Un jour viendra, tu trébucheras...

Tout cela, c'est bien beau, mais ça ne nous explique pas pouquoi les records ne sont « que » de l'ordre de 80-90 km_/h.
La raison est évidente ? On aimerait. En fait, deux principaux obstacles à sa progression existent. Parlons d'abord de celle qui saute aux yeux.

Les frottements. Dans le cas d'une propulsion (réacteur), cette force peut être motrice (c'est à dire qui favorise le mouvement, qui « pousse »), dans tous les autres cas, c'est une force résistante (le contraire, c'est à dire qui freine le mouvement). Quels frottements ? Bien que l'air soit le moteur de ce bateau, il y fait tout de même obstacle : pas la partie de l'air qui « pousse » la voile, mais tout le reste : l'air qui rencontre la coque du bateau, celui qui va à l'encontre de la voile également. Mais, en fait, ce n'est pas ce frottement qui est prépondérant, vous l'aurez deviné, c'est en effet, celui de l'eau.
Rappelez-vous : enfant, vous avez sûrement dû, si vous avez pu avoir un contact avec la mer ou l'océan, courir dans l'eau. Et rager, pester à cause de votre faiblesse physique qui apparut à ce moment là, alors que vous déambuliez joyeusement quelques secondes plus tôt, sur la terre ferme... Votre premier contact avec le corollaire d'un vieux théorème, énonçant ni plus ni moins que : « Tout corps plongé dans un fluide subit une poussée verticale, dirigée de bas en haut » a dû être rude. En fait, ceci est tout simplement dû à la densité du fluide : l'eau est en effet beaucoup plus dense que l'air ... (qui pense que l'air, à volume égal, est plus lourd que l'eau ?) Or plus un fluide est dense, plus il fait obstacle à un déplacement. C'est pourquoi l'hydroptère a d'ailleurs un avantage immense sur les autres voiliers : il diminue, grâce à ses foils, la surface de contact avec l'eau, et donc remplace une grande partie de frottements dus à l'eau par des frottements de l'air (la partie qui n'est plus immergée subit désormais les frottements de l'air). Oui mais voilà, le peu de contact avec l'eau suffit pour ralentir considérablement le voilier. Il faudrait le supprimer complètement pour être vraiment efficace.

Mais tu te relèveras...

Mesdames, Messieurs, nous venons d'inventer le premier avion à voile ! Sans oublier les effets de vagues qui réduisent considérablement l'avancée un voilier typique. C'est aussi un avantage de l'hydroptère, le fait d'utiliser des foils évite aussi les effets de vagues, et créent cette immobilité que l'on ressent à bord de l'hydroptère (via de nombreux témoins et journalistes) : le sentiment décrit est d'avancer sans a-coups, sentiment assez peu répandu à bord d'un bateau à voile (avis aux connaisseurs).
Voici la première raison pour laquelle un bateau ne peut pas dépasser des vitesses monstrueuses.

Pour chuter de plus haut

Cependant, il subsiste deux autres facteurs : l'écoulement hydrodynamique à haute vitesse sur les foils de l'Hydroptère génère des dépressions importantes, ce qui a pour conséquence l'apparition de bulles de vapeur d'eau. De plus, de l'air peut aussi être entraîné le long du profil depuis la surface. Ces phénomènes de cavitation et de ventilation (n'apparaîssant qu'à haute vitesse) impliquent une diminution importante de l'effet porteur du foil, ce qui compromet l'équilibre total du voilier.
Le design des foils et les conditions de navigation doivent être donc techniquement presque parfaits de manière à éviter que de tels phénomènes interviennent de manière incontrôlée et rendent la navigation dangereuse.
Vu que la cavitation, récemment découverte, est un phénomène complexe et pour le moment restant assez obscure, de nombreuses simulations informatiques (là est l'apport conséquent des informaticiens de l'EPFL), est des situations expérimentales sont obligatoires pour améliorer l'Hydroptère.
La cavitation est un phénomène de discontinuité apparaissant au sein d'un fluide en raison d'une baisse complète de la pression, sans changement important de la température : la cavitation se produit donc au niveau des milieux liquides soumis à de brutales variations de pression. En fait, la cavitation concerne le plus souvent les bateaux à hélice, les pompes et les barrages. Il est possible de faire évaporer un liquide, sans varier sa température, en abaissant la pression ambiante au-dessous de la pression de vapeur saturante.
Le calcul approximatif de la pression de vapeur saturante peut se faire à l'aide d'une formule issue de l'équation de Clapeyron Ingénieur et physicien français considéré comme l'un des fondateurs de la thermodynamique, en considérant que la vapeur se comporte comme un gaz parfait et que l'enthalpieFonction, notée H, intervenant dans le premier principe de la thermodynamique de vaporisation ne varie pas avec la température dans la plage considérée.

