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Architecture navale

Guillaume Verdier (2) : La confirmation…

  • Publié le : 11/01/2015 - 00:01

Depuis son installation comme architecte naval indépendant, Guillaume Verdier a multiplié les innovations en collaboration avec d’autres architectes et ingénieurs, en particulier avec la Coupe de l’America 2007 avec Areva Challenge et pour le Vendée Globe avec Safran… Mais depuis la mise à l’eau en 2007 du monocoque skippé par Marc Guillemot, beaucoup d’évolutions ont été confirmées et la révolution des foils apporte pour le prochain Vendée Globe une nouvelle dimension dans une jauge IMOCA qu’on croyait bloquée avec les mâts et les quilles standardisés. Chapitre II des explications de l’architecte naval…

> La première partie de cette interview "Guillaume Verdier : l'apprentissage...",
publiée le 3 janvier, est à lire ici.

 

ArevaLa Coupe de l’America 2007 a fait énormément progresser l’architecture navale des monocoques car, même si les contraintes de jauge diffèrent sensiblement et que la raideur à la toile est ici obtenue par le lest, le principe des étraves pleines et carènes gîtées moins déformées est toujours d’actualité.Photo @ Carlo Borlenghi Sea&See-DPPI

 

v&v.com : Et l’idée de l’Hydraplaneur vient d’où ?
Guillaume Verdier : C’est Jean-François Morice, un ingénieur de Sup Aéro qui a suggéré le principe du redan à Yves Parlier : il avait construit un bateau de 7,50 mètres qui naviguait à Arcachon et qui avait battu un record de vitesse dans sa catégorie avec plus de 33 nœuds ! Ce multicoque était génial avec un balestron : on s’était tous dit qu’il fallait arrêter de concevoir des bateaux qui coulent en avançant… Parce que les formes rondes se font aspirer vers le bas. On s’est documenté sur les hydravions avec énormément de publications de la NASA et nous avions pas mal de moyens de recherche : on fait du bassin de carène à la DCN de Paris, à côté du Salon Nautique.

 

v&v.com : Et vous en tirez quelles leçons ?
G.V. : Vincent Lauriot-Prévost nous prête une réduction d’un flotteur de Bonduelle pour le comparer avec un flotteur à redan : on découvre que vraiment, l’avantage est énorme car l’un coulait quand l’autre planait à grande vitesse avec quatre fois moins de traînée ! Malheureusement, on n’a pas su le construire léger : on s’est trompé sur le devis de poids et sur le gréement. C’était une bonne idée pour ne pas monter le centre de poussée vélique et éviter de mettre le nez dans l’eau, mais on aurait dû le faire quand même. On a appris ensuite avec la Coupe de l’America, qu’une aile peut être twistée pour descendre le centre d’efforts et on aurait dû adopter ce principe. Le bateau existe encore et peu de personnes réalisent le potentiel que possède ce catamaran à redan, surtout depuis que nous avons réussi à l’alléger de près d’une tonne… Il a tout de même battu un record de distance en 24h en 2006 (597,8 milles), mais Yves Parlier n’aurait jamais dû se confronter aux trimarans ORMA. On avait fait un trop grand pas d’un coup et j’avais eu peur que le bateau casse : on avait trop structuré l’Hydraplaneur ! Aujourd’hui, il faudrait mettre des safrans en «T».

 

HydraplaneurS’il a été trop dimensionné structurellement à sa mise à l’eau, l’Hydraplaneur a ensuite prouvé son énorme potentiel au vent de travers grâce à ses coques à redan comme un hydravion. Mais son gréement fractionné n’est pas très efficace au près…Photo @ Conrad Kubish-DPPI

 

v&v.com : Et tu continues en même temps à dessiner des monocoques IMOCA…
G.V. : Avec PRB, il y avait aussi VMI pour Sébastien Josse qu’il a fallu entièrement revisité pour le Vendée Globe 2004. Puis je commence un projet pour Raphaël Dinelli en collaboration avec Gérard Chenu, professeur d’architecture : en 2002, je dessine ma première carène de course avec un bouchain, avec en parallèle un petit dériveur sportif (qui devrait être fini l’été prochain…).

