Je veux comprendre

J'ai sur mon voilier une hélice 3 pâles 15" X 15 RH que je trouve innéficace. Je viens de discuter avec certain propriétaire de voilier comme le mien. Nous avons la même motorisation. Ils ont aussi 3 pâles mais !6" X 12 RH. Ma question, me semble qu'un pitch de 15 devrait pousser plus qu'une 12 même si mon hélice n'a que 15 ". Eux disent que le voilier a une excellante poussée tant d'avant que de reçulon. Le mien est vraiment déficiant de reculon et d'avant "patine" sur place avant de prendre son accélération. Donc en quoi une 16" X 12 serait plus performante qu'une 15" X 15?

L'hélice la plus efficace a une seule pale de grand diamètre, l'hélice la plus stable a cinq pales et beaucoup de pitch. C'est donc toujours une question de compromis. Il faut aussi que l'hélice soit adaptée au moteur et au bateau. Par exemple, ton hélice avec un pitch de 15 pouces doit tourner moins vite que celle qui a 12 pouces mais requiert plus de couple, si elle est ma adaptée, elle cavitera . Mais nous n'avons pas tous les outils pour optimiser celà alors nous y alons par experimentation. Ce qui importe est l'efficacité et la douceur de roulement à vitesse de croisière, pour ça difficile de battre une 3 pales mais une 2 pales peut très bien être supérieure. Personellement j'aime bien rouler à bas régime et pour ça , une hélice avec beaucoup de pitch fonctionne bien , la mienne est une 17 X 17.

PJ

J'ai aussi une hélice de 17x17 un ratio de transmission de 2.5-1

Pour mon lourdeau avec son relatif petit moteur (westerbeke 37 hp Max continu) je trouve le match parfait.

Je pense que Pierre tu as le même moteur? Quel est le ratio de ta transmission?

Moi aussi le moteur tourne lentement 1600 RPM à 1800 RPM, j'ai l'impression que le moteur travaille fort mais bien et c'est peut être la raison de sa longévité? Aussi à cette vitesse il consomme peu et je peux pousser au besoin (j'aime me garder une marge de manoeuvre) mais le bruit devient agaçant (déjà qu'il l'est en partant!)

Je téléphonerais à Réal Proulx, genre un samedi matin quand il est pas trop occupé, il se fera sûrement plaisir de répondre à ta question.

J'ai aussi un Westerbeke mais un W58 de 58hp, c'est dans le fond un 4-154 alors que le tiens est probablement un vénérable 4-107. Je crois que ma transmission est 3:1 et je tourne à 2,100 en croisière pour une vitesse de 6,5 Kn .

PJ

Régis, c'est le temps de passer à la Kiwiprop, après me l'avoir chaudement recommandée...

Alain

Wa,wa,,,,, pas encore pas encore ! Mon voilier a d'autres demandes et n'étant pas indépendant de fortune j'y vais avec priorité. J'ai eu de bons conseils qui m'orientent et je sais maintenant quoi faire. Je comprend mieux maintenant quel était mon problème.

Régis a écrit:(...) me semble qu'un pitch de 15 devrait pousser plus qu'une 12 même si mon hélice n'a que 15 ".(...)

Comparer deux voiliers qui ont la même motorisation est une chose, mais à moins que les voiliers ne soient de forme et de gabarit quasi identiques, ce n'est pas certain non plus qu'avec la même hélice ils vont se comporter de la même manière d'avant et de reculons, comme tu le soulignes. Certains voliers sont notoirement difficiles à manoeuvrer de reculons par la forme de leur quille et de leur gouvernail.

Comme l'a bien expliqué PJ, il y a une foule de variables à considérer, selon qu'on privilégie la maniabilité à basse vitesse ou à vitesse de croisière.

Les fabricants d'hélices offrent généralement des grilles de calcul pour choisir le diamêtre, le nombre de pales et le pas d'hélice qui correspond assez bien au déplacement et au type de motorisation dont on dispose. Si la performance n'est pas optimale, il faut tenter de s'y approcher en observant les causes possibles:

1. Si le régime maximal recommandé du moteur est dépassé, il faut impérativement augmenter la résistance de l'hélice. On peut y parvenir en augmentant le diamêtre, en augmentant le pas d'hélice ou en augmentant le nombre de pales.
   
