| Resumé |
Cette thèse expérimentale s'inscrit dans un projet pour la performance sportive en voile olympique. Ce travail a porté sur la série de planche à voile, iQFoil et sur la série de kitefoil, Formula Kite. Les efforts aérodynamiques traînants sont dominants pour ces séries olympiques à foil. Ce travail s'intéresse donc à la caractérisation aérodynamique des différentes parties des embarcations iQFoil et Formula Kite (sauf le parachute) ainsi que l'impact des athlètes. Enfin le phénomène de propulsion instationnaire appelé "pumping" utilisé par les véliplanchistes est étudié. Dans un premier temps, les travaux menés étudient les différentes parties des embarcations qui jouent un rôle dans la performance aérodynamique. Les mesures sont réalisées à l'échelle 1 dans les souffleries de l'Institut AéroTechnique de Saint-Cyr l'Ecole. Elles portent sur les flotteurs et le gréement complet de voile ainsi que sur les positions et les équipements des athlètes. Nous avons conçu les différents dispositifs expérimentaux de mesures. Le gréement de voile a été étudié à l'échelle 1 afin de rendre compte des interactions entre l'écoulement et celui-ci. Nous étudions l'influence des réglages de la voile et de la vitesse de l'écoulement sur la déformation de la voile et sa forme en trois dimensions grâce à un dispositif de photogrammétrie que nous avons mis au point. Enfin, l'impact de la déformation de la voile sur les performances aérodynamique a été étudié. Dans un second temps, nous nous intéressons à une technique utilisée par les véliplanchistes permettant de générer de la propulsion instationnaire. En effet, lors des départs de course ou dans des conditions de vent faible, en particulier après des manœuvres telles que le virement de bord, les athlètes utilisent une technique appelée "pumping" pour initier ou maintenir le vol de l'embarcation. Cela consiste à faire varier périodiquement l'angle d'incidence de la voile par rapport au vent, fournissant une propulsion intermittente pour maintenir la planche en l'air. Notre travail vise à caractériser et à optimiser les forces instationnaires générées par le mouvement de "pitching" qui est un mouvement simplifié. En particulier, l'effet de l'angle d'incidence sur la génération des forces instationnaires est discuté. Une comparaison entre un profil aérodynamique symétrique et une forme de voile, rigides, met en lumière des différences sur les paramètres cinématiques dominants de cet effet instationnaire ainsi que sur la génération des forces. |