Passion for Innovation

v-44 Albatross, sur les ailes du record

Le v-44 Albatross est un multicoque révolutionnaire, équipé de deux voiles-ailes rigides en matériaux composites, imaginé pour battre le record du monde de vitesse à la voile début 2013.

En quête de dépassement, Tim Clarke, chef de l'équipe d'ingénierie de Prospect Flow Solutions (Aberdeen, Ecosse), a fondé Verney Yachts en janvier 2009 pour relever un ambitieux défi : battre le record du monde de vitesse à la voile début 2013, lors des épreuves de voile des Jeux Olympiques d'été qui se tiendront à Portland Harbour (Grande-Bretagne). Convaincu que sa conception tout-simulation saura pulvériser tous les records, Clarke s'est attaqué à un concept qui fait voler en éclats bon nombre de conventions en matière de conception de voilier.


Un concept innovant

Un article sur les préparations ayant favorisé les records de l’Hydroptère, le trimaran monté sur hydrofoils, a révélé à Clarke qu'une révolution technologique pouvait être la clé de la victoire. Impressionné et encouragé par les réussites de l'équipe de l'Hydroptère, il a décidé de développer une approche personnelle et innovante de la voile de vitesse. Clarke a commencé à travailler le soir et le week-end pour créer un multicoque et l'équiper de deux voiles-ailes rigides en matériaux composites. La voile-aile a la capacité de changer à la fois de position et de fonction lorsque le bateau vire de bord, devenant une aile si elle est à l'horizontale de l'eau, ou une voile si elle est à la verticale. Baptisé v-44 Albatross, ce nouveau concept promet d'atteindre 65 nœuds ou davantage — soit 20% de plus que le record actuel. Afin de traduire la définition conceptuelle en réalité physique, l'équipe de Verney s'est tournée vers Abaqus FEA de SIMULIA, la marque de Dassault Systèmes (DS) pour la simulation réaliste. Et pour aider l'équipe à atteindre son objectif, DS a décidé d'inclure le projet v-44 Albatross dans son programme Passion for Innovation.


Voler au-dessus de l'eau

Abaqus FEA permet à l'équipe de tester virtuellement les performances du bateau. La géométrie est créée en 3D pour analyser la résistance structurelle des composants, leur réponse à la charge de vent, ainsi que les caractéristiques aérodynamiques de l'engin. Chacune des voiles-ailes, d'une longueur de 13 mètres, est composée de deux panneaux (externe et interne) capables de s'orienter selon les flux d'air, comme une girouette. La structure des panneaux est conçue pour imiter le comportement d'un mât tubulaire centré sur l'axe de rotation, qui ainsi n'a pas tendance à tourner lorsqu'il est soumis à des forces de flexion. Cette caractéristique est essentielle pour préserver l'équilibre de l'aérodynamique couplée des voiles-ailes.

C'est pourquoi une approche structurale différente doit être adoptée. La voile-aile n'ayant pas encore fait ses preuves dans ce domaine, le rôle d'Abaqus FEA pour l'analyse de la conception virtuelle est essentielle à la réussite du projet. 


Vers la perfection

En utilisant Abaqus, Clarke et son équipe ont pu évaluer de nombreuses variantes de voile-aile lors du passage de la définition conceptuelle à la conception préliminaire. En amont dans le cycle de conception, l'équipe a d'abord créé dans Abaqus certains des principaux modèles, qui ont ensuite été simplifiés à l'aide de la fonctionnalité très complète incluse dans le module d'interaction du logiciel. L'équipe a également utilisé SolidWorks Premium pour la modélisation 3D complémentaire et la gestion des données produit. La structure et la fonction de la voile-aile étant particulièrement complexes, l'équipe d'ingénierie a choisi de diviser l'analyse en trois phases : le mât, la membrure et les structures secondaires, et le bordage. Les trois analyses ont validé le concept de voile-aile, tout en faisant ressortir divers problèmes de conception. Une fois la conception achevée, le v-44 Albatross sera construit sans l'avantage d'essais complets en soufflerie/bassin de carène, c'est pourquoi le premier jet devra être le bon.

L'objectif de l'équipe Verney est de voir son bateau couvrir la distance officielle de 500 mètres en à peine 16 secondes, voire moins. Le bateau volerait alors littéralement au-dessus de l'eau, la quille et le gouvernail effleurant tout juste la surface.

Pour en savoir plus sur ce fascinant défi, rendez-vous sur le site officiel du projet (en anglais).

3ds.com

Au-delà des solutions PLM (gestion du cycle de vie du produit), Dassault Systèmes, « The 3D Experience Company », offre aux entreprises et aux particuliers les univers virtuels nécessaires à la conception d'innovations durables. 3DSWYM, 3DVIA, CATIA, DELMIA, ENOVIA, EXALEAD, GEOVIA, NETVIBES, SIMULIA et SOLIDWORKS sont des marques déposées de Dassault Systèmes ou de ses filiales aux USA et/ou dans d'autres pays.