2. Si le régime maximal du moteur n'est pas atteint à pleins gazs, on peut considérer au contraire de diminuer le diamêtre, le pas d'hélice ou le nombre de pales. Il est rare qu'on ait autant d'options et il arrive souvent que l'on ait un choix qui implique plus d'une variable (pas d'hélice et diamêtre différent).
   
3. Si on applique une puissance excessive au départ ou à l'arrivée à quai, l'hélice va entrer en dérapage /cavitation plus facilement si le pas d'hélice est trop long ou le diamêtre trop court. On peut aussi modifier sa technique pour ne pas entrer en dérapage.
   

En augmentant le nombre de pales, le pas ou le diamêtre de l'hélice, on augmente la résistance et on ramène le régime maximal du moteur à l'intérieur des normes, souvent avec un meilleur contrôle à bas régime. Par contre, une résistance trop forte pourrait empêcher le moteur de travailler dans son régime d'efficacité optimal. Bref, on évite toujours de dépasser le régime maximal du moteur et compte tenu des choix disponibles, on tente de garder un équilibre entre le contrôle à bas régime et une vitesse de croisière bien ajustée avec la plage d'efficacité maximale du moteur et notre vitesse de coque.

Un dernier facteur à considérer est la trainée souvent supérieure des hélices à plus de deux pales quand on est sous voile.

Quand j'ai dit que je comparais, c'était bien évidammant avec des voiliers identique au mien et avec la même motorisation.

Lamimartin disait:

Si le régime maximal recommandé du moteur est dépassé, il faut impérativement augmenter la résistance de l'hélice. On peut y parvenir en augmentant le diamêtre, en augmentant le pas d'hélice ou en augmentant le nombre de pales.
Si le régime maximal du moteur n'est pas atteint à pleins gazs, on peut considérer au contraire de diminuer le diamêtre, le pas d'hélice ou le nombre de pales. Il est rare qu'on ait autant d'options et il arrive souvent que l'on ait un choix qui implique plus d'une variable (pas d'hélice et diamêtre différent).
Si on applique une puissance excessive au départ ou à l'arrivée à quai, l'hélice va entrer en dérapage /cavitation plus facilement si le pas d'hélice est trop long ou le diamêtre trop court. On peut aussi modifier sa technique pour ne pas entrer en dérapage.

Tout à fait juste que ces observations, et en plus, la surface même des pales est à considérer, ainsi que la forme, la courbure et leur profile, la forme des bouts des pales. C'est dire que c'est compliqué de trouver la bonne hélice quand le constructeur du bateau n'a pas fait son travail initialement ou que les paramètres sont changés. C'est en fait assez empirique vu la quantité de paramètres assez flous à considérer. Par exemple le GibSea de Jean est équipé d'un moteur de 10 cv mais il fait tourner une hélice de 14 pouces bipales, ce qui semble démesuré, et ça marche très bien semble t-il!. Et, l'idée de Régis de chercher un bateau équipé identiquement pour obtenir la bonne hélice (As-tu pensé à vérifier avec monsieur Charbonneau de Roi Soleil dont le bateau est identique au tien?). L'hélice idéale est une hélice à pas variable comme les cargos ou les gros yachts. Une hélice à pas fixe, n'est efficace qu'à une seule vitesse de rotation et en général on choisi alors qu'elle doit être à son maximum d'efficacité, ce qui est discutable. C'est discutable à mona vie!

Effectivement j'ai demandé à M.Louis un avis sur les specs de son moteur et son hélice. J'attend un retour de sa part. Que l'hélice soit pliante ou fixe quand elle est bien adapté au voilier elle est sensé avoir la "même efficacité". (sauf sous voile alors que l'une ferme ou se met en drapeau) Faut pas oublier qu'une hélice pliante même si on peut ajuster le pas n'est pas comme une hélice à pas variable d'avion. Sur l'avion on ajuste le pas selon le RPM et le moment du vol (au décollage ou en vitesse de croisière) ce qui n'est pas le cas sur un voilier alors qu'une fois le pitch déterminé il ne change jamais. Ça existe peut-être, mais ce n'est pas J-prop, ni MaxPro, ni Kiwiprop, ni Gori ou autres qui offrent cette option.

