FAIRE VOLER

COMPRENDRE LE VENT

Quelques principes:

Le soleil chauffe inégalement le sol de la Terre : les rayons qui frappent verticalement l'Equateur apportent d'avantage de chaleur que ceux qui arrivent obliquement sur les pôles. L'air chaud qui s'élève des zones équatoriales est emporté vers le nord et le sud. Il est remplacé au niveau du sol par des masses d'air frais.

Cet air froid se réchauffe à son tour tandis que l'air chaud, de son côté, se refroidit. C'est ce chassé-croisé permanent des masses d'air chaud et d'air froid qui crée les grands vents réguliers ou vents généraux : alizés au voisinage de l'Equateur et vents d'ouest plus au nord et au sud.

Dans cette cellule de circulation (cellule de Hadley), l'air devrait souffler en ligne droite des zones de haute pression vers les zones de basse pression, mais la rotation de la Terre complique ce mouvement : en tournant sur elle-même, elle produit une force, appelée force de Coriolis, qui dévie les vents vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud.

Plus on se rapproche des pôles, plus la circulation atmosphérique devient complexe. Les images transmises par satellite montrent bien ces mouvements tourbillonnants.

La force de Coriolis : l'air s'écoule d'une zone de haute pression vers une zone de basse pression.

La rotation de la Terre d'ouest en est entraîne une déviation des masses d'air vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud.

Sous nos latitudes, les vents circulent dans le sens des aiguilles d'une montre autour des anticyclones et dans le sens contraire autour des dépressions.

Si vous êtes dos au vent, la zone de basse pression - la dépression - se trouve toujours sur votre gauche.

La pression atmosphérique se mesure à l'aide d'un baromètre. Elle s'exprime en millibars ou hectopascals.

Le niveau zéro se situe à 1013 millibars. Au dessous, on est en présence d'une zone de dépression, au dessus d'une zone anticyclonique. La vitesse du vent se mesure à l'aide d'un anémomètre et s'exprime en m/s, Km/s, miles/heure, noeuds ( miles marins/heure ) ou en degrés Beaufort.


ECHELLE DE BEAUFORT ( de 1 à 12 )


Valeurs données pour la pratique du cerf-volant 

Force

Description

m/s

Km/h

Noeuds

Effets visibles à terre

0

calme

0 à 0.2

< 1

<1

la fumée s'élève verticalement

1

très légère brise

0.3 à 1.5

1 à 5

1 à 3

le vent incline la fumée

2

légère brise

1.6 à 3.3

6 à 11

4 à 6

bruissement des feuilles

3

petite brise

3.4 à 5.4

12 à 19

7 à 10

le vent agite les feuilles

4

jolie brise

5.5 à 7.9

20 à 28

11 à 16

les petites branches remuent

5

bonne brise

7.8 à 10.7

29 à 38

17 à 21

les arbustes s'agitent

6

vent frais

10.8 à 13.8

39 à 49

22 à 27

mouvement des grandes branches

7

grand frais

13.9 à 17.1

50 à 61

28 à 33

les arbres entiers sont agités

PHYSIQUE DU CERF-VOLANT


Anatomie d'un cerf-volant

Un cerf-volant est généralement constitué d'une armature qui forme le squelette, d'une voilure destinée à recevoir l'action du vent, d'un bridage, système plus ou moins complexe de liens qui permettent de positionner l'ensemble dans l'espace et de répartir les forces en présence.

Principes du vol

Symétrie : dans la construction d'un cerf-volant, la bonne répartition des plans et des masses par rapport à l'axe de symétrie est primordiale.

Densité : ou masse surfacique d'un cerf-volant, c'est le rapport entre la masse ( exprimée en Kg ) et sa surface ( exprimée en m2 ).

L'expérience conduit à recommander les valeurs suivantes en utilisation courante :
- densité inférieure à 0,2 : appareil adapté à un vent faible
- densité comprise entre 0,2 et 0,5 : appareil adapté à un vent moyen
- densité supérieure à 0,5 : appareil adapté à un vent fort

Les forces en présence
Le cerf-volant est soumis à trois forces :
- son poids, dont la résultante s'exerce en son centre de gravité, situé sur l'axe de symétrie
- la poussée du vent, dont la résultante s'exerce également sur l'axe de symétrie de l'appareil en   un point appelé centre de poussée.( dont la position est variable en fonction de l'incidence du   cerf-volant ). Cette poussée qui s'applique perpendiculairement au plan de voilure peut être   décomposée en une composante verticale, la portance et en une composante horizontale, la   traînée.
- la traction exercée par la ligne de retenue sur le point d'accrochage du cerf-volant.

