En septembre 2025, une maquette du cargo à voile Windcoop a été testée dans les bassins de MARIN, aux Pays-Bas. Pendant plusieurs jours, des ingénieurs ont observé comment le navire se comportait dans des conditions simulées de mer agitée, de vent latéral ou de propulsion mixte.
Ces essais en bassin, réalisés avec l’un des instituts de recherche maritime les plus réputés d’Europe, avaient un objectif précis : comprendre comment la partie immergée de la coque du navire (la carène) influence sa stabilité, sa consommation et sa capacité à tenir le cap.
Pourquoi ? Parce qu’un voilier-cargo hybride, propulsé à la fois par le vent et par un moteur, est soumis à des forces parfois contradictoires. Si ces forces ne sont pas bien équilibrées, le bateau dérive, compense, et consomme plus d’énergie.
Grâce à ce travail minutieux, complété par des simulations et des itérations de design, et d’une collaboration très fructueuse entre tous les partenaires (Zéphyr et Borée, RMK, Delta Marine et MARIN) nous sommes parvenus à optimiser la carène de son futur navire. Résultat : 5 % de carburant en moins.
1. Pourquoi repenser la carène d’un cargo à voile hybride ?
Un cargo à voile n’est pas juste un voilier agrandi. C’est un navire complexe, qui doit conjuguer deux sources de propulsion (le vent et le moteur) tout en transportant des centaines de conteneurs dans des conditions de mer parfois extrêmes. Ce mélange de contraintes crée une équation d’équilibre inédite.
Dans un voilier classique, les forces sont relativement alignées : le vent pousse les voiles, la quille empêche le bateau de glisser sur le côté, et le gouvernail corrige la direction.
2. Les forces invisibles : voiles, hélice, quille, quand tout doit s’aligner
Sous l’eau comme dans l’air, un navire est en permanence soumis à des forces : certaines le propulsent, d’autres le freinent, certaines encore le font dériver. L’art de la conception navale, c’est de trouver l’équilibre entre ces forces pour que le navire avance droit, vite, et avec le moins d’énergie possible.
Dans le cas du cargo Windcoop, les choses sont plus complexes qu’à bord d’un voilier classique :
- Sous l’effet du vent, les voiles génèrent à la fois une poussée vers l’avant et une poussée sur le côté qu’on appelle la force de dérive
- L’hélice, elle, pousse dans l’axe du navire.
- Et la carène (c’est-à-dire la forme immergée de la coque) est conçue pour maintenir le bateau dans l’axe, et donc générer une “force antidérive”
Le problème ? Ces trois forces ne s’appliquent pas toutes au même endroit, ni dans la même direction. Pour les architectes navals, ce désalignement est mesuré par la distance entre :
- le centre de poussée vélique (où s’exercent les forces des voiles),
- le centre de résistance latérale (CLR), qui résume la réaction de la coque à la dérive.
Et si le premier est en général au centre du bateau (ou plus exactement au centre de l’ensemble des voiles), le deuxième est plutôt à l’avant du bateau.
Et plus ces deux points seront éloignés, plus , le bateau va avoir tendance à « pivoter ». Il faut alors corriger sa trajectoire avec un angle de gouvernail important… ce qui, paradoxalement, le freine.
La solution ? Réduire cette distance en ajustant le design sous-marin du navire. Plutôt que de déplacer les mâts ou de modifier la voilure (ce qui poserait de nombreuses contraintes opérationnelles), nous avons travaillé sur la carène pour reculer ce fameux CLR, et réaligner les forces de manière plus fluide.
3. L’approche choisie : ajuster la forme sous-marine, pas les voiles
Cette optimisation a été menée en collaboration avec le bureau d’études MARIN, en s’appuyant sur :
- des simulations CFD (Computational Fluid Dynamics),
- une série d’essais en bassin, réalisés en septembre 2025,
- et une démarche itérative, combinant expertise technique et contraintes opérationnelles.
Au total, plus de 60 variantes de carène ont été testées virtuellement, dans différentes conditions de vent, de vitesse et de charge. Ce processus a permis d’identifier une configuration qui offre un compromis optimal entre performance, stabilité et faisabilité industrielle.
Autrement dit, on n’a pas cherché la carène “parfaite sur le papier”, mais celle qui fonctionnerait vraiment en mer, avec des conteneurs à bord, des vents irréguliers, et un moteur hybride.
👉 Concrètement, plusieurs parties de la coque ont été retravaillées :
- L’étrave a été légèrement relevée pour limiter la dérive sur vent de travers.
- La voûte arrière a été rehaussée pour mieux libérer le sillage et réduire les turbulences.
- Le bulbe intégré à l’étrave droite a été ajusté pour optimiser la pénétration dans l’eau selon différents régimes de vitesse.
- Et des calculs ont même été réalisés avec des fonds en V pour améliorer la stabilité latérale, avant de retenir une solution plus simple.
Chaque détail compte. Ces micro-ajustements cumulés contribuent autant que la quille à reculer le centre de résistance latérale (CLR), améliorer le flux hydrodynamique, et réduire les efforts parasites en navigation.
4. La quille, ce petit plus sous l’eau qui change tout
Dans le cadre de l’optimisation menée avec MARIN, la forme et la position de la quille ont été repensées pour accompagner la nouvelle carène. L’objectif : renforcer l’effet antidérive à l’arrière du navire, là où les forces sont les plus critiques, sans pour autant alourdir inutilement la structure.
Plusieurs configurations ont été modélisées puis comparées :
- Des quilles plus longues ou plus courtes.
- Des positions plus ou moins centrées.
- Des inclinaisons variées,
Le résultat : une quille fixe, placée de manière à optimiser la trajectoire du navire tout en minimisant la traînée, et dont la forme produit un effet antidérive efficace, même sans profil porteur complexe.
Autre avantage : cette solution évite d’avoir recours à des dérives rétractables ou des quilles mobiles, plus coûteuses à construire et à entretenir. Et en prime, cette nouvelle quille pèse deux fois moins lourd que la version initiale. Moins d’acier, moins d’impact environnemental, moins de masse à déplacer. Un gain à tous les niveaux.
5. Les bénéfices concrets : moins d’énergie, plus de fluidité
Après des mois de simulations numériques, d’essais en bassin et d’ajustements progressifs, l’optimisation de la carène et de la quille du cargo à voile Windcoop a abouti à un compromis robuste et mesurable.
Le gain le plus tangible :
👉 5 % de carburant économisé sur un profil de navigation type, à vitesse constante, voile et moteur combinés.
Cela peut sembler modeste. Mais dans le monde du transport maritime, 5 % de carburant en moins, c’est :
- des tonnes de CO₂ évitées chaque année,
- une réduction directe des coûts d’exploitation,
- et une meilleure performance énergétique globale du navire.
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