La quête du vent : dans la tête des architectes et des skippers de catamarans de course

Voir un catamaran de course fendre les flots, ou plutôt voler au-dessus, est un spectacle qui fascine bien au-delà du cercle des initiés. On admire la vitesse, l’élégance presque irréelle de ces géants de carbone qui semblent jouer avec les éléments. Spontanément, on attribue cette performance à des innovations visibles : les foils qui soulèvent les coques, les voiles rigides semblables à des ailes d’avion. Ces éléments sont bien sûr cruciaux, mais ils ne sont que la partie émergée d’un iceberg technologique bien plus complexe et profond.

L’erreur serait de penser que la vitesse est une simple addition de « bons ingrédients ». En réalité, la performance ultime naît d’une obsession partagée par les architectes, les ingénieurs et les skippers : la quête de l’efficience absolue. C’est une chasse où chaque gramme superflu est un ennemi, où chaque turbulence dans l’air ou l’eau est une défaite, et où chaque décision est validée par des téraoctets de données. La vraie révolution n’est pas seulement dans le carbone ou les foils, mais dans une approche systémique qui intègre aérodynamisme, hydrodynamisme, science des matériaux et intelligence artificielle.

Cet article vous ouvre les portes des bureaux d’études et des cockpits pour décrypter cet ADN. Nous n’allons pas seulement voir ce qui rend ces bateaux rapides, mais comprendre la mentalité et la science qui permettent de transformer un voilier en une machine volante, un dialogue permanent entre l’homme, le vent et la machine.

Pour ceux qui préfèrent un format condensé, la vidéo suivante vous plonge au cœur de l’une des révolutions les plus marquantes de la course au large : l’intégration de l’intelligence artificielle pour assister les skippers, transformant la stratégie et la performance en mer.

Pour appréhender cette fascinante convergence de disciplines, nous explorerons les différents piliers qui soutiennent la performance de ces Formule 1 des mers. Le voyage qui suit décortique la philosophie derrière la machine, de la structure intime des matériaux jusqu’aux stratégies de course les plus extrêmes.

La chasse au gramme : comment les catamarans de course sont devenus des insectes d’eau

Dans le monde de la course au large, le poids n’est pas un paramètre, c’est l’ennemi public numéro un. Chaque composant, de la coque au moindre winch, est scruté, analysé et optimisé dans une quête obsessionnelle de légèreté. Cette « chasse au gramme » est la pierre angulaire de la performance. Un bateau plus léger est un bateau qui décolle plus tôt sur ses foils, qui accélère plus vite et qui demande moins d’énergie pour être propulsé. C’est un cercle vertueux : moins de poids signifie moins de volume de coque immergé, donc moins de traînée, ce qui permet d’atteindre plus vite la vitesse nécessaire au vol.

Cette philosophie pousse les architectes et les constructeurs à utiliser des matériaux autrefois réservés à l’aérospatiale. La fibre de carbone est omniprésente, souvent cuite en autoclave sous haute pression pour obtenir une rigidité maximale pour un poids minimal. On parle de composites « pré-imprégnés », où la quantité de résine est calculée au gramme près. L’intérieur des bateaux est radicalement épuré : le confort est sacrifié sur l’autel de la performance. Les bannettes sont de simples toiles tendues, il n’y a aucune décoration superflue. Même le poids de l’équipage est un facteur crucial, influençant directement la surface de voilure et la stabilité nécessaire pour exploiter la puissance.

C’est un équilibre précaire, comme le souligne Louis Chevallier, expert en conception navale, dans son mémoire sur la conception de coques de catamarans. Le défi majeur est d’atteindre un poids minimal sans jamais compromettre la rigidité structurelle. Une coque qui se déforme sous l’effort perd de l’énergie et de la performance. Cette balance parfaite entre légèreté et rigidité est le véritable art de l’architecte naval moderne, transformant ces voiliers en structures squelettiques, semblables à des insectes d’eau, capables de performances inimaginables il y a encore vingt ans.