 

v&v.com : C’est le premier voilier de course moderne à bouchain alors ?
G.V. : À ma connaissance. On a construit le moule et on avait déjà l’idée de développer le tilt sur le voile de quille avec Gérard… Mais le projet s’est arrêté net.

 

v&v.com : Tu enchaînes sur la Coupe de l’America !
G.V. : Avec le défi français Areva. Je gère de chez moi mon équipe constituée de Benjamin Muyl et Hervé Penfornis installés à Valencia, mais l’architecte principal du projet était Bernard Nivelt. Je pouvais dessiner des carènes et j’ai compris qu’il n’était pas nécessaire d’écarter des murailles d’eau, qu’il valait mieux faire une boîte ! J’imagine une carène en vrai «U». J’avais dit à Bernard : «On ferait mieux de faire une évolution paramétrique d’une boîte à chaussure… On arrondira après !» Mais nous ne sommes pas allés jusque là. C’était une superbe expérience avec des moyens techniques importants grâce à Katia, avec un logiciel d’éléments finis, des recherches sur les fluides. Scientifiquement, on faisait un grand pas !

 

ArevaAvec le Class America Areva, Guillaume Verdier a compris qu’il était essentiel de réduire le couloir de la carène gîtée tout en diminuant la surface mouillée avec une colonne vertébrale régulière.Photo @ Carlo Borlenghi Sea&See-DPPI

 

v&v.com : Et tu vois aussi les Class America des autres défis…
G.V. : Il y en avait de tous les genres, mais tout était justifiable même si certains se sont plantés sur les formes de carène. Sur les bulbes, les deux options (long et fin ou court et gros) sont encore en débat ! J’ai dessiné la quille d’Areva, mais pour le choix du bulbe d’un côté, on augmentait la surface mouillée avec un centre de gravité plus bas, de l’autre on gagnait de la surface mouillée, mais on perdait en raideur à la toile : les bulbes faisaient tout de même 19,5 tonnes… Et en observant les formes de carène des autres Class America, cela m’a confirmé qu’il fallait gonfler les formes avant. Surtout que Jacques Fauroux m’avait dit : «Quand le bateau gîte, il faut que les centres des sections d’aire forment une colonne vertébrale qui ne s’inverse pas.» Il ne fallait donc pas dessiner des étraves pincées, dites en "queue de castor" ! Et en voyant Alinghi ou Oracle, on comprenait tout de suite pourquoi : l’étrave de Safran découle de ces observations.

 

v&v.com : Quelques explications ?
G.V. : Thierry Eluère me disait la même chose déjà : «Arrête de dessiner des queues de castor !» Parce que c’est aussi très difficile à construire… En fait, quand on regarde la coque à l’envers, on voit cette inversion qui forme un nez à l’avant qui ne fait que de la surface mouillée sans déplacer d’eau. C’est un peu comme si tu dessinais une carène courte avec une planche à l’étrave. La longueur de la carène, c’est en fait la longueur de déplacement de la vague.

 

ArevaL’étrave d’Areva en 2007 n’était pas la plus généreuse des Class America présents à Valencia, mais elle préfigure l’évolution des monocoques IMOCA et des VOR70…Photo @ Carlo Borlenghi Sea&See-DPPIv&v.com : Mais pourquoi ces étraves fines ont-elles perduré si longtemps ?
G.V. : Parce que la culture maritime disait qu’une étrave fine perçait mieux les vagues, repoussait l’eau sur les côtés, ne tapait pas dans les vagues, donc ne faisait pas de bruit et passait mieux… Il y avait des bulbes sur les cargos parce qu’on estimait qu’ils ne gîtaient pas et qu’ils allaient toujours à la même vitesse. Il y avait eu des essais de voiliers avec des bulbes à l’avant, mais ils n’étaient jamais finalisés. Et puis il fallait regarder ce qui se passait en dériveur ! Les carènes de Fireball ou de Ponant sont très belles, très tendues, très pleines à l’avant.

