Windfoil - Comparaison structurelle

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Windfoil - Comparaison structurelle
5 novembre 2018 1194 Views 1 comment

Depuis maintenant 3 ans, nous testons sur l'eau des windfoil avec des résultats très différents. Il faut dire que les conceptions sont aussi très variées ... en même temps que l'objectif des développeurs.

Certaines corrélations entre conception et sensations sur l'eau sont assez évidentes, et on voit que tous les fabricants ont intégré un certain nombre de grands principes pour faire évoluer leurs produits.

Il reste cependant encore pas mal de zones de flou, et c'est en creusant ceci que les progrès pourront encore se faire. Pour participer à notre niveau, nous avons décidé d'investir pour mieux comprendre. En effet, nous ne voulons pas en rester à des suppositions ou des croyances.

L'un des éléments clés dans le fonctionnement d'un foil de windsurf est lié au comportement structurel du foil. Ceci comprend la flexion du mat, sa torsion, la rigidité des connexions mat / fuselage etc. Nous essayons de caractériser le lien entre ces éléments et les sensations que l'on peut éprouver sur l'eau. L'un des meilleurs moyens pour cela est de mesurer les caractéristiques mécaniques des différents foils, puis de les corréler avec les retours de test.

Pour ce faire, nous avons conçu 2 bancs de mesure : l'un permet de caractériser la rigidité en torsion et en flexion du mat de foil, et l'autre de mesurer la rigidité de la liaison mat / fuselage / aile. C'est grâce à la diversité des foils en notre possession, que nous pourrons exploiter ces résultats et tenter d'en tirer des indices.

Banc de mesure du mat de foil

Le banc de mesure est un chassis mécano-soudé très rigide permettant de bloquer le foil, et de mesurer ses déformations sous l'effet d'une charge mécanique. Voici une vue d'ensemble du dispositif.


Le bridage du foil par son talon

Le dispositif de mesure des déformations, à l'aide d'un comparateur

Avec ce banc, nous avons débuté une campagne de mesure comprenant 3 valeurs :

Les 2 premières caractérisent la rigidité en flexion du mat (sur les 70 premiers cm à partir de son talon, puis sur toute sa longueur).

La 3e caractérise la rigidité en torsion de l'ensemble du mat, y compris sa jonction mat / fuselage.

  • La déformation latérale du mat mesurée à 70cm du talon, lorsque celui ci est sous à une contrainte latérale de 10kg appliquée au point de mesure
  • La déformation latérale du mat mesurée à la jonction mat / fuselage, lorsque celui ci est sous à une contrainte latérale de 10kg appliquée au point de mesure
  • La déformation en torsion mesurée à 25cm de l'axe de torsion, par application d'une charge de 6,25kg à 35cm de l'axe de torsion (lors de cette mesure, le mat est bloqué sur son axe de flexion à l'aide d'un couteau d'appui).
rigidite en flexion
rigidite en torsion

Les valeurs relevées sont à la fois assez dispersés (on a un facteur x6 entre le plus souple et le plus rigide, ce qui est énorme !!!), et révélatrices des options de conception retenues par les différents fabricants.

Nous ne publierons pas ces résultats bruts pour éviter des interprétations erronées, et sans fondement. Ce sont par ailleurs des données que nous réservons aux marques qui en tireront chacune leurs conclusions. Je précise que nous avons donné à chaque marques ses résultats par rapport aux autres, mais sans citer de quels autres il s'agit afin de préserver une certaine confidentialité.

A la vue de ces premiers résultats sur 21 foils commercialisés sur le marché, nous pouvons déjà affirmer que certaines valeurs sont très révélatrices ce que que l'on ressent, et que d'autres vont nous amènent à modifier certaines idées que nous avions.

Quoi qu'il en soit, ces mesures nous permettent également de connaître beaucoup plus en détail les produits que nous vendons, et d'être ainsi encore plus pertinents sur les conseils que nous pouvons apporter au pratiquant.

Banc de mesure des jonctions

Banc de mesure des rigidites de jonction

Ce banc de mesure est cage permettant de brider le foil par ses ailes et son stab, et d'appliquer une traction latéral sur le mat. On mesure alors la déformations latérale de ce dernier au niveau du talon. La force latérale appliquée est de 6,25kg

Nous avons aussi effectué des mesures avec d'autres forces latérales (1kg, 5kg, 10 kg) pour vérifier si on restait dans un comportement linéaire (déformation élastique). C'est bien le cas.

Pour l'instant, ces mesures ont été effectuées sur 5 foils du marché. Nous continuons les mesures au fur et à mesure des modèles qui passent dans nos mains. Nous publierons les résultats quand nous aurons suffisamment de valeurs significatives.

Conclusions provisoires

Au stade où nous en sommes, voici les premières conclusions que nous pouvons tirer :

  • Tous les foils instables latéralement lors des tests sur l'eau sont des foils souples en flexion et torsion.
  • Tous les foils souples en flexion et en torsion se sont avérés instables sur l'eau.
  • Certains foils souples en flexion mais raides en torsion se sont avérés très stables sur l'eau, mais il y a des contre exemples.
  • Certains foils souples en torsion mais raides en flexion se sont avérés stables sur l'eau, mais il y a des contre exemples.
  • Tous les foils raides en flexion et en torsion se sont avérés stables sur l'eau.

De ce qui ressort, on voit que les foils combinant raideur en flexion et en torsion sont en général stables. Par contre, si d'un des 2 axes n'est plus bloqué, on arrive vite à des instabilités, sans que ce ne soit systématique.

On a aussi remarqué que pour naviguer facilement à la contre gîte, il est plus aisé d'avori un mat raide en torsion, mais relativement souple en flexion .. en particulier en partie haute

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Laurent 24 septembre 2018 at 10:34
Super, en plus ça me donne des idées pour améliorer notre châssis. Par contre comme on a fait des mesures de flexion à 88cm, il va falloir calculer pour voir ce que l'on donne par rapport à vos mesures. Pour la flexion, on a fait la mesure par rapport à la verticale du bord d'attaque du talon, donc on ne pourra pas s'étalonner.