En positionnant judicieusement le point d'accrochage sur la bride, on fait coïncider centre de poussée ( variable ) et centre de gravité ( fixe ), ce qui a pour effet de stabiliser le cerf-volant, tandis que la portance, si elle est supérieure à son poids ( ce qui dépend de la force du vent et de sa densité ), a tendance à le faire monter.

Pour comprendre le principe de vol d'un cerf-volant, il suffit de sortir la main par la fenêtre d'une voiture en marche : si la main est horizontale, elle glisse entre les lames d'air. Si elle est verticale, elle est repoussée vers l'arrière. Légèrement oblique, elle a tendance à monter.

Les cerfs-volants pilotables obéissent aux mêmes lois générales, mais ils sont dotés de deux, voire quatre lignes de retenue qui permettent d'influer sur la position relative du centre de pression et du centre de gravité.

Un déplacement du centre de pression vers l'aile droite ou gauche du cerf-volant entraîne une rupture de l'équilibre initial en créant un couple de forces par rapport au centre de gravité qui est fixe sur l'axe de symétrie. Ce déséquilibre fait passer l'appareil de phase statique à une phase dynamique.

En contrôlant la traction des ligne on peut faire suivre au cerf-volant, devenu dirigeable, des trajectoires déterminées.

TECHNIQUES DE VOL


CERF-VOLANT MONOFIL

Placez-vous dos au vent. Attachez solidement la ligne de retenue au point d'accrochage sur la bride du
cerf-volant, puis déroulez-en 15 à 20 mètres.

Tirez fermement et régulièrement sur la ligne de retenue. Vous créez ainsi une pression temporaire qui permet au cerf-volant de s'élever et de profiter rapidement des flux d'air favorables. Au besoin, accentuez cet effet en reculant de quelques pas.

Si le vent est faible et si votre appareil a du mal à s'élever, procédez par paliers :
- tirez sur la ligne de retenue pour faire décoller le cerf-volant;
- quand celui-ci est à une dizaine de mètres de hauteur, relâchez la ligne et laissez-la filer...   Votre cerf-volant perd de l'altitude, mais il gagne en longueur de ligne;
- tirez à nouveau sur la ligne en " pompant " d'un geste régulier. Votre cerf-volant s'élève à un deuxième palier, plus élevé que le premier;
- recommencez l'opération jusqu'à ce que votre appareil se maintienne seul en position dans le vent.

Problèmes et solutions

- Le cerf-volant a du mal à s'élever :
  Appareil trop lourd pour la force du vent, ou mauvais réglage du point d'attache sur la bride. Remontez le point d'attache vers la partie supérieure de la bride.
- Le cerf-volant oscille de gauche à droite
  Bride trop courte, manque de stabilité latérale. Rallongez la bride.
- Le cerf-volant effectue de grands cercles :
  Manque de stabilité longitudinale. Ajoutez une queue adaptée à la force du vent, ou rallongez la queue existante.

De façon générale, quand on décèle une anomalie dans le comportement d'un cerf-volant en vol, on doit diminuer la traction sur la ligne de retenue en " donnant de la corde " afin de permettre à l'appareil de retrouver rapidement sa place dans les couches d'air.
En cas de chute incontrôlable, on donne également du mou à la ligne de façon à atténuer le choc au sol. En tirant sur la ligne, on accentue au contraire le mouvement et l'on accroît la violence de l'impact.
Il arrive que les lignes de retenue de deux cerfs-volants se croisent... Pour les séparer sans dégâts, les pilotes se rapprochent l'un de l'autre : le point de croisement des lignes descendra à portée de mains et pourra ainsi être éliminé très facilement.