 

v&v.com : Et justement, ce sont des formes développables avec des bouchains !
G.V. : Quand j’ai dessiné mes premières carènes avec un bouchain tout du long, sur le papier, on avait un meilleur ratio couple de redressement/surface mouillée. Il est préférable d’avoir une muraille tronquée et une moins grande distorsion de la coque gîtée. L’objet n’est donc pas de faire un angle vif pour avoir une carène en «V» à la gîte, mais de tasser les murailles (bordés), comme pour les Class America. Toujours avec une «colonne vertébrale» incurvée mais pas inversée et du volume devant.

 

v&v.com : On nous a dit que les bouchains permettaient d’augmenter artificiellement la largeur du bateau en gagnant du poids de bordé.
G.V. : C’est surtout le ratio surface mouillée/couple de redressement qui est favorable ! Quand le bateau gîte à plus de 20°, une carène "normale" en coupe de champagne finit par s’excentrer énormément avec beaucoup de surface mouillée. On aurait dû le comprendre déjà avec Pen Duick V ! Avec une carène classique, le gain en raideur à la toile est au détriment d’une plus grande surface mouillée et d’une déformation de la carène immergée. Il vaut donc mieux faire un scow…

 

Pen Duick VPen Duick V fut certainement le plus révolutionnaire des monocoques du siècle dernier : non seulement il était le premier voilier océanique doté de ballasts liquides, mais en sus, sa carène possédait un redan prononcé et le bordé était frégaté pour gagner en raideur structurelle !Photo @ Jean-Marie Liot DPPI

 

v&v.com : Quelques explications aussi ?
G.V. : Ce n’est pas l’angle du bouchain qui est intéressant, mais la moindre déformation de la carène : avec une étrave volumineuse, on finit par avoir une flottaison plus longue et plus droite. Et on avait déjà observé sur les Open 7.50 que l’enfoncement du tableau arrière n’était pas gênant, au contraire : on augmentait la flottaison dynamique ! Donc un gros nez permet d’avancer la vague et un tableau enfoncé la recule. Avec le bouchain qui symétrise la carène immergée.

 

v&v.com : Et pourquoi un bouchain vif ?
G.V. : Ce n’est pas nécessaire : le bouchain peut être arrondi, l’effet sera le même. C’est la forme dans son ensemble qui est essentielle, pas le bouchain en lui-même. Bon, sur les derniers IMOCA et sur Comanche, on a tout de même trouvé un intérêt à un angle vif sur les formes arrières avec une virure presque inversée parce que la coque n’est pas profonde à ce niveau ! Les formes du tableau arrière sont quasiment plates comme une carène de 505…

 

ArevaAreva dévoile sa muraille droite à la gîte avec son nez camus et sa cassure franche de la carène au niveau de la voûte : les prémices des étraves pleines et des bouchains évolutifs adoptés par les monocoques IMOCA et les VOR70 quelques mois plus tard…Photo @ Stephano Gattini-Sea&See-DPPI

 

v&v.com : Mais il faut aussi le positionner sur le bordé, ce bouchain !
G.V. : Le problème est qu’il faut réduire le «couloir» en repoussant les murailles d’eau, mais il ne faut pas creuser la mer… Il y a une hauteur de bouchain optimale en conservant des carènes assez en «V» comme sur Safran : quand le bateau gîte, il y a un angle optimum pour ce bouchain, mais l’important, c’est la distribution des volumes pour ne pas trop creuser l’eau où que l’on soit sur la carène. A l’arrière, si tu dessines un tableau immergé, il faut que ce soit uniforme sur la largeur : il ne faut pas que ça s’enfonce sur un coin.

