Les foils

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
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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
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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.
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Description du produit
Différents types de foils :
(Moteurs
seulement)
en T
asymétrique
Traversant
(Multicoques
seulement)
symétrique
en V
Vue de face
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Vue de profil
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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
Ecoulement
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Bord
d’attaque
Intrados
Les foils
Coupe
d’un foil
Bord de fuite
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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
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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
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Trainée
Bord
d’attaque
Bord de fuite
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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.
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Dimensionnement
Expression de la portance :
 .R ²..V ².S
Fp 
L². cos ²( )

L².M .g

Angle d’inclinaison du foil :
cos ²( )  .R ². .V ².S
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Applications numériques
angle
vitesse
surface
A.N. 1
69,8°
10 m/s
1272 cm²
A.N.2
10°
73,3 m/s
1272 cm²
A.N.3
10°
10 m/s
5,25 m²
A.N.4
30°
10 m/s
1,9 m²
A.N.5
30°
37,2 m/s
1272 cm²
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Conclusion
• Calculs => Modèle inenvisageable
• Géométrie du foil à reconcevoir :
– foil asymétrique
– foil en V
– …
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