Fendre l’air autant que l’eau : l’importance cachée de l’aérodynamisme sur un multicoque

Lorsqu’un catamaran de course dépasse les 40 nœuds (environ 75 km/h), il ne se bat plus seulement contre la résistance de l’eau, mais aussi contre celle de l’air. À ces vitesses, la traînée aérodynamique devient un frein majeur à la performance. Les architectes ont donc importé des concepts directement issus de l’aviation et de la Formule 1 pour optimiser chaque surface exposée au vent. Le design ne vise plus seulement à être hydrodynamique, mais aussi profondément aérodynamique.

Cela se traduit par des formes de plus en plus fluides et intégrées. Les bras de liaison entre les coques sont profilés comme des ailes d’avion. Les cockpits, autrefois ouverts, sont désormais carénés, voire totalement fermés, pour que l’air glisse sans obstacle. L’équipe Hydrovinci, lors du Monaco Energy Boat Challenge 2023, a par exemple présenté une refonte complète de son cockpit pour minimiser la traînée, en l’intégrant dans la coque centrale, une approche inspirée des avions de chasse. Chaque détail compte : même la jonction entre la grand-voile et le pont est étudiée. Une analyse technique montre qu’un joint optimisé peut entraîner une réduction de 10% des pertes de portance et une augmentation significative de l’efficacité globale.

Cette approche transforme radicalement l’apparence des bateaux, qui ressemblent de moins en moins à des voiliers traditionnels et de plus en plus à des engins futuristes. L’image ci-dessous illustre parfaitement cette fusion entre la coque et le poste de pilotage pour un écoulement de l’air optimal.

Comme on le voit, la structure n’est plus une collection de pièces assemblées, mais un système aérodynamique intégré. Le but est de réduire la traînée parasite pour que la totalité de la puissance générée par les voiles soit convertie en vitesse pure. Le bateau devient un projectile, conçu pour fendre l’air avec autant d’efficacité qu’il fend l’eau.

Le vol océanique : la révolution des foils expliquée simplement

Les foils sont sans doute l’innovation la plus spectaculaire et la plus médiatisée de la dernière décennie. Ces appendices en forme d’ailes, placés sous les coques, fonctionnent sur le même principe qu’une aile d’avion. En prenant de la vitesse, l’eau qui s’écoule au-dessus du foil accélère, créant une zone de basse pression. La différence de pression entre le dessous (surpression) et le dessus (dépression) génère une force verticale : la portance. Lorsque cette portance devient supérieure au poids du bateau, celui-ci décolle et s’élève au-dessus de l’eau. C’est le « vol ».

L’avantage est colossal. Une fois en l’air, la traînée hydrodynamique est drastiquement réduite, puisque seules les fines extrémités des foils et les safrans restent immergés. La résistance principale disparaît, permettant des accélérations et des vitesses de pointe fulgurantes, dépassant souvent deux à trois fois la vitesse du vent. Cependant, ce vol est instable et demande un pilotage d’une extrême finesse. Le skipper ne navigue plus, il pilote. Il doit constamment ajuster l’incidence des foils pour maintenir une altitude stable, éviter de « décrocher » ou, à l’inverse, de s’envoler trop haut et de retomber violemment.

À très haute vitesse, un autre phénomène redoutable entre en jeu : la cavitation. Comme l’explique Nicolai Sehested, skipper de l’équipe SailGP Denmark, lorsque l’eau accélère trop vite sur le foil, la pression chute au point de créer des bulles de vapeur d’eau. Ces bulles perturbent l’écoulement, provoquant une perte de portance brutale et une perte de contrôle. D’après une analyse hydrodynamique sur les foils de compétition, ce phénomène se manifeste autour de 75 km/h sur les F50 de SailGP. Maîtriser le vol, c’est donc aussi savoir naviguer à la limite de la cavitation sans jamais la franchir.

Le skipper est aussi un geek : comment les données et les algorithmes gagnent les courses

L’image romantique du marin seul face aux éléments, naviguant à l’instinct, a vécu. Aujourd’hui, le skipper d’un catamaran de course est un athlète de haut niveau, mais aussi un opérateur de systèmes complexes, un « geek » capable d’interpréter un flux constant de données pour prendre des décisions en une fraction de seconde. Les bateaux sont devenus des laboratoires flottants, équipés de centaines de capteurs qui mesurent tout : la pression dans les voiles, la torsion du mât, les efforts sur les foils, la vitesse, l’angle du vent, etc.