 

v&v.com : Et ce bouchain dit «évolutif», c’est parce qu’il n’est pas le même tout du long du bordé ?
G.V. : Il y a des carènes très «bouchinées» sur l’arrière comme sur les monocoques IMOCA, mais nettement moins marquées sur les formes avant. De plus, il ne sert à rien d’avoir un bouchain haut à l’étrave : le bouchain peut descendre vers l’avant car c’est la forme de la carène immergée qui importe !

 

SafranDès 2006, Guillaume Verdier avec VPLP marque sa différence architecturale en concevant Safran : le bouchain est très marqué, relativement peu élevé sur le bordé, évolutif de l’avant à l’arrière, imposant un fort angle de gîte pour diminuer la surface mouillée en navigation.Photo @ François Van Malleghem DPPI

 

v&v.com : Cela signifie tout de même que la position et la forme du bouchain définissent un angle de gîte optimal… On constate que les monocoques IMOCA sont gîtés à 20° et plus tant au près qu’au portant !
G.V. : Quand il y a un bouchain marqué, cela définit en effet un angle de gîte au près. Mais si les skippers privilégient les largues gîtés plutôt que les vents arrières à plat, c’est aussi à cause du tilt de quille : c’est intéressant de gîter plus qu’un bateau «normal» parce que cela sustente la coque. Mais surtout, sur une quille que tu peux basculer de 40° au vent (jauge IMOCA) si tu as un tilt de 5° (ce qui est déjà important), cela fait environ 2,5° d’angle d’attaque sur le voile de quille : le profil de quille est alors aligné avec la carène immergée, avec la colonne vertébrale. C’est le point essentiel : il faut arrêter de faire travailler la quille contre la coque gîtée !

 

v&v.com : C’est le tilt qui définit l’angle de gîte et de cet angle de gîte, découle la position du bouchain.
G.V. : En quelque sorte. Si on pouvait «tilter» plus la quille au reaching, on le ferait ! Mais cela aussi dépend des vitesses : par petit temps, il faudrait moins de tilt et par bonne brise, plus de tilt… Mais le réglage en mer est interdit, heureusement ! Ce qui serait intéressant, c’est d’avoir un trimmer sur la quille : cela reviendrait au même, c’est-à-dire permettrait de jouer artificiellement sur le tilt…

 

ComancheComanche est le dernier-né des monocoques siglés Verdier-VPLP : ce 100 pieds qui a fini deuxième de Sydney-Hobart 2014 quelques semaines après sa mise à l’eau, s’est avéré une super machine dans la brise au reaching avec des pointes à plus de 32 nœuds !Photo @ Rolexv&v.com : Mais c’est interdit pour les IMOCA !
G.V. : Oui. Mais les Mini-Transat qui ont une carène très triangulaire gîtent finalement assez peu proportionnellement (environ 15° contre 25° pour un IMOCA). Et ils n’ont pas beaucoup de tilt : il y a du travail sur ce point. En fait, c’est avec Safran que nous avons compris l’importance du tilt et du parallélisme entre profil de quille et carène gîtée. Mike Kermarec (ingénieur hydro et aéro, qui a travaillé sur le trimaran Oracle) nous a beaucoup aidés à comprendre tout ça.

 

v&v.com : Justement comment s’est opéré la collaboration avec VPLP pour la conception de Safran ?
G.V. : J’étais (et je suis) très ami avec Vincent Lauriot-Prévost qui est aussi un voisin et on ne se voyait pas vraiment comme concurrents. J’avais cumulé des connaissances sur les monocoques parce que c’est compliqué avec la jauge et les problèmes de stabilité, et Vincent avait l’habitude de la gestion des gros projets : on s’est associé pour monter un dossier après de longues discussions sur les points à développer. Un jour, Alex Thomson m’appelle et ça l’a rassuré que je sois associé avec VPLP : j’ai travaillé deux mois sur le sujet, mais ça n’a pas abouti. Puis ça a commencé à se savoir qu’on avait un avant-projet pour Jean Maurel ensuite… Enfin Marc Guillemot avec Thierry Brault, Vincent Lauriot-Prévost et moi-même, on a eu un rendez-vous chez Safran qui avait lancé une sélection pour s’investir dans la voile avec un monocoque IMOCA.