J'ai acheté une Brunton Autoprop qui est semble t-il la seule ayant la capacité d'ajuster son pas ET son diamètre en fonction de la vitesse du bateau et de la vitesse de rotation du moteur. Mais c'est pas donné! Et c'est une hélice lourde qui demande une ligne d'arbre solide et bien retenu... https://www.youtube.com/watch?v=xdxY5Q7wXek

Elie disait:
Par exemple le GibSea de Jean est équipé d'un moteur de 10 cv mais il
fait tourner une hélice de 14 pouces bipales, ce qui semble démesuré,
et ça marche très bien semble t-il!.

Pire,elle a 16 pouce et un pitch de 11 et demi

C'est vrai qu'elle est énorme mais c'est l'hélice d'origine
Je me demande si je pourrais pas améliorer les performances avec une tripale bien adaptée

J'ai une belle petite 12 pouces bi-pales sur le miens, tres petite pour la grosseur du bateau... Elle s en tire bien a vitesse de croisiere, mais pour manoeuvrer, je dois virrer a tres bas régime sinon, elle donne l impression de tourner beaucoup trop rapidement ce qui nuit aux manoeuvres, spétialement de reculon... tres peu maniable... Je ne m étais jamais posé la question a savoir si c était approprié a l engin, elle est d origine mais la, je me la pose...

Voici le fruit de mes recherches. J'ai eu les conseils de deux experts. Mon hélice 15" RH 15 n'était vraiment pas efficace pour mon voilier et davantage pour mon 3GM30 qui dans les faits développe 27 hp à 3600. Avec cette hélice mon RPM ne montait pas plus que 2450/2500. L'hélice idéal pour ma chaloupe aurait été une 3 pâles 16" RH 11.1 ou 12 ou une deux pâles 16" RH 13. Il se trouve que dans les coffres de mon voilier j'avais une 2 pâles 16" RH 13. Donc la 15" RH 15 va prendre sa retraite et la deux pâles prendra la plaçe. Selon un des experts qui me conseillait la 3 pâles, la deux a le désanvantage de parfois avoir une certaine vibration selon l'installation. Mais avec mon arbre de 1" 1/4 la vibration ?????????? J'ai hâte de voir la différence la saison prochaine. Je ne comprend pas que l'un des anciens propriétaires avaient ôté une hélice adapté (la 2 pâles) pour en mettre une vraiment pas adapté. À moins que la 15" était celle de l'ancien moteur qui avait été changé 60 hrs avant mon achat. Alors voilà!

Régis a écrit:Voici le fruit de mes recherches(...) Je ne comprend pas que l'un des anciens propriétaires avaient ôté une hélice adapté (la 2 pâles) pour en mettre une vraiment pas adapté. À moins que la 15" était celle de l'ancien moteur qui avait été changé 60 hrs avant mon achat. Alors voilà!

C'est archéo-logique !

Jean de Farfelu aurait dit :

e me demande si je pourrais pas améliorer les performances avec une tripale bien adaptée

Tes performances au moteur pététe, mais à la voile, tu vas souffert comme aurait un certain mangeur de crastignant bien dégorgé!

À voile elle ne m'handicaptera plus que la 3 pâles que j'avais avant, même moins! Pour de la croisière c'est parfait et je ne fais pas de course pour laisser des chances aux autres!

C'est crastillon Élie... crastillon !!! Un peu de respect pour notre dialecte locale diantre ! Crastignan... ca vient de France bordel !

Elie a écrit:Jean de Farfelu aurait dit :

e me demande si je pourrais pas améliorer les performances avec une tripale bien adaptée

Tes performances au moteur pététe, mais à la voile, tu vas souffert comme aurait un certain mangeur de crastignant bien dégorgé!