CERF-VOLANT PILOTABLE

Contrairement au monofil dont on attend la plus grande stabilité en vol, le cerf-volant de sport peut évoluer dans le vent en fonction des sollicitations qu'on lui transmet par l'intermédiaire des lignes de commande, dans un espace appelé fenêtre du vent.

Dans la fenêtre du vent, le vol est possible. A l'extérieur de cette enveloppe, le cerf-volant ne vole pas. Les limites de cette portion de sphère sont déterminés par :

- la longueur des lignes de commande qui en définit le rayon
- le sol qui en définit la limite basse
- la lisière haute qui dépend de la force du vent
- les limites droite et gauche dont les limites dépendent de la force du vent ( angle d'ouverture   de la fenêtre -   variant de 45° par vent faible à 120° par vent fort )

En évoluant dans les limites de cette fenêtre, le cerf-volant offre au vent une surface de voilure variable selon sa position. De ce fait, il est soumis à des pressions plus ou moins grandes, ce    dont le pilote se servira lors   des phases de décollage, d'évolution et d'atterrissage.

Par vent léger, le cerf-voliste débutant se cantonnera dans la partie centrale de la fenêtre et il limitera ses évolutions aux zones situées immédiatement à droite ou à gauche de l'axe du vent.

Par vent fort au contraire, il cherchera à diminuer l'importance de la traction sur les lignes de   commande,  de façon à pouvoir le contrôler plus facilement. Pour ce faire, il exploitera les   zones extrêmes de la lisière  du vent, où la propulsion est moins forte que dans l'axe du vent.

- Evolution de la pression du vent sur le cerf-volant dans la fenêtre de vol :
  La pression sur le cerf-volant est maximum dans l'axe du vent; elle décroît régulièrement de   part et d'autre de cet axe.
- Evolution de la vitesse du cerf-volant dans la fenêtre de vol :La vitesse du cerf-volant est maximum dans l'axe du vent au raz du sol; en lisières latérales de   fenêtre, elle devient nulle: le cerf-volant dévente et tombe. En lisière haute, dans l'axe du vent, il s'immobilise.


LE VOL

Après vous être conformé aux instructions de montage fournies par le fabricant...

Fixez les lignes de commande sur les points d'attache du cerf-volant.

Déroulez chaque ligne sur 25 à 40 mètres. Vérifiez que vos deux lignes sont d'égales longueurs. Procédez avec soin, cette opération est déterminante pour le succès de vos prochaines évolutions. Placez-vous dos au vent, dans l'axe de ce dernier.

Après décollage, gagnez la lisière supérieure de la fenêtre du vent et contentez-vous dans un premier temps d'effectuer des virages à gauche et à droite ( huit horizontal ), sans à-coup sur vos lignes de commande.

Progressivement, élargissez le mouvement et diminuez l'altitude; cet exercice vous permettra de tester l'amplitude de la fenêtre du vent. Evitez les piqués, les rase-mottes...

En cas de mouvements incontrôlés, ramenez progressivement le cerf-volant à vous, nez vers le ciel, afin d'éviter la chute. Si vous vous trouvez en difficulté et si le sol se rapproche dangereusement, réduisez la tension de vos lignes en avançant rapidement vers le cerf-volant. Vous limiterez ainsi le choc, et les éventuels dégâts.

TRAJECTOIRES

On dit que le cerf-volant va tout droit si sa trajectoire est rectiligne, quelque soit sa direction
- traction égale sur les lignes -
Virage à droite - traction sur la ligne droite -
Virage à gauche - traction sur la ligne gauche -

Maîtrisez en permanence la vitesse du cerf-volant. Quand l'appareil monte, il ralentit; vous devez alors reculer pour compenser sa perte de vitesse.
Au contraire, quand il descend, il prend de la vitesse et vous devez avancer pour le ralentir.

Si vous souhaitez vous poser, la meilleure façon de réussir un atterrissage, c'est de le planifier. Amenez votre cerf-volant vers la droite ou la gauche de l'axe du vent. Quand vous serez au bord de la fenêtre, là où la pression de l'air est minimum, votre appareil perdra automatiquement de la vitesse puis de l'altitude et se posera pratiquement de lui-même.                                    

   

Après quelques temps de pratique, vous vous sentirez plus à l'aise et vos mauvais réflexes auront été naturellement corrigés.