 

SafranL’une des premières sorties en mer de Safran en préparation à la transat Jacques Vabre qu’il termine à la deuxième place avec Marc Guillemot et Charles Caudrelier : par sa carène et son plan de pont, le plan Verdier-VPLP se démarque radicalement des dessins de Farr, Owen-Clarke, Marc Lombard ou Finot-Conq !Photo @ François Van Malleghem DPPI

 

v&v.com : Et le projet est retenu avec Marc comme skipper !
G.V. : Nous n’avions que des ébauches : j’avais les études faites pour le projet de Raphaël Dinelli, puis le pré-projet pour Alex Thomson et Jean Maurel. Mais nous avons gagné cette sélection avec Marc parce que Safran a été convaincu de notre démarche scientifique, tout en n’ayant pas d’idées préconçues : le groupe pouvait donc aussi participer à l’élaboration du bateau.

 

Lauriot Prévost-Guillemot-VerdierLe trio magique de Safran : les architectes Vincent Lauriot-Prévost et Guillaume Verdier entourent Marc Guillemot lors de la mise à l’eau du monocoque IMOCA en juin 2007.Photo @ Jean-Marie Liot DPPIv&v.com : Sur cette page presque blanche, chacun a apporté ses compétences et ses idées.
G.V. : Nous étions d’accord avec Vincent sur mes principes de base : une étrave pleine, pas d’inversion, une carène gîtée incurvée mais pas inversée, pas de surface mouillée excessive, une longue flottaison. Il a aussi apporté la notion prioritaire de légèreté et du recul du mât : cela permettait d’allonger la grand-voile et de concentrer le cockpit à l’arrière, de centrer les masses autour du centre de carène. On a mis un rail circulaire qui permettait de conserver des chutes de grand-voile tendues tout en sécurisant le cockpit pour le skipper et en permettant de matosser à l’arrière.

 

v&v.com : Et vous avez pas mal de temps pour affiner le bateau entre la décision de Safran en 2005 et la mise à l’eau en 2007 !
G.V. : Fin 2005, nous choisissons un référent (le meilleur bateau du moment, Ecover un plan Owen Clarke) et on imagine plusieurs carènes qu’on teste en bassin de carène à Southampton. En parallèle, on conçoit des dérives courbes pour gagner en espace intérieur et en se disant qu’on pouvait avoir une composante de sustentation à la gîte avec une belle sortie perpendiculaire de l’appendice au niveau du bordé. Disons qu’aujourd’hui, on pourrait encore optimisé le principe parce que ce n’était pas très bien calé il y a huit ans, mais il faudrait casser les puits !

 

SafranImaginée pour gagner en espace intérieur, les dérives courbes de Safran procuraient aussi un avantage à la sortie de coque et un effet sustentateur à grande vitesse au largue.Photo @ Mark Lloyd/Dppi v&v.com : Mais la dérive courbe, c’est tout de même aussi pour alléger le bateau à la gîte avec un effet plan porteur ?
G.V. : On a essayé une dérive très courbe et très avancée en bassin de carène, un peu comme celle de Christophe Auguin (qui était droite à l’époque), mais ça n’a pas été concluant.

 

v&v.com : Et pas de mât-aile !
G.V. : On était assez attiré par le mât-aile, mais pour la sécurité et la précontrainte, on a choisi un profil classique à barres de flèche. Cela permettait aussi d’avoir plus de recouvrement sur les génois parce qu’il n’y avait pas tangons latéraux. Surtout qu’on a pu mettre des outriggers pour écarter les points de tire de foc au débridé… Le mât fixe précontraint permet de mieux régler en navigation.