Ah ah! Le message d'Élie était pour Jean .................... alors
Tes performances au moteur pététe, mais à la voile, tu vas souffert comme aurait un certain mangeur de crastignant bien dégorgé!

Et moi d'ajouter « Jean fais-tu du drag avec ton voilier pour avoir un 10hp et une 16" X 11.5»

yé pense quoué sla dwépend dé la ratio dé lwa twansmissionn.

C'est vrai que ce ne semble pas raisonnable une si grosse hélice pour un si petit moteur, mais... La surface des pales(pas des palmes comme un déficient bien connu l'écrit) est nettement moins grande qu'une hélice 'normale' aurait; Donc moins de traînée pour sa taille, et c'est une 2 pales. Quand au pas de l'hélice il correspond assez bien à la vitesse de rotation de l'hélice et la vitesse de coque du bateau., Ce sont les deux variables importantes à considérer question pas. La surface des pales elle a a voir avec la puissance disponible ou plus justement au couple moteur.

Elie a écrit:(...) La surface des pales elle a a voir avec la puissance disponible ou plus justement au couple moteur.

J'ajoutereais que ce "couple moteur" et transmission est au maximum d'efficacité à bas régime (pour un diesel) avec une hélice qui semble proche du meilleur compromis possible comme la tienne.

Note qu'un autre détail sous-estimé peut grandement influencer l'efficacité d'une hélice: ses aspérités de surface. Les égratignures et aspérités qui semblent insignifiantes à l'oeil causent de brusques changements de pression lorsque la surface endommagée d'une pale entre en rotation dans l'eau: La formation de bulles déclenche la "cavitation", à une vitesse de rotation très inférieure à ce qu'on s'attendrait. https://www.youtube.com/watch?v=mQvbispmUF4. Au lieu de glisser dans l'eau, chaque pale produit alors une turbulence très importante qui réduit son efficacité de façon dramatique.

La formation d'une trainée de bulles se produit par l'échauffement brusque de l'eau par la friction avec une aspérité qui produit une trainée de vapeur d'eau. La brusque augmentation de la résistance produite par le mouvement de l'hélice libère une quantité importante d'énergie et de micro vibrations. On produit des conditions semblables au procédé de nettoyage par ultra-sons. De plus, la trainée de bulles cause un micro stress qui peut à la longue endommager encore plus l'hélice par la fatigue du métal. Certes, la vitesse de rotation d'une hélice de voilier est modeste, mais on ne peut négliger le fait que tout dommage, réparation maison ou défaut de symétrie peut compromettre gravement l'efficacité d'une hélice et sa durabilité.

Il y a une raison pourquoi les hélices de haute performance sont polies à la perfection: Sur les vedettes militaires, on installe des détecteurs de pression et on surveille étroitement ce phénomène qui peut littéralement détruire l'hélice en très peu de temps.

On l'avait dit, mais je trouve celà supper intéressant.

Ayant le même set-up que Jean, je me rappelle que la première année, je m'érais amusé à polir comme un miroir ma bipale géante de brass, et je dois dire que son rendement était particulièrement impressionnant. Le temps a passé, l'hélice s'est ternie, les valves n'ont pas étés ajustées depuis 10 ans et je considère maintenant mes vitesses moteur inscrites au livre de loch comme des erreurs. Mais, j'ai déjà hâte de voir quelle différence celà pourrait bien faire...certain que l'été prochain, pour assouvir une grande curiositée, je devrai cacher mon hélice avant la mise à l'eau, elle sera miroir...

Guy du Farniente

Ce vidéo de laboratoire fait bien ressortir la trainée de bulles qui se forme sur les bords de pales: https://www.youtube.com/watch?v=8PXWhefDqSE

Ceux-ci illustrent le phénomène par une simulation: https://www.youtube.com/watch?NR=1&v=l08OfpGlJ1o&feature=fvwp https://www.youtube.com/watch?v=GvDbVfrzzqU&feature=fvwp&NR=1

Mauvaise performance d'une hélice pliante (cavitation) en marche arrière https://www.youtube.com/watch?v=-ybxgEmuyL0