Imocas : De la 1ère à la dernière génération de bateaux. Par Guillaume Verdier.

Une quête de légèreté et de puissance.

Evolution des IMOCA Verdier/VPLP sur trois générations

2007-2008 : Première génération

En 2007, je participe au design Team K Challenge pour la coupe de l’America à Valence. En collaboration avec Bernard Nivelt, je dessine des carènes très remplies aux extrémités, et dotées de flancs très verticaux. En parallèle, on étudie les compromis entre la raideur de forme des coques, la surface mouillée et la longueur de vague. Les étraves pleines se révèlent efficaces, car elles allongent la vague créée par le bateau.

C’est également à cette époque que commence ma collaboration avec le cabinet VPLP. Ensemble, nous travaillons sur la conception des bateaux Safran de Marc Guillemot (actuel Queguiner de Yann Elies) et Groupe Bel de Kito de Pavant (actuel Souffle du Nord de Thomas Ruyant).

Les plans que nous proposons sont en rupture avec les précédents IMOCA et ont les particularités suivantes :

Le bouchain est marqué et va sur toute la longueur de la coque, large de 5,50 m. Il présente donc moins de surface mouillée qu’auparavant. Une première chez les 60 pieds. Les flancs de coque sont également très verticaux. Ensuite, le volume avant est très prononcé, avec des lignes d’eau tendues à la gite et non plus inversées comme il était d’usage auparavant.

La quille est très reculée et on met du « tilt » sur son axe, c’est-à-dire qu’on incline l’avant de l’axe vers le haut, ce qui permet à la quille de travailler dans le même axe que la carène gitée

Concernant le plan de pont, nous décidons de centrer les masses et de descendre le centre de gravité. Le mât est classique, avec trois étages de barres de flèche (Groupe Bel opte pour le mât aile). Il est aussi très reculé, ce qui favorise les allures de reaching ainsi que la manœuvre des voiles (prise de ris). La grand-voile est du coup très élancée. Sa structure est d’ailleurs elle aussi assez originale, puisqu’elle est très ramifiée (comme les feuilles d’une branche d’arbre), ce qui permet une grande résilience en cas de dommage.

Pour tester ces innovations, on utilise des outils numériques de plus en plus perfectionnés (logiciel de calcul en Fluide dynamique), qui nous permettent de mieux appréhender les compromis. On teste également les carènes en bassin pour prédire leurs performances. Les bateaux s’affirment ainsi très puissants, bien qu’ils aient une largeur modeste. Leur comportement dans la houle est très bon, puisqu’ils enfournent peu.

2009-2010 : Deuxième génération

Entre 2009 et 2011, nous allons concevoir, avec VPLP, quatre nouveaux 60 pieds : PRB de Vincent Riou, Virbac-Paprec 3 de Jean-Pierre Dick (actuel Bastide-Otio de Kito de Pavant), Banque Populaire d’Armel Le Cléach’ (actuel Maître Coq de Jérémie Beyou) et Macif de François Gabart (actuel SMA de Paul Meilhat).

Le concept initial de Safran, qui s’est révélé très performant, est repris comme base référentielle. Il s’agit maintenant de repousser ses limites, en s’inspirant notamment des retours des navigants. Il faut faire converger la théorie et la réalité.

Pour PRB, Vincent Riou nous demande toujours plus de simplification. Chaque pli de carbone est questionné, afin d’alléger toujours plus le bateau. Au final, après une cure d’amaigrissement mécanique, on atteint un résultat en masse inimaginable. La carène est la même que celle de Safran. La coque à bouchain est également large de 5,50 m. Le pont diffère en revanche, car Vincent Riou considère qu’il faut l’adapter à ses méthodes de navigation. Quant au mât-aile, il comporte des outriggers permettant d’écarter les points de tire des voiles d’avant.

