Technique

Les secrets de performance des catamarans : Les différents types de carènes

23 juillet 2018 | | Temps de lecture 4 minutes

Dans notre dernier article nous vous avons présenter les éléments clés qui définissent les performances d’une carène. Dans ce nouvel article nous allons vous présenter les différents types de carènes existants.

La carène à déplacement :

Cargo Photo © CMA-CGM

Comme son nom l‘indique, ce type de coque déplace en permanence 100 % du volume et de la surface immergée, quelle que soit sa vitesse.

Le rapport longueur largeur reste identique lorsque le bateau est en mouvement. Ce type de bateau est caractérisé par le besoin de pouvoir supporter une forte charge mais il en résulte un déplacement d’eau directement proportionnel et un volume immergé important. Ce type de carène est typique des navires de fret : cargos, pétroliers, etc. mais aussi des paquebots. Ils ont donc des formes de maître bau quasiment rectangulaires, ce qui génère un maximum de surface mouillée. Concernant les entrées d’eau, elles sont très larges car ces navires cherchent à minimiser leur tirant d’eau (leur creux). Il leur faut donc équilibrer les volumes de chargement au plus près de l’étrave et de la poupe.

La carène à semi-déplacement :

Ce Lagoon 42 est en situation de semi-déplacement : sa carène est partiellement sustentée. ©Romain Claris

Une partie de la surface et du volume immergé peuvent sortir de l’eau grâce à une vitesse élevée.

La vitesse permet de naviguer en position légèrement sustentée, ce qui procure une navigation confortable, même dans une mer formée. L’effet de sustentation diminue la surface immergée et donc la friction; le bateau peut ainsi dépasser sa vitesse limite de carène (cf article : la longueur de flottaison). Sans changer le volume habitable qui reste important sur un catamaran de croisière, cet effet de sustentation, dégageant une partie du volume immergé en statique, procure un volume sous-marin inférieur, propice à la performance. Les formes avant des entrées d’eau, très porteuses, sont propices à participer à la sustentation générale. C’est une carène qui permet de concilier performance et habitabilité.

La carène fine :

Flotte d’Extreme 45 photo Xaume Olleros

La principale caractéristique des coques fines est qu’elles laissent très peu de sillage car elles n’ont quasiment pas de vague d’étrave. Les seuls vrais freins proviennent de la friction (qu’on cherche à minimiser en diminuant la surface mouillé grâce aux formes des carènes dont les sections sont proches d’un arc de cercle, ainsi qu’à l’utilisation de matériaux pour réduire le poids du bateau) et la résistance aérodynamique : les bateaux vont suffisamment vite pour que cette résistance devienne un facteur important. Cette carène possède un volume immergé très faible et un creux minimisé de par un poids léger et une bonne répartition des volumes le long de la coque.

La carène planante :

Un bateau de course au largue type 60 pieds IMOCA, au planning, Photo ©François Van Mallenghem

Une partie variable mais importante de la surface et du volume immergé en statique est régulièrement hors de l’eau lorsque le bateau dépasse une certaine vitesse. Une carène planante « surfe » sur l’eau de par sa forme et sa vitesse. En réalité, on peut considérer que le bateau surfe sa propre vague d’étrave. Cette sensation de planning se ressent par exemple sur un bateau à moteur qui en accélérant se cabre à cause de sa vague d’étrave, puis arrive à la dépasser en la surfant. Ceci limite la surface de friction et permet au bateau planant d’être rapide. Les entrées d’eau sont souvent fines mais cela ne présente que peu d’intérêt car elles sont hors de l’eau lors de la navigation. Le point négatif de ces carènes est leur équilibre précaire.

De nos jours, la course à la performance mène à s’affranchir complètement de la carène grâce à des plans porteurs de type foils qui font « voler » le bateau. Une fois en position de vol, la surface immergée diminue de façon spectaculaire puisque seule reste dans l’eau la partie immergée des foils. Si cette technique de navigation est la plus élaborée pour battre des records de vitesse, elle n’est pas encore la solution pour les bateaux de croisières !

Photo ©Holland Composite