenir concave, pour maximiser les effets de portance générés par les vagues d’étrave, comme sur le SRD (Schulz Reverse Deadrise) de Shannon boats.

1.3 Les coques à bouchains

Le bouchain, (chine) se conçoit comme un forme à angle par opposition à une coque ronde

Une "coque à bouchains" se reconnaît aux angles plus ou moins vifs qui assemblent le fond et la muraille, ou bordé, la partie plus ou moins verticale de la coque. 

Ces angles, les bouchains, matérialisent les jonctions entre les différents panneaux qui composent la forme de la coque. 

Les bouchains possèdent deux grands types d’avantages. Ils simplifient parfois la construction d’une coque, c’est notamment le cas des coques en contreplaqué dans lesquelles des panneaux CP découpés forment les bouchains (les voiliers RM) ou de certains voiliers tout acier des construction amateur d’antan.

2. Les détails qui améliorent la portance des coques

Le dessin de la coque d’un bateau à moteur ne se limite pas qu’au choix des caractéristiques de forme de coque.Les coques des bateaux à moteur, qui recherchent généralement la vitesse ou, en tout cas le planning, bénéficient de petits secrets très efficaces et dont les chantiers n'aiment pas parler en détail.

Le planning : 

Une fois déjaugé, ce Jeanneau Cap Camarat 10.5 WA ne possède plus qu’une fraction de sa coque en contact avec l’eau.

Cette diminution de surface mouillée limité les frottements et favorise soit la vitesse de pointe, soit la consommation à vitesse moyenne.

2.1 Virures et redans

  • La virure

Parfois la terminologie anglo-saxonne fait preuve d’une efficacité redoutable. C’est le cas pour dénommer les virures, spray-rails en anglais. Ce sont des reliefs longitudinaux dont le but est de déflecteur les vagues d’étraves pour éviter de mouiller les occupants du bateau. 

On voit des virures sous les redans des deux Cap Camarat (en haut et en bas).

  • Le redan

Un redan est une surface plate, plus ou moins horizontale, qui confère de la portance à une coque en V. C’est le reverse chime de l’image ci-dessous (qui devrait s'écrire reverse chine).

Les coques en V manquent de portance à l’avant. Un redans les aide à se maintenir appuyée sur ce dernier.

Sur cette image d’un Jeanneau Merry FIsher 795, on voit nettement les redans de chaque bord.

2.2 Les steps

Si un sujet à fait couler de l’encre à propos des coques de bateaux à moteur, c’est bien celui des steps. 

Le step est un décrochement transversal nettement marqué de la ligne longitudinale de la carène.

Ce décrochement est conçu pour se remplir d'air ou d'un mélange air-eau, et apporter ainsi un surcroît de portance au bateau. 

Il repose alors sur une sorte de marche, le step, d'où le nom.

Le step canalise l'eau vers les côtés afin de maintenir un coussin d'air sous le bateau. Ce coussin d'air facilite la glisse et améliore le confort.

Sur une carène à deux steps, comme illustré ci-dessus, la surface mouillée est énormément réduite par le “coussin d'air” généré par le step.

Effet secondaire, le step permet d'avancer le point d'appui par rapport à une coque de même surface mouillée qui n’en dispose pas et maniabilité et stabilité sont améliorées.

Beneteau Airstep

Bénéteau utilise beaucoup les steps avec ses Airstep 1 et désormais 2. Les Airstep 1 possédaient des conduites de prise d’air extérieur qui l’envoyaient sur la carène.

Les Airstep 2 possèdent, comme la plupart des steps, des écopes de prise d'air directement sous la carène, et plus de tubes.

Petestep

Les Petestep sont un système de steps dans lesquels des steps et des virures prononcées sont réalisées sur les ¾ de la longueur de carène.

Le spray joue pour 30% dans la friction sur une coque, les steps Petesteps s'appuient sur le spray pour en utiliser une partie de l’énergie sous la forme d’une force de portance.

Pascal Air Hull

Une jeune société britannique pousse le concept du step plus loin encore. Il s'agit de l'Airhull de Pascal Technologies. Le système repose sur un coussin d'air (Pascal = Pression , coussin d'air, poussée verticale) forcé dans des conduits par un ventilateur électrique. 

L’Airhull soulève le bateau de quelque 20 centimètres et le gain serait très net sur la traînée, de l'ordre de 50%

2.3 Les foils

Candela C8, 100% électrique

Les foils sont des dispositifs, généralement mobiles, un peu comme les flaps, destinés à apporter une portance localisée calculée pour permettre de la transférer de la coque vers les foils.

Les foils sont encore rares sur les navires de plaisance, à part les très médiatiquement exposés Candela C-8 électriques.

La plupart du temps, les foils sont mobiles et une gestion électronique et électrique fine est nécessaire. Globalement, les foils mobiles servent par beau temps et mer plate. le bateau se lève sur ses foils et il serait stoppé net, le nez dans une vague s’il naviguait dans une mer formée.

Le Princess R35 possédait des foils mobiles.

Plus récemment, SeaAir a proposé un semi-rigide à foils mobiles, le SeaAir Flying Tender, un bateau qui  s’élève, sur ses foils, de 20 cm et dont la consommation serait inférieure de 50% à celle d’un RIB standard. Mais ces systèmes sont très complexes et forcément hors de prix pour la petite plaisance. Le Princess R35 (open 35’) valait autant qu’une vedette habitable de 50’ sans foils de la même marque !

Un foil fixe sur une vedette Super Lauwesmeer

Les foils fixes font une apparition dans la grande plaisance. Ces appendices sont pensés pour apporter de la portance à l’arrière des lourdes vedettes habitables sans pour autant grever leur tirant d’eau ou complexifier leurs systèmes.