Utilité des foils
Pourquoi utiliser des foils ? Tout simplement pour se simplifier la navigation. En effet, le problème est que l'océan étant ce qu'il est, il crée des forces contraires (les vagues, par exemple) ralentissant le navire. Le foil est né dans le but d'augmenter la vitesse, tout en gardant une stabilité convenable.
Mais au fond, qu'est ce qu'un foil ? Une piste : un foil est aussi parfois appelé «aile marine»... Et en fait, son principe est «simple», c'est en tout cas le même que pour une aile d'avion, car toutes les surfaces profilées se «baladant» dans un fluide fonctionnent de la même manière : une pression s'effectue sur l'extradosL'extrados d'un profil porteur non symétrique (présentant une cambrure) est la face du même côté que la cambrure, quelque soit le sens de la portance. Dans le cas contraire, c'est la face du côté de la portance C'est dans cette partie que se situe la dépression et une autre par dessous.
Un foil «tranche» la vague, mais en douceur, en agissant sur le liquide soit en étant totalement immergé, soit en étant partiellement immergé.
Les foils semi-immergés sont plus simples, car ils assurent, grâce à leur dièdreEn aéronautique, le dièdre est l'angle formé par le plan des ailes et le plan horizontal. Le dièdre peut être positif (ailes vers le haut) ou négatif (ailes vers le bas) une stabilité «automatique».
Ces foils équipent certaines unités marines et sont les seuls utilisables pour les voiliers «volants» comme celui d'Alain Thébault.
Ces foils ne sont malgré tout pas exempts de défauts : vu qu'il y a contact avec l'air, un phénomène dit d'aération ou de ventilation se crée. Et là, c'est la panique : l'air a tendance à être aspiré par la dépression de l'intradosC'est l'inverse de l'extrados. L'intrados d'un profil porteur non symétrique (présentant une cambrure) est la face opposée à la cambrure, quelle que soit le sens de la portance. Dans le cas contraire, c'est la face opposée à la portance et cela peut conduire à une perte brutale de portanceUn objet placé dans l'écoulement d'un fluide subit une force aérodynamique (ou hydrodynamique dans ce cas). Pour l'analyse, on décompose cette force en une composante dans le sens du vent relatif, la traînée, et une composante perpendiculaire : la portance. La solution à ce défaut étant de placer des cloisons sur l'envergure du foil.
Ceci dit, il reste une autre solution, un brin radicale, qui est d'immerger totalement les foils. Mais vous, lecteur qui suivez attentivement, vous voyez un problème.. En effet, vous avez raison (si vous n'y avez pas pensé,ce n'est pas trop grave, de toute façon on allait le dire), la stabilité «automatique» est perdue. Le stratagème étant ici de la «piloter» avec des systèmes complexes de radars afin de garder la bonne altitude au dessus de l'eau. Seules certaines armées (US Navy) peuvent se payer de tels systèmes, pour des utilisations réelles confidentielles.
Les difficultés supplémentaires
Outre les précisions rigoureuses lors des constructions, toutes les fabrications d'ailleurs, cela passe par le mat, les coques, les foils, le safranPartie du gouvernail d'un navire, constitué d'un plan vertical pouvant pivoter afin de modifier la direction du navire (très complexe, lui aussi)... et la quantité de calculs, plusieurs phénomènes entrent en jeu. Il faut garder à l'esprit que toute solution n'est rien dans l'absolu : les foils ne suffisent pas à eux-mêmes, de nombreux équipements sophistiqués sont nécessaires. C'est pour cela qu'un hydrofoil est soit un bijou de technicité et d'inventivité, soit une perle technologique, soit les deux. Et dans l'absolu, il est les deux. C'est tout de même, pour le cas de l'Hydroptère, un voilier de 5 tonnes qui avance à plus de 80km/h par la seul force du vent et de l'air !
Néanmoins lors de l'augmentation de la vitesse, il peut se créer une cavitationLa cavitation décrit la naissance et l'oscillation de bulles de gaz et de vapeur dans un liquide soumis à une dépression au niveau des foils. Cette cavitation ne forme rien de plus que des bulles de vapeur pouvant détruire les parois, mais ça, nous en parlerons dans la partie limites.
Ces foils sont de plus très sensibles à la présence d'obstacles flottants...