Principe

Comme vu dans l’article Portance et Traînée, les forces que nous allons retrouver et qui sont mises en jeu dans le système de la Turbovoile sont la portance et la traînée. Grâce à cette introduction, on comprend mieux sur l’exemple d’une aile d’avion, comment sont générées les forces de portance et traînée nécessaires au mouvement, ainsi que ce qu’elles représentent (dans ce cas, on essaye d’avoir un meilleur rapport portance/traînée étant donné qu’ici, la traînée est plus un frein puisqu’elle s’opposera au mouvement du bateau).

Dans le cas des bateaux, c’est la ou les Turbovoile(s) qui vont jouer le rôle des ailes d’un avion. En effet, ces grands mâts de forme cylindrique (souvent mieux profilés pour améliorer l’aérodynamisme) vont permettre de générer une force de portance. Nous allons comprendre pourquoi sur un exemple très simple : pourquoi lorsque l’on place un cylindre dans un écoulement ce dernier ne se met pas à se sustenter ?… Et bien c’est parce qu’il possède une symétrie. En effet, lorsque l’écoulement rencontre le cylindre, une partie du fluide passe au-dessus et une autre partie passe en dessous dans les mêmes conditions puisque le cylindre possède une symétrie. Or, on a vu précédemment que pour qu’un avion décolle, donc qu’une portance soit générée, il faut que l’écoulement au niveau de ses ailes, lieu où la portance sera générée, soit complètement dissymétrisé. Etant donné que les mâts sont souvent cylindriques (ou mieux profilés pour obtenir un meilleur aérodynamisme mais cela ne suffira pour créer une portance suffisante), comment les bateaux équipés de Turbovoiles sont capables d’avancés ?…

Le ou les gros ventilateur(s) installé(s) à l’intérieur des Turbovoiles… C’est eux qui vont permettre de dissymétriser l’écoulement autour des mâts. En effet, le ventilateur situé à l’intérieur de la Turbovoile (si il n’y en as qu’un il est situé en haut de la Turbovoile) aspire l’air du côté des grilles imperméables. De cette façon, la couche limite du cylindre est aspirée ce qui l’empêche de décoller. Ainsi, l’écoulement autour du cylindre est dissymétrisé ce qui signifie que du côté où l’on aspire l’air, la pression va diminuer et donc que la vitesse va augmenter. De la sorte, l’aspiration de la couche limite permet de créer une force de portance nécessaire au mouvement du navire.

Afin d’améliorer le rendement de la Turbovoile, plusieurs ventilateurs peuvent être installés afin de diminuer les perte de charges le long du grand mât. Cette grâce à ce système que l’Alcyone et ses 2 Turbovoiles, mesurant 10,2 m, de section elliptique de 1,35 × 2,05 m, d’où une surface « exposée » de 21 m², peut atteindre une vitesse de 10 à 12 nœuds (vents de 30 nœuds), soit environ 19 à 22 km/h pour des vents soufflant à 56 km/h. De plus, ce système de propulsion lui permet de faire une économie de 35% de carburant.