Pour Virbac-Paprec 3, on entre dans les carènes deuxième génération. Le volume avant est augmenté, pour compenser la puissance du moteur vélique. Là encore, on s’appuie sur des outils scientifiques pointus. On teste la carène dans le bassin de la Woolfson Unit (à Southampton), ce qui nous permet de nous assurer de la qualité marine du bateau. On fait notamment des tests de passage en houle. Nous utilisons aussi un logiciel de simulation en mécanique des fluides (CFD), qui nous permet de comprendre d’où provient la résistance dans les différentes parties de la coque. Grâce à ces outils, nous parvenons à concevoir un bateau très tendue de carène, qui n’enfourne pas au reaching (vent de travers). C’est une avancée majeure, qui optimise sensiblement les 60 pieds nouvelle génération. La coque à bouchain est ainsi large de 5,70 m. On opte pour un mât classique très léger et très contraint, développé par Southern Spars

Banque Populaire et Macif sont des sisterships. Dans leurs plans, il faut retenir les éléments structurels suivants : une coque puissante à bouchain, de 5,70 m de large, un mât aile, une dérive droite, une quille carbone pour Banque Populaire et acier pour Macif et, enfin, un pont en forme d’aile de mouette. C’est une idée de Michel Desjoyeaux, qui y voyait un intérêt structurel, de fardage et de stockage des voiles au centre. C’est à sa demande qu’on crée un réseau complexe de goulottes sous le pont.

Le Vendée Globe 2012-2013 est remporté par Macif avec son skipper François Gabart.

2015-2016 : Dernière génération

Pour l’édition du Vendée Globe 2016-2017, la jauge a évolué. Le mât aile et la quille d’une seule pièce sont imposés. VPLP et moi-même sommes contactés pour réaliser six nouveaux bateaux : Safran II de Morgan Lagravière, Banque Populaire d’Armel Le Cléach’, Gitana de Sébastien Josse, St Michel-Virbac de Jean-Pierre Dick, Hugo Boss d’Alex Thomson et le dernier mis à l’eau No Way Back de Pieter Heerema. Nous allons chercher un moyen d’optimiser les performances. C’est là qu’interviennent les foils.

D’abord, nous éprouvons nos concepts antérieurs au moyen d’un package scientifique similaire aux précédents plans. Puis, forts de notre expérience sur le design de l’AC72 Team New Zealand pour la coupe de l’America (2013), nous décidons d’introduire les foils dans la conception des nouveaux 60 pieds.

Ils sont novateurs car la surface portante produit à la fois la force latérale et la poussée verticale. Ces foils sont décomposés en trois parties : le « shaft » qui rentre dans le puits, le plan porteur et le plan antidérive ou « tip ». Nous les dénommons Dali, car, vus de l’arrière, ils ressemblent aux moustaches du peintre.

Pendant toute la conception de ces foils, nous collaborons avec Len Imas, qui travaillait avec moi chez ETNZ, et Romain Garo, sur le calcul d’écoulement (Simulation numérique de la trainée du bateau). Pour choisir le compromis, nous utilisons l’outil VPP (Velocity Prediction programme), conçu par Dan Bernasconi. VPLP lance et supervise en parallèle des études en soufflerie Enfin, je développe, avec Benjamin Muyl, des plateformes numériques de calculs par éléments finis , pour évaluer la solidité du bateau).

On cherche à rendre le bateau plus homogène, tout en prévoyant une violence accrue de l’impact des vagues. Les gréements sont très reculés ainsi que les quilles. Les formes avant sont remplies, pour compenser la poussée accrue du moteur vélique.

Les foils soulagent quasiment intégralement le bateau. Nous avons amélioré leur performance lors du deuxième jeu en les faisant plus fins ; moins perturbants au niveau du transpercement de la surface. Le tip produit une grande partie du travail.

Gitana et St-Michel-Virbac s’associent pour la conception de leurs bateaux. Les plans de ponts sont également différents des éditions précédentes. L’accastillage est surbaissé et l’habitacle est totalement couvert. La nouvelle carène que nous proposons est très tendue, malgré le fait qu’elle n’est pas toujours soulagée par les foils (au près par exemple). La nouvelle jauge IMOCA nous restreint les volumes de ballasts, mais la quantité d’eau embarquée est moindre.

Hugo Boss est, quant à lui développé pour un programme assez radical, selon la volonté d’Alex Thomson. Le foil pousse une part plus importante de la masse du bateau. On obtient ainsi un bateau légèrement plus étroit, mais sur lequel il faut travailler de manière assidue pour bénéficier du couple dynamique. Le marin devra donc être plus attentif pour être toujours réglé de manière optimale (voile/angle de quille/enfoncement de dérive/angulation de la quille).

Conclusion, à l’arrivée.