Projet Mécanique des fluides : Les foils Bertrand Joly – Yoann Le Fur – Quentin Houéry – Pierre Chauvet – Thomas Horel ESTIA 2008

Introduction Choix du sujet d’étude Intérêt de ce sujet dans le cadre du cours de mécanique des fluides Plan : - description du produit - comportement - dimensionnement - conclusion Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Description du produit Foil = surface portante comparable à une aile d’avion équipant un engin circulant sur l’eau (voilier, bateau à moteur, surf, windsurf…) Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Description du produit But : réduire la surface en contact avec l’eau en réduisant la partie immergée limitant ainsi les frottements de l’eau sur celle-ci. Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Description du produit Différents types de foils : (Moteurs seulement) en T asymétrique Traversant (Multicoques seulement) en V symétrique Vue de face Vue de profil Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Comportement Les foils sont bombés et légèrement inclinés par rapport à la direction d’écoulement de l’eau. 2 chemins sont possibles pour les filets d’eau : Extrados Coupe d’un foil Ecoulement Bord d’attaque Intrados Bord de fuite Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Comportement Extrados : chemin plus long -> la vitesse est donc plus importante -> dépression Intrados: chemin plus court -> la vitesse est donc moins importante -> surpression Dépression Coupe d’un foil Ecoulement Surpression Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Comportement Il résulte de cette différence de pression une force résultante : la portance, qui permet de réduire la partie immergée. La traînée est due à la viscosité du fluide qui engendre des frottements. Coupe d’un foil Portance Ecoulement Bord d’attaque Trainée Bord de fuite Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Comportement Limite du foil : la cavitation Forte dépression sur l’extrados => ébullition de l’eau => vaporisation : dépression < pression de vapeur saturante (0.0175 bar à 20°C) Vaporisation de l’air => poches, bulles d’air =>conséquences néfastes sur le bateau : chute de la portance, usure assez accélérée des matériaux, vibrations et bruit. Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Dimensionnement Expression de la portance : Angle d’inclinaison du foil : Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Applications numériques angle vitesse surface A.N. 1 69,8° 10 m/s 1272 cm² A.N.2 10° 73,3 m/s A.N.3 5,25 m² A.N.4 30° 1,9 m² A.N.5 37,2 m/s Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils

Conclusion Calculs => Modèle inenvisageable Géométrie du foil à reconcevoir : foil asymétrique foil en V … Joly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horel Les foils