lundi 15 juin 2015

RAMBLER 88 Deuxième Partie


Le bal des baleines à bosse


Rambler 88 : Le Bal des baleines à bosse

par François Chevalier 

DEUXIEME PARTIE


L’appellation baleine à bosse n’a pas de rapport avec les bosses de ses nageoires pectorales ou celles qu’elles a autour de la mâchoire ou sur la tête, mais lorsqu’elle plonge, elle laisse apparaître un dos rond au-dessus de la surface de l’eau qui fait comme une bosse.
© François Chevalier    

Parmi les cétacés, la baleine à bosse a toujours étonné par sa virtuosité à exécuter toutes sortes de figures pour le plus grand plaisir des observateurs.

Malgré ses trente tonnes, elle est capable de faire des pointes de 15 nœuds et de virer sur place, sortir de l’eau et tourner sur elle-même.

De couleur noire, avec des taches blanches distinctes, chaque individu est reconnaissable aisément. Le dessin de ses nageoires pectorales et leur couleur sont uniques et permettent également de l’identifier. Les nageoires des baleines à bosse ont fait l’objet de plusieurs études, celle du professeur en biologie Frank E. Fish et Juliann M. Battle, de l’Université de West Chester en Pennsylvanie, publiée en 1995, reste la référence. La description détaillée de la nageoire d’une jeune baleine de 9 mètres, et son analyse hydrodynamique à travers les publications des ingénieurs aéronautiques, mettent en évidence les qualités exceptionnelles de cet appendice, particulièrement doué pour exécuter les manœuvres les plus invraisemblables compte tenu de la masse de l’animal.
Caractéristiques :

Longueur : entre 9 et 18 mètres, 4 mètres à la naissance.
Déplacement : de 10 à 40 tonnes.
Plongée : de 5 à 30 minutes.
Profondeur : jusqu’à 120 mètres.
Longévité : de 30 à 50 ans.
Population : env. 35 000 individus, présents dans tous les océans.
Nourriture : plancton et petits poissons.
Technique de pêche : en surface, bouche grande ouverte, ou en créant des bulles pour rassembler les bancs de poissons, seul ou en groupe.
Nageoires pectorales : entre le quart et le tiers de la longueur totale, de 2,50 et 6 mètres, comportant des bosses sur le bord d’attaque. 

© François Chevalier

Si, comme Frank Fish, on découpe la nageoire selon des sections de haut en bas, il apparait évident que les formes sont loin d’être régulières, il n’y en a pas deux qui se ressemblent. Les courbes des bords d’attaque varient de façon presque aléatoire. Cependant, il est possible d’isoler une courbe et d’en étudier le profil en cherchant à quelle classe il appartient. On constate alors que cette section, par exemple, correspond au profil Naca 634-24, dans la bible des profils de Mess. Abbott et Dœnhoff  et que sa courbe est celle qui donne le meilleur coefficient de portance pour des angles d’attaque de plus de quinze degrés, alors qu’un profil de safran classique décroche à 12 degrés dans les mêmes conditions d’étude. La Naca, fondée en 1915, est l’ancienne institution américaine de la Nasa, qui a défini dans les années 1930 la plupart des profils utilisés en aérodynamique et en hydrodynamique.


    
© François Chevalier    

En sectionnant les faces externes et internes de la nageoire étudiée par Fish, comme pour une demi-coque, on constate que les lignes sont loin d’être lissées ou symétriques. La sous-face présente une légère zone convexe sur la partie arrière. En fait, cet appendice est tellement torturé qu’il est un défi aux lois de l’hydrodynamique. Comme si cette complexité de forme était un élément indispensable pour une plus grande efficacité !

Notion de décrochage - © François Chevalier


Jusqu’à 10 degrés, la couche limite colle au profil, mais son point de rupture avance le long du profil. À un certain angle proche de 12 degrés, suivant la vitesse, la viscosité du milieu et l’état de surface, la couche limite se décroche et le point de rupture remonte sur l’avant du profil, la portance décroit subitement, on dit qu’il y a décrochage.

Ecoulement perturbé ou laminaire - © François Chevalier


Relevé à un certain niveau sous l’eau, pour un angle important d’attaque du safran, les filets partent en remous sur le profil classique, alors qu’ils restent linéaires et efficaces sur un profil muni de protubérances.


Variation de la Portance en fonction de la valeur relative des protubérances - © François Chevalier    
Plus les protubérances sont importantes, plus la limite de décrochage est repoussée. Alors que le profil lisse décroche brutalement à 12 degrés, les profils munis de bosses ont des courbes sans point de rupture.
© François Chevalier


En 2001, le professeur Frank Fish a publié, avec le Docteur Philip Watts, fondateur de la société Californienne Applied Fluids Engineering, un papier remarquable au sein de son Université dans lequel ils matérialisent les effets de tubercules ajoutées sur le bord d’attaque d’une aile orientée de 10 degrés avec le fluide. Ils ont constaté que l’ajout de bosses augmentait la portance de 4,8% et réduisait la traînée de 10,9%. Il semble que le fait de dévier les filets les recolle à la surface, retardant leur décollement.


Rambler 88 dans la RORC Caribbean 600
 Photo © Tim Wright


ComancheRambler 88Perpetual Royal
© François Chevalier    

– Caractéristiques :

Rambler 88

Maxi 88 pieds
Sloop
Architecte : Juan Kouyoumdjian

Chantier : New England Boatworks, Rhodes Island  (USA)

Mise à l'eau : 10 décembre 2014

Longueur : 27 m
Flottaison : 26,26 m

Bau : 7,10 m

Tirant d'eau : 6 m

Tirant d'air : 41,40 m

Bout-dehors : 3,10 m
Déplacement léger : 22 t
Lest : 7,9 t
Surface de la GV : 318 m2
Voilure au près : 512 / 638 m2

Voilure au portant : 980 m2

Rating IRC : 1,817/1,869

Comanche

Maxi 100’
Sloop
Architectes : VPLP et Guillaume Verdier.
Constructeur : Hodgdon Yachts, Boothbay, Maine, USA
Baptême : 27 septembre 2014
Longueur : 30,48 m
Longueur hors tout : 30,48 m
Longueur à la flottaison : 30,25 m
Largeur : 7,85 m
Tirant d’eau : 6,67 m
Tirant d'air : 45,75 m

Bout-dehors : 3,70 m
Déplacement : 29,5 t
Surface de la GV : 410 m2
Voilure au près : 760 m2

Voilure au portant  max : 1 400 m2

Rating IRC : 1,901


Perpetual Loyal (ex-Rambler 100, ex-Speedboat)

Maxi 100 pieds
Sloop
Architecte : Juan Kouyoumdjian

Chantier : Cookson Boat, Auckland (N-Z)

Mise à l'eau : 17 avril 2008

Longueur : 30,48 m
Flottaison : 29,99 m

Bau : 7,35 m

Tirant d'eau : 6,22 m

Tirant d'air : 47 m

Bout-dehors : 5 m
Déplacement : 30,6 t
Ballast : 8 t
Surface de la GV : 375 m2
Voilure au près : 660 m2

Voilure au portant max : 1 340 m2

Rating IRC : 1,895

Après avoir parcouru toutes ces publications sur les bienfaits des tubercules sur les profils aérodynamiques et hydrodynamiques, on peut se demander pourquoi les hélices des éoliennes, les ailes d’avion et tous les profils dans l’air ou la mer ne sont pas équipés de bosses. Et bien certains y pensent réellement et le monde du profil lisse est peut-être bien en passe de devenir obsolète…

François Chevalier
 

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