Petite démonstration :
D'après le premier principe de la thermodynamique, la variation d'énergie ΔU d'un système est égale à la somme des quantités de chaleur Q et de travail W que ce système a échangées avec le milieu extérieur.
On peut donc écrire ΔU = W + Q ou encore ΔU = ΔW + ΔQ pour des variations élémentaires de l'énergie du système, de la chaleur et du travail échangés durant un temps Δt. Dans le cas particulier d'un fluide à pression uniforme P, le travail élémentaire ΔW fourni durant le temps Δt s'exprime par la relation : ΔW = -PΔV, où ΔV représente la variation de volume du système pendant Δt.
Si la transformation s'effectue à volume constant (transformation isochore), alors ΔV = 0 et donc ΔU = ΔQ. Si la transformation se déroule à pression constante (transformation isobare), alors ΔP = 0. On introduit dans ce cas la grandeur H, qui est l'enthalpie du système. Elle est définie par la relation : H = U + PV. Pour un temps Δt, la relation s'écrit : ΔH = ΔU + PΔV + VΔP.
En conséquence, ΔU = ΔW + ΔQ = -PΔV + ΔQ devient : ΔQ = ΔH - VΔP. Comme ΔP = 0, on en déduit que, lors d'une transformation isobare, la chaleur reçue par le système est donc égale à la variation de son enthalpieFonction, notée H, intervenant dans le premier principe de la thermodynamique.

Nous pouvons maintenant nous ramener à la formule du calcul approximatif de la pression de vapeur saturante suivante :

Prenons une hélice...
Il faut avoir à l'esprit qu'une hélice est une pièce rotative constituée d'un axe central sur lequel sont fixées des palesSurface portante en rotation autour d'un axe destinée à créer un déplacement des molécules du fluide dans lequel il se déplace pour exploiter les différences de pression qui en résultent. et qui sert à la propulsion ou, pour les turbines, à la conversion de l'énergie mécanique de l'eau en énergie électrique. La cavitation a lieu à des endroits bien précis des hélices qu'elle touche, de par sa nature. Pour une hélice, il s'agit le plus souvent des extrémités des pales où la pression est la moins élevée.

La cavitation a un effet dégradant les matériaux en contact, comme on peut le voir sur la photo suivante :

C'est apparemment un phénomène fréquent mais encore très méconnu. Elle a été mise en évidence par Osborne ReynoldsIngénieur et physicien irlandais en 1894, on observe la cavitation par l'apparition de petites bulles ou d'énormes cavités, qui se forment puis implosent en quelques millisecondes. Elle est à l'origine de nuisances graves telles que l'érosion des matériaux, c'est d'ailleurs ce point là qui est préjudiciable à l'Hydroptère. Cependant, elle peut être utilisée comme un atout.

Et la ventilation, dans tout ça ?

Un autre phénomène hydrodynamique assez ennuyeux pour les bateaux rapides est la « ventilation ». On l'a évoqué dans le paragraphe précédent, et devant vos yeux ébahis, on va en parler plus longtemps.
A ne pas confondre avec la cavitation, ce phénomène est lui aussi lié à la dépression causée à la surface supérieure d'un foil, mais également à l'arrière de tout profil se déplaçant juste sous la surface de l'eau.
S'il y a dépression, l'air est bel et bien « aspiré » vers le bas et cause ce qui est familièrement appelé, un « trou dans l'eau ». Outre un sillage visible bien plus important, ce phénomène cause surtout une perte d'efficacité du foil, particulièrement désagréable autour du safran d'un gouvernail : le bateau ne peut plus être dirigé correctement.
Il y a bien heureusement une solution : les foils sont généralement munis de fencespetites plaques horizontales destinées à limiter au maximum la zone de basse pression vers le haut.

On peut remarquer que les bateaux à moteur sont souvent, eux aussi, dotés de plaques horizontales au dessus des hélices, surnommées « plaques anti-cavitation ». Une hérésie, n'est ce pas ? Car, en fait, elles évitent la ventilation qui pourrait être causée par l'hélice, et non pas une quelconque cavitation existante... Pour les puristes, on aperçoit sur cette image « officielle », la cavitation se formant sur une partie de l'hydroptère :

La cavitation, c'est bien gentil, mais est-ce inéluctable ?

Ah ça, c'est un long débat.
Toutefois, il faut bien voir que comme les avions supersoniques ont des ailes différentes des avions plutôt lents, un hydroptère destiné à dépasser 50 noeuds dans l'eau doit être conçu de manière encore plus différente. Le site de l'entreprise suisse Supramar AG propose généreusement deux pistes : il faudrait que les bords d'attaque des profils soient vifs pour « séparer le flux » sans créer de vaste dépression La deuxième idée est qu'il devrait être possible d'injecter de l'air à certains endroits du profil pour permettre à la dépression de se créer sans les inconvénients liés à la cavitation habituelle. Ces idées sont très proches de la supercavitation, phénomène obscur lui aussi, mais qui permet, par exemple, à des torpilles propulsées par fusée d'atteindre une vitesse de 100 m.s^-1, soit plus ou moins 200 noeuds, ou 370 km.h^-1 Le principe est d'aileurs assez « simple » : les Shkvalces fameuses torpilles russes, rendues publiques en 1999 usent de la cavitation en créant une grosse bulle autour d'elles, réduisant ainsi considérablement la friction avec l'eau: c'est le principe de la supercavitation, le contact de l'engin avec l'eau se limitant à un petit cône à la pointe de la torpille.