Tech à bord : dans les secrets de l'AC40

LoïcVoici une question simple. Comment un bateau de course peut-il voler tout seul, sans que personne ne touche la commande qui le fait monter ou descendre ?

LoïcC'est ce que raconte Dan Bernasconi, directeur technique d'Emirates Team New Zealand. Il a participé à la conception de l'AC40, le petit monocoque volant de la Coupe de l'America, au sein de l'équipe de design. Je m'appuie ici sur l'analyse vidéo de la chaîne officielle de l'America's Cup.

LoïcPremier point. Un AC40 passe l'essentiel de son temps au-dessus de l'eau, posé sur ses foils, ces ailes immergées qui le soulèvent. Résultat, c'est l'aérodynamique qui a guidé le dessin du bateau.

LoïcConcrètement, le pont est dégagé, sans obstacle. Et la grand-voile vient se plaquer contre ce pont pour sceller l'écoulement d'air. Imaginez une aile d'avion collée à son fuselage : l'air ne fuit plus par le bas, et la voile travaille mieux.

LoïcL'idée se prolonge sous la coque. Une lame fine, un skeg, court le long de la ligne centrale. Elle descend l'effet de joint aérodynamique jusqu'à la surface de l'eau.

LoïcAutre choix de dessin. La grand-voile est à double peau, deux toiles séparées hissées sur un mât plus épais. On obtient un profil plus efficace, et une structure de mât plus légère.

LoïcPassons au cœur du sujet. Le vol.

CamillePour voler stable, un bateau doit savoir en permanence à quelle hauteur il se trouve. L'AC40 utilise pour cela une centrale inertielle, une boîte qui contient des accéléromètres et des gyroscopes, c'est-à-dire des capteurs de mouvement et de rotation. Elle est couplée à un capteur de hauteur à ultrasons.

CamilleCe duo évalue la hauteur de vol cinquante fois par seconde. Cinquante fois. Aucun humain ne voit le monde à cette cadence.

CamilleEnsuite vient l'autopilote. Il repose sur un contrôleur prédictif basé sur un modèle physique. En clair, le logiciel se fait une idée de la trajectoire optimale du bateau sur les deux secondes à venir.

CamilleEt il n'attend pas. Dès le premier dixième de seconde, il corrige le volet du foil, cette petite partie mobile de l'aile immergée, et l'inclinaison du safran. C'est un peu comme un conducteur qui lirait la route deux secondes à l'avance et ajusterait le volant en continu, par micro-touches.

CamilleCe que ça change à bord est important. Sur l'AC40, les marins peuvent consigner une hauteur de vol cible. Mais ils ne pilotent pas le volet à la main, contrairement à ce qui se fait sur l'AC75, le grand monocoque volant de la Coupe.

CamillePourquoi ce choix ? Deux raisons selon Dan Bernasconi. Rendre le bateau accessible à des équipages jeunes et féminins qui disposent de moins d'heures de navigation. Et parce que les réactions dynamiques du bateau sont tout simplement trop rapides pour un contrôle manuel aisé.

CamilleMon avis personnel : c'est un choix cohérent. Il déplace l'effort du marin vers la tactique et la trajectoire, plutôt que vers la survie du vol.

CamilleMais l'automatisme ne règle pas tout. Le moment le plus délicat reste le décollage.

AnneÀ basse vitesse, entre huit et dix nœuds, les foils ne portent pas encore le bateau. Ils ne deviennent vraiment porteurs que vers douze à quatorze nœuds. Entre les deux, la stabilité de forme de la coque, c'est-à-dire l'appui que donne sa largeur posée sur l'eau, est faible.

AnneAlors l'équipage sort sur le pont au vent. Des corps au bon endroit, cela crée du couple de rappel, une force qui redresse le bateau. Une solution très ancienne pour un bateau très moderne.

AnneUn mot sur le safran. L'AC40 n'en a qu'un seul, pour des raisons de sécurité et pour limiter la traînée.

AnneTerminons par une question de grammes. Et là, c'est passionnant.

AnneUn AC40 en navigation pèse environ deux mille kilos. Entre le plus léger et le plus lourd de la flotte, l'écart est d'à peine vingt kilos, soit un pour cent du poids total. La différence est compensée par du lest, pour que tous les bateaux soient égaux.

AnneLe plus lourd de la flotte a une histoire. Le bateau britannique GB1 a connu un incendie de batterie. Surnommé Crispy, il est devenu le plus lourd après ses réparations.

AnneDernier détail, révélateur de l'esprit de la Coupe. Toujours selon Dan Bernasconi, l'équipe française a comblé la jonction entre l'aile du foil et le bras composite qui la porte.

AnneObjectif : créer un petit rebord qui dévie les embruns. Sur un bateau censé être strictement identique pour tous, cela a donné lieu à des débats avec les jaugeurs, ceux qui contrôlent la conformité des bateaux.

AnneVoilà ce que raconte un AC40. Un bateau pensé comme un profil aérodynamique, piloté par un calculateur qui regarde deux secondes devant, et où l'on se dispute encore pour quelques millimètres de joint sur un foil.