Le mouillage - 2 : La force qu'exerce le vent sur un voilier au mouillage - La formule de base


Le vent est le principal (mais pas le seul) responsable de la tension qui s'exerce sur le mouillage d'un voilier. Le choix d'une ancre et les caractéristiques des lignes de mouillage (chaîne et/ou câblot) ont fait et font toujours l'objet d'un flot incessant de remarques et d'analyses sur la toile comme dans les revues nautiques. Il existe déjà des travaux remarquables comme ceux d'Alain Fraysse sur lesquels nous reviendrons.

Tout démarre avec le calcul de la force aérodynamique Fa qu'exerce le vent sur la coque et la mâture. La 'théorie' physique pertinente est connue depuis bien plus d'un siècle, et elle est admise par l'ensemble des spécialistes.
La formule pour la force aérodynamique Fa s'écrit

La version scientifique de ce 'raisonnement'[1] a été validée par des milliers de travaux expérimentaux. Quelques valeurs numériques maintenant :
La densité ρ de l'air est de 1,29 kg /m³ à 0° C et de 1,22 à 15°C. On retient la plus grande valeur pour se placer dans le cas le plus défavorable.
La vitesse du vent s'exprime dans la formule en mètre par seconde (m/s). On calcule facilement qu'un noeud vaut 0,5144 m/s.[2]
Le coefficient C dépend principalement de la forme de l'objet. Dans le domaine de l'automobile, ce coefficient est noté et appelé Cx.[3]. Nous le notons ici simplement C.[4]
Le succès ou l'échec de l'estimation des forces dépend du choix du coefficient C et, de manière plus surprenante, de la qualité de la mesure de la vitesse du vent... ce que nous verrons dans un prochain billet

A suivre...

Notes

[1] ou analyse dimensionnelle.

[2] Un noeud correspond à 1852 m parcouru en 3600 secondes (1 heure).

[3] C dans la direction x

[4] Les anglo-saxons utilisent souvent Cd, avec d pour drag (traînée)).

Ajouter un commentaire

Le code HTML est affiché comme du texte et les adresses web sont automatiquement transformées.

Fil des commentaires de ce billet