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Foil (mot anglais signifiant feuille de métalmétal), ou aile d'eau, est un terme de marine désignant une surface portante immergée, horizontale ou inclinée par rapport à la coque. Le mouvementmouvement d'eau autour de ce profil crée une force semblable à la portanceportance produite par une aile d'avion. Cette force dirigée pour l'essentiel vers le haut s'ajoute à la poussée d'Archimèdepoussée d'Archimède et soulève donc le navire, parfois appelé foiler ou navire planant. La dérive ou la quille d'un voilier, plan vertical placé sous la coque, produit une force de même nature mais dirigée sur le côté, pour s'opposer au couple produit par la force du ventvent sur les voiles.
Le soulèvement de la coque réduit, voire supprime, sa surface mouillée (la partie dans l'eau), ce qui a pour effet de réduire ou d'annuler la traînée hydrodynamique (force de résistancerésistance née du frottement avec l'eau). Reste la traînée aérodynamique.
Types et mécanisme de fonctionnement des foils
Les foils peuvent être classifiés en différents types selon leur conception et leur orientation par rapport au mouvement de l'eau. Les types courants incluent les foils en V, en L et en TT, chacun offrant des caractéristiques spécifiques de manœuvrabilité et de stabilité. Le foil en V, par exemple, est souvent utilisé pour sa capacité à offrir une bonne stabilité directionnelle. Les foils en L, avec leur surface portante perpendiculaire au déplacement, sont privilégiés pour leur forte capacité à contrer la dérive latérale, tandis que les foils en T sont réputés pour leur efficacité dans les conditions de mer agitée.
Évolution et innovation dans la technologie des foils
La conception des foils a considérablement évolué, grâce aux avancées technologiques et à une meilleure compréhension des dynamiques fluides. Les matériaux utilisés, tels que les composites à base de fibres de carbonefibres de carbone, ont révolutionné les performances des foils en réduisant leur poids tout en augmentant leur résistance et leur flexibilité. Des logiciels de simulation de pointe permettent aujourd'hui de prédire avec précision les performances d'un foil avant même sa fabrication, ce qui permet d'optimiser les designs pour une efficacité maximale.
Les innovations ne se limitent pas seulement aux matériaux et conceptions. Des systèmes de foils actifs, qui ajustent leur angle et leur positionnement en temps réel via des mécanismes automatisés, sont de plus en plus courants. Ces systèmes améliorent la stabilité et la performance globale du navire en s'adaptant dynamiquement aux changements de conditions maritimes et de vitessevitesse.
Applications pratiques et impact des hydrofoils
Outre leur utilisation dans les domaines navals traditionnels, les foils trouvent de nouvelles applicationsapplications. Par exemple, dans le secteur des sports aquatiques, des planches de surf à foil et des kayaks équipés permettent aux athlètes d'atteindre des vitesses impressionnantes avec moins d'effort. Dans le domaine de la recherche, certains submersibles sont équipés de foils pour améliorer leur manœuvrabilité et leur efficacité à des profondeurs importantes.
L'un des avantages majeurs de l'utilisation des foils est leur potentiel à réduire la consommation de carburant et les émissionsémissions de CO2CO2 en diminuant la résistance hydrodynamique, ce qui contribue à un profil environnemental plus favorable pour les navires motorisés. De plus, leur capacité à améliorer l'efficacité des navires ouvre la voie à des innovations futures, y compris la conception de navires à émission zéro utilisant les foils en combinaison avec des sources d'énergie renouvelablesénergie renouvelables.
La technologie des foils représente une avancée significative dans la conception navale. Elle offre non seulement des gains de vitesse et d'efficacité, mais elle contribue aussi à une navigation plus écologique. Avec l'évolution continue de la technologie des foils et leur intégration croissante dans divers domaines, nous pouvons nous attendre à voir des innovations encore plus révolutionnaires dans les années à venir.