 

v&v.com : Safran est aussi un IMOCA relativement étroit.
G.V. : 5,50 mètres au lieu de 5,80 m pour ceux qui sont sortis pour le Vendée Globe 2008. On s’était mis au même couple de redressement que les bateaux les plus larges et on avait «tassé les murailles» sans trop creuser le couloir, la même démarche que pour Areva. On gagnait quand même 3m2 de surface mouillée…

 

SafranSafran lors de sa mise à l’eau en juin 2007 se démarquait des plans Farr ou Finot-Conq par son bouchain évolutif, mais aussi par ses formes pleines à l’avant sans aucune inversion de courbure à l’étrave. Photo @ Olivier Gauthier-DPPIv&v.com : Et la quille est déjà fortement tiltée…
G.V. : Cela a même surpris les spécialistes des bassins de carène qui n’y croyaient pas du tout ! Cette fois, ce n’était pas par hasard : il y avait 5° d’inclinaison sur l’axe de rotation de la quille.

v&v.com : Il se passe un paquet de temps avant la mise à l’eau.
G.V. : On a pris notre temps et Safran a été mis à l’eau en juin 2007 : il reste toujours un monocoque IMOCA d’actualité et parfaitement construit !

 

v&v.com : Safran s’arrête quand même dans une île néo-zélandaise et finit troisième sans quille, mais le bateau convainc tellement que tous les skippers (ou presque) viennent vous voir !
G.V. : Les skippers ont vu que le bateau allait vite même si beaucoup d’entre eux étaient sur des plans Farr. Car on a pu peaufiner notre compréhension de tous ces éléments architecturaux et on a réussi à s’imposer parce qu’on avait aussi compris les limites : 15° de tilt, ça ne marche pas, 4,80 mètres de large non plus…

 

Macif Vendée Globe 2012Macif est le plus abouti des monocoques IMOCA actuels, plus léger que l’ex-Foncia dont il tire la carène et le plan de pont avec son «aile de mouette» à l’avant pour stocker la voile avec effet de plaque sur la bordure de génois. Photo @ Jean-Marie Liot DPPI

 

v&v.com : Et les commandes s’enchaînent…
G.V. : Jean-Pierre Dick avec Virbac-Paprec d’abord qui nous permet de continuer de vraies études scientifiques d’écoulement de fluide. De là sortent deux autres bateaux : Foncia pour Michel Desjoyeaux (devenu Banque Populaire pour Armel Le Cléac’h et aujourd’hui Maître CoQ pour Jérémie Beyou) et Macif pour François Gabart. Toujours la même carène, mais un peu plus large avec un peu plus de tilt que sur Safran. Le double bouchain (au niveau du livet) est plus un artifice de jauge pour gagner de la masse pour un même couple de redressement en réalisant des bordés moins hauts.

 

v&v.com : Les deux derniers-nés s’imposent sur le podium et de nouveaux prototypes arrivent pour le prochain Vendée Globe !
G.V. : La troisième génération est en cours de construction : Banque Populaire (Armel Le Cléac’h), Safran (Morgan Lagravière), Edmond de Rothschild (Sébastien Josse), Hugo Boss (Alex Thomson), Saint Michel-Virbac (Jean-Pierre Dick), Vento di Sardegna (Andrea Mura).

 

v&v.com : Cette fois avec des foils ! 
G.V. : Avec des appendices qui sustentent vraiment… Cela s’inspire de nos études sur les catamarans de la Coupe de l’America.

 

> La première partie de cette interview "Guillaume Verdier : l'apprentissage...",
publiée le 3 janvier, est à lire ici
.

> La troisième et dernière partie sera publiée le 18 janvier.

 

Banque Populaire Vendée Globe 2012L’ex-Foncia rebaptisé Banque Populaire pour le dernier Vendée Globe est significatif de la deuxième génération des plans VPLP-Verdier avec son bouchain très légèrement prononcé à l’étrave et qui devient de plus en plus cassant vers le tableau arrière.Photo @ Vincent Curutchet/Dppi