Choisir une hélice adaptée à son bateau

Le choix d’une hélice adaptée à son bateau n’est pas forcèment une tâche évidente. Le type, le diamètre, le pas de l’hélice vont dépendre de l’usage du bateau, du moteur, de son régime de fonctionnement optimum et du couple qu’il délivre et, enfin, de la forme de la coque, de son déplacement et de la vitesse de croisière attendue. Nous faisons le point sur les critères de choix et sur la manière de reconnaître une hélice non adaptée.

Publié avec l’aimable autorisation de Yatagan Expertise

Diamètre, pas, surface

Comment choisir la géométrie de son 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.  
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.

Profondeur d’immersion, ventilation, cavitation

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 :

Les hélices non adaptées : comment les reconnaitre ?

Lors des essais, on se rend rapidement compte si le propulseur donne satisfaction. On obtient alors facilement la vitesse prévue au régime et la puissance prévus en service continu. 
Trop de pas ou trop de surface
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.
Pas ou surface trop faible
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.

Quelques repères pour trouver le pas optimum

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 différentes formes d’hélices

Les hélices 3 pales fixes :

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 10 à 19.

Les hélices 4 pales fixes :

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.

Les hélices à pale orientable  :

Elles permettent une grande souplesse quant à la poussée de l’hélice.   

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.

Les matériaux

L’aluminium forgé

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.

L’inox

Les hélices en inox sont moins sensibles à la dégradation des extrémités des pales (bords de fuite) lorsqu’il y a cavitation.

Le bronze

Les hélices en bronze sont très utilisées pour les moteurs in-board.

Compatibilité d’une hélice

Pour vérifier la compatibilité d’une hélice avec votre moteur, vous devez consulter les données du constructeur.  Il faut choisir une géométrie, un pas, une surface adaptés à votre moteur (selon sa marque) et à l’usage, vitesse et déplacement du bateau.

Nous vous souhaitons de belles navigations et à bientôt,

L’équipe de mynoteboat

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