Le bon usage des Polaires

Les voiles sont le moteur du bateau et les polaires, c’est la courbe de performance de bateau.

La polaire de vitesse sert à connaitre le potentiel de vitesse d’un bateau. C’est un outil de lecture des performances théoriques d’un voilier. Pour un tacticien bien connaître ses polaires et en particulier les angles de remontée ou de descente au vent idéal sont un élément important pour lui permettre d’établir sa tactique et sa stratégie lors des bords.

Dans un premier temps on va essayer de comprendre comment est construite une polaire et dans un second temps on va regarder comment les utiliser dans le cas de notre J80 pour mieux les comprendre et tactiquer.

Une polaire qu’est-ce que c’est ?

Déjà on dit des polaires et pas une parce que c’est constitué de plusieurs courbes. Dans l’idéal, une par force de vent et pour une force donnée, pour tous les angles de 0 à 180°. On suppose, bien évidemment, qu’il y a une symétrique bâbord/tribord (note : ce n’est pas toujours le cas pour certains types de bateaux).
Elle est tracée pour les combinaisons de jeux de voiles (a minima l’un adapté aux allures de portant, spi plus grand voile et l’autre au près, grand voile plus génois). De ce fait, les plus évoluées, indiqueront également quel jeu de voile doit être utilisé pour atteindre la vitesse indiquée (souvent appelé ‘sailset’ dans ce cas). Chacun de ces courbes va nous indiquer pour une vitesse de vent donnée et un angle donner la vitesse maximale que le bateau peut atteindre. En clair la vitesse indiquée sur la polaire est celle que le bateau ne pourra en aucun cas dépasser dans ces conditions météo.
Un point important à noter : une polaire est toujours calculée pour un vent réel et un angle au vent réel (souvent indiqué TWS et TWA sur les graphiques ou les outils de mesure). Dans les exemples ci-dessous, on voit celui d’un catamaran, avec différent jeu de voile, ou celui d’un sportboat n’ayant qu’un seul jeu.

Il faut aussi savoir quel type de polaires on utilise, car, on va aussi avoir deux origines possibles :

• les polaires issue des programmes dit de VPP, utilisé par les architectes, et qui vont nous donner des vitesses théoriques, calculer par les simulateurs et autres.
• Les polaires réalisé par des mesures sur le bateau en conditions réelles. Elles sont plus compliquées à obtenir et sont souvent réservé aux bateaux de courses, mais bien évidement plus proche de la réalité et des performances réelles.

  

La première observation qu’on peut tirer des polaires est la comparaison entre notre vitesse réelle et la vitesse théorique que notre bateau devrait atteindre dans les conditions actuelles. Il est intéressant de noter que certaines polaires peuvent même fournir des indications sur le jeu de voiles optimal à utiliser dans ces conditions.
Tout le monde a déjà vécu l’expérience :
On fait du cap, on remonte comme un malade, mais on fait du surplace, on dérive et ça n’avance pas. Ou alors on se lâche, on abat, chouette, ça accélère, mais la route est dégueu.
Si vous naviguez plus près du vent, vous avez un meilleur angle, mais la vitesse de votre bateau diminue ainsi que votre VMG. Si vous vous éloignez un peu du vent, la vitesse de votre bateau augmente, mais votre VMG diminue parce que votre angle de navigation est moins bon, vous vous éloignez de votre but.
L’analyse attentive de vos polaires vous permettra de repérer facilement ces informations. En effet, le point optimal se situe généralement sur la courbe polaire correspondant à la force du vent. En traçant une ligne horizontale tangentiellement à cette courbe, vous maximisez la vitesse de votre bateau, ce qui est essentiel pour optimiser votre performance en mer.

Pour le tacticien, l’idéal sera donc de calculer le cap en fonction de cet angle, et pour le barreur de le garder, les équipiers régleurs auront à cœur d’obtenir la vitesse correspondante ! On va retrouver le même concept au Downwind bien évidement.

Parmi, les usages possibles, si vous connaissez la vitesse du bateau à partir d’un tracé polaire, cela vous aidera à définir les lignes optimales. En comparant le parcours réel du bateau (tel que capturé par le GPS) avec les performances théoriques prédites par les courbes polaires, on peut déterminer où le bateau a bien navigué et où des améliorations pourraient être apportées.
Par exemple, si le bateau a navigué plus lentement que prévu à certaines allures, cela pourrait indiquer un problème avec la voilure, le gréement ou la coque. Ou bien, si le bateau a navigué plus vite que prévu à certaines allures, cela pourrait indiquer que le skipper a trouvé une stratégie de navigation particulièrement efficace.
En outre, l’analyse a posteriori peut également aider à affiner les courbes polaires elles-mêmes. Si le bateau a systématiquement des performances différentes de celles prédites par les courbes, cela pourrait indiquer que les courbes doivent être ajustées pour mieux correspondre aux caractéristiques réelles du bateau.

Étude des polaires du J80

Maintenant que l’on sait mieux comment utiliser les polaires, voyons en détail celles d’un J80 et comment en tirer le meilleur parti.

On va faire un focus sur celle à 10nds, pour mieux appréhender les points importants :

• notre VMG au près, s’établir à 6.1 nds @ 40°
• le VMG downwind lui est de 6.3 nds @ 150°, cohérent avec un bateau à Spi Asymétrique.
• Au près on voit que la zone autour du VMG est plutôt plate, rendant le bateau un peu tolérant aux écarts, mais indiquant, aussi, que les accélérations seront lentes
• de même, si l’on avait un doute, le bateau que nous avons “sous les yeux” n’est pas planant au portant, car la courbe est assez linéaire également aux allures portantes.

Si on regarde la polaire fournit par la jauge ORC qui donne l’indication des voiles, on peut aussi en déduire sur quelles plages et sous quels angles il est intéressant d’utiliser le spinnaker (ici en rouge). On peut voir, que pour un j80, par vent faible, on peut utiliser le spin jusqu’a des angles de travers, ce qui peut changer la stratégie sur dogleg par exemple, ou sur le bord de downwind pour choisir le côté de la porte ! On remarque aussi que dans les vents forts l’angle se referme et la plage utilisable devient petite.

Un autre usage possible des polaires, c’est d’analyser dans quelle mesure, sur une session on se trouve dans la bonne plage de vitesses. Pour ça, on peut prendre une trace GPS de session et comparer. Ici on remarquera, par exemple, que des valeurs “sortent” de la courbe, l’explication est pour la plupart d’entres-elles le fait que le bateau a été accéléré par le courant, lui permettant d’aller plus vite sur certains bords.

Autre usage, particulièrement pour le tacticien : avoir une table des angles et vitesse de VMG pour les différentes forces de vents (beat angle et beat vmg) . Ici les 2 courbes Downwind et Upwind pour un J80, mais aussi un tableau, que certains affichent directement sur le bateau comme ci-dessous !

Note : La vitesse de coque (hull speed) ou vitesse de déplacement est la vitesse à laquelle la longueur d’onde de la vague d’étrave d’un navire est égale à la longueur de la ligne de flottaison du navire. Cette vitesse de coque a longtemps été assimilée à la vitesse limite du navire.
Dans le cas du J80 elle est de 6.29 nds.