Hydroptère

Du grec "hydros", eau et "pteron", aile, l’Hydroptère est un trimaran qui fonctionne avec des foils. Ces ailes sous-marines permettent d’extraire les coques du bateau de l’eau à partir d’une certaine vitesse, ce qui entraîne une réduction considérable de la traînée hydrodynamique.

l'Hydroptère peut ainsi atteindre des vitesses très importantes.

Principe

Ne plus flotter sur l’eau mais voler, le rêve est ancien.S’affranchir du principe d’Archimède. Il s’agit de déjauger les coques du bateau grâce à une poussée verticale développée par les foils.

Les foils restent alors les seules pièces au contact de l’eau, ce qui permet de diminuer considérablement la traînée et d’avoir un potentiel de vitesse bien au-delà des bateaux archimédiens classiques.

Le fonctionnement des foils est simple et basé sur le même principe de portance dynamique que celui qui permet aux ailes d’un avion de le faire décoller.

Ainsi, lorsqu’il évolue dans l’eau, le foil génère une différence de pression entre son intrados (dessous de l’aile) et son extrados (dessus de l’aile).Cette différence de pression se traduit physiquement par une force exercée vers le haut. Appliquée au foil, c’est ce que l’on appelle la portance.Plus la vitesse d’avancement du foil est grande, plus la portance augmente. 
A partir d’une certaine vitesse, la portance générée par les foils devient supérieure au poids du bateau et elle permet donc de le soulever hors de l’eau.La géométrie des foils utilisée sur l’Hydroptère est conçue de manière à limiter l’augmentation de cette portance afin que le bateau arrête de monter et se stabilise quelques mètres au-dessus de la surface. Il s’agit de foils dits « en V » autostables.

Ce concept très simple permet une application aisée mais les efforts exercés sont tels qu’il a fallu attendre l’avènement de nouveaux matériaux comme le carbone et le titane pour pouvoir faire voler un bateau de grande taille au-dessus des flots.

La poussée d'Archimède

Tout corps plongé dans un fluide, entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre, subit une force verticale, dirigée de bas en haut et égale au poids du volume déplacé ; cette force est appelée « poussée d’Archimède ».Dans un champ de gravité uniforme, la poussée d'Archimède PA est toujours donnée par la formule suivante :

où Mf est la masse du fluide contenu dans le volume V déplacé et g la valeur de la pesanteur.

Si la masse volumique ρ du fluide est elle aussi uniforme, on aura :

ou encore, si l'on considère uniquement les grandeurs des forces :

La poussée d'Archimède PA s'exprimera en newton (N) si la masse volumique ρ est en kg/m³, le volume de fluide déplacé V en m³ et la valeur de la pesanteur g en N/kg (ou m/s²).