Comment bien choisir sa forme d’hélice ?
- Le type d’hélice que le constructeur du bateau aura choisi selon les conseils du fournisseur du moteur résulte d’un compromis.
- Pour obtenir un bon résultat concernant l’action d’un propulseur, il faut que celui-ci soit parfaitement adapté au programme d’utilisation qui a été fixé.
- Cette adéquation aboutira à un compromis qui permet un bon équilibre entre les conditions suivantes qui mettent en jeu divers paramètres.
Quelques précisions sur son efficacité suivant le diamètre et le pas d’hélice
- Le diamètre de l’hélice est limité par la vitesse de rotation de l’arbre et le tirant d’eau de la carène. Un diamètre plus grand favorise la poussée mais la trainée induite par les pales devient pénalisante.
- Le pas de l’hélice doit correspondre à la puissance motrice et au nombre de tours/minute de l’arbre afin d’obtenir l’aptitude prévue soit à la traction, soit à la vitesse. Un pas long favorise la vitesse.
- La surface propulsive doit être compatible avec le déplacement, la longueur à la flottaison, la surface immergée du maître couple et la surface mouillée de la carène.
Remarque :
Le propulseur doit être immergé le plus profondément possible afin diminuer le risque de cavitation. Cette rupture de contact entre l’eau et le dos des pales survient pendant la rotation lorsque la pression atteint une valeur inférieure à la pression liée à la hauteur d’immersion.
Avec les embases de propulsion des moteurs hors-bords et Z-drive, la poussée de l’hélice a tendance à faire lever l’étrave.
Vérification du fonctionnement satisfaisant du propulseur :
Lors des essais, on se rend rapidement compte si le propulseur donne satisfaction. On obtient alors plus facilement la vitesse prévue au régime de la puissance en service continu.
Les hélices non adaptées : comment les reconnaitre ?
- Si l’on ne peut atteindre ce régime malgré une augmentation de l’admission du combustible, le pas est trop fort ou la surface propulsive est trop grande, autrement dit le couple résistant est trop élevé.
- Si le moteur a tendance à s’emballer lorsque l’on ouvre l’admission du combustible alors que la vitesse est insuffisante, le pas est trop faible ou la surface propulsive est trop petite.
Pour conserver une même vitesse de rotation de la ligne d’arbre, il faut réduire le pas de l’hélice si l’on augmente son diamètre.
Si l’on fait varier le pas de l’hélice d’un pouce (1’’=25,4 mm), la modification correspondante du couple résistant du propulseur entraînera une diminution ou une augmentation du régime de rotation de la ligne d’arbre d’environ 300 tours/minute.
Les hélices 3 pales :
Pour les moteurs hors-bords (4 temps), parmi les nombreuses hélices proposées, toutes fabriquées en Asie (JAPON, TAIWAN, COREE DU SUD), la majorité est constituée de 3 pales fixes en alliage d’aluminium dont le diamètre varie de 7 à 21 pouces et le pas de 8 à 23 pouces. Le nombre de splines de de 10 à 19.
Les hélices 4 pales :
Les hélices fixes munies de quatre pales sont aussi fabriquées mais en moindre quantité.
Celles-ci ont l’avantage d’être mieux équilibrées et moins bruyantes car l’effet de résonnance est diminué. Elles favorisent la poussée du bateau à faible vitesse.
Pour vérifier la compatibilité d’une hélice avec votre moteur, il faut choisir le pas et le moyen associé à votre moteur (selon sa marque)
Les hélices en aluminium en moulage forgé ont l’avantage que les pales ne subissent pas de flexion, ce qui améliore le rendement, d’où l’économie de carburant, optimisation de la vitesse, déjaugeage plus rapide, pilotage plus aisé, meilleure stabilité dans les virages.
Les hélices en inox sont moins sensibles à la dégradation des extrémités des pales (bords de fuite) lorsqu’il y a cavitation.
Incidence des angles de pale :
Le rake est l’angle d’inclinaison d’une pale par rapport à un axe perpendiculaire au moyeu.
Pour les hélices utilisées en plaisance, la moyenne du rake (positif) se situe autour de 15°.
Les angles de pales les plus importants réduisent les tourbillons et aident au soulèvement de la poupe.
Les hélices à pas variable ou à pas réglable
Elles permettent d’augmenter le rendement et ainsi diminuer la consommation de carburant.
Les hélices rétractables :
En forme de bec de canard, les hélices repliables permettent de diminuer considérablement la trainée de l’hélice lorsque le bateau navigue à la voile.
Bertrand JOLY
EXPERT MARITIME ET FLUVIAL
