Voir aussi: didacticiel construire helice bateau

 

Comme nous l' avons vu dans le bref résumé de l' évolution des formes de l' helice de bateau durant les siecles derniers, les formes et systemes proposant des améliorations des performances de l' helice de bateau se sont multipliés. L'enjeu économique et ecologique est important. L 'amélioration du rendement des hélices des bateaux peut permetre d'économiser de l'énergie. Les systemes permettant d'augmenter l'efficacite d' une helice de bateau peuvent etre classés en trois catégories suivant leur emplacement:(d'apres reference Carlton)

• dans la zone 1 du bateau nous trouvons differents systemes qui orientent le fluide entrant dans l' helice du bateau
• Dans la zone 2 du bateau nous trouvons les systemes attachés à l'hélice.
  • Comme l' helice a pas variable. Depuis 1960 Le nombre d'hélice a pas variables équipant les grosses unitées navales est passé de 5 a 35 %. Mais d'autre systemes visant à améliorer la propulsion des bateaux par helices ont été mis au points.
  • Celui de Grim Vane utilise une hélice aditionnelle qui dans sa partie interne fonctionne en turbine récupératrice de l'énergie de la premiere hélice, et dans sa partie bout de pale utilise le couple récupéré pour produire une poussée suplémentaire au bateau. La seconde hélice est donc a la fois captrice et propulsive :

• L'hélice marine peut aussi etre équipée de plaques en bout de pale qui agissent comme les winglets des ailes d'avion. Ce dispositif permet de minimiser les pertes en bout de pale:



• Pour les memes raisons d'économie des pertes de bout de pale, le carenage permet d'augmenter la poussée pour une hélice fortement chargée, les pertes de bout de pales étant due a la différence de pression entre l'avant et l'arriere de l'hélice, elles sont en proportion importantes pour les hélices dont le rapport poussée surface est fort. Le gain de rendement n'est réel que pour les bateaux à faible vitesse car le carenage engendre une trainée qui augmente avec le carré de la vitesse du bateau .

 

 

dans la zone 3 du bateau nous trouvons les systemes destinés à redresser et à recupérer la mise en rotation du courant de fluide provoquée par l helice du bateau.

Que ce soit pour les bateaux de faible taille comme les voiliers ou les plus grande unités, les constructeurs et heliciers rivalisent d'ingéniosité pour faire évoluer les performances des propulseur marins en tenant compte de leur condition d'utilisation.

 

L'hélice de voiliers:

L' hélice de voilier a la particularité d'etre indispensable pour les manoeuvres de port (Les arrivées ou départs à la voile restent des preuves de la compétence du capitaine à saluer l'art de la voile, mais sont de nos jours interdites dans les ports, sauf si l'on prétexte une panne de moteur... ), ou l' absence de vent, mais cette hélice devient un frein lorsque le bateau est sous voiles.Les héliciers on donc recherché des solution à ce probleme. Voici quelques uns de ces systemes d' helice pour voiliers et leur prix(approximatif) pour info:

• l'hélice fixe: Si l'hélice a été correctement choisie et que ses performances correspondent bien au point de fonctionnement du bateau, les hélices fixes pour voilier restent tres éfficace pour les bateaux naviguant souvent sous moteur (Meditteranée par exemple soit il n'y a pas de vent soit c'est la tempete...non je rigole). Efficace uniquement si la vitesse du bateau et la vitesse de rotation du moteur correspond au point de fonctionnement optimum de l'hélice. En fait peu de navigateurs à la voile connaissent le point de fonctionnement de leur hélice et la propulsion par moteur reste un organne de sécurité et de dépannage, alors le rendement de leur hélice est détail non prioritaire. Si l'on fait abstraction de la trainée c'est la meilleur hélice au niveau rapport qualité prix (400 € neuve 120 € sur ebay).

ATTENTION:Si vous montez une hélice sans savoir si son point de fonctionnement correspond a votre bateau vous risquez d'avoir un tres mauvais rendement alors meme si on vous la donne elle risque de vous couter une fortune...en énergie. Le plein de gasoil sur un voilier coute le prix d'une hélice....

• Hélice repliables ou drapeau :L'hélice repliable ou a mise en drapeau est derivée des recherches de griffith que nous avons vu dans l'évolution des formes d'hélices de bateau. Lorsque le navire est sous voile et que l'arbre d' hélice ne tourne pas, les pales se mettent en drapeau

ci dessus par exemple l'hélice a mise en drapeau ewol (prix environ 2990€ )

ou bien ci dessous la spw variprofil(prix environ 2000€ )

et l'hélice a mise en drapeau kiwiprop qui ouvre l'air des pales composites économique(1400€).

• ou se replient dans l'axe du courant grace a un axe intégré à la pale.

Ici la flexofold(enviro 1700€) ou france helice racing (environ 1115€)

La force de traînée est ainsi considérablement reduite par rapport à une hélice fixe. Il ne faut pas confondre pas variable et pale repliables ou a mise en drapeau.Les pales repliables ont en fait un callage fixe non reglable en fonctionnement(souvent reglable a l'arret) qui est toujours identique quelle que soit la vitesse de rotation de l'arbre d'hélice et la vitesse du bateau. Donc si le point de fonctionnement correspondant au reglage du callage n'est pas respecté, le rendement est comme pour l'hélice a pas fixe:plutot moyen...

• Helice a pas variable automatique:Il éxiste des hélices à pas variable automatique en fonctionnement, dont le pas se régule automatiquement, en fonction du couple sur la pale montée désaxée. Ces systemes paraissent les plus intérressant en terme d'idée, la résitance dans le temps est à évaluer et la variation automatique du callage nécessite que le couple moteur correspondant à la vitesse de rotation soit adapté au reglage de la pale...à suivre!

Hélice autoprop prix environ 2200€