Ces données brutes sont analysées en temps réel par des ordinateurs de bord surpuissants. L’intelligence artificielle et le machine learning ne sont plus de la science-fiction, mais des outils concrets d’aide à la décision. Par exemple, le projet développé pour le navigateur Alex Thomson utilise des algorithmes qui apprennent son style de pilotage et le comparent aux performances théoriques optimales du bateau, lui fournissant des recommandations pour chaque réglage. C’est ce qu’on appelle un « jumeau numérique » : une modélisation virtuelle du bateau qui simule son comportement en temps réel pour anticiper les réglages et optimiser la trajectoire.

Le skipper n’est donc plus seul. Il est en dialogue permanent avec la machine, qui lui fournit des informations analysées et prédictives. Son talent ne réside plus seulement dans sa capacité à « sentir » le bateau, mais aussi à intégrer, filtrer et exploiter cette intelligence augmentée pour pousser la machine au-delà de ce que l’intuition seule permettrait. La victoire se joue autant sur l’eau que dans la qualité des algorithmes et la rapidité de traitement de l’information.

Coupe de l’America, Sail GP, Route du Rhum : quelle est la course la plus extrême ?

La notion de « course extrême » est subjective et dépend des critères que l’on privilégie. Il n’y a pas une seule compétition qui surpasse toutes les autres, mais plutôt un éventail de défis qui poussent les hommes et les machines à leurs limites de différentes manières. La Coupe de l’America, la plus ancienne compétition sportive au monde, est avant tout une guerre technologique. La victoire se joue majoritairement en amont, dans les bureaux d’études, où les équipes avec les plus gros budgets explorent des innovations de rupture. C’est une course d’ingénieurs où le design est la clé.

Le circuit Sail GP, à l’inverse, se court sur des monotypes, les F50, qui sont des catamarans à foils strictement identiques pour toutes les équipes. Ici, la technologie est une constante ; c’est donc l’habileté de l’équipage, la coordination et la prise de décision en temps réel qui font la différence. Les formats sont courts, intenses, explosifs, et se déroulent près des côtes, offrant un spectacle incroyable. C’est l’expression la plus pure du talent de pilotage en équipage.

La Route du Rhum, quant à elle, représente l’extrême de l’endurance et de l’engagement personnel. C’est une traversée de l’Atlantique en solitaire. Le skipper est seul pour manœuvrer des machines gigantesques, gérer la stratégie, analyser la météo, effectuer les réparations et, surtout, lutter contre le sommeil et l’épuisement. C’est un défi autant mental que physique, où la robustesse du matériel et la résilience du marin priment sur l’innovation pure.

Pour mieux visualiser ces différences, le tableau suivant compare les caractéristiques de ces trois épreuves majeures, en se basant sur une analyse des facteurs clés dans les grandes courses à la voile.

Pourquoi plus long, c’est souvent plus rapide : le secret de la vitesse de carène

En architecture navale, il existe un concept fondamental appelé « vitesse de carène ». Pour un bateau classique (dit à déplacement), la vitesse maximale est physiquement limitée par sa longueur à la flottaison. En avançant, le bateau crée une vague à l’avant (la vague d’étrave) et une à l’arrière. Plus il accélère, plus la longueur d’onde de ce système de vagues augmente. À un certain point, le bateau se retrouve piégé entre sa vague d’étrave et sa vague de poupe, et il lui faut une quantité d’énergie colossale pour « monter » sur sa propre vague et la dépasser. Cette vitesse limite est directement proportionnelle à la racine carrée de la longueur de la coque.

C’est pourquoi, instinctivement, les architectes ont toujours cherché à allonger les coques pour augmenter cette vitesse théorique. Pour les multicoques, qui possèdent des coques très fines, ce phénomène est encore plus marqué. Des coques longues et étroites fendent l’eau avec une résistance minimale. Un laboratoire spécialisé dans la performance des multicoques montre qu’un bon ratio longueur/largeur est essentiel pour atteindre des vitesses élevées avant même de considérer le vol sur foils.

Pour repousser encore cette limite, une innovation clé a été l’introduction des étraves « wave-piercing » ou inversées. Contrairement à une étrave classique qui monte au-dessus de la vague, une étrave inversée est conçue pour la transpercer. Cela réduit le tangage, limite l’enfournement (le nez du bateau qui plonge dans la vague) et maintient une vitesse moyenne plus élevée, surtout dans une mer formée. Le bateau ne subit plus les vagues, il passe à travers. Cette finesse des coques, combinée à une grande longueur, est le premier secret de la vitesse, la condition sine qua non pour ensuite pouvoir s’appuyer sur les foils et s’envoler.

Pourquoi reculer le mât a tout changé dans l’architecture des catamarans modernes

Pendant des décennies, l’architecture des voiliers a suivi une règle quasi immuable : le mât était positionné relativement à l’avant du bateau. Cependant, sur les multicoques de course modernes, on observe une tendance systématique à le reculer de manière significative. Ce changement, qui peut sembler anodin, est en réalité une petite révolution qui a permis d’améliorer considérablement l’équilibre, la puissance et la sécurité des catamarans.

Reculer le mât a plusieurs avantages stratégiques. Premièrement, cela permet d’agrandir la surface du foc (la voile d’avant) et de réduire proportionnellement celle de la grand-voile. Le centre de poussée de l’ensemble du gréement (le point où s’applique la force du vent) se retrouve mieux centré et plus bas. Un bateau avec un gréement plus équilibré est moins ardent (il a moins tendance à vouloir remonter seul face au vent), ce qui le rend plus facile à contrôler à haute vitesse et réduit la charge sur les safrans. Le bateau est plus stable sur sa trajectoire et plus tolérant aux surventes.

Deuxièmement, cette configuration améliore l’aérodynamisme. Un foc plus grand et une grand-voile à fort « rond de chute » (plus large en haut) créent une synergie. Le foc canalise le flux d’air sur la grand-voile, rendant l’ensemble plus efficace, un peu comme les volets sur une aile d’avion. Une modélisation des interactions aérodynamiques montre que cette optimisation peut augmenter la portance globale jusqu’à 15%. Enfin, sur les catamarans à foils, reculer le mât aide à compenser les forces de portance des appendices, contribuant à l’équilibre général en vol. C’est donc un ajustement structurel qui a un impact direct sur la performance dynamique du bateau.

Le secret est dans la forme : ce que les coques de votre catamaran disent de son caractère

Au terme de ce voyage au cœur de la technologie des catamarans de course, il apparaît clairement que chaque ligne, chaque courbe et chaque angle d’une coque n’est pas le fruit du hasard mais d’une intention précise. La forme des coques est le langage qui exprime le caractère et la vocation d’un bateau. C’est la synthèse visible de tous les compromis et de toutes les ambitions de l’architecte. Elle nous raconte si le bateau est conçu pour le vol pur, la traversée des océans en solitaire ou la régate au contact.

Les coques d’un catamaran de la classe Ultime, conçues pour les records en solitaire, seront extrêmement longues et fines, avec des étraves « wave-piercing » pour affronter les mers du Sud sans ralentir. Leur volume sera calculé pour supporter le poids nécessaire à une longue campagne tout en permettant un décollage précoce. À l’inverse, les coques d’un F50 de SailGP sont plus courtes, plus compactes, avec des fonds plus plats. Elles sont optimisées non pas pour la vitesse de pointe absolue dans la houle, mais pour une vivacité et une maniabilité extrêmes sur des plans d’eau protégés. Leur forme est entièrement dédiée à l’efficacité du vol et à la capacité de virer et d’accélérer en quelques secondes.

Observer la forme d’une coque, c’est donc lire l’histoire d’une quête de performance. C’est comprendre l’équilibre délicat entre la légèreté et la solidité, entre la puissance brute et le contrôle, entre la science des fluides et l’intuition du marin. La coque est le point de rencontre entre l’eau, l’air et l’intelligence humaine, une sculpture fonctionnelle qui incarne la réponse à une question éternelle : comment aller toujours plus vite sur l’eau, propulsé par la seule force du vent.

Comprendre cette quête de performance absolue permet de porter un nouveau regard sur chaque innovation dans le monde de la voile et d’apprécier la complexité qui se cache derrière l’élégance d’un catamaran en plein vol.